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表面缺陷检测系统

半导体制造

半导体表面缺陷检测系统

Calibrating Surface Defect Inspection Systems半导体器件在不增加成本或损耗的情况下,性能和复杂性继续增长。这在很大程度上是由于半导体制造业能够不断缩小器件特性,让更多的元件(主要是晶体管)集成到更小的封装中。五十年来,CPU技术遵循摩尔定律,即每个集成电路的元件数量每年将翻一番。

随着设备尺寸的减小,较小的粒子会损坏或“杀死”部件。这些“致命缺陷”必须在制造过程中检测到,并做好改进措施,以达到并保持较高的制造产量。表面检测系统是应用于半导体集成电路制造的先进过程控制(APC)的重要组成部分,用于查找晶圆和光罩表面的缺陷。

不同类型的缺陷,包括:

流程缺陷 – 当流程未按预期运行时发生的缺陷。它会导致材料缺失或晶体管边缘变圆而非直边等问题。

粒子缺陷 – 当粒子进入元件的敏感部分(如晶体管的沟槽)时发生。

  • 如果粒子将沟槽的侧面连接到一起,将导致短路。
  • 如果粒子阻止材料沉积,则会产生空隙。空隙会阻止传导并损坏组件。

缺陷有许多不同的来源,从材料、工艺、设备到加工基板(晶圆)本身。为了查明缺陷的根源,在制造过程的每个阶段都要对晶圆进行检查。不同的检验阶段需要不同的计量工具。

检查的第一阶段是在裸晶圆上。后一阶段包括用均匀薄膜检查晶片。裸晶圆片和薄膜称为无图案表面,检查它们是否有可能成为致命缺陷的粒子。这些检查阶段旨在:

  1. 检查过程中涉及的不同工具,确保它们不会产生缺陷。
  2. 当某一过程因未知原因产生大量缺陷时,检测污染迁移。

还必须检查光刻技术中用于在薄膜上打印图案的光刻掩模(分划板)是否存在嵌入光刻掩模图案中的缺陷(“硬缺陷”)和落在光刻掩模表面上的粒子(“软缺陷”)。较大的硬缺陷或软缺陷将导致在晶圆的每个模具上打印的图案中出现缺陷(“可打印缺陷”)。无图案光罩(分划板)检查系统检查掩模表面是否存在可打印缺陷。

非模式化晶圆和非模式化网线检查系统必须经过适当校准和鉴定,可靠的检测出致命缺陷和可打印缺陷。使用已知材料颗粒沉积的晶圆和光罩校准标准以及精确控制的颗粒大小和数量对于有效的设备校准至关重要。MSP很乐意提供这些校准标准和用于生产这些标准的设备,帮助半导体制造商和设备供应商在各个阶段检测表面缺陷。 

 

半导体客户

我们拥有广泛的半导体客户,每种类型的客户都以不同的方式使用我们的半导体计量产品和服务。

集成设备制造商(IDM)

需要它做什么? IDM使用先进的过程控制制造设备,以最大限度地提高制造产量和产品可靠性.

他们如何使用? IDM需要校准他们的检测和缺陷审查系统,并希望减少工具之间的可变性。最终目标是了解其检测系统在安装和连续使用时的性能,以便系统在制造过程中造成重大产品损失之前能够发现“致命缺陷”。(“致命缺陷”指的是足以使设备失效的缺陷,可小至10nm。)MSP提供高度自动化的粒子沉积系统,该系统产生用于检查系统校准、鉴定和性能监控的定制晶圆校准标准。了解检测系统的优势和局限性可以使IDM最终提高可行微芯片的产量。

加工工具OEM商

加工工具ORM商需要它做什么? 工艺工具原始设备制造商制造用于制造微芯片的设备(帮助完成数百个工艺步骤中的一些步骤的设备),并且需要校准标准和检查/缺陷审查系统。校准标准支持开发过程工具/设备所需的计量,并支持客户使用的过程控制。检查/缺陷审查系统帮助他们开发设备和工艺。

他们如何使用? 工艺工具原始设备制造商使用检查和缺陷审查系统来分析他们开发的工具的输出(例如,胶片质量),并试图确定其设备和工艺产生的污染粒子的来源。他们使用由MSP开发的高质量定制晶圆和分划板校准标准来校准和监控其检测系统的性能。他们还使用MSP粒子沉积系统开发自己的校准标准和检验工具配方,以满足每个客户的过程控制需求。

检测工具OEM商

需要它做什么? 检测工具OEM商制造晶圆和网线检查系统/工具,并需要验证其检查系统检测缺陷时是否具有足够的灵敏度和可靠性。

他们如何使用? 检测工具OEM商需要描述其系统的性能-每个系统都需要在具有特定薄膜或表面光洁度的特定基板上检测到特定粒径。为了验证检测系统性能并校准设备,需要使用适当粒径、形状和成分的粒子沉积测试晶片或分划板。MSP为检测工具OEM商提供沉积晶圆和分划板(光罩)测试和校准其设备。我们还提供设备出售给最终用户时随附的一致性标准,以便他们可以定期检查/验证工具的性能。

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