整合量测技术的新应用和定义
摘要 虽然工艺和良率控制离不开量测技术,但对于量测、整合量测、原位量测、原位传感器、工艺和设备传感器却没有形成统一的定义,因此存在严重的混淆。
整合量测法/单独量测法
相信大家对于从单独量测法和统计过程控制法向AEC/APC所需的IM和模型控制法的过渡并不陌生。
IM和单独量测法都可用于APC。虽然IM为许多IC生产厂家提供了关键的工艺控制能力,且应用越来越广,但它并不是完全替代单独量测法的万能方法。最近,VLSI Research(位于加州的圣塔克拉拉)的DanHutcheson提出了一种对IM和APC有趣的评价。他指出,总的来说,IM与单独量测法相比具有潜在的节约成本的优势,但是由于传感器的集成或对工艺设备的整合量测,供应商提高了产品的价格,从而抵消了这一优势。然而,IM使用不断增长的原因可以在Hutcheson关于AEC/APC重要性的陈述中找到答案。举例来说,AMD能够节约成本主要是因为其向成熟良率过渡的时间减少了80%。通常,脱离AEC/APC更广泛的应用领域只讨论IM是比较困难的。在这里我们对两种方法均进行了讨论。
术语定义
在半导体行业中,“整合量测”一词通常是指在某一工艺设备内部对晶圆特征或特性的测量能力。“原位量测”一词常用于描述工艺期间直接在工艺腔内部进行测量的能力,因此两者描述的状况相同。例如,在淀积工艺中使用“原位量测法”对薄膜厚度进行测量可以使薄膜淀积工具实现真正的实时工艺控制。当原位量测报告显示已达到了适合的薄膜厚度,就可以停止淀积工艺。在这一实例中,当淀积速率不稳定,或发生过量或无法预测的偏差时,原位量测法非常有用。另外,当引入材料发生变化使预期的淀积效率下降时,使用原位量测法也十分有益。
当工艺具有良好的可重复性时,就不必采用真正的原位量测法进行适当的工艺控制了,工艺完成后既可以采用IM法也可以采用单独量测法测量薄膜厚度。这一理念可以应用于批次控制方法,从而对下一批次淀积中出现的小的性能偏差进行校正。确定后道工艺量测采用整合量测法还是单独量测法十分必要,这取决于定时限制。如果量测时采用长延迟能够实现好的工艺控制,使用单独量测法就足够了。然而,当长延迟使晶圆与晶圆之间产生明显的工艺变化,就应使用整合量测法或“原位”量测法。不同的工艺或不同的工艺流程会产生不同的变量;因此,为实现适当的工艺控制就要求使用不同的量测方法。
