白光干涉儀檢測單晶硅應用

1、硅晶圓的粗糙度檢測

在半導體產業中，硅晶圓的制備質量直接關系著晶圓IC芯片的制造質量，而硅晶圓的制備，要經過十數道工序，才能將一根硅棒制成一片片光滑如鏡面的拋光硅晶圓，如下圖所示，提取表面一區域進行掃描成像。

硅晶圓粗糙度測量

上圖中制備好的拋光硅晶圓表面輪廓起伏已在數納米以內，其表面粗糙度在0.5nm左右，由于其粗糙度精度已到亞納米量級，而在此量級上，接觸式輪廓儀和一般的非接觸式儀器均無法滿足檢測要求，只有結合了光學干涉原理和精密掃描模塊的光學3D表面輪廓儀才適用。

2、晶圓IC的輪廓檢測

晶圓IC的制造過程可簡單看作是將光罩上的電路圖通過UV蝕刻到鍍膜和感光層后的硅晶圓上這一過程，其中由于光罩中電路結構尺寸極小，任何微小的粘附異物和瑕疵均會導致制造的晶圓IC表面存在缺陷，因此必須對光罩和晶圓IC的表面輪廓進行檢測。下圖是一塊蝕刻后的晶圓IC，使用光學3D表面輪廓儀對其中一個微結構掃描還原3D圖像，并測量其輪廓尺寸。

晶圓IC減薄后的粗糙度檢測

在硅晶圓的蝕刻完成后，根據不同的應用需求，需要對制備好的晶圓IC的背面進行不同程度的減薄處理，在這個過程中，需要對減薄后的晶圓IC背面的表面粗糙度進行監控以滿足后續的應用要求。在減薄工序中，晶圓IC的背面要經過粗磨和細磨兩道磨削工序，下圖是粗磨后的晶圓IC背面，選取其中區域進行成像分析。