白光干涉仪检测单晶硅

白光干涉仪检测单晶硅应用

1、硅晶圆的粗糙度检测

在半导体产业中，硅晶圆的制备质量直接关系着晶圆IC芯片的制造质量，而硅晶圆的制备，要经过十数道工序，才能将一根硅棒制成一片片光滑如镜面的抛光硅晶圆，如下图所示，提取表面一区域进行扫描成像。

硅晶圆粗糙度测量

上图中制备好的抛光硅晶圆表面轮廓起伏已在数纳米以内，其表面粗糙度在0.5nm左右，由于其粗糙度精度已到亚纳米量级，而在此量级上，接触式轮廓仪和一般的非接触式仪器均无法满足检测要求，只有结合了光学干涉原理和精密扫描模块的光学3D表面轮廓仪才适用。

2、晶圆IC的轮廓检测

晶圆IC的制造过程可简单看作是将光罩上的电路图通过UV蚀刻到镀膜和感光层后的硅晶圆上这一过程，其中由于光罩中电路结构尺寸极小，任何微小的粘附异物和瑕疵均会导致制造的晶圆IC表面存在缺陷，因此必须对光罩和晶圆IC的表面轮廓进行检测。下图是一块蚀刻后的晶圆IC，使用光学3D表面轮廓仪对其中一个微结构扫描还原3D图像，并测量其轮廓尺寸。

晶圆IC减薄后的粗糙度检测

在硅晶圆的蚀刻完成后，根据不同的应用需求，需要对制备好的晶圆IC的背面进行不同程度的减薄处理，在这个过程中，需要对减薄后的晶圆IC背面的表面粗糙度进行监控以满足后续的应用要求。在减薄工序中，晶圆IC的背面要经过粗磨和细磨两道磨削工序，下图是粗磨后的晶圆IC背面，选取其中区域进行成像分析。