1.非圖案晶圓檢測(cè)系統(tǒng)

非圖案晶圓檢測(cè)系統(tǒng)用于晶圓制造商的晶圓出貨檢驗(yàn)、設(shè)備制造商的晶圓進(jìn)貨檢驗(yàn)以及使用假裸晶圓的設(shè)備狀況檢查，以監(jiān)測(cè)設(shè)備的清潔度。設(shè)備制造商在裝運(yùn)檢查時(shí)也由設(shè)備制造商在裝運(yùn)檢查時(shí)執(zhí)行設(shè)備狀態(tài)檢查，由設(shè)備制造商在設(shè)備進(jìn)貨檢查時(shí)執(zhí)行。

為了檢查設(shè)備的清潔度，將用于清潔度監(jiān)測(cè)的裸晶圓裝入設(shè)備中，然后移動(dòng)設(shè)備內(nèi)部的載物臺(tái)以監(jiān)測(cè)顆粒的增加。

下圖顯示了檢測(cè)非圖案化晶圓上缺陷的原理：

由于沒有圖案，因此無需圖像比較即可直接檢測(cè)缺陷。激光束投射到旋轉(zhuǎn)晶圓上，并沿徑向移動(dòng)，以便激光束能夠照射晶圓的整個(gè)表面。

當(dāng)激光束投射到旋轉(zhuǎn)晶圓的顆粒/缺陷上時(shí)，光將被散射并由探測(cè)器檢測(cè)到。因此，檢測(cè)到顆粒/缺陷。根據(jù)晶圓旋轉(zhuǎn)角度和激光束的半徑位置，計(jì)算并記錄顆粒/缺陷的位置坐標(biāo)。鏡面晶圓上的缺陷除了顆粒外，還包括晶體缺陷，例如COP(CrystalOriginatedParticle,晶體起源的粒子。各種硅片表面缺陷之一。它們的基本微觀結(jié)構(gòu)是八面體空隙形狀，尺寸為亞微米級(jí)。使用柴可拉斯基方法和高拉拔率制備的硅晶體在富含空位的條件下生長(zhǎng)，導(dǎo)致空位團(tuán)聚并形成晶體起源的顆粒)。

2.測(cè)試元件組

→是用于確定芯片是否正在運(yùn)行的測(cè)試芯片。

晶圓上有幾個(gè)具有不尋常圖案的芯片。它包含一個(gè)特殊的測(cè)試元件，由與普通die相同的工藝形成。由于IC的晶體管、二極管、電阻和電容器太小，無法在過程中進(jìn)行測(cè)試，因此測(cè)試元件組用于在此過程中進(jìn)行質(zhì)量控制。

在切割道中創(chuàng)建的測(cè)試結(jié)構(gòu)。

需要給出一個(gè)測(cè)試結(jié)構(gòu)，可以測(cè)量切割道中的測(cè)試參數(shù)，切割道是要通過切割切斷的部分。

切割道：芯片之間的邊界，表示芯片和芯片之間的間隙作為分隔線，用于將晶圓劃分為單個(gè)芯片。工藝完成后，需要將die一一切割，如果die和die之間沒有自由空間，則可以切斷die，因此用切割道排版die。

3.CD-SEM

CD(CriticalDimention關(guān)鍵尺寸)SEM（CD-SEM：關(guān)鍵尺寸掃描電子顯微鏡）是一種專用系統(tǒng)，用于測(cè)量半導(dǎo)體晶圓上形成的精細(xì)圖案的尺寸。CD-SEM主要用于半導(dǎo)體電子器件的生產(chǎn)線。

與通用SEM不同的三個(gè)主要CD-SEM功能：

(1).照射到樣品上的CD-SEM初級(jí)電子束具有1keV或以下的低能量。降低CD-SEM電子束的能量可以減少由于電荷或電子束照射而對(duì)樣品的損壞。

(2).CD-SEM測(cè)量精度和可重復(fù)性通過最大限度地改進(jìn)放大倍率校準(zhǔn)來保證。CD-SEM的測(cè)量重復(fù)性約為測(cè)量寬度的1%3σ。

(3).晶圓上的精細(xì)圖案測(cè)量是自動(dòng)化的。將樣品晶圓放入晶圓盒（或Pod/FOUP）內(nèi)，該盒放置在CD-SEM上。尺寸測(cè)量的條件和程序預(yù)先輸入到recipe中(這里recipe是指輸入到制造系統(tǒng)（如CD-SEM）中的程序（程序，處理方法，參數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的集合）。當(dāng)測(cè)量過程開始時(shí)，CD-SEM將自動(dòng)將樣品晶圓從盒中取出，將其加載到CD-SEM中并測(cè)量樣品上的所需位置。測(cè)量完成后，晶圓將返回到盒中。

CD-SEM使用SEM圖像的灰度（對(duì)比度）信號(hào):

(1).首先，光標(biāo)（位置指示器）指定SEM圖像上的測(cè)量位置;

(2).然后獲得指定測(cè)量位置的線輪廓。線剖面基本上是指示被測(cè)特征尺寸的剖面變化信號(hào);

(3).線輪廓用于獲取指定位置的尺寸。CD-SEM通過計(jì)算測(cè)量區(qū)域中的像素?cái)?shù)來自動(dòng)計(jì)算尺寸。

光刻膠線的SEM圖像頂部繪制的線輪廓圖

光刻膠線的橫截面圖與SEM圖像之間的關(guān)系(如下左圖)；如果線橫截面(如下右圖)所示呈梯形，則頂部和底部的寬度將不同。在這種情況下，需要在上面提到的recipe程序中指定測(cè)量的位置及高度位置。

一般來說，關(guān)鍵尺寸測(cè)量主要在晶圓制造過程的以下操作中進(jìn)行:

(1).開發(fā)后光刻膠圖案的關(guān)鍵尺寸測(cè)量;

(2).測(cè)量蝕刻后的接觸孔直徑/通孔直徑和接線寬度。