半导体薄膜:用电容测量厚度
导电薄膜的制备
在半导体行业，薄膜在硅和其他晶圆材料上一次沉积一个原子层。这些极薄涂层的厚度非常重要，因为薄膜厚度会影响晶圆的电气、光学和机械性能。对于半导体，可沉积导电金属膜或非导电金属氧化物膜。有两种主要的薄膜涂层方法，化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD），这两种方法都使用多种工艺。
由于半导体晶圆的镀层很薄，厚度测量要求很高的精度和精度。然而，厚度变异性往往很高。如果检查未能检测到厚度的差异，涂层晶圆可能会进行进一步的加工，这增加了制造浪费。可以使用不同的厚度测量方法，但基于电容的测量有几个优点。这包括测量非导电薄膜的能力，更简单的样品设置，现场测量，无损测试和晶圆处理速度(高达每小时20)。
为什么是电容？
利用电容测量导电薄膜的台阶高度和厚度
电容是电荷的变化与相应的电势变化(即电压)之比。采用平行板技术，可提高生产效率
探头用作其中一块板，接地目标用作另一块板。探针和目标之间形成的电容随这两个表面之间的距离（间隙）而变化。放大器将间隙的电容转换成与间隙成比例的输出电压。非导电薄膜涂层很难测量，但电容可以在亚微米水平上精确测量。
与其他厚度测量方法不同，电容不需要探头和目标之间的接触。没有机械负载、探头或目标磨损或目标变形。电容式探头的成本也明显低于激光干涉仪，但在稳定性和性能方面可以与这些更昂贵的设备相媲美或超越。电容式探头也可以在非常强的磁场和真空条件下工作。重要的是，电容测量是一种可以在现场进行的无损技术，因此在需要进行大容量材料测试时是最佳的。
薄膜厚度测量的破坏性技术包括机械横切、离子束横切、角度研磨、Calo测试和TEM片层制备。无论这个过程是将样品切成两半，还是只去除一小部分表层，涂层(如果不是整个样品)都会被改变。即使这一过程只是局部破坏，也有多个步骤(如切割、包埋和研磨)，使样品制备复杂化。另外，由于破坏性技术不支持原位测量，必须使用显微镜和微观分析。
电容测量解决方案
实时数据被捕获并发送到MTI数字Accumeasure
爱游戏ayxdota2MTI仪器提供非接触式、基于电容的解决方案，可以轻松和精确地测量薄膜厚度。例如,形式发票300iSA是一种台式半自动计量系统，具有三维晶圆成像的全表面扫描能力。其比较功能支持沉积前后的厚度测量，以确定整个晶圆表面的薄膜厚度。对于导电金属膜和非导电金属氧化物膜，Proforma 300iSA可用于厚度范围为1000µm的3、6、8或12英寸晶片。本应用笔记描述了10 μ m薄膜的厚度测量。
对于工厂测量而不是桌面测量，MTI的Accumeasure系列电容传感器提供高水平的稳定性、可重复性和准确性。在金属氧化膜形成过程中，沉积室内的电容探头可以通过检测阻抗变化并使用同位接地电极来测量介质材料的厚度。Accumeasure系统中的放大器位于腔室外部，并将高可靠的电容电场测量转换为高度精确的24位数字读数。数字Accumeasure技术也可用于现场测量导电的电影.
Proforma 300iSA和Digital Accumeasure简化了样品制备，消除了破坏性测试对后续显微镜和显微镜分析的需求。这些电容式仪器还具有易于使用的界面，允许用户将数据导出到熟悉的电子表格程序，如Microsoft Excel.MTI数字Accumeasure提供纳米精度，并支持用于测量厚度、定位、运动和振动的其他半导体应用。Proforma 300iSA还能够进行晶圆厚度、厚度变化、弯曲、扭曲、sori、现场和全局平面度测量。
结论
半导体行业可以使用各种方法来测量极端薄膜的厚度，但MTI仪器的市场验证基于电容的解决方案提供了一种非接触、非破坏性的方法来测量导电和非导电涂层的精度和准确性。爱游戏ayxdota2MTI公司的Proforma 300iSA和Digital Accumeasure简化了样品制备和测量，降低了项目成本和时间表。当评估薄膜厚度的精确测量方案时，这些系统的可检测厚度范围和数据处理能力也是重要的考虑因素。
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