校準晶圓標準

使用聚苯乙烯微球顆粒校準晶圓標準品

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Applied Physics 提供使用粒度標準的校準晶片標準來校準 KLA-Tencor Surfscan SP1、KLA-Tencor Surfscan SP2、KLA-Tencor Surfscan SP3、KLA-Tencor Surfscan SP5、KLA-Tencor Surscan SP5xp、Surfscan 6420、Surfscan 6220 的尺寸精度、Surfscan 6200、ADE、Hitachi 和 Topcon SSIS 工具和晶圓檢測系統。 我們的 2300 XP1 粒子沉積系統可以使用 NIST Traceable、PSL Spheres（聚苯乙烯乳膠粒徑標準）和二氧化矽粒徑標准在 100mm、125mm、150mm、200mm 和 300mm 矽晶片上沉積。

半導體計量經理使用這些 PSL 校準晶片標準來校準 KLA-Tencor、Topcon、ADE 和 Hitachi 製造的掃描表面檢測系統 (SSIS) 的尺寸響應曲線。 PSL 晶圓標準還用於評估 Tencor Surfscan 工具在矽或薄膜沉積晶圓上掃描的均勻性。

校準晶片標準品用於驗證和控制SSIS工具的兩個規格：特定粒徑的尺寸精度以及每次掃描過程中整個晶片的掃描均勻性。 校準晶圓通常以一種完整的沉積形式提供，通常只有一種粒徑，通常在50nm和12微米之間。 通過在整個晶圓上進行沉積，即進行完整沉積，晶圓檢查系統會在顆粒峰上鍵入，操作員可以輕鬆確定SSIS工具是否符合此規格。 例如，如果晶圓標準是100nm，並且SSIS工具掃描95nm或105nm處的峰，則SSIS工具無法校準，可以使用100nm PSL晶圓標准進行校準。 掃描晶圓標準品還告訴技術人員，SSIS工具在PSL晶圓標準品上的檢測效果如何，尋找在均勻沉積的晶圓標準品上粒子檢測的相似性。 晶圓標準表面以特定的PSL尺寸沉積，沒有晶圓的任何部分未沉積有PSL球。 在掃描PSL晶圓標準品的過程中，整個晶圓的掃描均勻性應表明SSIS工具在掃描過程中並未忽略晶圓的某些區域。 全沉積晶片的計數精度是主觀的，因為兩種不同的SSIS工具（沉積站點和客戶站點）的計數效率不同，有時高達50％。 因此，使用SSIS工具204計數並在2500計數時具有1nm高精度尺寸峰的相同粒子晶圓標準品，可以在客戶現場由SSIS 2掃描，並且同一204nm峰的計數可以在1500計數之間的任何地方計數到3000個計數。 這兩個SSIS工具之間的計數差異是由於在兩個單獨的SSIS工具中運行的每個PMT（光電倍增管）的激光效率所致。 通常，由於兩個晶片檢查系統的激光功率差異和激光束強度，兩個不同晶片檢查系統之間的計數精度通常會有所不同。

校準晶片標準品，全沉積，5um –校準晶片標準品，點沉積，100nm

PSL校準晶圓標準品有兩種沉積類型：上面顯示的完全沉積和點沉積。

可以沉積聚苯乙烯乳膠珠（PSL Spheres）或二氧化矽納米顆粒。

具有點沉積的PSL晶圓標準品用於校準SSIS工具在一個或多個尺寸峰處的尺寸精度。

具有點沉積的校準晶圓標準的優勢在於，沉積在晶圓上的 PSL 球體的點清晰可見，並且點沉積周圍的剩餘晶圓表面沒有任何 PSL 球體。 優點是隨著時間的推移，可以判斷校準晶圓標準何時太髒而不能用作尺寸參考標準。 點沉積將所有所需的 PSL 球體強制沉積到晶圓表面的受控點位置； 因此，結果是很少的 PSL 球體和改進的計數精度。 Applied Physics 使用採用 DMA（差分遷移率分析儀）技術的 2300XP1 型，以確保沉積的 NIST 可追踪 PSL 大小峰準確並參考 NSIT 大小標準。 CPC 用於控制計數精度。 DMA 旨在從粒子流中去除不需要的粒子，例如雙峰和三峰。 DMA 還設計用於去除顆粒峰左側和右側不需要的顆粒； 從而確保單分散粒子峰沉積在晶圓表面。 不使用 DMA 技術進行沉積會使不需要的雙線態、三線態和背景粒子與所需的粒子尺寸一起沉積在晶圓表面。

PSL校準晶圓標準品的生產技術
PSL晶圓標准通常以兩種方式生產：直接沉積和DMA控制沉積。

Applied Physics 能夠同時使用 DMA 沉積控制和直接沉積控制。 DMA 控制通過提供非常窄的尺寸分佈以及沉積在背景中的最小霧度、雙聯體和三聯體來提供 150nm 以下的最大尺寸精度。 還提供了出色的計數精度。 PSL 直接沉積提供從 150nm 到 5 微米的良好沉積。

直接沉積

直接沉積法使用單分散的聚苯乙烯膠乳球體源或單分散的二氧化矽納米顆粒源，稀釋至合適的濃度，與高度過濾的氣流或乾燥的氮氣流混合，並均勻沉積在矽晶片或空白光掩模上，進行全沉積或斑點沉積。 直接沉積的成本較低，但是尺寸精度較低。 它最適合用於1微米至12微米的PSL尺寸沉積。

如果比較幾家生產相同尺寸的聚苯乙烯乳膠球的公司，例如在204nm處，則兩家公司生產的兩種PSL沉積物的峰尺寸差異可能高達3％。 製造方法，測量儀器和測量技術造成了這種差異。 這意味著當從瓶源中以“直接沉積”方式沉積聚苯乙烯乳膠球時，不通過差動遷移率分析儀分析沉積的尺寸，結果將是任何大小變化，這就是聚苯乙烯乳膠球瓶源中的大小變化。 DMA具有隔離非常特定的大小峰的能力

差分遷移率分析儀，DMA顆粒沉積

第二種更精確的方法是DMA（差動分析儀）沉積控制。 DMA控制允許手動或通過自動配方控制來控制要沉積的PSL球和二氧化矽顆粒等關鍵參數，例如空氣流量，氣壓和DMA電壓。 DMA已按照NIST標准在60nm，102nm，269nm和895nm處進行校準。 用去離子水將PSL球和二氧化矽顆粒稀釋至所需濃度，然後霧化成氣溶膠，然後與乾燥空氣或乾氮混合以蒸發每個球或顆粒周圍的去離子水。 右側的框圖描述了該過程。 然後將氣溶膠流中和，以去除顆粒空氣流中的雙電荷和三電荷。 然後通過使用質量流量控制器的高精度氣流控制將顆粒流導入DMA。 使用高精度電源進行電壓控制。 DMA從氣流中分離出所需的顆粒峰，同時還去除了所需大小峰左側和右側的不需要的背景顆粒。 DMA根據NIST尺寸校準以所需的精確尺寸提供了一個狹窄的粒徑峰。 然後將其導向晶片表面進行沉積。 所需的粒子峰的分佈寬度通常為3％或更少，以全沉積的形式均勻地沉積在整個晶圓上，或者在晶圓周圍的任何點（稱為SPOT沉積）的一個小圓點上沉積。 同時監視顆粒計數，以了解晶片表面的計數。 使用NIST可追踪尺寸標准進行DMA校準，可確保尺寸峰的尺寸高度準確； 狹小，可為KLA-Tencor SP1和KLA-Tencor SP2，SP3，SP5或SP5xp晶圓檢查系統提供出色的粒度校準。

如果將來自兩個不同製造商的204nm PSL球用於DMA控制的粒子沉積系統，則DMA將從兩個不同的PSL瓶中分離出相同的精確尺寸峰，從而將精確的204nm沉積到晶片表面上。

DMA控制的粒子沉積系統能夠提供更好的計數精度，以及整個沉積過程的計算機配方控制。 此外，基於DMA的系統可以沉積二氧化矽納米顆粒，粒徑在50nm到2微米之間。

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