微分析技术与缺陷改善工程探讨

微分析技术在IC工业中的应用范围极广，几乎所有质保、产品合格率提升及可靠性测试的故障分析、工艺研发、线上缺陷改善以及工艺稳定性控制等，都需要微分析技术的支援，尤其IC晶片的品质主要是由电性参数决定，而电性的好坏则依靠所用材料及工艺的品质来决定，而微分析技术则可以协助做材料及工艺品质的鉴定及改善。

随着元件尺寸微小化趋势，2014年已进入26 nm以下的设计准则（design rule）。因此对IC晶片中的缺陷大小及杂质浓度的容忍度已愈来愈严格。表9-30为设计准则对缺陷大小的容忍度。而对杂质浓度的检测范围则视不同工艺步骤及材料而定，目前很多已要求达到109atom/cm3或1012～1016atom/cm3水准，如硅基板表面或内部的金属污染（Na，Fe，Cu等）。所以对分析仪器的能力及种类的需求也较以往严格许多。

表9-30　全球IC工艺发展趋势与缺陷容忍度

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就微分析仪在半导体工业中与IC工业的应用而言，可以大概分为线上检测（in-line monitoring）及离线检测（off-line monitoring）两大类。

（1）线上检测用在生产线上做快速自动化且非破坏（性）之检测，如工艺稳定性监测、品管抽验或是缺陷分析改善等。例如利用TXRF来监控线上重金属污染、利用XRF来测量BPSG或BP-TEOS中硼（B）磷（P）含量、使用FTIR来测定硅晶片中氧含量、利用In-line CD-SEM来测量重要层次尺寸或使用In-line Defect Review SEM/EDS做缺陷复验及元素组成分析等。

（2）离线检测主要使用在故障分析、合格率分析及工艺研发，或支援线上缺陷改善等工作。而分析仪器本身亦都不具备线上即时分析能力。