文档介绍：第 33卷第 6期稀有金属 2009年 12 月
Vol1 33 No1 6 CHINESE JOURNAL1 OF RARE METALS Dec1 2009
测试方法对硅片表面微粗糙度测量结果影响的研究
孙燕* , 李莉, 孙媛, 李婧璐, 李俊峰, 徐继平
(北京有色金属研究总院有研半导体材料股份有限公司, 北京 100088)
摘要: 随着大规模集成电路的快速发展, 硅片表面微粗糙度对于器件制造的影响也越来越受到人们的重视。介绍了几种测量硅片表面微粗糙
度的测试方法, 并将它们分成三类, 简单阐述了每一类测试方法的测试原理, 影响测试结果的因素, 从实际应用的角度详细阐述了这三类测
试方法的适用情况、通过详细的测试数据及图形对这三类测试方法进行了分析, 并对这三类测试方法进行了比较。最后简单介绍了纳米形貌
和硅片表面微粗糙度之间的关系。
关键词: 表面微粗糙度; 测量; 硅片
do:i 10. 3969 /.j issn. 0258- 7076. 2009. 06. 024
中图分类号: TN307 文献标识码: A 文章编号: 0258- 7076( 2009) 06- 0884- 05
硅片微粗糙度是随着大规模集成电路的发展包括原子力显微镜( AFM)及其他扫描探针显
而被引起广泛关注的, 因为相对一般的机械加工微镜、光学轮廓仪、高分辨机械探针系统。
表面而言, 其绝对值很小, 因此常常被称为微粗糙轮廓测量仪器是通过测量表面形貌并导出粗
度。通常它以纳米为单位表征硅片表面最高点和糙度统计, 如从一系列高度数据得到均方根微粗
最低点的高度差别, 是硅片表面纹理的标志, 对芯糙度 R q。原子力显微镜, 机械和光学剖面(轮廓)
片制造来讲, 表面微粗糙度的控制非常重要, 因为仪的高空间频率极限分别和机械触点的半径或激
在器件制造中, 硅片上非常薄的介质层的击穿都光斑点的直径和强度分布近似, 它们的响应函数
有着负面影响。因此它常常被用于一个硅片最终是复杂的, 并且在某些情况下是探针和被测表面
产品的正表面和背表面粗糙程度的确定, 最常用的综合效果[ 1] 。
在硅抛光片上, 也被用于硅的切割、研磨或磨削、( 2)干涉显微镜( InterferenceM icroscope)
腐蚀等各种被加工后的表面粗糙程度的测定。目仪器的高端空间频率极限是由调焦光学限定,
前, 硅片微粗糙度测量的方法较多。由于测量原理或者在某些情况下由探测器阵列的象素间隔所决
和测量精度不同, 每种测量方法都有自己的优点定。目前应用在硅片表面的光学轮廓仪多采用的
和缺点, 如何选择测试仪器, 以适应于不同情况下是白光干涉的原理, 它既可以测量抛光片, 也可对
对硅片表面质量的检测和控制, 是所有相关产业研磨、切割表面进行测量, 相对原子力显微镜要方
人员普遍关心的问题[ 1~ 5 ] 。本文通过对硅片表面利便快捷的多, 是目前比较适合作为硅片粗糙度测
用不同的仪器进行比较测试研究, 探讨了不同测量的设备[ 2] 。
试方法对表面粗糙度的影响规律, 对测试仪器的( 3)散射仪( Scattering Instruments)
选择和使用将具有重要参考价值。包括角分辨光散射仪、全积分散射仪、扫描表
面检查系