検査・計測とは?――半導体は「作る技術」と「測る技術」でできている
膜厚、CD、Overlay、Defect、Particle、SEM、Optical Metrology、SPCと工程Feedbackの役割を解説する。
まず結論
半導体製造は、装置で処理しただけでは成立しません。狙った構造になったかを測り、その結果を次の製造へ戻すことで量産が成立します。
Inspectionは欠陥を探す意味が強く、Metrologyは寸法・膜厚・位置等を定量化する意味で使われます。
何を測る?
- Film Thickness
- Critical Dimension(CD)
- Profile
- Overlay
- Defect
- Particle
- Surface Roughness
- Composition
- Electrical Characteristics
一つの測定器ですべてを見ることはできません。
OpticalとElectron Beam
Optical Inspectionは高速に広い面積を検査しやすい一方、微小Defectの識別には限界があります。
SEMは高いSpatial Resolutionを持ちますが、測定速度やVacuum、Electron Beam Damage等とのTrade-offがあります。
CD-SEM
微細PatternのCritical Dimensionを測定します。ただし「画像から線幅を読む」だけではなく、Edge Detection、Charging、Pattern形状、Measurement Recipeなどが結果へ影響します。
Film Thickness
Ellipsometry、Reflectometry、X-ray系など、材料と膜構成に応じて方法を使い分けます。
Inline Control
すべてのWaferを全項目測るのは現実的でないため、SamplingとStatistical Process Controlを利用します。
異常傾向を早期検知し、装置ConditionやRecipeへFeedbackします。
Yieldとの関係
検査は価値を直接作らないように見えますが、不良を早く見つけるほど後工程で高い付加価値を積んだ後にScrapする損失を減らせます。
Advanced PackagingやFOPLPでは、工程後半ほどPanel価値が高くなるため、どこで検査を挟むかは経済リスク管理にもつながります。
次に読む
- 歩留まりとは?
- CDとは?
- 半導体検査装置とは?
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