忘備録＞半導体製造工程は非常に複雑で、各工程にはそれぞれ特有の検査項目があります。
半導体製造工程は非常に複雑で、各工程にはそれぞれ特有の検査項目があります。より詳しく説明するために、前工程と後工程に分けて、主要な検査項目とその内容、使用する装置について解説します。
1. 前工程 (ウェーハプロセス)
ウェーハ製造
検査項目:
表面欠陥: スクラッチ、ピット、パーティクルなどの欠陥を検出します。
平坦度: ウェーハ表面の凹凸を測定します。
結晶欠陥: 転位、積層欠陥などの結晶構造の欠陥を検出します。
酸素濃度: シリコン結晶中の酸素濃度を測定します。
検査装置:
レーザー顕微鏡
光干渉計
X線トポグラフィ装置
フーリエ変換赤外分光光度計 (FTIR)
酸化
検査項目:
膜厚: 酸化膜の厚さを測定します。
均一性: 膜厚のばらつきを評価します。
欠陥: ピンホール、パーティクルなどの欠陥を検出します。
屈折率: 酸化膜の屈折率を測定します。
検査装置:
分光エリプソメーター
膜厚計
光学顕微鏡
成膜
検査項目:
膜厚: 成膜された膜の厚さを測定します。
均一性: 膜厚のばらつきを評価します。
密着性: 下地との密着性を評価します。
欠陥: ピンホール、パーティクル、ボイドなどの欠陥を検出します。
応力: 膜に生じている応力を測定します。
組成: 膜の組成を分析します。
検査装置:
分光エリプソメーター
膜厚計
走査型電子顕微鏡 (SEM)
透過型電子顕微鏡 (TEM)
X線回折装置 (XRD)
X線光電子分光法 (XPS)
フォトリソグラフィ
検査項目:
レジストの膜厚: レジストの厚さを測定します。
パターン寸法: 転写されたパターンの線幅などを測定します。
位置ずれ: 設計値からのパターンの位置ずれを測定します。
欠陥: レジストの欠陥、パターン欠陥などを検出します。
検査装置:
走査型電子顕微鏡 (SEM)
光学顕微鏡
計測SEM (CD-SEM)
オーバーレイ計測装置
エッチング
検査項目:
エッチング形状: エッチングされた形状を検査します。
寸法: エッチングされた部分の寸法を測定します。
残渣: エッチング後に残った残渣を検出します。
異方性: エッチングの異方性を評価します。
検査装置:
走査型電子顕微鏡 (SEM)
透過型電子顕微鏡 (TEM)
原子間力顕微鏡 (AFM)
イオン注入
検査項目:
注入量: 注入されたイオンの量を測定します。
深さ: イオンが注入された深さを測定します。
分布: イオンの濃度分布を測定します。
検査装置:
二次イオン質量分析法 (SIMS)
ラザフォード後方散乱分光法 (RBS)
洗浄
検査項目:
パーティクルの数: ウェーハ表面に付着したパーティクルの数を測定します。
サイズ: パーティクルのサイズを測定します。
残留物の有無: 洗浄後に残った残留物を検出します。
検査装置:
レーザーパーティクルカウンター
全反射蛍光X線分析装置 (TXRF)
CMP (化学機械研磨)
検査項目:
平坦度: 研磨後のウェーハ表面の平坦度を測定します。
研磨レート: 研磨速度を測定します。
欠陥: スクラッチ、ディッシング、エロージョンなどの欠陥を検出します。
検査装置:
光干渉計
走査型白色干渉計
2. 後工程 (組立・検査)
ダイシング
検査項目:
切断精度: チップの切断位置の精度を測定します。
チップの破損: チップのクラック、チッピングなどを検出します。
検査装置:
光学顕微鏡
自動外観検査装置 (AOI)
ボンディング
検査項目:
接続強度: ワイヤやバンプの接続強度を測定します。
位置ずれ: ワイヤやバンプの位置ずれを測定します。
欠陥: ワイヤの断線、バンプの剥離などを検出します。
検査装置:
引張試験機
超音波顕微鏡
X線検査装置
モールド
検査項目:
封止状態: 樹脂の充填状態、ボイドなどを検査します。
気泡: 樹脂中の気泡を検出します。
クラック: パッケージのクラックを検出します。
検査装置:
X線検査装置
超音波顕微鏡
赤外線カメラ
マーキング
検査項目:
印字内容: 印字された文字が正しいかを確認します。
位置: 印字位置が正しいかを確認します。
検査装置:
光学顕微鏡
自動外観検査装置 (AOI)
最終検査
検査項目:
電気的特性検査: チップの電気的特性を測定します。
動作試験: チップが正常に動作するかを確認します。
信頼性試験: 温度サイクル試験、高温高湿試験などを行い、チップの信頼性を評価します。
検査装置:
テスタ
バーンイン試験装置
信頼性試験装置
上記は代表的な検査項目と装置であり、実際の検査では、製造する半導体の種類や工程によって、さらに多くの検査項目や装置が使用されます