工艺和器件评估（十二）

用于化学分析的电子分光镜（ESCA）

解决表面污染物问题通常需要了解其化学状态。对表面氯元素的观测，俄歇电子谱结果并不能确定它是以盐酸或三氯化苯的形式存在的。对氯形态的确定有利于了解和消除污染的来源。

用于化学分析的电子分光镜（ESCA）是一种可用来决定表面化学性质的仪器。这种仪器的工作原理和俄歇技术相似。然而，X射线代替电子束被用做轰击射线。通过轰击，表面释放光电子。对光电子信息的分析，可得知污染物的化学成分。遗憾的是，电子分光镜的化学分析（ESCA）的x射线比许多集成电路特征尺寸还宽。光束的直径限制其只能进行微米数量级的表面分析。正好相反，俄歇电子束的宽度可以达到零。

飞行时间二次离子质谱法

飞行时间二次离子质谱法（TOF-SIMS）表面分析能使用许多人射射线源，例如，钕YAG激光，铯离子束或镓离子束”。对于这种方法，激发能量以脉冲式传输和电离表面材料，产生二次电子，并将其加速到质谱仪。在质谱仪中，测量每个离子从表面出来的飞行时间。这个飞行时间指示表面的元素种类。二次离子质谱法分析还能决定节点的深度。

飞行时间二次离子质谱法可取样至十分之几埃的深度。并有区别有机物和无机物的能力，这些都是分析实验室的主要手段。

气相分解/原子吸收光谱

气相分解/原子吸收光谱（VPD-AAS）用来探测无机物沾污。暴露于盐酸气体中的取样将分解成为这种污染元素的氟盐。接下来，被分解掉的物质溶在水或酸中，并作为标准原子吸收光谱元素进行分析。

堆叠厚度和成分的评估

随着各种材料的堆叠，晶圆顶层变得越来越复杂。通过包括在淀积工艺中的监测晶圆，可以测量每种材料的厚度和成分。然而，它们在电路内和表面上的效果来自厚度和成分的组合。在线确定这些参数的一种组合的机器是采用电子束和x射线谱（参见下图）。将电子束直接照射在叠层上，它依次打出x射线。在样品排放周围的一系列X射线谱仪分析这些射线。因为每种厚度和材料的组合产生一个独特的信号，在线计算机能进行分析和确定叠层的厚度和每种成分。

器件电学测量

在工艺过程中，对实际元器件参数进行直接测量是十分必要的。这些通常是对测试芯片中的特定器件或划片线中的特定结构进行测量。

通过这些电测可以得到大量关于工艺的信息。这里我们会解释基本测试和造成器件损失的主要常见因素。这些测试通常称为参数电测（testing）。它是在整个工艺流程的最后，对品圆进行测试时，对器件电性能参数进行测量，而不是测试器件/电路的整体功能。一个完整的器件和工艺的问题处理将在后面继续讨论。