改善半导体制造，简化工艺效率并提高产品质量

海洋光学与半导体解决方案供应商 GlobalFoundries 合作，改进工艺流程，支持 5G 和物联网等新兴电子技术

挑战

半导体器件制造是一项复杂的工艺流程，在制程制造的各个方面都需要保持精确。保持质量并尽量减少晶圆损失需要无污染的气体和精确的混合气体，才能实现腔室等离子体

清洗的终点检测，以及精确定时的沉积和蚀刻终点检测。

传统的半导体腔室清洗、沉积和蚀刻工艺监测方法导致晶圆产量低下以及半导体腔室劣化。现在，制造商可利用光学发射光谱技术（OES）和机器学习技术，对工艺流程进行

精确、高速的监控，从而生产出更高质量的半导体材料，满足电子和纳米技术领域的新需求。

基于光谱技术的传感器不仅可用于半导体沉积和蚀刻工艺，也适用于腔室灭菌。这种工具有助于优化晶圆的产量和质量。

Benedict Delahunty，高级蚀刻设备工程师 - GlobalFoundries

见解

在半导体加工中，反复试验法决定了腔室清洁、沉积速率和蚀刻时间，这种方法不精确，导致晶圆良率降低、腔室降解和资源浪费。

即使有了技术上的进步，包括使用单色仪来监测光学终点过程，但仍然存在局限性。例如，单色仪仅限于单波长分析，可能会受到光学干扰的影响，而且不易于针对

不同的生产配方进行切换。

使用海洋光学的高速、精密光谱仪进行光学终点测量，有助于消除旧技术的局限性。使用 OES光谱，用户可以一次性快速准确地同时监测所有等离子体波长，避免盲

目猜测。将我们的机器学习算法应用于测量数据，为过程控制增加了另一层次的见解。

解决方案

GlobalFoundries（GF）为全球领先的半导体创新企业，提供设计、研发和制造服务。海洋光学与 GF 密切合作，联手解决与先前重要的反应离子蚀刻工艺相关的问

题。管理这种“定时蚀刻”过程，也即用于确定晶圆暴露于腐蚀性生产气体中的时间，它依赖于单波长仪器的组合，对所涉及的化学反应的可变速度的了解以及简单

的试验和错误。这通常会导致产品蚀刻过度和不足，从而浪费昂贵的资源。

在我们的协助下，GF 目前已在系统中安装了海洋光学的光谱仪，并重新写入其算法，检测多项等离子体发射光谱，从而精确停止蚀刻，带来的潜在影响很大。例如，

一名工程师可能负责 100 多个腔室，每个腔室的蚀刻运行需要 5-25 分钟。即使在工艺方面实现小幅改进，也会简化生产并显著提高产品质量。

以上内容来源于海洋光学官网