終點偵測(Endpoint Detection)是在蝕刻或研磨(CMP)等去除類製程中,即時偵測目標層去除完成的瞬間(終點),並自動停止或切換製程的量測與控制技術。它可防止過度蝕刻或研磨不足造成的良率下降,是提高製程再現性與精度不可或缺的技術。
蝕刻步驟中終點偵測的主要手法,是以OES(Optical Emission Spectroscopy:光學發射光譜)監測發光強度。電漿中蝕刻副產物的發光光譜會隨膜層切換而改變,因此可將特定波長發光強度的急遽變化作為終點訊號。例如在SiO₂蝕刻中,CO或CO₂的發光會在結束時急遽減少。
在CMP步驟中,會結合摩擦力(馬達扭矩)、光反射率(臨場光學感測器)與渦電流感測器進行終點偵測。在銅CMP中,反射率的急遽變化代表銅膜已完全去除,之後便自動切換為阻障金屬蝕刻模式。科磊與Onto Innovation在這類臨場(in-situ)量測系統上擁有很高的技術實力。
在應用於先進製程時,由於對象是10nm以下的超薄膜,提高偵測的訊雜比(S/N比)成為課題。此外,原子層蝕刻(ALE)每1個循環的去除量在0.1nm以下,傳統的終點偵測解析度不足。因此,結合QCM(石英晶體微天平)與反射光譜法等更高靈敏度的手法正在研究中。
終點偵測與製程控制(APC:Advanced Process Control)系統整合後,可用於即時修正晶圓間、批次間製程變異的回饋控制。結合製造AI可望提升偵測精度與反應速度,科林研發與應用材料已將設備內建的智慧感測功能納入產品中。