in-situ(原位)是拉丁文中意為「在原地」的詞,在半導體製造中是指在進行處理的設備內,不取出晶圓而持續進行量測或處理。反義詞為 ex-situ(在設備外)。其特點是比在產線中於製程後量測的線上(inline)量測更進一步,能在處理過程中掌握狀態。
代表性的用法有 3 種。(1)in-situ 監測:將蝕刻中的電漿發光分光、偵測底層膜露出瞬間的終點偵測(EPD),以橢圓偏光法追蹤沉積中膜厚的量測,以及以光學式或渦電流式量測 CMP 中研磨量的方法等。可在處理達到目標狀態時恰好停止,抑制晶圓間的變異。(2)in-situ 摻雜:在磊晶成長或複晶矽沉積過程中通入摻雜氣體,在成膜的同時導入雜質,之後不需要再進行離子佈植或擴散。(3)in-situ 清洗或連續處理:不破真空,在同一設備中完成從前處理到薄膜沉積的步驟,防止接觸大氣產生原生氧化層或污染。
in-situ 量測的優點是不必為了量測而搬到其他設備,並能在處理中修正條件。另一方面,必須在電漿或高溫等嚴苛環境中量測,存在視窗起霧、感測器劣化,以及可量測項目受限等問題。因此,將 in-situ 取得的資料與線上量測結果相互比對,並納入 APC(先進製程控制)或虛擬量測模型的做法日益普及。