最後更新:2026年10月23日蝕刻中國大陸:等离子体发射光谱(OES)

OES是什麼(電漿光學發射光譜)

Optical Emission Spectroscopy (OES)

電漿光學發射光譜(OES)是將電漿發出的光依波長分開量測,調查電漿中成分的方法。原子與分子會依種類在固定波長發光,因此可捕捉蝕刻將膜層削除完畢時的光線變化,進行終點偵測。也用作腔體狀態監控與預測性維護的資料。

目錄7 項
  1. 定義與原理
  2. 圖解
  3. 常見問題
  4. 相關企業
  5. 相關用語
  6. 比較文章
  7. 資料來源

定義與原理

電漿光學發射光譜(OES:Optical Emission Spectroscopy)是以分光儀將電漿發出的光依波長分開量測,調查電漿中有哪些原子或分子、各有多少的方法。電漿中的原子與分子與電子碰撞後進入高能量狀態,回到原狀態時會發出依種類而定的固定波長的光。因此只要觀察光譜,就能得知電漿中的成分。

在半導體製造中最常見的用途是乾式蝕刻的終點偵測。例如在蝕刻氧化膜時,源自被削除膜層成分(一氧化碳等)的光會很強。膜層削除完畢、下層露出後,該光變弱,另一種成分的光變強。捕捉這項變化,即可決定停止蝕刻的時機。只需從設備的視窗取出光線,就能在不接觸晶圓的情況下即時監控。

開口面積小的圖形,被削除的量少、光的變化也很微小,因此會使用以統計方式分析多個波長變化來找出終點的手法。此外,OES 的資料也用於捕捉腔體狀態的變化(壁面附著物增加或腔體預處理的進展程度)、零組件劣化與異常放電的徵兆,並作為以推估取代量測結果的虛擬量測,以及設備預測性維護的資料。

圖解

從電漿發光、從視窗取出光線並分光、偵測特定波長變化到停止蝕刻的流程

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OES 的資料也用於腔體狀態監控與預測性維護。

OES(電漿光學發射光譜)的常見問題

為什麼 OES 能得知蝕刻終點?
因為被削除膜層的成分與蝕刻氣體反應生成的物質,會發出固定波長的光。膜層削除完畢後,該物質不再生成,光就變弱,下層成分的光隨之出現。監控特定波長光強度的變化,即可決定停止蝕刻的時機。
為什麼開口率小時終點偵測會變難?
因為晶圓整體中實際被削除面積的比例(開口率)小時,從被削除膜層釋出的成分少,光的變化也很微小。因此會使用不只看 1 個波長,而是將多個波長的變化一起進行統計分析,捕捉微小變化的手法。

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相關企業

比較文章

所屬主題

資料來源

  1. 濱松光子(Hamamatsu Photonics):エッチング日文(2026年10月19日確認)
  2. 日本應用物理學會:半導体プラズマエッチング技術の研究展開 -ASET成果報告と技術展望-(応用物理 70巻4号)日文(2026年10月19日確認)