半导体刻蚀 EPD 核心装备｜ATP1030 光谱仪，精准捕捉等离子体 “终点信号”

2026-05-29 18:13:04 奥谱天成

在半导体干法刻蚀工艺中，终点检测（EPD）是把控良率的 “生死线”—— 刻蚀不足会导致电路图案残缺，过度刻蚀则会损伤下层晶圆基材，直接影响芯片性能与可靠性。而ATP1030 超微型高分辨率光纤光谱仪，正是为半导体刻蚀 EPD 场景量身打造的优选方案。

应用简介

图1：晶圆

光纤光谱仪的应用几乎贯穿了芯片制造的前道和后道各个环节，以下是几个最为关键的应用：

1. 等离子体工艺监控（干法刻蚀与化学气相沉积）

等离子体是刻蚀和薄膜沉积工艺的核心。其状态直接决定工艺结果。通过光纤光谱仪实时采集等离子体发射光谱（OES），可以：

终点检测（Endpoint Detection）：在刻蚀工艺中，当一种材料被刻蚀完后，等离子体中的特定特征光谱强度会发生突变。光谱仪能精准捕捉这一瞬间，自动终止刻蚀，防止过刻蚀或欠刻蚀，是保障关键尺寸精度的核心。

工艺状态监控：通过分析等离子体中活性基团（如F、Cl、O、H等）的光谱强度，可以实时监控工艺稳定性，诊断设备异常（如腔室微漏气、电极老化、气体比例失调等），实现预测性维护。

2. 薄膜厚度测量（介电层、光刻胶、金属膜等）

基于白光干涉原理，光纤光谱仪通过分析衬底上方薄膜反射回来的干涉光谱，能够非接触、无损地精确计算出薄膜的厚度（纳米级）和折射率。广泛应用于：

测量晶圆上的光刻胶厚度，确保光刻图形转移的准确性。

监控氧化硅、氮化硅等介电层的生长厚度。

测量CVD、PVD等工艺沉积的各类薄膜的厚度均匀性。

3. 晶圆清洗与表面处理监控

在清洗槽中，光纤光谱仪可用于监测清洗液（如SC1、SC2、HF等）的浓度。通过分析特定化学键对红外或紫外光的吸收光谱，可以实时判断药液的有效成分是否在工艺窗口内，及时提醒补充或更换，保证清洗效果的一致性和成本控制。

4. LED与半导体激光器测试

在后道工艺中，光纤光谱仪是光电特性测试的核心设备。它可以快速测量LED芯片的：

主波长、峰值波长和光谱半宽（FWHM）：评定颜色特性。

色纯度、色坐标：对于显示应用至关重要。

光功率和发光效率：评定性能好坏。

其高速和非破坏性的特点，非常适合集成到自动化测试设备（ATE）中，进行全检和分选（Binning）

。

产品推荐

ATP1030是奥谱天成在ATP1010系列的超微型前提下，采用高分辨率M型光路，结合紫外增强的1024 像素探测器，推出的高分辨率超微型光纤光谱仪。

相较于ATP1010光纤光谱仪，ATP1030具有更高的分辨率；和其他ATP系列光谱仪相比，其具有更高的集成度，能够灵活应用于各类检测应用场景。

图2：ATP1030即M光路

ATP1030具备高可靠性、超高速、低成本、高性价比等特性，可适应在线测试等各种环境用途。光谱仪支持覆盖190-1100nm 超宽光谱范围，且客户可以通过软件自行调节积分时间，最短可设置1ms。

1. 全波段高分辨，弱信号 “一眼捕捉”

采用M 型高分辨率光路 + 紫外增强 1024 像素 CMOS 探测器，光谱范围覆盖190–1100nm（紫外–可见–近红外），分辨率高达0.2nm。完美覆盖刻蚀关键特征谱线区间，精准分辨 388nm CN 峰、440nm SiF 峰等弱信号，从复杂等离子体背景中提取终点突变信号，杜绝误判。

2. 毫秒级高速响应，实时锁定刻蚀终点

积分时间1ms–10min可调，16 位 ADC 高速采样，单帧数据采集快至 1ms，实时跟踪等离子体光谱动态变化。配合 PCA 算法，快速识别谱线强度突变，第一时间输出终点信号，避免欠刻，保障晶圆间工艺一致性。

3. 超微型低功耗，OEM 集成 “零压力”

超薄机身设计，体积仅为传统 EPD 光谱仪的 1/3，适配刻蚀机腔体狭小安装空间；5V/200mA 低功耗，Type‑C 供电，无需额外电源模块。支持SMA905 光纤输入，非接触式采集等离子体光信号，不干扰腔体真空环境；支持 Modbus 协议输出，快速嵌入现有工艺线。

4. 工业级稳定耐用，适配严苛 Fab 环境

全金属屏蔽外壳，抗电磁干扰、耐高低温（‑10℃～50℃），适配半导体 Fab 24 小时连续生产工况。紫外增强探测器长期稳定性强，漂移小、校准周期长，减少停机维护频次；支持定制化光栅配置，适配硅刻蚀、氮化硅刻蚀、介质刻蚀等多场景 EPD 需求。

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