• 半导体计量

    如何改进晶圆生产工艺,确保晶圆的高质量

  • 为了支持生产最高质量的晶圆,安东帕提供了晶圆计量工具,用于监控薄膜质量、评估金属化过程中的表面粗糙度、了解外层的表面化学性质以及表征晶圆缺陷。我们的仪器将帮助您在整个晶圆制造过程中确定和调整许多不同参数,创造更好的最终产品。

    生产过程中的晶圆计量

    从薄膜到测试、组装和封装,我们的测量解决方案为您的每个制造步骤提供支持。


    薄膜

    对影响薄膜沉积过程的参数进行全面控制非常重要,监控这些参数的测量仪器可以为您提供支持。由于薄膜的厚度通常在几纳米到大约 100 微米之间,在某些情况下甚至只有几个原子,这就需要用到在纳米和亚纳米范围内工作的晶圆计量仪器。 此类薄层的表面质量最好通过使用原子力显微镜 (AFM) 研究粗糙度来确定。为了分析各层的适当附着力、抗刮擦性和硬度,从而确保最终产品和后续生产步骤的质量,您需要用到划痕测试仪器压痕测试。这些方法可以让我们深入了解沉积层的机械性能。

    使用安东帕的表面电荷分析仪测量外层的 Zeta 电位,可为您提供有关其表面化学性质以及成分的信息。

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    光刻法

    为了避免在清洁过程后污染光掩模,您可以执行 zeta 电位分析,并使用分析结果优化清洁过程。对于光掩模上的缺陷分析,AFM 足够灵敏,可以揭示出最小的缺陷,并有助于控制修复进程。

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    蚀刻

    为了获得可再现的蚀刻结果,您需要完全控制所用氢氟酸的浓度。安东帕的密度计配有耐化学腐蚀的测量元件,可在数分钟内提供浓度值,因此您可以获得一致的蚀刻效果。

    不同的蚀刻策略对晶圆的表面化学性质也有影响。利用安东帕的表面电荷分析仪进行 zeta 电位分析,跟踪最外层晶圆表面的蚀刻效果。

    使用安东帕的原子力显微镜在蚀刻后检查晶圆的某些部分并进行质量控制。AFM 可以给出快速结果,并且可以轻松地一遍又一遍地查找和测试同一个点,还可以自动测量预定义的图案。这使它们成为表征缺陷、确定垫片尺寸,以及分析临界尺寸 (CD)、线宽粗糙度和线边粗糙度的完美工具。

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    清洁

    清洁是晶圆制造过程中的一个关键步骤,需要在不改变或损坏晶圆表面或基板的情况下去除化学和颗粒杂质。安东帕的测量设备可帮助您控制以下各项:

    硫酸浓度

    硫酸浓度是最重要的参数之一,可以使用耐化学腐蚀的密度计和声速仪来测量。准确了解硫酸浓度可以确保清洁过程的一致性。

    超纯水的纯度

    膜功能正常是拥有用于清洁过程的超纯水的先决条件。使用表面电荷分析仪测定膜-水界面的 zeta 电位,可以清楚地了解膜的行为。这样可以防止膜污染,可以在水纯度下降之前介入。

    CMP 后的晶圆均匀性

    为了保证 CMP(化学机械抛光)后晶圆的均匀性,使用原子力显微镜来确定有效场高 (EFH)。AFM 是一种用于晶圆表面检查的非破坏性方法,可以以极高的精度测量非常小的特征。

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    平面化

    为了在平面化过程中为您提供支持,安东帕提供了两种设备来减少这些工艺步骤中的污染:一种用于固体,一种用于颗粒。通过确定 zeta 电位来评估抛光垫和浆料颗粒,使您了解抛光垫性能相关知识以决定何时更换抛光垫。CMP 工艺中使用的晶圆表面和浆料颗粒上的 zeta 电位测量提醒您,静电相互作用可能会导致颗粒粘附。有了这些知识,您就可以优化条件来防止这种情况的发生。

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    测试、组装和封装

    正确封装对于保护珍贵的晶圆免于损坏至关重要。因此,确保所用材料(焊盘、连接件和球栅阵列)具有正确的机械性能非常重要。您可以通过使用纳米压痕测试仪和/或超纳米压痕测试仪对微芯片上的预定点进行测量,确定硬度和弹性模量,来应对这一挑战。

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    其他相关应用

    对于与晶圆生产相关的产品(例如显示器和光电产品),表面表征也是一项重要任务。在制造显示器时,可以使用微划痕纳米划痕测试仪测量附着力,并使用纳米压痕测试仪两种方法的组合来评估机械性能。结果将使您深入了解并完全控制层质量。最好使用安东帕的原子力显微镜来测量微透镜的阵列和形状,因为它可以为您提供每个微透镜的横向尺寸和高度。

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  • 找到适合您的解决方案

    解决方案 您将获得的优势 仪器
    薄膜
    如果您需要监控薄膜涂层的质量。 在最外层表面进行表面电荷分析(测量 zeta 电位)。 确定最外层薄膜层所需成分的表面化学信息  
    需要在金属化过程中进行精确且省时的粗糙度控制,以确保后续 加工步骤的质量。 使用 原子力显微镜 (AFM) 在宽动态范围内测量表面粗糙度,并结合3维信息获得定量结果。 沉积材料的可再现附着力、晶体管栅极堆叠中的可再现界面、电触点(例如源极、漏极和栅极触点)的质量控制,以及用于动力电子设备(例如 IGBT)的晶圆背面  
    作为集成电路 (IC) 的设计者和制造商,您需要确保 IC 生产中使用的材料和层具有正确的机械性能。 通过 机械表面表征(使用纳米划痕测试和低负荷压痕测试)来表征晶圆上薄层的硬度、弹性模量和附着力。 在集成电路开发过程中完全控制沉积的功能层  
    由于参数变化会影响晶粒尺寸的分布,您需要控制金属化过程的质量。 原子力显微镜测定粒度和分布。 确保工艺参数的改变不会引起粘合问题  
    光刻法
    您希望避免影响集成电路质量的光掩模污染。 通过测量 zeta 电位(表面电荷分析)确定不同清洁剂与光掩模之间的相关性。 优化光掩模清洗程序的性能  
    高精度缺陷分析对于控制光掩模的质量至关重要,因为任何缺陷 都会转移到样品图案中。 对于缺陷分析,使用 原子力显微镜确定初始缺陷体积,以显示缺陷。 光学邻近效应校正(无邻近效应),可通过精确的 局部测量控制修复进程。  
    蚀刻
    您需要确定氢氟酸的浓度,以获得一致的蚀刻性能。 采用耐化学腐蚀的哈氏合金 U-型管密度计执行 浓度测量,以确定 氢氟酸浓度。 借助可预先快速检查酸浓度的可再现蚀刻工艺  
    您需要表征在干法蚀刻后出现的缺陷,并检测它是颗粒还是凹坑,以便为工艺步骤确定对策。 进行原子力显微镜检查,以精确分析缺陷的大小、形状和 3-D 形貌。 凭借可再现、定量和快速的缺陷分析,定义正确的工艺参数  
    因为尺寸与最终晶体管的电气性能直接相关,您需要 多次检查垫片尺寸,并评估蚀刻效果。 使用原子力显微镜表征整个栅极加工步骤的侧壁厚度和轮廓。 通过多次测量完全相同的栅极,可以完全控制栅极加工(只有使用 AFM 才能 重新确定完全相同的位置)。  
    您正在寻找一种快速技术来分析光刻和蚀刻工艺步骤后的临界尺寸 (CD)、线宽粗糙度和线边缘粗糙度。 利用 原子力显微镜获得纳米分辨率和高精度垂直线/沟槽轮廓信息。 Tosca AFM 系列专为快速 AFM 测量而设计,缩短了获得结果的时间,并保证了后续工艺步骤的最高质量。  
    您需要控制鳍式场效应晶体管 (FinFET) 形成过程的鳍尺寸,这对产品性能至关重要。 因为鳍尺寸的变化来自线的高度、宽度和轮廓变化,因此可以使用高精度 原子力显微镜分析 FinFET 结构。 利用亚纳米范围内的精确 AFM 测量,可以完全控制 FinFET 尺寸  
    清洁
    您希望快速确定硫酸的浓度,比传统滴定法快大约十倍。 用一台仪器测量密度和音速( 浓度测量)。由于硫酸浓度呈非线性曲线,这两种技术 都是必需的。 清洁过程的高重复性和再现性  
    您需要确保膜的质量,以获得用于半导体工艺的超纯水。 确定膜的表面 zeta 电位( 表面电荷分析),以监控膜的质量并防止膜意外污染 和水纯度降低。 用于半导体器件制造的可靠的水纯度  
    您需要知道影响晶体管阈值特性的有效 场高 (EFH) 来确保 CMP(化学机械抛光)后晶片的均匀性。 因为高度变化可能导致故障,所以采用 原子力显微镜监控 EFH 的规格。 卓越的 EFH 控制精度,用一种快速且无损的方法来测量如此小的特征  
    平面化
    您希望避免 因在 CMP 过程中与浆料成分接触而污染具有不同面涂层的硅晶圆。 通过 表面电荷分析确定晶圆表面和浆料颗粒的 zeta 电位,优化工艺条件,避免颗粒通过静电相互作用 粘附。 减少 CMP 后清洗的循环时间,从而提高产量  
    对您而言,通过抛光垫避免 CMP 过程中的交叉污染很重要。 利用 表面电荷分析来表征抛光垫和浆料颗粒,以预测其静电引力。 减少抛光垫的更换频率,节省时间和金钱  
    测试、组装和封装
    作为半导体封装服务提供商,您必须确保封装过程正确进行,并且所用材料(焊盘、连接件、球栅阵列等)具有正确的机械性能。 使用纳米压痕测试仪进行局部测量,以确定硬度和弹性模量( 机械表面表征)。 验证 IC 封装工艺,以确保最高的封装材料质量  
    其他相关应用:显示器
    作为显示器制造商,您希望了解显示器各层的机械性能和粘合性,以 避免过早分层或老化,并监控各层的质量。 对于这种 机械表面表征,需要测量附着力(使用微划痕或纳米划痕测试仪) 和各层的机械性能(使用纳米压痕测试仪)。 完全控制显示器制造中的各层质量  
    其他相关应用:光电子学
    您需要控制微透镜阵列的质量和形状。这些知识对于提高其 质量和产量至关重要。 使用 原子力显微镜测量每个单独的微透镜,以获得横向尺寸和高度。 通过多个微透镜进行精确形貌测量  

    没找到适合自己的情况?安东帕还有专门应对您所面临的挑战的解决方案。请联系我们获取更多信息。 

  • 质量控制实验室的自动化

    安东帕还提供完全定制的自动化解决方案,以满足您的个性化需求。

    模块化样品处理器

    可根据您的实验室工作流程定制模块化样品处理器,例如在测量酸和碱时。该系统可自动进行样品识别、样品瓶加盖、二次抽样和混合。

    高通量平台 HTX

    安东帕的 HTX 是将样品制备和分析整合到一个定制自动化解决方案中的前沿平台。除了安东帕自己的设备,还可使用第三方供应商的仪器。

    优势:

    • 以尽可能快的方式为下游分析制备大量样品
    • 处理危险物质时确保团队安全
    • 避免人为错误
    • 24/7 全天候运行系统
    • 与 LIMS 进行双向通信,在保证样品制备的不同工作流程方面获得最大灵活性 
  • 3 年保修

    • 自 2020 年 1 月 1 日起,所有新安东帕仪器*都带有 3 年保修。
    • 这样,客户可以避免不可预见的成本,并可以一直信赖他们的仪器。
    • 除了保修服务,我们还提供仪器维护及各种附加服务。

    * 有些仪器因所使用的技术而需要按照维护时间表进行维护。遵守维护时间表是获得 3 年保修的前提条件。

    更多详情

  • 在线研讨会

    半导体计量:晶圆生产过程中如何确定、控制和改善各种参数

    日期: 

    在本次网络研讨会中,我们将介绍各种不同的解决方案,以帮助您确保和控制整个晶圆生产过程中几乎每一个步骤的质量。

    了解有关以下技术的更多信息:

    • 使用 AFM 进行高精度、可重现、定量和快速的表面粗糙度和高度测量:这项技术以其前所未有的精度和再现性而闻名,但通常被认为太耗时,因此效率不够高。在本次网络研讨会中,我们将重点介绍新一代 Tosca AFM 测量的可用性和效率,并将展示高效、快速和可靠的 AFM 晶圆分析的优势。
    • 表面电荷分析用作直接监控晶 b圆清洁效果的工具:我们将讨论在 CMP 工艺中如何使用 zeta 电位的知识来调节晶圆-颗粒之间的相互作用。
    • 通过纳米压痕和纳米划痕测量,对纳米级晶圆上的各层进行机械表面表征:这两种技术可用于测量微芯片生产中晶圆上或显示器制造中玻璃保护层上薄膜的硬度、附着力或抗刮擦性。
    • 半导体生产中精确、快速、高效和安全的化学品浓度测量:了解任何轻松使用数字密度计测定几种酸和碱的浓度。半导体行业中,高测量性能是蚀刻和清洁步骤中质量检查的关键。