• 半導體計量學

    如何改善晶圓製造流程並確保高品質的晶圓

  • 為了協助您生產最高品質的晶圓,安東帕提供晶圓計量工具,用於監控薄膜品質、評估金屬化過程中的表面粗糙度、瞭解外層的表面化學性質以及特性分析晶圓缺陷。我們的儀器將幫助您確定和調整晶圓製造過程中的許多不同參數,以創造更好的最終產品。

    生產過程中的晶圓計量

    從薄膜到測試、組裝和封裝,我們的測量解決方案在每個製造步驟均為您提供支援。


    薄膜

    完全控制影響薄膜沉積過程的參數是很重要的,監控這些參數的測量儀器可以為您提供支援。由於薄膜的厚度通常在幾奈米到 100 微米之間,在某些情况下甚至只有幾個原子,這就需要在奈米和亞奈米範圍內工作的晶圓計量儀器。此類薄層的表面品質最好藉由使用原子力顯微鏡 (AFM) 研究粗糙度來加以確定。為了分析層的正確黏附性、耐刮擦性和硬度,進而確保最終產品和後續生產步驟的品質,您需要利用刮痕測試儀器壓痕測試。這些方法使人們可以深入了解了沉積層的機械性能。

    用安東帕的表面電荷分析儀測量外層的 zeta 電位,可提供您關於外層表面化學成分的資訊。

    使用安東帕 SAXSpoint 5.0 系統,用掠入射小角 X-Ray 散射(GISAXS)研究薄膜的結構特性分析。由於 X-Ray的性質,這種方法不僅可探測表面的結構,而且還提供「埋藏」在表面之下的特徵資訊。

    瀏覽解決方案


    光蝕刻法

    為了避免在清洗過程後污染光罩,您可以執行 zeta 電位分析,並使用結果來優化清洗過程。對於光罩的缺陷分析, 原子力顯微鏡的敏感度足以顯示最小的缺陷,並有助於控制修復過程。

    瀏覽解決方案


    蝕刻

    為了獲得可再現的蝕刻結果,您需要完全控制所用氫氟酸的濃度。安東帕的密度計帶有耐化學腐蝕的測量單元,可在數分鐘內提供濃度值,因此您可以獲得一致的蝕刻效果。

    不同的蝕刻策略也會影響晶圓的表面化學性質。利用安東帕的表面電荷分析儀進行 zeta 電位分析,以追蹤蝕刻對最外層晶圓表面的影響。

    使用安東帕的原子力顯微鏡在蝕刻後檢查晶圓的特定部分,並對其進行品質管制。原子力顯微鏡的結果很快,可以容易地反復找到和測試同一個點,也可以自動測量預定義的模式。這使得它們成為特性分析缺陷、確定墊片尺寸、分析臨界尺寸(CD)、線寬粗糙度和線邊緣粗糙度的完美工具。

    瀏覽解決方案


    清潔

    清洗是晶圓製造過程中的一個關鍵步驟,要求在不改變或損壞晶圓表面或基板的情况下去除化學和顆粒雜質。安東帕的測量設備可幫助您控制以下各項:

    硫酸濃度

    其中一個最重要的參數是硫酸的濃度,您可以用耐化學腐蝕的密度和聲速計或使用過程感測器來進行測量。對硫酸濃度的精確瞭解保證了清潔過程的一致性。

    超純水的純度

    正常功能的膜是清潔過程中使用超純水的先決條件。使用表面電荷分析儀來測定薄膜-水介面的 zeta 電位可以讓你清楚地瞭解薄膜的行為。為了防止意外的薄膜堵塞,您可以在水純度降低之前介入。

    為了加快及改良清洗過程,可以使用折射計檢查洗淨劑的純度,以確保正確清洗且表面無殘留物。

    CMP 後的晶圓均勻性

    為了確保化學機械研磨(CMP)後晶圓的均勻性,使用原子力顯微鏡來測定有效場高度(EFH)。原子力顯微鏡(AFM)是一種非破壞性的晶圓表面檢測方法,它能以極高的精度測量微小的特性。

    瀏覽解決方案


    平面化

    為了在平面化過程中為您提供支援,安東帕在這些流程步驟中提供兩種減少污染的設備 :一種用於固體、一種用於顆粒。藉由測定 zeta 電位來評估研磨墊和漿料顆粒,可以讓您根據效能决定何時更換研磨墊。對晶圓表面和 CMP 過程中使用的漿料顆粒進行 Zeta 電位量測,可提醒您注意靜電相互作用可能會導致的顆粒黏附。擁有這些知識,您可以優化製程條件,防止這些情況發生。

    透過 氣體比重瓶可快速量化焊盤的開孔和閉孔孔隙度,進而允許生產商監控品質,並幫助用戶為其製程和所用的特定漿料選擇最佳焊盤。

    在平面化過程中對 CMP 中的漿料特性進行連續在線監測可提供即時的數據,以幫助您控制漿料的健康狀況並檢測磨料濃度的變化。規格範圍內穩定的漿料密度可確保生產出高品質的晶圓表面。

    瀏覽解決方案


    測試、組裝和封裝

    正確的封裝對於保護珍貴的晶圓免受損壞至關重要。因此,重要的是要確保所使用的材料(焊盤,連接和球柵陣列)具有正確的機械性能。您可以藉由在微晶片上的預定義點上進行測量,用奈米壓痕測試儀及/或超奈米壓痕測試儀來測定硬度和彈性模數,進而應對這一挑戰。

    瀏覽解決方案


    進一步相關應用

    測量結晶矽的粒徑分布,並監控細顆粒和黏結顆粒(<10 µm)的數量,確保透過完善的製程(包括研磨(尺寸減小)和化學處理步驟)提供的最終純度等級。

    無機雜質的測定對於確保基材的品質和最終產品的正確功能非常重要。使用安東帕的微波輔助樣品製備技術,您可以獲得每種樣品類型的可靠消化結果。

    對於與晶圓生產相關的產品,如顯示器和光電子產品,表面特性分析也是一項重要任務。在製造顯示器時,您可以使用微刮痕或奈米刮痕測試儀來測量其黏附性,並使用奈米壓痕測試儀這兩種方法的組合來評估機械性能。結果將讓您深入瞭解並完全控制層的品質。微透鏡的排列和形狀最好使用安東帕的原子力顯微鏡來測量,因為它提供了每個微透鏡的橫向尺寸和高度。

    瀏覽解決方案

  • 找到您的解決方案

    解決方案優勢儀器
    薄膜
    您要監控薄膜塗層的品質。在最外層的表面層進行表面電荷分析(zeta 電位測量)。使用 GISAXS 特性分析表面或其底下的結構。確定最外層薄膜層所需成分的表面化學資訊;有關薄膜塗層品質和奈米結構分佈的資訊 
    在金屬化過程中,需要精確和高效率的粗糙度控制,以確保後續製程的品質。利用原子力顯微鏡(AFM)在較寬的動態範圍內測量表面粗糙度,並結合三維資訊獲得定量結果。沉積材料的可複製附著力、晶體管柵極堆疊中的可再現介面、電觸點(例如:源極、漏極和柵極觸點)的品質控制及功率電子設備(例如: IGBT)的晶圓背面 
    作為積體電路(IC)的設計者和製造商,您需要確保 IC 生產中使用的材料和層具有正確的機械特性。利用表面機械特性分析(使用奈米刮痕測試和低負荷壓痕測試)特性分析晶圓上薄層的硬度、彈性模量和附著力。在積體電路開發過程中完全控制沉積的功能層 
    您需要控制金屬化製程的品質,因為參數的變化會影響晶粒大小的分佈。原子力顯微鏡測定晶粒大小和分佈。確保製程參數的更改不會導致黏結問題 
    光蝕刻法
    您要避免光罩污染,因為這會影響積體電路的品質。藉由測量 zeta 電位(表面電荷分析)來確定不同清洗劑和光罩間的相關性。優化光罩清潔程序的性能 
    高精度的缺陷分析有助於控制光罩的品質,因為任何缺陷都會轉移到樣品圖案上。對於缺陷分析,請使用原子力顯微鏡確定初始缺陷體積以顯示缺陷。光學鄰近校正(無鄰近影響),可透過精確的局部測量來控制維修進度。  
    蝕刻
    您想要確定氫氟酸的濃度以獲得穩定的蝕刻性能。 使用耐化學腐蝕的哈氏合金U型管密度計執行濃度測量,以確定氫氟酸濃度。 透過預先快速檢查酸濃度,實現可重現的蝕刻過程 
    您需要特性分析乾蝕刻後出現的缺陷,並檢測它是粒子還是凹坑,以便確定製程步驟的對策。執行原子力顯微鏡檢查以精確分析缺陷的大小、形狀和三維形貌。透過可重現、定量和快速缺陷分析來確定正確的製程參數  
    您需要多次檢查間隔器的尺寸,並評估蝕刻的效果,因為尺寸直接關係到最終電晶體的電性。 使用原子力顯微鏡在澆口加工的所有步驟中特性分析側壁厚度和輪廓。 透過多次測量完全相同的澆口,可以完全控制澆口的製程(只有使用 AFM 才能重新確定完全相同的位置)。 
    您正在尋找一種能快速分析光刻和蝕刻流程步驟後的臨界尺寸(CD)、線寬粗糙度和線邊緣粗糙度的解決方案。 利用原子力顯微鏡獲得奈米級分辨率和高精度的垂直線/溝槽輪廓資訊。 Tosca AFM 系列專為快速 AFM 測量而設計,縮短了獲得結果的時間,並確保後續處理步驟的最高品質。 
    您需要控制鰭式場效電晶體(FinFET)形成過程的鰭片尺寸,這對產品的性能非常重要。使用高精度原子力顯微鏡分析 FinFET 結構,因為鰭片尺寸的變化來自於線的高度、寬度和輪廓的變化。在亞奈米範圍內透過精確的 AFM 測量完全控制 FinFET 的尺寸 
    清潔
    您想快速測定硫酸的濃度,速度比傳統的滴定法快十倍左右。用一台儀器測量密度和聲速(濃度測量)。由於硫酸的非線性濃度曲線,這兩種技術都是必需的。 清潔過程的高重複性和再現性 
    您需要高性能的硫酸過程濃度測量。在需要測定 H2SO4 的任何地方進行濃度測量,並覆蓋 H2SO4 的整個濃度範圍(0 % 至 100 %)。持續監控清潔過程的品質 
    您要確保正確清潔,表面無殘留物。用高精度折射計進行清潔劑(例如:超純水)的純度測量加速和改善清潔過程,以節省時間和資源 
    您需要確保膜的品質,以獲取用於半導體製程的超純水。測定膜的表面 zeta 電位(表面電荷分析),以監測膜品質並防止意外的膜污染和水純度的降低。半導體裝置製造中可靠的水純度 
    您需要藉由瞭解影響電晶體閾值特性的有效場高度(EFH),從而確保 CMP(化學機械研磨)後晶圓的均勻性。原子力顯微鏡監控 EFH 規格,因為高偏差可能會導致故障。EFH控制的高準確度和快速無損的方法來測量這些小特性 
    您要確保 CMP 漿料在研磨過程中提供一致的結果。測量 CMP 漿料的黏度,以瞭解其在 CMP 過程中的流動行為和性能。 確保可再現的研磨性能,進而確保一致的晶圓品質。 
    平面化
    在 CMP 過程中,您希望避免由於與漿料成分接觸而導致不同頂部塗層的矽晶片受到污染。透過表面電荷分析 ,測定晶圓表面和漿料顆粒的 zeta 電位,以優化製程條件,避免通過靜電相互作用而產生的顆粒黏附。減少 CMP 後清潔的循環時間,進而提高生產量 
    對您而言,重要的是要避免在 CMP 製程中研磨墊的交叉污染。透過表面電荷分析特性分析研磨墊和漿料顆粒,以預測靜電吸引力。減少研磨墊的更換頻率,以節省時間和金錢 
    您要保證漿料中的粒徑分佈是正確的。透過粒徑分析特性分析漿料粒徑。改善研磨效能以减少晶圓表面損傷 
    您需要確保不同批次的微結構是一致的。透過氣體比重瓶測量固體密度,以確定開孔和閉孔的孔隙度。確保焊盤選擇和製程參數的連續性 
    您想在線監測 CMP 過程中的漿料特性。使用製程密度感測器執行漿料密度測量在線監測可提供實時數據,以指示漿料健康狀況並檢測磨料濃度的變化。 
    測試、組裝和封裝
    作為半導體封裝服務提供者,您必須確保正確完成封裝過程,並且使用的材料(焊盤、連接、球栅陣列等)具有正確的機械特性。使用奈米壓痕測試儀進行局部測量,以確定硬度和彈性模量(機械表面特性)。驗證 IC 封裝過程,以確保最高的封裝材料品質  
    更多相關應用:原物料
    您需要高純度的聚矽氧作為半導體生產的原料。執行粒徑和分佈分析,以檢查是否存在細小和較大的污染物。確保原材料的高品質等級。 
    更多相關應用:元素分析的樣品製備
    您需要測定基本資料和最終產品的元素組成,以確保產品品質和正確的功能。微波輔助消化可確保樣品的完整製備,以便進行精確測量。快速且可重現的樣品製備方法,用於後續的元素分析 
    更多相關應用:顯示器
    作為顯示器製造商,您需要瞭解顯示器層的機械性能和黏合性,以避免過早分層或老化,並監控層的品質。對於這種機械表面特性,請測量黏附性(使用微刮痕儀或奈米刮痕測試儀)和各層的機械性能(使用奈米壓痕測試儀)。全面控制顯示器製造時的層品質 
    更多相關應用:光電子學
    您需要控制微透鏡陣列和形狀的品質。這些知識對於提高其品質和產量至關重要。原子力顯微鏡測量每個微透鏡的橫向尺寸和高度。多個微透鏡的精確形貌測量 

    未找到您所遇到的情況?安東帕總是可以為您遇到的困難提供解決方案。與我們聯絡,以取得更多資訊。 

  • 品質控制實驗室的自動化

    安東帕還提供完全客製化的自動化解決方案,以滿足您的個別需求。

    模組化樣品處理器

    客製且模組化的樣品處理器可以根據您的實驗室工作流程進行客製,如在測量酸和鹼時。該系統可自動進行樣品識別、樣品瓶加蓋、二次採樣和混合。

    高處理量平台 HTX

    安東帕的 HTX 是最先進的平台,可將樣品製備和分析整合至客製化的自動化解決方案中。除了安東帕的設備外,還可以使用第三方供應商的儀器。

    優勢:

    • 以最快的方式分析並製備多項樣品以供下游分析
    • 在處理有害物質時,可確保團隊的安全
    • 避免人為錯誤
    • 24 小時全天候運行您的系統
    • 與您的 LIMS 進行雙向溝通,確保在樣品製備的不同工作流程中實現最大的靈活性 
  • 三年保固

    • 2020 年 1 月 1 日生效,所有新的安東帕儀器*均享有 3 年的維修服務。
    • 客戶可以避免預期外的花費,並且隨時信賴其儀器。
    • 除了保固外,還提供多種額外服務和保養選項。

    *由於所使用的技術,部分儀器需要根據保養時間表進行保養。遵照保養時間表是享有 3 年保固的先決條件。

    深入瞭解