什么是半导体测量?在30秒内查看要点
半导体测量是指测量半导体制造工序中所需的尺寸、膜厚、缺陷、电气特性、温度、温湿度、气氛、成分等,确认工序条件和质量的措施。测量结果将用于审查工程条件,调查不良原因,改善产量,应对审计,设备维护等。
- 半导体测量:包括测量值、误差、精度、测量方法、装置条件在内的工序把握思路。
- 半导体测量装置、测量仪:根据尺寸、膜厚、缺陷、温度、温湿度等目的进行测量的装置、设备。
- 温度测量:与结晶成长、热处理、CVD、扩散、CMP、保管环境等工序的稳定化相关。
- Chino 的支持领域:温度管理,结合温度传感器、红外温度仪、记录仪、控制器、温度计和湿度计,以及监控、校准等。
Chapter 1
什么是半导体测量?先简单整理
半导体测量是支持质量、成品率、安全的工程管理
半导体是经过非常精细的构造和很多工序制作的。如果在未确认各工序状态的情况下进行制造,可能会漏掉尺寸偏差、膜厚偏差、缺陷、温度条件紊乱、环境条件变化等,从而影响品质和成品率。
因此,在半导体制造过程中,不仅要对成品进行检验,还要测量并记录生产过程中发生的情况,并根据需要将其用于控制和改进,这一点至关重要。
测量、测量、检查、监视的差异
当您开始研究时,诸如“半导体测量设备”,“半导体检查设备”,“半导体测量仪器”等词语的含义可能相似。在介绍研究中,重要的是澄清你想知道什么而不是单词差异。
| 术语 | 想法 | 半导体制造中的例子 |
|---|---|---|
| 测量 | 是将对象的状态作为数值测量的行为。 | 测量温度,膜厚,尺寸,湿度等。 |
| 测量 | 不仅是测量值,也包括精度、误差、测量方法、机器条件,是把握状态的想法。 | 管理工序,包括测量点、测量范围、测量方法、记录方法。 |
| 检验 | 这是检查缺陷、合格/不合格状态以及是否符合规格方法。 | 确认图案缺陷、异物、外观、电气特性等。 |
| 监视 | 是将状态持续可视化,注意到异常和变化的想法。 | 持续查看温度、湿度、设备状态、警报和历史记录。 |
致第一次研究半导体的人
如果您想了解“什么是半导体”,首先了解半导体的性质,材料,掺杂,PN结,熟悉的应用实例等将使您更容易掌握需要测量的原因。
如果您想从基础知识进行检查,请参阅相关页面“什么是半导体?”。本页将简要介绍半导体本身,重点介绍半导体制造中的测量和温度控制。
Chapter 2
半导体测量设备和测量仪器测量什么
虽说是半导体测量装置、测量仪器,但对象不是一个。测量晶圆上的图案尺寸和膜厚的装置,检查缺陷和异物的装置,测量电气特性的装置,监视工程温度和温湿度的装置等,必要的装置根据目的而变化。
测量尺寸、膜厚、缺陷、电气特性的测量
随着半导体装置小型化程度的提高,了解线宽、重叠、薄膜厚度、表面状况和缺陷变得越来越重要。这些测量数据用于验证工艺条件是否符合预期,以及产品功能是否符合设计要求。
测量温度、温湿度、气氛、成分的测量
Chino尤其擅长为温度、湿度、记录、监控、控制和校准等相关领域提供支持。在晶体生长、化学气相沉积(CVD)、扩散、热处理、化学机械抛光(CMP)、存储和洁净室等工艺中,温度和环境条件会影响工艺稳定性。
将记录、监控、控制和校准作为一个整体来考虑的理由。
在半导体制造中,不仅需要验证某一时刻的测量值,还需要验证温度历史、变化趋势、异常记录、控制状态以及测量值的可靠性。将测量、记录、监控、控制和校准流程整合起来,可以更便捷地收集现场决策所需的信息。
| 测量对象 | 主要目标 | 相关设备/设备的示例 |
|---|---|---|
| 尺寸、形状 | 确认图案和结构是否符合目标。 | 测长装置、图像测量装置等 |
| 膜厚、材料特性 | 确认成膜条件和材料状态。 | 膜厚计、分析装置等 |
| 缺陷、异物 | 确定哪些异常会导致生产缺陷或可靠性风险。 | 缺陷检测装置、外观检测装置等 |
| 温度、温度分布 | 掌握热处理、结晶生长、CVD、扩散、CMP等工艺条件。 | 温度传感器、红外温度仪、热成像设备、记录仪、控制器 |
| 温湿度·环境 | 了解洁净室、存储和设备周围环境的变化。 | 温湿度计、数据记录器、监控系统、无线设备 |
| 测量的可靠性 | 确定测量值对标准的可靠性。 | 标准传感器、温度校准装置、校准服务 |
Chapter 3
半导体制造工序和主要测量点
在半导体制造中,根据工程测量的对象会改变。在这里,我们将组织每个过程的代表性测量点,以便开始寻找测量设备和测量仪器的人可以掌握整体情况。
| 工序区域 | 主要测量点 | CHINO容易涉及的领域 |
|---|---|---|
| 晶片制造和晶体生长 | 晶体生长中的温度、温度分布、测量位置、观察条件 | 红外温度仪,温度监测,记录 |
| 氧化扩散CVD | 炉温、测量位置、传感器形状、温度历史记录、控制状态 | 石英保护管热电偶、记录仪、调节仪、监测 |
| 成膜热处理 | 工程温度、升温、保持、冷却条件、装置周边环境 | 温度传感器、红外温度仪、控制器、记录仪 |
| CMP·研磨 | 研磨过程中的温度变化、温度不均匀性和实时监控 | 非接触式温度测量、温度监控和数据记录 |
| 后工序・保管 | 保管温度湿度、温度履历、有无偏差、环境变化 | 温湿度计、数据记录器、无线监控和记录 |
| 洁净室·附属设备 | 温湿度、设备状态、环境稳定性、校准履历 | 温湿度监控、记录、校准、远程监控 |
Chapter 4
为什么温度测量在半导体制造中变得重要
温度不均影响品质和成品率
半导体制造涉及许多需要加热或对温度条件敏感的工艺。如果炉内、晶圆上、晶体上、抛光表面或存储环境中的温度不稳定,都会影响工艺条件的重复性和质量控制。
在高温工程中测量方法和设置条件变得很重要
在扩散炉和化学气相沉积炉等高温工艺中,必须确定要测量哪些温度数据、使用哪种传感器形状以及如何进行控制和记录。检查炉体形状、插入点、测量位置、温度范围和可维护性,有助于选择合适的测量配置。
启用非接触温度测量时
当难以接触被测物体、测量运动物体或高温物体,或者需要避免与物体接触时,使用红外温度仪进行非接触式温度测量非常有效。选择设备时,应检查温度范围、测量距离、目标尺寸、辐射率、测量窗口以及周围环境。
需要记录和监控温度和湿度的场景
在洁净室、存储区、设备周围环境和测试环境中,温度和湿度的变化会影响工艺和质量控制。不仅要考虑现场显示,还要考虑历史记录、异常警报、远程监控和校准历史记录,这样才能更轻松地进行实施后的验证。
Chapter 5
从课题中寻找半导体测量
Furnace temperature
希望稳定地测量炉内·晶圆的温度
在扩散炉和 CVD 炉中,组织测量位置、传感器形状、温度历史以及如何将它们连接到控制和监控系统非常重要。
CMP / Polishing
希望掌握CMP·研磨工序的温度变化
在研磨过程中,如何捕捉难以接触的物体和快速变化的现象是一个问题。非接触式温度测量和实时监视可能是有用的。
Cleanroom / Storage
我想监控洁净室和存储环境的温度和湿度
通过组织温度和湿度的代表点,测量点,记录周期,警报,远程监控和校准响应,可以更轻松地考虑适合操作的配置。
Calibration
我想调整校对和可追溯性
在品质管理和监查应对中使用测量值时,不仅要确认测量条件,还要确认校正范围、校正点、校正周期、是否需要证书。
Chapter 6
CHINO可以支持的半导体测量
Chino 通过温度传感器、红外温度仪、热成像设备、温度计和湿度计、记录仪、控制器、数据记录器、温度校准设备和标准传感器以及校准服务,为半导体制造中的温度控制提供支持。
| 角色 | 主要设备和服务 | 半导体工程的思考方法 |
|---|---|---|
| 测量 | 温度传感器、红外温度仪、热成像设备、温湿度计 | 根据测量对象、温度范围、测量位置、响应速度、能否接触选择方式。 |
| 记录 | 记录器、数据记录器 | 留下可用于工程条件、异常时的履历、监查应对、原因调查的记录。 |
| 监视 | 监控系统、无线电设备、软件 | 将多个地方的温湿度和设备状态可视化,注意到异常和变化。 |
| 控制 | 调节仪、仪表系统 | 根据测量值,考虑使工序温度接近目标条件的配置。 |
| 校正 | 温度校准设备、标准传感器、JCSS校准测试、上门校准服务 | 确认测量值的可靠性,帮助确保可追溯性。 |
Chapter 7
在咨询半导体测量之前您想要组织的内容
在研究半导体测量设备和测量仪器时,测量对象和工艺条件越具体,就越容易组织必要的设备结构。即使条件尚未解决,如果您检查以下项目,咨询也会更容易进行。
| 确认项目 | 您想要组织的内容 |
|---|---|
| 测量对象和工序 | 在哪里测量晶圆,炉内,晶体,抛光表面,设备周围,洁净室,储藏室等? |
| 温度范围、必要精度、响应速度 | 确定正常温度、峰值温度、可接受的变化以及您希望跟踪变化的速度。 |
| 接触式和非接触式的选择条件 | 我们将检查目标是否可触摸、测量距离、视场角、辐射率、测量窗口和安装空间。 |
| 需要记录、监视和警报 | 我们将确定现场显示是否足够,或者是否还需要历史记录、远程监控、异常通知和报告。 |
| 与控制关系 | 我们将确定测量值是仅用于验证,还是与加热器或设备控制连接。 |
| 校对证书和可追溯性 | 确认是否需要品质保证、监查应对、研究开发中使用的测量值、校准点和证明书。 |
FAQ
Q.什么是半导体测量?
A.测量半导体制造工序中所需的尺寸、膜厚、缺陷、电气特性、温度、温湿度、气氛等,确认工序条件和品质。
问:半导体测量设备是什么设备?
A.通过数值和图像确认晶片、膜、图案、工程环境等状态的装置。测长、膜厚、缺陷、温度、温湿度等,根据目的使用的装置不同。
问:半导体测量仪器和半导体检测设备是否不同?
A.严格的使用取决于领域和公司。一般来说,测量是用数值把握对象状态的想法,检查是用来确认缺陷和合格与否的想法。
问:为什么温度测量在半导体制造中很重要?
A. 温度条件会影响晶体生长、化学气相沉积 (CVD)、扩散、热处理、化学机械抛光 (CMP)、储存环境等诸多方面。测量、记录、监测、控制和校准温度对于工艺稳定性至关重要。
问:在半导体工程中如何区分接触式和非接触式?
A. 如果您需要触摸物体或测量其内部温度,接触式温度计较为合适。如果您需要测量难以触摸的高温物体、运动物体或表面温度,非接触式温度计则是更好的选择。实际应用中,选择温度计时应考虑温度范围、测量距离、响应速度、辐射率以及安装环境等因素。
Q.CVD炉和扩散炉需要什么样的温度测量?
A. 我们将确认炉温、测量位置、温度分布、传感器形状以及控制/记录之间的关系。掌握炉体形状、插入口、温度范围和现有传感器等信息将有助于分析。
问:半导体测量是否需要校准和可追溯性?
A.在质量控制、监查应对、研究开发、工序条件比较中使用测量值时非常重要。为了保证测量值的可靠性,要确认校正范围、校准点、校正周期、是否需要证书。
问:当我第一次检查半导体测量时,我应该从什么开始检查?
A.首先,我们将组织要测量的步骤,内容和目的。接下来,通过确认测量对象、温度范围、所需精度、能否接触、是否需要记录、监视、校正,可以轻松确定所需的测量装置和测量仪器。
参考信息
- 株式会社千野“半导体测量”
- 株式会社千野“扩散炉和 CVD 炉的温度测量是什么?”
- 株式会社千野“产品和服务”
- 株式会社千野“红外温度仪”
- 株式会社千野“温度校准装置和标准传感器”
- 日立高科技“半导体的测量和检查”
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