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,在半导体制造中,不仅要检查成品,还要测量和记录过程中发生的情况,并利用这些信息根据需要实施控制和改进。
测量、测量、检查、监视的差异
诸如“半导体测量设备”,“半导体检查设备”和“半导体测量仪器”之类的词语在开始研究时具有相似的含义。在介绍审查中,重要的是不仅要看单词的差异,还要澄清“你想知道什么”。
| 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。 |
如果您想了解半导体本身的基础知识,请参阅“什么是半导体?”。
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,但测量对象不是一个。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
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、表面状况和缺陷等因素变得日益重要。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、环境
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。
考虑从记录、监控、控制到校准的所有环节。
在半导体制造中,不仅要验证某一时刻的测量值,还要验证温度历史、变化趋势、异常记录、控制状态以及测量值的可靠性。
| 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
温度变化会影响工艺的重复性。
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的温度不稳定,都会影响工艺条件的重复性和质量控制。
高温工序中测量方法和设置条件很重要
在扩散炉和 CVD 炉等高温工艺中,有必要明确要采集哪些温度数据、使用什么形状的传感器以及如何使用它进行控制和记录。
确认炉形、插口、测量位置、温度范围、可维护性等有助于确定合适的测量配置。
启用非接触温度测量时
当难以触摸被测物体、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可能非常有效。
在选择过程中,我们会检查温度范围、测量距离、目标尺寸、辐射率、测量窗口和周围环境等因素。
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。
Crystal growth
我想测量SiC晶体生长和单晶提升的温度
晶体生长包括高温温度测量、测量位置、观察条件以及与外部系统的连接。
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。可能需要考虑非接触式温度测量和实时监控。
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,要确认校正范围、校准点、校正周期、是否需要证明书等。
FAQ
常见问题
半导体测量是什么?
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,确认工序条件和质量。
半导体测量装置是做什么的装置?
是通过数值和图像确认晶片和膜、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。
半导体计测器和半导体检查装置不一样吗?
严格的区分使用根据领域和公司有所不同。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。
为什么在半导体制造中温度测量很重要?
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) 和储存环境。测量、记录、监控、控制和校准温度有助于稳定工艺过程。
在半导体工程中怎么区分接触式和非接触式呢?
如果需要接触物体或测量其内部温度,接触式温度计较为合适。对于难以接触的高温物体、移动物体或测量表面温度,非接触式温度计则是更好的选择。实际应用中,应综合考虑温度范围、测量距离、响应速度、辐射率和安装环境等因素进行选择。
CVD炉和扩散炉需要什么样的温度测量?
我们将研究炉温、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。
半导体测量需要校正和跟踪吗?
在将测量值用于质量控制、审计响应、研究开发和工艺条件比较时非常重要。为了保证测量值的可靠性,要确认校正范围、校正点、校正周期、是否需要证书等。
第一次调查半导体测量时,应该从什么开始确认呢?
首先,整理在哪个工序、什么、为了什么而测量。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。
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