随着特色尺寸的不断微缩,逐渐达到了半导系统编制造设备和制程工艺的极限,目前,集成电路的晶体管数量,以及功耗和性能已经很难像过去40年那样,顺畅地按照摩尔定律演进,很大程度上源于工艺难度越来越大,本钱也高得吓人。
元素剖析的主要性
为理解决高昂的本钱问题,厂商开始严格掌握半导系统编制造过程中的产品良率。影响产品良率的缘故原由有很多,污染无疑是个中非常主要的成分。业内人士估计,污染造成了约50%的产量丢失。

这不是夸年夜的说法,在芯片制程不断进步期间,生产工艺会愈发风雅,纹路也会更加密集,这时,杂质含量就会成为非常敏感的存在,所有利用的硅质料、化学试剂乃至水、空气等环境成分一旦被污染,就可能导致介质击穿电压降落、泄电流增加和良率低落,因此元素剖析变得至关主要。
作为半导体无机剖析的领导者,年前,安捷伦科技有限公司(以下简称安捷伦)在上海举办了“安捷伦半导体论坛无机元素剖析论坛”。半导体行业不雅观察有幸对安捷伦原子光谱学研发总监Toshifumi Matsuzaki以及其互助方台湾巴斯夫无机奇迹部品质管理经理Jones Hsu做了一场专访,畅谈元素剖析如何帮助半导系统编制造提升良率。
作为一家化工企业,巴斯夫股份公司(以下简称“巴斯夫”)对此深有体会,台湾巴斯夫无机奇迹部品质管理经理Jones Hsu坦言,元素剖析相称于一个足球赛守门员,可以监控巴斯夫供应给客户的化学制品原物料,乃至还可以监控原物料的品质,当前半导系统编制造商的工艺在不断精进,哀求也越来越高,巴斯夫须要让客户在进料端尽可能拿到污染比例较小的原物料。
台湾巴斯夫无机奇迹部品质管理经理Jones Hsu(图左)
对付半导系统编制造商来说,同样遭遇困境。许多半导系统编制造商正在利用3级或4级化学品(B级或C级规格,适用于800-90nm之间的几何尺寸)。但是随着尺寸架构朝着更小型化的方向发展,他们面临着升级至D级或E级化学品规格的压力,这些哀求都对无机杂质检测仪器的性能提出了更高的哀求。
ICP-MS的出身
因此,20 世纪80年代出身的ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)因其高灵敏度、低检测限和多元素检测能力成了半导系统编制造商和化学品供应商的重点关注工具。ICP-MS险些可以取代传统的元素剖析技能,被公认为最空想的无机元素剖析方法,并渗透到环境、物理、化学、生物、医学、食品、环境、材料、核科学等诸多领域。
ICP-MS的生产商浩瀚,但没有人可以忽略安捷伦这颗闪耀的明珠。作为生命科学、诊断和运用化学市场领域的领导者,安捷伦在半导体行业深耕已三十余年。
Toshifumi Matsuzaki表示,当 ICP-MS 首次推出并迅速为半导系统编制造商和供应商所采取时,安捷伦就一贯引领 ICP-MS 的发展,安捷伦不断与领先的半导系统编制造商和化学品供应商互助,开拓和更新ICP-MS系统和运用技能,应对半导体行业的剖析寻衅,始终处于创新的最前沿。
安捷伦原子光谱学研发总监Toshifumi Matsuzaki
安捷伦ICP-MS的创新之路
安捷伦ICP-MS技能的发展进程可以追溯到1963年。当时,惠普公司(安捷伦前身)与日本横河(Yokogawa)电气达成互助,创建了他们的第一家联合企业横河惠普,并于1987年推出首台由打算机掌握的ICP-MS仪器。该仪器结合了惠普公司的专利技能与日本横河在丈量剖析领域的领导地位,推向市场的过程中受到用户的普遍欢迎。
此后,安捷伦便在“开挂”的路上不断提高。纵览其ICP-MS的创新之路,我们不难创造,它的打破性技能为半导体行业的发展带来了促进和推动浸染。
1992年,惠普公司推出HP 4500 ICP-MS,该仪器配置冷等离子技能,能够有效肃清Ar带来质谱滋扰,使ICP-MS测定痕量Na、K、Ca和Fe成为可能,而不再须要利用石墨炉AAS丈量这些元素,完美知足了90年代半导体行业发达发展带来的需求。
HP 4500 ICP-MS产品图
2001年,安捷伦发布配备第一代ORS碰撞反响池的7500c ICP-MS,首创了繁芜半导体基质直接剖析的先河。随后,ORS技能在此根本上,不断更新,让半导体无机杂志剖析中高基体剖析的问题不断得到打破。
7500c ICP-MS产品图
2012年,安捷伦推出世界上第一台串接ICP-MS/MS产品8800,进一步肃清繁芜样品中未知元素带来的滋扰,该产品的出身帮助半导系统编制造客户由E8的检测能力超过到E7级别,据先容,芯片进入16nm制程往后,金属离子的影响更加凸显,任何一个金属杂质或金属颗粒的存在都非常随意马虎造成线路之间的互通,8800以及后续推出的8900为用户高端研究和繁芜剖析难题带来变革。
8800和8900 ICP-MS/MS产品图
Toshifumi Matsuzaki表示,从1994年推出4500系列开始,每个期间安捷伦都为半导体行业推出其专用的ICP-MS型号,包括HP4500-300、7500s、7500cs、7700s等,这些型号采取了屏蔽炬和冷等离子体的技能,非常适用于半导体工业的超痕量杂质剖析,因此也得到广泛的运用。
当然,材料剖析只是赞助手段,ICP-MS并不能够直接帮助客户真正生产出更干净的东西,但是当客户去不断地去探求或者改进工艺去制造更干净的东西的时候,ICP-MS可以通过测试的办法去证明产品确实被改进了。
ICP-MS经由近四十年的发展取得了一些重大的打破,其技能本身已经较为成熟。未来仪器将以自动化、智能化,提高效率为发展方向,知足各领域对剖析的哀求。
安捷伦目前已将智能化技能利用到ICP-OES中,内置100个传感器,可以监测仪器本身的运行问题,也会使得人机交互界面变得大略。Toshifumi Matsuzaki称,该技能将逐渐渗透到ICP-MS中。
为什么选择安捷伦?
在半导体元素剖析领域30多年的技能积淀,为安捷伦在奠定了该市场的领导地位。安捷伦每年为技能研发投入大量用度,也因此推出从冷等离子技能、碰撞反应池到串接质谱等每一项技能打破都能带来翻天覆地的变革。
不仅如此,安捷伦ICP-MS还具有让业界信服的稳定性。作为利用者,Jones Hsu绝不犹豫地提到了这一点。
产品的稳定性除了产品本身经由不断测试以外,很大程度上来自于用户的反馈,Toshifumi Matsuzaki这样说到。在环球半导体家当里面,十个用户至少有八个半是安捷伦的客户。因此安捷伦可以听见很多客户的声音,他们会带来反馈与见地,安捷伦根据这些反馈再去做产品的研发与改进,让产品趋于完美。
生命不止,奋斗不息,作为领头者,安捷伦创造了无数新技能的同时也将很多技能带给了全体元素剖析行业,与家当一起进步与发展。
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