半導體產業

Semiconductor Industry

半導體製程異常、失效分析與材料污染的挑戰

1.缺陷不可視的奈米級挑戰

隨著半導體製程邁向2nm/3nm等尖端節點,傳統光學檢測已難以辨識埋藏於多層結構深處的奈米級缺陷(如粒子污染、微裂縫、線路瑕疵等)。

解決方案:

針對奈米級缺陷不可視的難題,可透過SEM進行奈米等級的觀測。

Phenom Pharos G2:全球獨家桌上型場發射電子顯微鏡,採用FEG燈絲源,解析度優於2nm,可搭配多款專門分析軟體,如:EDS/EDX元素分析、粒徑分析等。

2.先進製程微縮與多層堆疊導致的分析盲點

隨著FinFET、GAA 及 3D IC、TSV、Fan-out 等先進製程與封裝普及,元件的材料堆疊日益複雜且尺寸極其微細。這種高度複雜的結構使傳統截面製備極易產生變形、分層或材料 Smear 等偽影 (Artifacts),導致真實的界面資訊 (Interface Information) 缺失。

解決方案:

離子研磨機: 透過高精度離子束製備技術,能在不破壞晶體結構的前提下取得無偽影 (Artifacts) 的截面。

濺鍍機: 針對不導電樣品在表面鍍上一層極薄的金或碳導電膜,減少電子所導致的電荷累積效應,使得電子成像更加清晰,有利電子顯微鏡的觀察與應用。

3.有機污染與表面附著異常的潔淨度挑戰

半導體製程對表面潔淨度極度敏感,微量的光阻殘留、殘膠、有機污染 (Organic Contamination) 或氧化層等,皆會導致鍍膜附著力 (Adhesion) 異常、鍵結失敗及接觸電阻 (Contact Resistance) 上升。由於製程步驟繁瑣且材料複雜,污染物易在前後段製程反覆出現,造成嚴重的良率波動。

解決方案:

電漿清洗機: 進行高效的表面活化、有機污染的去除與氧化層處理,可以涵蓋前後段製程的整體表面處理能力。

4.數據不穩定引發的研發決策風險與量測誤差

在半導體奈米級量測中,對環境要求與樣品狀態有著高標準。任何前處理不良、材料電荷效應 (Charging Effect)、截面破壞或污染殘留,或者環境中的磁場、震動等干擾,皆會導致影像模糊與量測偏差 (Measurement Deviation),造成分析結果不可重複。

解決方案:

主動式消磁器:消除高精密電子束設備周遭環境帶來的磁場干擾問題,包含直流磁場與交流磁場。

主動式防震台:可應用於各種對低頻震動敏感的精密儀器設備,避免因環境震動干擾而影響儀器運作及電子顯微鏡成像品質。

解決方案

Phenom Pharos G2

與傳統的落地型SEM相比,Phenom Desktop SEM 提供更具成本效益的解決方案,以更低的成本獲得高品質的電子成像與可信的分析數據。

  • 電子放大倍率:200 – 2,000,000x

  • 解析度:SED ≤ 2 nm and BSD ≤ 3 nm

  • 樣品尺寸:最大可達32mm,最高可達100mm

Technoorg Linda離子研磨機

Ion Milling-Smart 全新設計智能觸控式介面,讓操作更直覺、使用更簡單便利。

  • 高能量離子槍實現高效率截面切割、研磨拋光。
  • 低能量離子槍適用於精細拋光和表面清潔 (*選配)
  •  智能監控氬氣系統、冷卻系統、離子槍供電系統等,可即時顯示系統狀態。
  • 可進行樣品30°及90°截面切割,並可搭配專用SAS樣品校準器,對位精準度±5um。

PIE Scientific電漿清洗機

獨特的清洗模式可以產生極其溫和的等離子體,擁有雙等離子源體設計的機型,可選擇進階系統的溫和清潔模式。

  • 浸潤模式:浸潤式等離子體源,應用於侵蝕性表面處理、表面改質、光致抗蝕劑蝕刻。

  • 溫和模式:溫和式等離子體源,應用於在微細樣品上,溫和地去除表面污染物和表面活化。

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