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水滴角测量仪应用芯片半导体行业(晶圆wafer)的关键技术要点

半导体芯片行业特别是晶圆制程中对于清净度的要求非常高,只有符合要求的晶圆才可视为合格品。作为测试等离子清洗效果评估的唯一手段,水滴角测量仪是评估晶圆品质的最有效的工具。2018年以来,中国的芯片行业得到了迅速发展,因而,对于水滴角的测试提出了更高要求。

芯片晶圆水滴角测值图谱

水滴角测量仪测试超亲水接触角值

根据水滴角测试基本原理:固体样品表面因本身存在的表面粗糙度、化学多样性、异构性的等因素,固体表面的接触角值或水滴角值均体现为左、右、前、后的不一致;因而,水滴角的测量仪器的算法必须采用符合界面化学的基本原理并能够实现 3D水滴角测量的阿莎算法(ADSA-RealDrop)。同时,硬件方面必须具备微米级控制精度的独立控制的二维水平调整台和微米级控制精度的独立控制的二维水平调整机构。

测试芯片半导体的应用过程的技术要求:

1、由于芯片纳米级的工艺,如12纳米或7纳米制程时,且结构是多样的,方向是多样的,因而,异构性以芯片或晶圆制程中尤其突出。进而,必须要求水滴角测量仪能够基于阿莎算法并充分利用阿莎算法的敏感度高的优点。

2、水滴角测量仪的应用物性要求能够敏感的捕捉到微滴(尽量为1uL以内,采用超细针头)小范围内的左、右、前、后由于清洁度效果不好导致的角度的微小变化。如上图所示,角度值第一个时明显的出现了左、右角度值的偏差,说明样品表面是不干净的。而第二张水滴角的角度图片则显示左、右角度值接近度比较高,清洁度比较好。

综合如上,我们可以发现,对于芯片或晶圆制程来讲,水滴角的应用除了用于测试等离子清洗(Plasma)的效果外,还有一个更为重要的应用是评估何种情况下,晶圆的粘附力或表面自由能是最合理的。而特别是后者的应用,目前来讲,中国的芯片制造厂还没有像国外的生产厂那个引起足够的重视。

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