从“能测”到“能鉴定”,这项专利补齐先进制程颗粒分析短板

半导体工艺进入3nm及以下节点后,行业对“洁净”的界定发生本质变革。以往仅肉眼可见的碎屑、残留物被视作污染物,如今微量外来化学物质一旦破坏晶圆表面反应、界面结构或薄膜连续性,就会形成隐性污染,产业迎来原子尺度看不见的品质管控难题。
当前晶圆良率损失的主要诱因不再是光学可观测的大颗粒,而是各类原子级界面污染。这类污染不会直接造成芯片报废,只会引发无规律电学参数偏移,晶圆出厂检测合格,后期却频繁出现性能衰减、参数漂移等问题。密封件小分子析出、等离子腔体材料降解、前置微小缺陷多层放大等隐蔽污染源,仅单原子层杂质,就会诱发栅氧化层漏电、接触电阻升高、阈值电压漂移,传统颗粒检测手段无法识别,持续拖累量产良率。

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肉眼可见颗粒转为隐形界面缺陷
先进制程环绕栅极结构大幅增加沟道接触面积,界面纯净度直接决定晶体管性能,污染形态完成从宏观颗粒到微观界面损伤的转变。这类“非暴露式污染”具备隐蔽性,常规颗粒计数设备无任何异常数据反馈,却会造成整批晶圆品质下滑。各类微量杂质经多道工序累积放大,形成难以溯源的隐性失效,成为制约先进芯片量产的关键阻碍。
制程迭代,传统检测抵达瓶颈
参照SEMI行业规范与头部晶圆厂管控指标,3nm工艺要求颗粒检出灵敏度达10.5–11.5nm,后续2nm、埃米级工艺还会持续提高检测标准。传统光学散射、光阻检测技术已逼近物理性能上限,难以适配超细污染物管控需求。
与此同时,污染来源愈发繁杂:高纯化学品内PPT级痕量金属离子、工艺腔室气态污染物、洁净区纳米悬浮颗粒,浓度虽低于常规监控阈值,但长期累积会对芯片造成不可逆损伤,是先进产线难以解决的质控痛点。
实现颗粒形貌观测与成分鉴定
针对行业现存痛点,胤煌科技依托自研授权发明,推出激光共聚焦原位显微拉曼光谱检测方案,打破传统设备仅能统计颗粒数量的局限,实现颗粒可视化成像、原位成分定性双重能力。设备无需破坏样品即可完成无损分析,XY平面分辨率优于500nm,可精准区分致命工艺缺陷与无害伪缺陷,减少产线误判与复测成本。当下颗粒检测行业已从单纯数值统计,转向成像+成分一体化分析,这套自研设备为芯片良率管控筑牢技术防线。

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综上,3nm及以下工艺阶段,芯片污染由可视颗粒转变为原子级界面缺陷,传统光学检测存在漏检、无法溯源的短板。胤煌科技成像与拉曼联用技术,同步实现颗粒形貌观测、无损成分鉴定,补齐了传统颗粒分析只能计数、无法定性溯源的行业缺口。随着制程持续向埃米级迭代,可视化+成分溯源一体化检测将成为先进晶圆厂标配,该国产化自研方案,也为国内半导体精密检测设备突破、改善先进制程良率损耗问题提供了可行技术路径。

胤煌科技  2026-07-31  |  阅读:20
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