梅特勒托利多

芯片制造稱量操作方案

芯片質(zhì)量保障，始于實(shí)驗(yàn)室稱量

半導(dǎo)體制造是一種技術(shù)先進(jìn)的工藝，每一個(gè)步驟都需要確保高精度，其中涉及到專業(yè)設(shè)備與潔凈的環(huán)境。稱量操作出現(xiàn)在半導(dǎo)體研發(fā)、質(zhì)檢的各個(gè)環(huán)節(jié)，但其重要性卻時(shí)常被人忽視。本文將為大家講解芯片制造環(huán)節(jié)中稱量的重要性，以及梅特勒托利多的專業(yè)方案。

鍵合金絲質(zhì)檢

高性能鍵合金絲/帶作為先進(jìn)基礎(chǔ)材料的一種，已經(jīng)在《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》（2024版）中榜上有名。鍵合絲線會(huì)在微型芯片和芯片基板之間建立電氣的互聯(lián)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的日益微型化，鍵合絲線已成為芯片封裝環(huán)節(jié)的重要物料。

在鍵合金絲的檢測(cè)中，有兩項(xiàng)和稱量緊密相關(guān)：

01 金絲的直徑

直徑是金絲產(chǎn)品的重要規(guī)格、性能指標(biāo)。直徑除了用測(cè)徑儀測(cè)定之外，1m金絲的重量也是確定直徑的重要參考指標(biāo)。

02 金絲線軸的絲線長(zhǎng)度

在2023年7月開(kāi)始執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)GB/T8750-2022《半導(dǎo)體封裝用金基鍵合絲、帶》中建議的線軸長(zhǎng)度檢測(cè)方法為：稱量采樣絲/帶重量，稱量絲/帶總重量，用相除的方式計(jì)算絲線長(zhǎng)度。

這兩項(xiàng)檢測(cè)中，我們建議使用可讀性達(dá)到百萬(wàn)分位的XPR微量天平進(jìn)行稱量，國(guó)標(biāo)中也是如此規(guī)定的。原因如下：

鍵合金絲作為金基材料，樣品比較昂貴，不宜取樣過(guò)多。

極細(xì)的絲線取樣過(guò)長(zhǎng)時(shí)稱量不易操作。

我們都不希望因?yàn)檫^(guò)大的正偏差（造成規(guī)格降級(jí)）或過(guò)大的負(fù)偏差（造成材料浪費(fèi)）而影響品控。

一般稱量時(shí)，會(huì)取用的樣品長(zhǎng)度為10至20cm，典型質(zhì)量為0.2至2mg。面對(duì)這樣微小的樣品質(zhì)量，我們只有選擇了百萬(wàn)分位的天平，才能把稱量誤差抑制在1%以內(nèi)。

操作人員還可選用XPR微量天平適用于管線狀樣品的特殊秤盤(pán)來(lái)減小取放樣難度。

晶圓稱量

大多數(shù)半導(dǎo)體加工步驟都需要添加或去除材料。在這些步驟之后，晶圓稱量對(duì)于確保配方或流程的效率至關(guān)重要。

而晶圓稱量通常具有較大的挑戰(zhàn)性，原因在于：

01 晶圓廠與質(zhì)量控制部門(mén)通常在濕法蝕刻清洗設(shè)備、CMP與光刻設(shè)備附近設(shè)有晶圓稱重站。因此，稱量晶圓通常要在潔凈室這種特殊環(huán)境進(jìn)行。

02 晶圓本身是規(guī)格6英寸（150mm）到12英寸（300mm）的圓片，樣品又薄又大，既難以放置又容易被氣流影響。

03 晶圓稱量需要確定的典型差重為10~30mg之間，為了檢測(cè)的有效性，需要選用可讀性為0.1mg乃至0.01mg的天平才能將誤差控制在可接受范圍。

梅特勒托利多作為稱量領(lǐng)域的專家，充分理解因樣品和環(huán)境因素導(dǎo)致的稱量難題。因此我們開(kāi)發(fā)出了多樣的稱量組件來(lái)適應(yīng)以晶圓稱量為代表的特殊需求：

對(duì)于小尺寸的晶圓，可采用超越系列分析天平+ErgoClip易巧稱量組件穩(wěn)定片狀樣品，既保證精度又兼顧效率：

對(duì)于大尺寸的晶圓，可采用半微量稱量模塊+定制風(fēng)罩方案，獲得快速穩(wěn)定的稱量結(jié)果：

稱量操作通常是分析/質(zhì)檢的最初一步，如果能夠保證第一步的準(zhǔn)確性（即準(zhǔn)確的稱量），后續(xù)的分析工作結(jié)果才不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的誤差。梅特勒托利多實(shí)驗(yàn)室稱量一直致力于幫助客戶減少稱量誤差，獲得準(zhǔn)確結(jié)果。