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更新時間:2025-11-14
瀏覽次數:10功能: 直接、快速地測量固體材料在特定溫度、特定波長下的法向全發射率。
工作原理: 它基于 “能量比較法"。
儀器內部有一個已知溫度和高發射率的黑體參考源。
測量時,儀器會交替接收來自樣品表面和內部黑體參考源的紅外輻射能量。
通過精確比較樣品輻射能量與黑體參考源輻射能量的比值,儀器直接計算出樣品在該條件下的發射率值。
雖然S-AERD本身是一個用于實驗室研究和質量控制的測量儀器,而非生產線上的在線傳感器,但它的數據對半導體工藝開發至關重要:
為輻射溫度計提供精確的發射率數據:
在使用HORIBA IT-545等輻射溫度計時,為了從測量的輻射信號中計算出真實的溫度,必須知道被測物體表面的發射率。如果發射率設置不準確,測溫結果就會有系統誤差。
S-AERD可以預先精確測量各種工藝條件下硅片、金屬薄膜(如TiN, W)、介質薄膜(如SiO?, Si?N?)等的發射率,并將這些數據輸入溫度計或工藝配方中,確保在線測溫的準確性。
新材料與新工藝的開發:
在開發新的RTP、退火、CVD工藝時,晶圓表面的薄膜結構和成分會發生變化,導致其發射率也隨之改變。
使用S-AERD可以系統地研究這些變化,建立“工藝條件-表面狀態-發射率"的數據庫,為工藝建模和優化提供關鍵參數。
質量控制與故障分析:
如果一批晶圓的薄膜厚度或均勻性出現偏差,其發射率也會不同。可以通過抽樣測量發射率來間接監控薄膜質量。
當在線溫度測量出現異常時,可以用S-AERD來驗證晶圓樣品的發射率是否偏離預期,幫助診斷問題根源。
直接測量發射率: 與間接計算方法不同,它能提供直接、客觀的發射率數值,結果更可靠。
高精度與高重復性: KEM以其高精度儀器聞名,S-AERD能夠提供可信賴的測量數據,重復性良好。
寬溫和波長范圍:
溫度范圍: 通常覆蓋室溫至較高溫度(例如1000°C或更高,具體取決于型號),可以模擬實際工藝溫度。
波長范圍: 可以選擇與在線輻射溫度計相匹配的測量波長,確保數據直接可用。
樣品適應性強: 可以測量各種形狀的固體樣品,只要表面能夠放入測量腔室并滿足光路要求。
用戶友好: 通常配備軟件,用于控制儀器、設置溫度曲線、采集和分析數據。
您可以這樣理解兩者的關系:
HORIBA IT-545(輻射溫度計): 是生產線上用于 “實時監控溫度" 的“眼睛"。它需要發射率這個關鍵參數才能正確工作。
KEM S-AERD(放射率計): 是實驗室里用于 “精確標定發射率" 的“標尺"。它為IT-545這樣的“眼睛"提供精確的“視力校正參數"。
工作流程通常是:
在工藝開發階段,使用 S-AERD 測量特定工藝條件下(特定溫度、特定薄膜)的晶圓發射率 → 將測得的發射率值設定到生產設備上的 IT-545 溫度計中 → IT-545在量產時利用這個正確的發射率值,實現對晶圓溫度的精確、無損測量。
日本KEM的 S-AERD放射率計 是一款高精度的實驗室分析儀器,它是實現半導體制造中高精度非接觸測溫的基石。通過為輻射溫度計提供可靠的發射率數據,它間接確保了RTP、退火等關鍵熱工藝的均勻性、重復性和良率。在追求極的致工藝控制的先進半導體制造中,對材料基礎物性(如發射率)的深刻理解和精確測量是不的可的或的缺的一環。