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日本KEM京都电子 放射率计 S AERD

更新时间:2025-11-14      浏览次数:1

一、 核心功能与工作原理

  1. 功能: 直接、快速地测量固体材料在特定温度、特定波长下的法向全发射率

  2. 工作原理: 它基于 “能量比较法"

    • 仪器内部有一个已知温度和高发射率的黑体参考源

    • 测量时,仪器会交替接收来自样品表面和内部黑体参考源的红外辐射能量。

    • 通过精确比较样品辐射能量与黑体参考源辐射能量的比值,仪器直接计算出样品在该条件下的发射率值。

二、 在半导体制造及相关领域的应用

虽然S-AERD本身是一个用于实验室研究和质量控制的测量仪器,而非生产线上的在线传感器,但它的数据对半导体工艺开发至关重要:

  1. 为辐射温度计提供精确的发射率数据

    • 在使用HORIBA IT-545等辐射温度计时,为了从测量的辐射信号中计算出真实的温度,必须知道被测物体表面的发射率。如果发射率设置不准确,测温结果就会有系统误差。

    • S-AERD可以预先精确测量各种工艺条件下硅片、金属薄膜(如TiN, W)、介质薄膜(如SiO₂, Si₃N₄)等的发射率,并将这些数据输入温度计或工艺配方中,确保在线测温的准确性。

  2. 新材料与新工艺的开发

    • 在开发新的RTP、退火、CVD工艺时,晶圆表面的薄膜结构和成分会发生变化,导致其发射率也随之改变。

    • 使用S-AERD可以系统地研究这些变化,建立“工艺条件-表面状态-发射率"的数据库,为工艺建模和优化提供关键参数。

  3. 质量控制与故障分析

    • 如果一批晶圆的薄膜厚度或均匀性出现偏差,其发射率也会不同。可以通过抽样测量发射率来间接监控薄膜质量。

    • 当在线温度测量出现异常时,可以用S-AERD来验证晶圆样品的发射率是否偏离预期,帮助诊断问题根源。

三、 S-AERD的主要特点与技术优势

  1. 直接测量发射率: 与间接计算方法不同,它能提供直接、客观的发射率数值,结果更可靠。

  2. 高精度与高重复性: KEM以其高精度仪器闻名,S-AERD能够提供可信赖的测量数据,重复性良好。

  3. 宽温和波长范围

    • 温度范围: 通常覆盖室温至较高温度(例如1000°C或更高,具体取决于型号),可以模拟实际工艺温度。

    • 波长范围: 可以选择与在线辐射温度计相匹配的测量波长,确保数据直接可用。

  4. 样品适应性强: 可以测量各种形状的固体样品,只要表面能够放入测量腔室并满足光路要求。

  5. 用户友好: 通常配备软件,用于控制仪器、设置温度曲线、采集和分析数据。

四、 与HORIBA IT-545的关系

您可以这样理解两者的关系:

  • HORIBA IT-545(辐射温度计): 是生产线上用于 “实时监控温度" 的“眼睛"。它需要发射率这个关键参数才能正确工作。

  • KEM S-AERD(放射率计): 是实验室里用于 “精确标定发射率" 的“标尺"。它为IT-545这样的“眼睛"提供精确的“视力校正参数"。

工作流程通常是
在工艺开发阶段,使用 S-AERD 测量特定工艺条件下(特定温度、特定薄膜)的晶圆发射率 → 将测得的发射率值设定到生产设备上的 IT-545 温度计中 → IT-545在量产时利用这个正确的发射率值,实现对晶圆温度的精确、无损测量。

总结

日本KEM的 S-AERD放射率计 是一款高精度的实验室分析仪器,它是实现半导体制造中高精度非接触测温的基石。通过为辐射温度计提供可靠的发射率数据,它间接确保了RTP、退火等关键热工艺的均匀性、重复性和良率。在追求极的致工艺控制的先进半导体制造中,对材料基础物性(如发射率)的深刻理解和精确测量是不的可的或的缺的一环。


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