梅特勒托利多

芯片制造稱量操作方案

芯片質量保障，始于實驗室稱量

半導體制造是一種技術先進的工藝，每一個步驟都需要確保高精度，其中涉及到專業設備與潔凈的環境。稱量操作出現在半導體研發、質檢的各個環節，但其重要性卻時常被人忽視。本文將為大家講解芯片制造環節中稱量的重要性，以及梅特勒托利多的專業方案。

鍵合金絲質檢

高性能鍵合金絲/帶作為先進基礎材料的一種，已經在《重點新材料首批次應用示范指導目錄》（2024版）中榜上有名。鍵合絲線會在微型芯片和芯片基板之間建立電氣的互聯，隨著半導體技術的日益微型化，鍵合絲線已成為芯片封裝環節的重要物料。

在鍵合金絲的檢測中，有兩項和稱量緊密相關：

01 金絲的直徑

直徑是金絲產品的重要規格、性能指標。直徑除了用測徑儀測定之外，1m金絲的重量也是確定直徑的重要參考指標。

02 金絲線軸的絲線長度

在2023年7月開始執行的標準GB/T8750-2022《半導體封裝用金基鍵合絲、帶》中建議的線軸長度檢測方法為：稱量采樣絲/帶重量，稱量絲/帶總重量，用相除的方式計算絲線長度。

這兩項檢測中，我們建議使用可讀性達到百萬分位的XPR微量天平進行稱量，國標中也是如此規定的。原因如下：

鍵合金絲作為金基材料，樣品比較昂貴，不宜取樣過多。

極細的絲線取樣過長時稱量不易操作。

我們都不希望因為過大的正偏差（造成規格降級）或過大的負偏差（造成材料浪費）而影響品控。

一般稱量時，會取用的樣品長度為10至20cm，典型質量為0.2至2mg。面對這樣微小的樣品質量，我們只有選擇了百萬分位的天平，才能把稱量誤差抑制在1%以內。

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來減小取放樣難度。

晶圓稱量

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

而晶圓稱量通常具有較大的挑戰性，原因在于：

01 晶圓廠與質量控制部門通常在濕法蝕刻清洗設備、CMP與光刻設備附近設有晶圓稱重站。因此，稱量晶圓通常要在潔凈室這種特殊環境進行。

02 晶圓本身是規格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域的專家，充分理解因樣品和環境因素導致的稱量難題。因此我們開發出了多樣的稱量組件來適應以晶圓稱量為代表的特殊需求：

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

對于大尺寸的晶圓，可采用半微量稱量模塊+定制風罩方案，獲得快速穩定的稱量結果：

稱量操作通常是分析/質檢的最初一步，如果能夠保證第一步的準確性（即準確的稱量），后續的分析工作結果才不會產生過大的誤差。梅特勒托利多實驗室稱量一直致力于幫助客戶減少稱量誤差，獲得準確結果。