科普干货！常见的晶圆量测方法

(1). 透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）

Si/SiO2 界面的透射电镜图像

它是用TEM在原子水平上拍摄的

→可以观察到上图的Si的原子是有规律地排列的。

这显示了Si是否排列良好。如果存在堆垛故障，则中间可能没有一层，并且可能会看到错位。SiO2是无定形的，因此原子图像看起来是随机的。

通过这种方式，在TEM中可以观察到原子级别的缺陷。

TEM的优点是分辨率高，缺点是采样区域太小。

→只看到非常小的Si区域（一般可以看到1um*1um的面积），并且只能看到已采集的横截面，因此不知道该横截面后面或前面的缺陷是什么。例如，上图无法判断图片的左侧或右侧的情况。

(2). 缺陷刻蚀

缺陷蚀刻方法非常有用，因为它可以观察整个表面。

→ 缺陷的部分（点缺陷、线缺陷（位错）、平面缺陷（堆垛断层）及析出物。

这些缺陷的部分处于比完美晶体更高的能量状态，因此在蚀刻时，缺陷不稳定且蚀刻速度更快。在有位错的地方蚀刻更快，因为刻蚀会由缺口的开放结构首先开始而不是从完整晶体的表面进行。堆垛断层会导致晶体边界的部分在蚀刻中的速度更快。沉淀物蚀刻速度更快，空位缺陷在刻蚀中因蚀刻向四周扩散速度也快。

在上图中，当有缺陷时，蚀刻会将表面的具体形貌变成为下图：

<100>晶圆蚀刻的坑

原子力显微镜利用微悬臂下方的探针和样品表面距离缩小到纳米级，探针和样品表面的分子间作用力使得悬臂受力形变。探针针尖和样品之间的作用力与距离有强烈的依赖关系，即可以通过检测悬臂受力的弯曲程度,从而获得样品表面形貌信息。不同于电子显微镜只能提供二维图像，AFM能提供真实的三维表面图。同时，AFM不需要对样品的任何特殊处理，如镀铜或碳，这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。电子显微镜需要运行在高真空条件下，原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子、电池材料，甚至活的生物组织。

利用微悬臂探针结构对导体、半导体、绝缘品等固体材料进行三维样貌表征，纵向噪音水平低至0.03nm(开环)，可实现样品表面单个原子层结构形貌图像绘制。AFM最大的特点是可以测量表面原子之间的力，AFM可测量的最小力的量级为10-14-10-16N。AFM还可以测量表面的弹性,塑性、硬度、黏着力等性质，AFM还可以在真空、大气或溶液下工作，在材料研究中获得了广泛的研究。

致真精密仪器自主研发了系列原子力显微镜产品，稳定性强、可拓展性良好、提供定制服务；可拓展横向力显微镜、静电力显微镜、磁力显微镜、扫描开尔文探针显微镜、刻蚀和纳米操作等。

该产品作为高速、高精度物质形貌表征工具,可以为高端科研与企业生产研发提供更多的选择与助力。↓↓↓

多功能原子力显微镜

AtomicaPrecision

利用微悬臂探针结构对导体、半导体、绝缘品等固体材料进行三维样貌表征，纵向噪音水平低至0.03 nm(开环），可实现样品表面单个原子层结构形貌图像绘制。可以测量表面的弹性、塑性、硬度、黏着力、磁性、电极化等性质，还可以在真空，大气或溶液下工作，在材料研究中获得了广泛的使用。

● 多种工作模式

● 适配环境：空气、液相

● 多功能配置

● 稳定性强

● 可拓展性良好

晶圆型原子力显微镜

Wafer Mapper-M

利用微悬臂探针结构可对导体、半导体、绝缘品等固体材料进行三维样貌表征。样品台兼容12寸晶圆，电动样品定位台与光学图像相结合，可在300X300mm区域实现1μm的定位精度，激光对准，探针逼近和扫描参数调整完全自动化操作。可用于产线，对晶圆粗糙度进行精密测试。

● 多种工作模式

● 适配环境：空气、液相

● 可旋转式扫描头

● 多功能配置

● 稳定性强、可拓展性良好

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