梅特勒托利多

芯片制造称量操作方案

芯片质量保障，始于实验室称量

半导体制造是一种技术先进的工艺，每一个步骤都需要确保高精度，其中涉及到专业设备与洁净的环境。称量操作出现在半导体研发、质检的各个环节，但其重要性却时常被人忽视。本文将为大家讲解芯片制造环节中称量的重要性，以及梅特勒托利多的专业方案。

键合金丝质检

高性能键合金丝/带作为先进基础材料的一种，已经在《重点新材料首批次应用示范指导目录》（2024版）中榜上有名。键合丝线会在微型芯片和芯片基板之间建立电气的互联，随着半导体技术的日益微型化，键合丝线已成为芯片封装环节的重要物料。

在键合金丝的检测中，有两项和称量紧密相关：

01 金丝的直径

直径是金丝产品的重要规格、性能指标。直径除了用测径仪测定之外，1m金丝的重量也是确定直径的重要参考指标。

02 金丝线轴的丝线长度

在2023年7月开始执行的标准GB/T8750-2022《半导体封装用金基键合丝、带》中建议的线轴长度检测方法为：称量采样丝/带重量，称量丝/带总重量，用相除的方式计算丝线长度。

这两项检测中，我们建议使用可读性达到百万分位的XPR微量天平进行称量，国标中也是如此规定的。原因如下：

键合金丝作为金基材料，样品比较昂贵，不宜取样过多。

极细的丝线取样过长时称量不易操作。

我们都不希望因为过大的正偏差（造成规格降级）或过大的负偏差（造成材料浪费）而影响品控。

一般称量时，会取用的样品长度为10至20cm，典型质量为0.2至2mg。面对这样微小的样品质量，我们只有选择了百万分位的天平，才能把称量误差抑制在1%以内。

操作人员还可选用XPR微量天平适用于管线状样品的特殊秤盘来减小取放样难度。

晶圆称量

大多数半导体加工步骤都需要添加或去除材料。在这些步骤之后，晶圆称量对于确保配方或流程的效率至关重要。

而晶圆称量通常具有较大的挑战性，原因在于：

01 晶圆厂与质量控制部门通常在湿法蚀刻清洗设备、CMP与光刻设备附近设有晶圆称重站。因此，称量晶圆通常要在洁净室这种特殊环境进行。

02 晶圆本身是规格6英寸（150mm）到12英寸（300mm）的圆片，样品又薄又大，既难以放置又容易被气流影响。

03 晶圆称量需要确定的典型差重为10~30mg之间，为了检测的有效性，需要选用可读性为0.1mg乃至0.01mg的天平才能将误差控制在可接受范围。

梅特勒托利多作为称量领域的专家，充分理解因样品和环境因素导致的称量难题。因此我们开发出了多样的称量组件来适应以晶圆称量为代表的特殊需求：

对于小尺寸的晶圆，可采用超越系列分析天平+ErgoClip易巧称量组件稳定片状样品，既保证精度又兼顾效率：

对于大尺寸的晶圆，可采用半微量称量模块+定制风罩方案，获得快速稳定的称量结果：

称量操作通常是分析/质检的最初一步，如果能够保证第一步的准确性（即准确的称量），后续的分析工作结果才不会产生过大的误差。梅特勒托利多实验室称量一直致力于帮助客户减少称量误差，获得准确结果。