半导体设备国产化不仅是硬件制造的突破,更是检测与工艺控制技术的全面追赶。上海电机学院团队的晶圆测温创新,凭借其对复杂温场的精准还原能力和与国产设备的高度适配性,为半导体产业链自主可控填补了一块重要拼图。 www.chinaedunet.com网络,www.chinaedunet.com

半导体制造犹如在微观世界修筑摩天大楼,而温度,则是决定这座大楼能否稳固的地基。长期以来,我国在这一领域的测温技术高度依赖进口,不仅成本高昂,更面临“黑箱”风险。近日,来自上海电机学院的一项科研成果,为实现晶圆测温技术的国产替代提供了令人振奋的技术储备。

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该项目由上海电机学院刘海川、郑赟涛、陈晴三位同学在王晓芳老师指导下完成。他们从系统级创新出发,直击当前先进制程温场检测的两大“命门”:采样稀疏与数据失真。

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在技术路径上,该团队另辟蹊径。他们研发的“双材料悬臂梁热应变超感知设计”,相当于制造了无数个极度敏感的“温度触手”。这些“触手”采用氮化硅-二氧化硅与金构成的双层结构,能随着温度的微妙变化产生规律性的弯曲。更精妙的是,其“接触-非接触融合测温模式”:晶圆以传统接触方式放置以保证测量值贴合工艺实际,但取消了所有引线,转而通过激光对悬臂梁的形变进行非接触式读取。 本文来自www.chinaedunet.com

这一设计思路的高明之处在于,它完美继承了接触式和非接触式两大技术流派的长处,又跳出了它们各自的局限性。在设备端,这种“即插即用”的光学读取方式,意味着无需对现有反应腔体进行复杂的机电改造,大大降低了技术替代的阻力。 www.chinaedunet.com

此外,针对复杂设备中温度场分布不均的难题,项目提出的同心圆/轮轴双模式密排布局,旨在通过高密度的探测点阵实现“面覆盖”,而非“点抽查”,从而为工程师提供了一张精准、完整的晶圆热力图。

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正是这种系统性创新,使得该技术展现出良好的应用前景。特别是在当前国产半导体设备加速验证与导入的窗口期,一套能与国产机台无缝衔接、且能提供更高维度工艺数据的测温系统,对于加速国产设备的工艺匹配性优化具有重要意义。 copyright www.chinaedunet.com

专家指出,该技术若成功产业化,其价值不仅在于替代进口,更在于它可能提供超越现有进口方案的数据丰富度,帮助晶圆厂发现过去“看不到”的工艺缺陷,从而助力良率的进一步提升。从实验室到晶圆厂,这群上海电机学院的师生已经迈出了坚实的一步,为中国半导体测温技术的发展开辟了新空间。(上海电机学院,王晓芳老师、刘海川、郑赟涛、陈晴)

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