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技術(shù)參數(shù)|科研利器組合:解鎖材料微觀世界溫度密碼

更新時間:2025-07-08點(diǎn)擊次數(shù):29

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這今日,要為大家重磅介紹一對科研領(lǐng)域的 “黃金搭檔": 

??Sensofar 的 3D 光學(xué)輪廓儀

??Instec 的高精度冷熱臺


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                      3D光學(xué)輪廓儀                                                                         探針冷熱臺

3D 光學(xué)輪廓儀,則如同微觀世界的 “火眼金睛",實(shí)時凝視著樣品,將樣品在不同溫度波動過程中,發(fā)生的納米級材料表面形貌變化清晰呈現(xiàn),而冷熱臺,作為構(gòu)建穩(wěn)定溫度環(huán)境的基石,能夠?yàn)闃悠诽峁┮粋€從 -190℃的極寒到 400℃高溫的可控溫度工作臺。


圓封裝中的關(guān)鍵應(yīng)用




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在硅晶片制造的精密流程里,快速熱處理(RTP)占據(jù)著舉足輕重的地位。在這一環(huán)節(jié),晶片需在短暫瞬間被迅速加熱至高溫,隨后又以精準(zhǔn)受控的方式徐徐冷卻,以此賦予晶片符合半導(dǎo)體性能要求的特性。然而,RTP 過程猶如一把劍,在賦予晶片性能的同時,也會催生熱應(yīng)力。這種熱應(yīng)力可能引發(fā)一系列光刻問題,進(jìn)而對器件性能造成負(fù)面影響,例如熱沖擊導(dǎo)致的晶片破損,或是分子晶格錯位等狀況。因此,深入了解晶片在 RTP 條件下的性能表現(xiàn),對于優(yōu)化工藝、提升半導(dǎo)體性能及晶片耐久性而言,具有不可估量的價值。

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評估晶片制造過程中溫度變化影響的眾多方法中,測量隨溫度波動而改變的晶片表面粗糙度,堪稱關(guān)鍵路徑之一。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),我們采用了干涉測量技術(shù),并巧妙結(jié)合冷熱臺的控溫能力。在通過顯微鏡對樣品進(jìn)行細(xì)致觀察的同時,將溫度精確攀升至與制造過程相近的數(shù)值。借助 SensoMAP 軟件的強(qiáng)大功能,我們能夠創(chuàng)建模板,并將其廣泛應(yīng)用于所有樣品的分析流程。這一模板不僅能夠在每個形貌圖像中精準(zhǔn)提取 3 個輪廓(水平輪廓、對角輪廓和垂直輪廓),并將它們呈現(xiàn)在同一張圖表之中,還具備構(gòu)建形貌序列的能力。這些序列可進(jìn)一步導(dǎo)出為視頻格式,或在 4D 圖中生動展示,為科研人員提供了更為直觀、全面的數(shù)據(jù)分析視角。


運(yùn)用上述先進(jìn)方法,對同一樣品的兩個形貌圖像進(jìn)行成像,并以二維高度圖的形式予以呈現(xiàn)。圖中的三條實(shí)線,分別代表在每個形貌中精心提取的三個不同輪廓。從圖像中清晰可見,當(dāng)樣品受熱時,其形貌發(fā)生了顯著變化。


這些豐富的數(shù)據(jù)還可進(jìn)一步繪制成 3D 形貌圖像。通過巧妙堆疊隨溫度變化而生成的一系列 3D 圖像,我們成功創(chuàng)建出 “4D 圖"。在這一創(chuàng)新的呈現(xiàn)方式中,使用相同的高度比色刻度尺,能夠清晰展示不同溫度下樣品的形貌變化,以及樣品在溫度驅(qū)動下的彎曲變形過程。從圖中可以直觀地發(fā)現(xiàn),溫度越高,樣品的彎曲幅度越大。

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通過疊加效果 4D 圖,我們能夠更加直觀地比較樣品從 30℃升至 380℃的實(shí)驗(yàn)彎曲形變過程。從中可以敏銳觀察到,樣品 A 在升溫過程中早期即發(fā)生彎曲,而樣品 B 則在后期才出現(xiàn)明顯彎曲現(xiàn)象。



技術(shù)優(yōu)勢亮點(diǎn)


??看得清:3D 光學(xué)輪廓儀具備較高的高精度 3D 輪廓測量能力,分辨率可達(dá)納米級,能夠清晰洞察材料表面的細(xì)微特征與變化。
?? 控得穩(wěn):Instec 的冷熱臺擁有精準(zhǔn)的控溫性能,能夠?yàn)闃悠诽峁┓€(wěn)定、靈活的溫度環(huán)境,滿足各種嚴(yán)苛實(shí)驗(yàn)條件的需求。
? 過程化:該組合能夠?qū)悠吩跍囟茸兓^程中的形貌變化進(jìn)行 “全過程" 的詳盡記錄與深入分析,為科研人員揭示材料性能演變的完整脈絡(luò)。


無論是深耕材料研究領(lǐng)域的科研人員、致力于工程創(chuàng)新的工程師,還是對微觀世界充滿好奇的科普愛好者,這套由 3D 光學(xué)輪廓儀與冷熱臺組成的 “強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合" 系統(tǒng),都宛如一把神奇的鑰匙,能夠開啟材料世界中那些隱匿于溫度變化背后的微觀奇跡之門,助力探索未知,推動科研與創(chuàng)新的蓬勃發(fā)展。





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