压力控制
图像传感器

大规模集成电路

药液浓度测量气体浓度监测

显示设备存储器

流量控制

真空控制

颗粒分析液体汽化材料

MEMS

功率器件

激光二极管

HORIBA在半导体中的测量和分析技术HORIBA核心技术光谱学分析

表面薄膜元素分析

Raman/PL/CL
分析材料应力/结晶/缺陷等的技术

元素深度分布、膜层厚度及
光学常数及氧元素含量测量颗粒分析质量流量控制浓度检测

用于分析颗粒粒径、数量等的技术

气流/液体流量控制的技术

监测不同药液浓度的技术目 录

表面 / 薄膜质量 / 氧含量分析应力 / 结构分析缺陷分析异物颗粒检测 / 去除抛光

表面/薄膜质量/氧含量分析1

椭圆偏振光谱仪
厚度，折射率和消光系数
一束入射偏振光与薄膜介质相互作用后，测量出射光偏振态的改变（强度和相位），
通过模型运算，解析出膜的光学常数（折射率n，消光系数k）及各层膜厚特点

椭圆偏振光谱仪

UVISEL Plus

■ 薄膜的厚度测量范围从几个Å到80μm■ 微光斑功能可选■ 自动平台样品扫描成像，监控所测膜厚均匀性
2.700

AlGaN 带隙: 4.66eV

2.650
2.600
2.550
2.500
2.450

重点应用

n2.4002.350・ 晶体管：HEMT、OTFT、
MOSFET、CMOS

2.300・ 压电铁电：PZT、 BST

2.200・ 高-K / 低-K材料

2.100・ 光刻胶 / 聚合物测试・ 数据存储：GeSbTe、DDLC

AIGaN
折射率

2.250

AIN
折射率

2.150

AIGaN
消光系数

2.050
1

实例:
样品3D膜厚成像

234
Photon Energy (eV)50.380
0.360
0.340
0.320
0.300
0.280
0.260
0.240
0.220
0.200 k
0.180
0.160
0.140
0.120
0.100
0.080
0.060
0.040
0.020
0.000

AlGaN和AlN的折射率和消光系数随波长的变化辉光放电光谱仪(GD-OES)
晶圆的深度剖析
GD-OES能够以μm/min的溅射速率对材料进行元素深度剖析。另外，GD-OES
可以通过元素分布变化来评估薄膜的厚度，被广泛应用于半导体工艺的研发和质量控制等领域。
辉光放电光谱仪

GD-Profiler2

特点■ 分析速度快 (μm/min)

合格品

缺陷产品 （杂质）■ 元素测试范围宽广：H（氢）到U（铀）・ 氧化/腐蚀研究H O

Signal intensity (V)重点应用

Signal intensity (V)■ 无需前处理和超高真空Al

H O・ 光学镀膜・ 金属镀膜・ 表面处理Measurementtime(sec.)

Measurementtime(sec.)

仅需30秒即可分析GaN表面存在的Al，H和O元素含量的差异。

3氧 / 氮 / 氢 分析仪硅片中氧的分析
氧含量会影响硅晶片的电阻，所以硅晶片中的氧需要在低含量（10ppm以下）下测定。通过控制加热温度，EMGA能够对硅晶片表面的氧和内部的氧分别进行定量分析。
氧 / 氮 / 氢 分析仪

EMGA-930

特点■ 快速检测 ( < 5 min)■ 检测范围宽 (ppm ～ %)■ 丰富的定制化单元或功能 (如自动进样器)

硅晶片中的氧

硅晶片表面的氧测试次数重点应用酸素(ppm)含氧量(ppm)・ 电子材料氧浓度

温度(℃)

・ 硅晶片温度・ 有色金属材料

平均值(ppm)

时间 (Sec)

SD (ppm)
RSD%

硅晶片中的氧含量分析

2

存在于表面的氧和内部的氧通过表面清洗可以分离，也可以通过EMGA的控制升温功能分别测定。

应力/结构分析拉曼光谱仪硅的应力/应变测试800毫米长焦长拉曼光谱仪：超高光谱分辨率
性能卓越：全自动、多功能、可扩展性强、超快速共焦成像、深紫外-红外全光谱
范围、超高空间分辨率等

高速高分辨显微共焦拉曼光谱仪LabRAM Odyssey

特点■ 硅结构应力/应变分布（相较于标准硅峰位的偏移值来计算应力值）■ 超高应力/应变分辨率*■ 可以进行PL (光致发光) 测试重点应用・ 晶型・ 应力/应变
・ 掺杂/缺陷
・ 污染物*基于2020年内部测试

4硅结构应力分布(相较于标准硅峰位的偏移值来计算应力值)AFM-拉曼联用系统
空间分辨率突破光学衍射极限原子力显微镜 (AFM) 与显微拉曼系统联用, 可以获得材料最表层的物理化学信息。
使用特殊探针的针尖增强拉曼 (TERS) 测试可以做到纳米级别的结构分析。

AFM-Raman

特点

XploRA Nano

■ 同时获得AFM和拉曼成像■ TERS配置可以选择顶部/侧向/底部照明模式 (取决于系统配置)

显微成像

重点应用

TEPL 成像*1

TEPL 成像*2・ 观察表面形态
・ 纳米晶型・ 应力/应变
・ 掺杂/缺陷碳纳米管拉曼光谱成像

WSe2 薄片缺陷分析(纳米尺度上分析每个测试点的光谱差异)(显微成像和TEPL 成像在空间分辨率上的对比)

探针样品

3物镜

*1 TEPL – 针尖增强光致发光*2 TERS – 针尖增强拉曼缺陷分析光致发光晶圆表面缺陷快速分析
光致发光系统可进行稳态PL光谱测量和时间分辨光谱测量，从而根据发射光/寿命
的变化提供可视化的晶圆表面缺陷信息。通过数据分析，如发射强度直方图等，可显微光致发光测量系统精确分析晶圆表面缺陷浓度和状态。

MicOS

特点3英寸InGaP晶圆快速成像■ 可覆盖从紫外到近红外光谱范围（200-2100 nm）■ 快速成像功能，最大可扫描12英寸晶圆■ 可集成光致发光、时间分辨光致发光、拉曼光谱测量功能

3英寸InGaP晶圆
快速成像
101x101个点
4分9秒（1ms/点）

重点应用
・ 成分分析
・ 缺陷/杂质/掺杂物分析・ 污染物/包裹体分析

相同区域的稳态光谱和寿命测量
寿命测量可以识别出稳态测量无法检
测到的微小差异稳态发射光谱

寿命测量曲线
τ = 970μsec
τ = 636μsec

5阴极荧光光谱仪缺陷浓度测量扫描电镜-阴极荧光光谱仪是一款无损分析技术，可以在纳米空间分辨率下提供各类
材料的光学特性成像和电子特性成像。可评价硅和化合物半导体（GaN、SiC等）
晶片的结晶度和缺陷。

HORIBA CLUE系列阴极荧光光谱仪特点阴极荧光测量系统

■ 可与各大品牌的扫描电镜兼容■ 波长范围从200nm到2100nm■ 可提供独立的专用CL成像系统

PL 成像
微米区域

CL 成像
微米区域

亚微米区域

亚微米区域

重点应用
・ 缺陷 / 杂质・ 污染 / 夹杂物GaN晶片和缺陷分析◀KOH蚀刻后的壳坑CL图像1显示混合（边缘和螺旋）位错，CL图像6显示边缘错位。
基于这些结果，可以通过显示
强度图像和3D波长对缺陷进行分类和评估。

1 6CL 图 1

CL 图 6X-射线 荧光分析仪晶圆缺陷检测/元素成像
微区X射线荧光（XRF）可以通过高速筛选和成像处理来检测粒子。此外，高分辨
率X射线束能够对粒子中所含元素进行详细分析。一种仪器即可实现颗粒的显微成
像和元素测量，分辨率可达几十μm。
X-射线显微分析

XGT-9000

特点SiC晶圆缺陷的元素分析■ 基于元素分析X-射线透射图像观察缺陷

X射线透射图像基于元素分析观察缺陷■ 数十μm颗粒的元素分析■ 大尺寸样品无损分析■ 亚微米级多层膜厚度分析
重点应用X-射线透射成像

元素分布成像・ 化合物晶圆缺陷元素分布成像・ 颗粒观察和元素分布成像精细布线图形的镀层厚度分析・ 窄线镀层厚度检查
SiC晶片上颗粒的观察及元素分布成像对分布在几平方厘米
内的粒径几十微米左右的颗粒进行元素分
析
光学成像

6

颗粒观察图

3层

AuPdNi标准值

0.03 μm

0.15μm3.50μm结

0.032μm

0.16μm

3.60μm果无损分析可应用于亚微米级布线的多层膜厚测量。

4

异物颗粒检测/去除颗粒检测系统检测晶圆上的颗粒
基于激光散射检测的光罩/掩模版粒子检测系统经过多年的运营，已经有很多用户在使用。 该系统可用于检测裸晶片上的颗粒和缺陷，最大灵敏度为0.1μm。
颗粒检测系统PR-PDSeries

特点重点应用■ 高通量 (≈60 sec/片)・ 裸晶片粒子检测■ 半导体Fab厂中使用具有合理的运营成本・ 裸晶片划痕检查■ Remarkable up time (up time ≥ 99%)・ 光罩 / 掩膜版颗粒检测静电放电检测Elec烟雾粒子 / 生产粒子检测结果图

PR-PD系列具有优于内置颗粒检查单元型的光刻扫描仪的优势，可以准确第地检测防护膜/玻璃表面上的颗粒。

PR-PD系列可以检测由ESD散射的铬
颗粒颗粒去除系统
去除光罩和晶圆上的颗粒
RP-1系统通过空气（或N2）吹气和真空吸尘器自动去除晶片上的颗粒。该系统可处理最大200毫米的尺寸。

特点
颗粒去除系统

■ 高通量 (≈60 sec/片)RP-1■ 自动处理可防止任何ESD*重点应用■ 可与颗粒检测系统集成 (PR-PD系列)

・ 去除200mm晶圆上的颗粒・ 去除光罩/掩膜版颗粒

* ESD = Electro-Static Discharge

颗粒去除原理图

Vacuum suction

载玻片（10μm 标准玻璃珠）

Air (or N2 ) blow

Glass surface

Pellicle surface
Air (or N2 ) blow

Vacuum suction颗粒去除前颗粒去除后
10μm PSLs (5 个固体颗粒残留) : 100% 的颗粒去除率75抛光颗粒粒径分布分析仪抛光液的粒径分析
静态光散射和动态光散射能够分析从nm到mm范围的颗粒的粒径。它可以测量尽可能不稀释的浆料样品。

静态光散射粒径分布分析仪动态光散射纳米颗粒分析仪Partica LA-960V2

nanoPartica SZ-100V2

特点

特点■ 可配置测试高浓度样品的专用样品池■ 动态范围宽：0.3nm~10μm■ 1分钟完成测量全过程■ 适合测试稀释样品和高浓度样品■ 动态范围宽：10 nm~3 mm■ Zeta电位可用于粒径分布的稳定性分析、决定研磨速率

Partica LA-960V2 结果举例
Transmittance
integration(％)

・ CMP 研磨液

Concentration(％)

重点应用Particle size(μm)

Printed:2021-03/1000

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