1、背景：晶圓及測試技術

晶圓指的是半導體集成電路所用的晶片，由于形狀為圓形，故稱為晶圓。在硅晶片上可以加工制造各種電路元件結構，成為具有特定電氣功能的集成電路產品。

晶圓的原始材料是硅，地殼表面有取之不盡的二氧化硅。硅礦經電弧爐精煉，鹽酸氯化，蒸餾，生產出純度高達99%的高純多晶硅。高純度的多晶硅溶解后摻入硅晶體晶種，然后慢慢拉出，形成圓柱形的單晶硅。硅晶棒在經過研磨，拋光，切片后，形成硅晶圓片，也就是晶圓。

晶圓經多次光掩模處理，其中每一次的步驟包括感光劑涂布、曝光、顯影、腐蝕、滲透、植入、刻蝕或蒸著等等，將其光掩模上的電路復制到層層晶圓上，制成具有多層線路與元件的IC晶圓，再交由后段的測試、切割、封裝廠，以制成實體的集成電路成品，從晶圓要加工成為產品需要專業精細的分工。在晶圓制造完成之后，晶圓測試是一個非常重要的環節。測試是為了以下三個目標：第一，在晶圓送到封裝工廠之前，鑒別出合格的芯片。第二，器件/電路的電性參數進行特性評估。工程師們需要監測參數的分布狀態來保持工藝的質量水平。第三，芯片的合格品與不良品的核算會給晶圓生產人員提供全面業績的反饋。在這個過程中，選擇合適檢測技術十分重要，需要保證每一個芯片的電性能和電學機能都被檢測到，同時保持快速、精準的檢測效果。

常見的電性能檢測方法可以分為宏觀尺度和微觀尺度。宏觀類方法比如探針法，可以得到被測樣品的電導率，但是需要接觸的方式會對樣品造成損傷。而微觀類的方法，比如AFM、SEM等技術，可以實現nm級別的參數圖像分辨率，然而復雜的樣品制備程序與掃描成像的慢速度限制了其在工業領域的應用。

隨著芯片的面積增大和密度提高，晶圓的檢測技術需要同時滿足高精度與高檢測速度的要求，同時需要采用非接觸的方式，盡可能減少對樣品的損傷。

2． 虹科解決方案：太赫茲 Onyx 平臺

虹科提供的太赫茲 Onyx 系統是晶圓質量控制的完美解決方案，也是市場上第一個旨在利用太赫茲波實現石墨烯、薄膜和其他2D材料的全區域無損表征的系統。

Onyx 系統是一種基于太赫茲光譜學的專利系統，發射的太赫茲波與材料相互作用后的時域信號被收集，隨后通過傅里葉變換轉化為頻譜信號后，將此信號與參考信號的頻譜數據進行分析即可得到被測樣品的性能參數。

Onyx 系統可以表征從0.5 mm2到更大面積（m2），填補了宏觀尺度和微觀尺度之間表征工具的空白，從而推動了研究材料的產業化。該技術是無害的，不需要樣品制備，并且可以測量樣品質量的空間分布。不使用顯微鏡也能實現幾百微米的空間分辨率下的大樣品區域的快速表征，最佳分辨率可達到50um。

單次測量即可得到以下測量結果：電阻率、電荷載流子密度、電導率、折射率

、電荷載流子遷移率、基板厚度

Onyx 系統符合 IEC TS 62607-6-10：2021 技術規范，該規范涉及使用太赫茲時域光譜法測量石墨烯基材料的片狀電阻。

3. 結果：快速無損的晶圓質量控制

Innovations for High Performance (IHP)是由德國聯邦和州政府機構資助的非大學研究機構，也是萊布尼茨協會的成員。

IHP 是硅/鍺電子領域世界領先的研究機構之一。它在半導體技術，材料研究，高頻電路設計和系統解決方案方面擁有廣泛的專業知識，其電子和光子電子技術和電路是世界上最強大的技術和電路之一。通過其研究和制造服務，IHP 為德國和歐洲的創新實力做出了重大貢獻，特別是在超高頻電子領域。該研究所的研究成果應用于社會重要領域，如半導體制造，無線和電力寬帶通信，健康，空間，工業 4.0 和農業 4.0。

由先進材料構成的晶圓廣泛應用于微電子產品的制造，IHP 需要一種快速可靠的非接觸式測量方法以測量其導電性和其他電學特性。而如今的可靠檢測方法要么是接觸式，要么測量速度太慢。同時，檢測精度很高的方法由于太慢而無法進行大面積測量，而那些能快速大面積測量的方法往往不夠準確。Onyx 系統為將先進材料的晶圓集成到微電子元件中提供了一種無損，非接觸式，快速且更可靠的質量控制過程。由于是非破壞性的，每個部分都可以單獨，更可靠，更有效地進行分析。通過映射整個晶圓區域而不是單個點，它可以在生產過程的最早階段識別有缺陷的零件。

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