在半导体薄膜沉积设备重新投入生产前,工程师既要确认腔室能否建立并保持真空,还要排查微小泄漏、水汽残留以及其他可能影响工艺的气体成分。即使压力已经进入设定范围,单一的真空度读数也无法完整反映腔室内的气体环境。
随着先进制程持续演进,原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)以及物理气相沉积(PVD)等工艺对腔室环境的控制愈加精细,微量污染物及残余气体的波动可能影响薄膜质量和工艺重复性。设备维护后能否快速恢复生产,量产过程中能否及时发现异常,也成为半导体制造企业关注的问题。
10月14日至16日,2026湾区半导体产业生态博览会(湾芯展)在深圳举行。首次参展的英福康(INFICON)带来了UL3000 Fab系列氦气检漏仪、Transpector CPX残余气体分析仪以及真空测量等产品,希望将精密检漏、气体分析与工艺监测能力进一步引入大湾区半导体产业链。

英福康半导体部门销售负责人王涛
“检测手段必须从‘事后发现’走向‘实时预防’。”在OFweek维科网采访时,英福康半导体部门的销售负责人王涛先生表示,当前客户最关注的两类难题,一是先进封装中微小泄漏的精准定位与量化,二是薄膜沉积过程中痕量污染物的实时识别与工艺控制。
微小泄漏与痕量污染,检测要求正在改变
真空环境是众多半导体制造工艺的重要条件,但不同工艺对真空系统的要求并不相同。对于薄膜沉积设备,稳定的工作压力只是基础,腔室内残余气体的种类、含量及其变化同样影响生产过程。
以ALD工艺为例,薄膜通过前驱体依次发生表面反应而逐层形成。若腔室存在非预期水汽或其他残留气体,可能影响表面反应条件和薄膜性质。PVD工艺虽然采用不同的沉积机制,同样需要关注背景气体及污染物变化对成膜环境的影响。
随着工艺窗口不断收窄,检测系统需要提供更加精细的信息。王涛在采访中提到,部分高要求的微小泄漏检测已涉及1012 mbar·L/s量级的灵敏度需求,传统检测方式在响应速度和微漏识别能力方面面临挑战。
与此同时,先进封装中的部分晶圆级密封结构也需要更加精细的泄漏检测。其难点不仅是判断结构是否泄漏,还包括在复杂设备及管路环境中定位泄漏位置,并对泄漏程度进行量化。
这些需求分别对应着不同的检测任务。真空测量用于了解腔室压力状态,氦质谱检漏用于识别和定位泄漏,残余气体分析则帮助工程师判断腔室内有哪些气体以及它们如何变化。将这些信息结合起来,才能更完整地认识真空系统的运行状态。
尤其在连续生产条件下,检测结果的价值还取决于获得信息的时间。如果异常直到产品检测或设备停机后才被发现,工艺调整和故障排查往往需要付出额外成本。将气体状态监测融入生产过程,则为更早识别工艺漂移创造了条件。
从快速找漏到在线分析,检测能力如何进入工艺现场
半导体设备内部拥有大量真空连接、密封结构以及复杂管路。对于维护工程师而言,高灵敏度固然重要,但在实际排查过程中,仪器能否快速响应、复杂环境下能否稳定测量,以及工程师能否准确定位泄漏点,同样决定着检测效率。
此次参展的UL3000 Fab系列氦气检漏仪,针对半导体制造中的真空检漏需求进行了专门设计。其真空模式下的氦气最小可检测漏率低于5×10-12 mbar·L/s,能够识别极微小的氦气泄漏信号。
围绕现场检测效率,英福康还开发了多项功能。I·CAL智能漏率算法可以在10-9至10-12 mbar·L/s的测量范围内加快检测过程;I·ZERO 2.0智能零点功能能够抑制氦气背景信号,使仪器在维持较高灵敏度的同时改善响应表现。
在UL3000 Fab ULTRA版本中,HYDRO·S软件进一步针对水汽背景进行处理。真空腔室经过维护或暴露于空气后,腔壁吸附的水分可能在抽气过程中持续释放,影响高灵敏度测量的准备时间。HYDRO·S通过抑制水汽背景信号,帮助设备更快进入相应的检测状态。
配套的SMART-Spray无线氦气喷枪则着眼于工程师的具体操作。通过减少长软管连接和手动调节氦气流量的环节,工程师能够在复杂管路及狭窄区域更灵活地寻找漏点,同时控制氦气使用量。
据王涛介绍,在其接触的部分设备维护后验证场景中,快速响应的检漏方案可以将原先需要数小时的检测工作缩短至分钟级。实际节省的时间仍与腔室体积、抽气条件、氦气背景以及检测流程有关。
如果说氦质谱检漏解决的是泄漏位置和程度的问题,那么残余气体分析进一步关注的是腔室内部的气体组成。
英福康此次展示的Transpector CPX残余气体分析仪面向半导体工艺监测与诊断应用,可适应不同工艺压力条件,并采用紧凑化设计,方便集成到空间受限的生产设备中。
相较于前代Transpector CPM 3,CPX系统体积减少约30%。其自动校准功能则有助于维持不同传感器及设备之间的测量一致性,为多腔室工艺状态比较提供基础。
进一步与FabGuard过程监控软件结合后,气体分析结果可以进入持续监测和故障诊断环节。工程师不仅能够观察某一时刻的残余气体组成,还可以追踪气体信号的变化趋势,识别可能与工艺异常有关的特征。
英福康提供了一个先进逻辑芯片制造客户的应用案例。在相关真空工艺中,客户将残余气体分析与FabGuard自动故障检测功能结合,使腔室清洗周期的判断逐渐从固定时间间隔转向依据实际运行状态开展维护,并减少了非计划停机。该案例尚未提供具体的停机时间变化数据,但展示了在线气体分析在设备维护决策中的应用方向。
从单点检测到持续监控,英福康加深大湾区布局
对于晶圆制造企业,单次检测是否准确与量产过程能否长期保持一致,是两个相互关联又有所区别的问题。
一台腔室经过检漏和维护后能够达到运行要求,并不意味着未来每一批产品的工艺环境都会完全相同。随着设备持续运行,污染物累积、工艺气体变化以及设备状态漂移,都可能使实际生产条件逐渐偏离原有状态。
这也使检测系统的应用从设备调试和故障排查,进一步延伸至生产过程中的持续监控。
在英福康的产品组合中,UL3000 Fab系列可以服务于设备密封性验证和泄漏排查,真空测量产品用于监测腔室压力状态,Transpector CPX及FabGuard则支持气体成分分析、过程趋势监测以及异常预警。
不同检测手段提供的信息能够相互补充。例如,当生产设备出现工艺波动时,工程师可以结合压力变化和气体组成趋势,判断异常是否与真空系统或腔室环境有关,从而缩小排查范围。
对于拥有大量同类设备的晶圆厂,跨设备数据的一致性也具有重要意义。如果同类腔室能够采用可比较的测量结果,工程师就有机会更早识别特定设备的异常变化,优化清洗、校准以及维护安排。
从这个角度看,精密检测设备的价值正在向工艺诊断和设备运行管理延伸。它既涉及单台仪器的灵敏度和可靠性,也涉及不同设备之间的数据连接、异常识别以及工程师据此采取的维护动作。
这也是英福康此次首次参加湾芯展,希望与大湾区半导体企业深入交流的方向。
王涛表示,公司重点关注碳化硅、氮化镓等化合物半导体制造,以及晶圆级封装、异质集成等先进封装领域。这些方向涉及不同的真空工艺与密封结构,对检测方案提出了差异化需求。
与产品展示相配合的,还有英福康在华南地区的应用开发能力。2024年,英福康广州应用中心正式开业,配置专业仪器及应用工程师团队,为中国客户提供面向具体需求的应用开发支持。该中心运营初期聚焦锂电池行业相关应用,英福康希望进一步借助其本地技术资源拓展与半导体客户的合作。
“我们希望借助广州应用开发中心的本地化能力,与大湾区客户开展更紧密的技术协作,从应用开发到量产支持提供全链条服务。”王涛告诉OFweek维科网,对于半导体精密检测企业而言,进入客户产线后的持续应用,往往需要结合具体工艺条件进行方案调整,并在重复测量、设备匹配以及维护流程中检验实际效果。
随着先进制程和先进封装对工艺环境提出更高要求,如何在微小泄漏尚未扩大、气体异常尚未影响更多生产批次时获得可靠信息,将成为检测技术持续演进的重要方向。英福康此次带到湾芯展的产品与方案,也为观察这一变化提供了具体的技术切口。
展会信息:2026湾区半导体产业生态博览会,10月14日至16日,深圳会展中心(福田),英福康展位位于9号馆9A26。
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