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日本Shinkuu磁控离子溅射仪MSP-1S:半导体与电子行业显微分析的革命性工具

发布时间:2025-09-25 点击量:77

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在半导体和电子行业的精密制造领域,扫描电子显微镜(SEM)是进行材料分析和缺陷检测的关键工具。而SEM样品制备的质量直接决定了成像的清晰度和数据的可靠性。

日本Shinkuu公司推出的MSP-1S磁控离子溅射仪以其性能和针对性的设计,成为这一环节中不可少的设备,为行业提供了高效的解决方案

01 产品定位与核心功能

MSP-1S是日本Shinkuu公司专门为钨灯丝扫描电子显微镜样品制备而设计的紧凑型溅射系统。该设备采用磁控溅射技术,通过在靶材背面使用强磁铁促进阴极表面层电离,然后利用磁场用离子轰击靶材以释放金属分子,从而在样品表面形成均匀的金属薄膜

这一技术原理确保了薄膜厚度的一致性和颗粒分布的均匀性,为高质量SEM成像奠定了基础。

核心配置方面,MSP-1S采用了一体化设计,内置真空泵系统,简化了安装和操作流程。其真空室含有金-钯合金靶,同时支持铂、Pt-Pd、Au等多种可选靶材,满足不同应用场景的需求

该设备尺寸为20cm×35cm×34cm,重量仅14kg,占地空间小,非常适合实验室环境使用

02 半导体行业的精密应用

在半导体制造过程中,MSP-1S发挥着至关重要的质量监控作用。前道量检测是芯片生产的核心环节,它通过对工艺参数进行实时监控,确保每一层加工都符合设计要求

MSP-1S制备的样品能够支持高达约50,000倍的高倍率观察,满足半导体行业对高分辨率成像的严格要求

针对不同类型的半导体样品,MSP-1S具备广泛的适应性:

  • 硅基材料:采用RCA标准清洗流程(SC1+SC2)后进行溅射处理

  • 化合物半导体:可进行低功率氧等离子处理(100W,3min)以优化表面特性

  • 敏感器件:结合超临界CO₂干燥技术,避免样品损伤

MSP-1S通过提供优异的样品制备质量,帮助半导体制造商提升产线良率,减少因缺陷导致的经济损失(据估计,产品良率每降低一个百分点,晶圆代工厂商将损失100-800万美元)

03 独特的技术优势

MSP-1S采用磁控溅射技术,与传统的溅射方法相比具有多项显著优势。磁控靶电极的设计使离子与靶材碰撞更加高效,喷出的金属分子分布更为均匀,形成的薄膜颗粒尺寸更小,一致性更高

设备配备的风冷磁控管靶能有效减少样品热损伤,防止靶温度过高,这对于热敏感样品尤为重要

操作简便性是MSP-1S的另一大亮点。用户只需使用计时器设置涂层时间,然后按开始按钮即可完成溅射过程。这种人性化设计使得即使是没有经验的操作人员也能轻松获得专业级的制备效果

MSP-1S还具备良好的安全性能,采用“O"型密封封闭真空系统,顶部阴极和磁偏转系统连成一体,确保操作安全可靠

MSP-1S与其他型号溅射仪的性能对比如图所示:

不同型号溅射仪的性能对比

04 电子显微镜观察的关键支持

在电子显微镜分析中,不同的观察倍率需要不同特性的薄膜材料。MSP-1S支持多种靶材,每种材料适用于特定的观察场景

  • 金靶(Au):适用于数千至10,000倍的低倍率观察,具有良好的导电性和对比度

  • 金钯合金(Au-Pd):适合10,000至50,000倍的观察范围,平衡了颗粒细度和导电性能

  • 铂靶(Pt):支持50,000至100,000倍的高倍率观察,颗粒细腻

  • 铂钯合金(Pt-Pd):适用于30,000至50,000倍的观察,常用于高倍率观察

  • 钨靶(W):支持100,000倍以上的超高倍率观察,粒径与锇相当,适合最高分辨率的SEM观察

这种针对性的材料选择使研究人员能够根据具体的观察需求优化样品制备方案,获得理想的成像效果。

05 行业意义与价值

Shinkuu MSP-1S在半导体和电子行业的应用超越了简单的样品制备工具范畴,它已成为提升产品质量和工艺水平的重要支撑。

随着半导体技术节点不断缩小(目前已接近5纳米技术节点),对检测精度的要求日益提高,MSP-1S提供的精密样品制备能力显得尤为关键

在质量控制方面,MSP-1S帮助实现精确的缺陷识别和分析。通过制备高质量的SEM样品,工艺工程师能够准确识别晶圆表面的杂质颗粒沾污、机械划伤和图案缺陷等问题,及时调整工艺参数,减少缺陷率

在研发创新方面,MSP-1S为新材料和新工艺的开发提供了有力支持。研究人员可以通过它制备的各种薄膜样品,进行材料表征、界面分析等工作,加速新产品研发进程

此外,MSP-1S的操作效率也为企业带来了经济效益。其快速准备和简易操作减少了样品制备的时间成本,提高检测工作的整体效率。这对于需要大量样品分析的半导体制造环境来说,意味着显著的时间节约和成本降低。