芯片制造良率提升为什么那么困难？或许你忽略了这方面

1959年，仙童半导体与德州仪器同时发明了集成电路，使得半导体工业界发生了翻天覆地的变化。集成电路诞生之初，特征尺寸大概是10μm，经过几十年的发展变革，芯片制程从微米时代进入纳米时代，目前制程线宽已经降到10nm以下。

随着特征尺寸的不断微缩，逐渐达到了半导体制造设备和制程工艺的极限，目前，集成电路的晶体管数量，以及功耗和性能已经很难像过去40年那样，顺畅地按照摩尔定律演进，很大程度上源于工艺难度越来越大，成本也高得吓人。

元素分析的重要性

为了解决高昂的成本问题，厂商开始严格控制半导体制造过程中的产品良率。影响产品良率的原因有很多，污染无疑是其中非常重要的因素。业内人士估计，污染造成了约50%的产量损失。

这不是夸张的说法，在芯片制程不断进步期间，生产工艺会愈发精细，纹路也会更加密集，这时，杂质含量就会成为非常敏感的存在，所有使用的硅原料、化学试剂甚至水、空气等环境因素一旦被污染，就可能导致介质击穿电压降低、漏电流增加和良率下降，因此元素分析变得至关重要。

作为半导体无机分析的领导者，年前，安捷伦科技有限公司（以下简称安捷伦）在上海举办了“安捷伦半导体论坛无机元素分析论坛”。半导体行业观察记者有幸对安捷伦原子光谱学研发总监Toshifumi Matsuzaki以及其合作方台湾巴斯夫无机事业部品质管理经理Jones Hsu做了一场专访，畅谈元素分析如何帮助半导体制造提升良率。

作为一家化工企业，巴斯夫股份公司（以下简称“巴斯夫”）对此深有体会，台湾巴斯夫无机事业部品质管理经理Jones Hsu坦言，元素分析相当于一个足球赛守门员，可以监控巴斯夫提供给客户的化学制品原物料，甚至还可以监控原物料的品质，当前半导体制造商的工艺在不断精进，要求也越来越高，巴斯夫需要让客户在进料端尽可能拿到污染比例较小的原物料。

台湾巴斯夫无机事业部品质管理经理Jones Hsu（图左）

对于半导体制造商来说，同样遭遇困境。许多半导体制造商正在使用3级或4级化学品（B级或C级规格，适用于800-90nm之间的几何尺寸）。但是随着尺寸架构朝着更小型化的方向发展，他们面临着升级至D级或E级化学品规格的压力，这些要求都对无机杂质检测仪器的性能提出了更高的要求。

ICP-MS的诞生

因此，20 世纪80年代诞生的ICP-MS（电感耦合等离子体质谱）因其高灵敏度、低检测限和多元素检测能力成了半导体制造商和化学品供应商的重点关注对象。ICP-MS几乎可以取代传统的元素分析技术，被公认为最理想的无机元素分析方法，并渗透到环境、物理、化学、生物、医学、食品、环境、材料、核科学等诸多领域。

ICP-MS的生产商众多，但没有人可以忽略安捷伦这颗闪耀的明珠。作为生命科学、诊断和应用化学市场领域的领导者，安捷伦在半导体行业深耕已三十余年。

Toshifumi Matsuzaki表示，当 ICP-MS 首次推出并迅速为半导体制造商和供应商所采用时，安捷伦就一直引领 ICP-MS 的发展，安捷伦不断与领先的半导体制造商和化学品提供商合作，开发和更新ICP-MS系统和应用技术，应对半导体行业的分析挑战，始终处于创新的最前沿。

安捷伦原子光谱学研发总监Toshifumi Matsuzaki

安捷伦ICP-MS的创新之路

安捷伦ICP-MS技术的发展历程可以追溯到1963年。当时，惠普公司(安捷伦前身)与日本横河(Yokogawa)电气达成合作，创建了他们的第一家联合企业横河惠普，并于1987年推出首台由计算机控制的ICP-MS仪器。该仪器结合了惠普公司的专利技术与日本横河在测量分析领域的领导地位，推向市场的过程中受到用户的普遍欢迎。

此后，安捷伦便在“开挂”的路上不断前进。纵览其ICP-MS的创新之路，我们不难发现，它的突破性技术为半导体行业的发展带来了促进和推动作用。

1992年，惠普公司推出HP 4500 ICP-MS，该仪器配置冷等离子技术，能够有效消除Ar带来质谱干扰，使ICP-MS测定痕量Na、K、Ca和Fe成为可能，而不再需要使用石墨炉AAS测量这些元素，完美满足了90年代半导体行业蓬勃发展带来的需求。

HP 4500 ICP-MS产品图

2001年，安捷伦发布配备第一代ORS碰撞反映池的7500c ICP-MS，开创了复杂半导体基质直接分析的先河。随后，ORS技术在此基础上，不断更新，让半导体无机杂志分析中高基体分析的问题不断得到突破。

7500c ICP-MS产品图

2012年，安捷伦推出世界上第一台串接ICP-MS/MS产品8800，进一步消除复杂样品中未知元素带来的干扰，该产品的诞生帮助半导体制造客户由E8的检测能力跨越到E7级别，据介绍，芯片进入16nm制程以后，金属离子的影响更加凸显，任何一个金属杂质或金属颗粒的存在都非常容易造成线路之间的互通，8800以及后续推出的8900为用户高端研究和复杂分析难题带来变革。

8800和8900 ICP-MS/MS产品图

Toshifumi Matsuzaki表示，从1994年推出4500系列开始，每个时期安捷伦都为半导体行业推出其专用的ICP-MS型号，包括HP4500-300、7500s、7500cs、7700s等，这些型号采用了屏蔽炬和冷等离子体的技术，非常适用于半导体工业的超痕量杂质分析，因此也得到广泛的应用。

当然，材料分析只是辅助手段，ICP-MS并不能够直接帮助客户真正生产出更干净的东西，但是当客户去不断地去寻找或者改善工艺去制造更干净的东西的时候，ICP-MS可以通过测试的方式去证明产品确实被改进了。

ICP-MS经过近四十年的发展取得了一些重大的突破，其技术本身已经较为成熟。未来仪器将以自动化、智能化，提高效率为发展方向，满足各领域对分析的要求。

安捷伦目前已将智能化技术使用到ICP-OES中，内置100个传感器，可以监测仪器本身的运行问题，也会使得人机交互界面变得简单。Toshifumi Matsuzaki称，该技术将逐渐渗透到ICP-MS中。

为什么选择安捷伦？

在半导体元素分析领域30多年的技术积淀，为安捷伦在奠定了该市场的领导地位。安捷伦每年为技术研发投入大量费用，也因此推出从冷等离子技术、碰撞反应池到串接质谱等每一项技术突破都能带来翻天覆地的变化。

不仅如此，安捷伦ICP-MS还具有让业界信服的稳定性。作为使用者，Jones Hsu毫不犹豫地提到了这一点。

产品的稳定性除了产品本身经过不断测试以外，很大程度上来自于用户的反馈，Toshifumi Matsuzaki这样说到。在全球半导体产业里面，十个用户至少有八个半是安捷伦的客户。因此安捷伦可以听见很多客户的声音，他们会带来反馈与意见，安捷伦根据这些反馈再去做产品的研发与改进，让产品趋于完美。

生命不止，奋斗不息，作为领头者，安捷伦创造了无数新技术的同时也将很多技术带给了整个元素分析行业，与产业一起进步与发展。

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第2230期内容，欢迎关注。

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毕业“水刊”录用率高达90%,最快17天录用，工程技术SCI来搞就收

对于刚毕业的学生来说，没有什么比发现容易发表且被广泛接受的“水刊”更令人愉快的了。推荐一些在工程技术领域的3区和4区SCI期刊。

这些期刊非常适合毕业生和需要评定职称的人士，他们可以放心投稿。这些期刊的录用率高达90%，审稿周期仅需17天。

1

Polymers

期刊信息

《Polymers》是一本国际性的开放获取聚合物科学期刊。它发表研究论文、短文和评论论文。我们的目标是鼓励科学家尽可能详细地发表他们的实验和理论结果。因此，对论文的长度没有限制。

ISSN：2073-4360

影响因子：4.7

自引率：10.6%

年发文量：4686

分区：工程技术3区 JCR-Q1

审稿周期：17天

录用比例：52%

研究方向：聚合物化学、聚合物分析与表征、高分子物理与理论、聚合物加工、聚合物应用、生物大分子、生物基和生物可降解聚合物、循环和绿色聚合物科学、聚合物胶体、聚合物膜和聚合物复合材料等研究领域。

【推荐理由】：

1.在聚合物科学领域拥有显著的学术影响力。

2.快速的审稿流程，某些论文能在17天内被接受。

3.发表的文章数量持续增加，预计2023-2024年将发表4686篇文章。

4.自引率维持在10.6%，保持稳定且处于合理范围。

2

期刊信息

《Energies》是一本开放获取期刊，刊载相关科学研究、技术开发和政策与管理研究。它发表评论、定期研究论文和通讯。

ISSN：1996-1073

影响因子：3

自引率：20%

年发文量：7998

分区：工程技术4区 JCR-Q3

审稿周期：2个月左右

录用比例：80%

研究方向：能源与燃料相关的科学研究、技术开发、工程政策和管理研究

【推荐理由】：

1.该期刊的审稿流程高效快捷，从投稿到接收录用通知只需1.5至3个月的时间，非常适合那些急需发表论文的研究人员。

2.该期刊涵盖能源与燃料领域的广泛研究主题。

3.录用率相对较高，据投稿者的数据显示，大约有80%的投稿能够被接受。

缺点：

1.学术影响力相对中等偏后，与同行业顶级期刊相比还有一定差距。

2.版面费较高，投稿需要缴纳2600法郎的版面费，折合元约21135.4。

3

期刊信息

《TRANSPORTATION RESEARCH RECORD》是全球引用率最高、产出最高的运输期刊之一，在运输相关主题的报道方面具有无与伦比的深度和广度。

ISSN：0361-1981

影响因子：1.6

自引率：18.8%

年发文量：963

分区：工程技术4区 JCR-Q3

审稿周期：3-5个月

录用比例：71%

研究方向：涵盖了交通领域的多个方面，包括交通规划和政策、交通运输系统、交通工程和技术、交通经济学、交通行为和交通心理学、交通环境和可持续交通等。

【推荐理由】

优点：

1.该期刊每年出版12期，年发文量稳定在600篇以上，收稿量大。

2.暂是非OA期刊，不收版面费。

缺点：

审稿周期较长：尽管平均审稿速度约为3个月，但部分作者反映真实时间会在4-6个月左右。对于急于发表论文的学者来说要慎重选择。

4

期刊信息

《JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS》是每月报道电子材料的科学和技术，同时研究半导体、磁性合金、电介质、纳米材料和光子材料的新应用。该杂志欢迎有关制备和评估这些材料的化学、物理、电子和光学特性的方法的文章。

ISSN：0361-5235

影响因子：2.2

自引率：4.5%

年发文量：716

分区：工程技术4区 JCR-Q3

审稿周期：3个月

录用比例：93%

研究方向：具体感兴趣的领域包括最先进的晶体管、纳米技术、电子封装、探测器、发射器、金属化、超导性和能源应用的材料。

【推荐理由】：

优点：

JEM的影响因子持续稳步上升，目前的最新影响因子达到2.2。尽管它位于中科院分区的4区，但这并不妨碍它在学术界拥有一定的地位。该期刊的研究范围十分广泛，涵盖了半导体、磁性合金、电介质、纳米材料和光子材料等多个电子材料的重要领域。JEM不仅欢迎原创研究论文，也鼓励提交关于当前热点话题的评论文章，以及简短的通讯和专题收藏文章。该期刊的审稿速度较快，通常在3个月内完成。此外，JEM对中国学者表现出友好态度，录取率高达93%。

缺点：

版面费较高：该期刊作为开放获取期刊，发表文章需要支付一定的版面费$3290。自引率波动：虽然自引率总体处于稳步下降趋势，但是波动比较大，过高容易有预警风险。出刊时间慢：一般投稿3个月左右录用，部分时间会延迟到4-6个月，时间要预留充足。

5

期刊信息

《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS》它发表有关材料及其在现代电子学中的应用的论文，涵盖从半导体物理学等基础科学到具体应用工作的各个领域。

ISSN：0957-4522

影响因子：2.8

自引率：14.3%

年发文量：2249

分区：工程技术4区 JCR-Q2

审稿周期：1.5个月

录用比例：90%

研究方向：涵盖有关材料及其现代电子学应用

【推荐理由】：1.该期刊在中科院的工程技术分类中位于第四区，其审稿流程较为快捷。

2.据官方数据，文章从提交到接受的周期可短至一个月，最长约为五个月，平均审稿时间大约为33天。

3.在2023至2024年间，该期刊计划发表2249篇文章，其中中国作者的贡献率约为39%，并且该期刊的接受率较高90%。

4.在这种高效审稿和高接受率的SCI期刊中，工程技术领域的研究者应考虑投稿。此外，这是一本混合开放获取（OA）期刊，作者可以选择不支付额外的版面费用。

6

期刊信息

《CRYOGENICS》Cryogenics 是世界领先的期刊，专注于低温工程和低温学的各个方面。Cryogenics 上发表的论文涵盖低温工程和研究的广泛主题。

影响因子：1.8

自引率：5.6%

年发文量：144

分区：工程技术3区 JCR-Q3

审稿周期：3个月

录用比例：88%

研究方向：涵盖了低温工程和研究领域的各种主题，包括超导的应用、超导体及其特性、材料特性、低温技术在工艺设备中的新应用、制冷液化技术、热力学、流体性质和流体力学、传热、测温与测量科学、医学中的低温学以及低温电子学等。

【推荐理由】：

1.该期刊的影响因子持续增长，2023-2024年度的IF值达到了1.8。

2.根据中科院SCI分区标准，该期刊位于大类工程技术的第三区、小类物理:应用的第三区以及热力学的第三区，属于较低分区的期刊，因此投稿难度相对较低。

3.据网友投稿数据统计，录用率大约为88%。关于审稿速度，Elsevier官网提供的平均时间为12.9周，而根据网友的实际经验，审稿周期大约为3个月，速度较为适中。

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