在半导体制造迈向3nm甚至更先进节点的时代，肉眼甚至传统光学手段早已无法捕捉关键的微观信息。原子力显微镜（Atomic Force Microscopy, AFM）凭借其亚纳米级分辨率和多模态检测能力，已成为晶圆厂、FAB及封装厂不可或缺的核心分析工具。它不仅能“看见”表面，更能“感知”电性、力学与结构特性，为研发创新、良率提升与失效诊断提供精准数据支撑。
为什么AFM在半导体领域不可或缺？
全球AFM市场预计从2025年的17.5亿美元增长至2033年的30.2亿美元，年复合增长率达7.09%。这一增长背后，是半导体行业对纳米级检测能力日益迫切的需求。AFM不仅满足ASTM E2530和SEMI MF1812等国际标准，更在以下五大维度深度赋能半导体全流程：
🔬 五大核心服务内容
| 服务类别 | 关键能力 |
|---|---|
| 电学特性分析 | DCUBE-SCM载流子分布、CAFM电流成像、3D NAND界面电荷检测 |
| 表面形貌与缺陷检测 | 纳米级3D形貌重建、缺陷精确定位、工艺窗口优化 |
| 纳米级结构检测 | 纳米线/管形貌、图案保真度评估、器件性能关联分析 |
| 封装结构检测 | 材料界面特性、新型封装材料（如RDL、TSV）表征 |
| 封装材料特性分析 | 表面粗糙度、内部空洞/分层、封装缺陷三维可视化 |
AFM如何创造真实价值？
💡 研发端：加速创新，抢占技术高地
- 新材料快速筛选：针对高k介质、二维材料等新型半导体体系，AFM提供界面粗糙度、介电均匀性等关键参数，缩短材料验证周期。
- 10分钟精准定位电学缺陷：CAFM模块可在纳米尺度绘制电流分布图，快速识别漏电、短路等电性异常，助力研发团队高效迭代。
🏭 生产端：稳产提质，降本增效
- 实时在线质量监控：ScanAsyst自动扫描技术无需人工调参，快速检测晶圆表面颗粒污染、划伤或CMP残留，实现过程控制闭环。
- 40+定制探针库灵活适配：从导电探针到超高频动态模式探针，满足不同材料、结构与工艺的检测需求，确保数据可靠性与检测效率。
⚠️ 失效分析：从“黑箱”到“透明”
- 结合高分辨形貌与电学/力学多模态数据，AFM可精准还原失效场景——例如封装分层、栅氧击穿或金属互连空洞，为根本原因分析（RCA）提供直接证据。
实战案例：快速解决晶圆表面污染难题
某头部晶圆厂在XXnm工艺节点遭遇批次性表面污染，良率骤降。我们采用Dimension ICON6 AFM系统，启用ScanAsyst模式进行大面积高速扫描，在30分钟内完成100μm²区域的纳米级污染颗粒三维成像，精准识别污染物形貌与分布特征。客户据此优化清洗工艺参数，一周内恢复产线良率，避免数百万元损失。
为什么选择专业AFM服务？
- 技术深：掌握多模态AFM核心技术，支持电学、力学、形貌同步分析
- 设备强：配备Bruker Dimension ICON6等高端平台，支持CAFM、PeakForce TUNA、ScanAsyst等先进模式
- 响应快：面向晶圆厂、FAB及OSAT提供从研发到量产的全周期检测支持
总结
AFM已从实验室走向产线，成为半导体先进制程中“看得清、测得准、判得明”的关键使能技术。无论是新材料开发、工艺监控还是失效归因，AFM提供的纳米级洞察力，正持续推动行业向更高集成度与可靠性迈进。
深圳德恺专注于半导体先进封装与晶圆级检测服务，提供AFM、SEM、FIB、TEM、EDS等一站式失效分析与材料表征解决方案。我们以高精度设备、资深技术团队与快速响应机制，服务全球半导体客户，助力提升产品良率与市场竞争力。
