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什么是晶圓缺陷檢測設備?
晶圓缺陷檢測設備檢測晶圓上的異物和圖案缺陷,并確定缺陷的位置坐標(X,Y)。
缺陷包括隨機缺陷和系統缺陷。
隨機缺陷主要是由異物粘附等引起的。 因此,無(wú)法預測它將在哪里發(fā)生。 檢測晶圓上的缺陷并定位它們(位置坐標)是檢測設備的主要作用。
另一方面,系統缺陷是由掩?;虮┞豆に嚄l件引起的,并且可能發(fā)生在所有轉移芯片的電路模式中的同一點(diǎn)。
曝光條件非常困難,并且它們發(fā)生在需要微調的地方。
晶圓缺陷檢測設備通過(guò)將圖像與附近芯片的電路模式進(jìn)行比較來(lái)檢測缺陷。 因此,傳統的晶圓缺陷檢測設備可能無(wú)法檢測到系統缺陷。
可以在圖案化工藝晶圓或鏡面晶圓上進(jìn)行檢測。 對于它們中的每一個(gè),設備的配置都是不同的。 典型的檢測設備如下所述。
圖案化晶圓檢測設備包括SEM檢測設備、明場(chǎng)檢測設備和暗場(chǎng)檢測設備。 它們各有各的特點(diǎn),但基本的缺陷檢測原理是相同的。
半導體晶圓與具有相同圖案的電子設備并排制造。
隨機缺陷通常是由異物等碎屑引起的,顧名思義,它們發(fā)生在晶圓上未定的(隨機)位置。 在特定位置重復發(fā)生的概率被認為非常低。 因此,缺陷檢測設備通過(guò)比較相鄰芯片(也稱(chēng)為芯片)的圖案圖像并取差異來(lái)檢測缺陷。
圖5-1說(shuō)明了圖案化晶圓上的缺陷檢測原理。
電子束和光沿芯片陣列捕獲晶圓上圖案的圖像。 為了使缺陷檢查裝置檢測缺陷,請將要檢查的模具的圖像(1)與相鄰模具(2)的圖像進(jìn)行比較。
當圖像經(jīng)過(guò)數字處理和減去時(shí),如果根本沒(méi)有缺陷,則減法為“0",未檢測到缺陷。 另一方面,如圖所示,在減去(2)中的模具圖像有缺陷后,缺陷的圖像保留在差分圖像(3)中。 然后,缺陷檢查器檢測到缺陷,并將其與其位置坐標進(jìn)行登記。
無(wú)圖案晶圓檢測系統設計用于晶圓制造商的晶圓出貨檢驗、設備制造商的晶圓驗收檢驗以及設備清潔度監測。它用于設備狀態(tài)檢查等。 設備狀況檢查還用于設備制造商的運輸檢查和設備制造商在交付設備時(shí)的驗收檢查。
將用于清潔監測的鏡面晶片裝入制造設備,在設備中移動(dòng)載物臺后,監測異物程度并檢查設備的清潔度。
圖5-2顯示了無(wú)圖案晶圓的缺陷檢測原理。
在沒(méi)有圖案的情況下,直接檢測缺陷,無(wú)需任何特定的圖像比較。
激光束照射在旋轉晶圓上并沿徑向移動(dòng)(相對)以照射晶片的整個(gè)表面。
當晶圓旋轉并且激光束擊中異物/缺陷時(shí),光被散射,散射光被檢測器檢測到。 這將檢測異物/缺陷。 根據晶圓的旋轉角度和激光束的徑向位置,確定并記錄異物/缺陷的坐標位置。
鏡面晶圓上的缺陷不僅是異物,還有COP等晶體缺陷。
一般來(lái)說(shuō),明場(chǎng)檢測設備適用于圖案缺陷的詳細檢測,而暗場(chǎng)檢測設備可以高速檢測,適用于許多晶圓的缺陷檢測。
SEM視覺(jué)檢測設備在晶圓表面上照射電子束,以檢測發(fā)射的二次電子和背散射電子。
SEM視覺(jué)檢查系統還檢測以圖像對比度(電壓對比度)形式發(fā)射的二次電子量,該量根據設備內部布線(xiàn)的傳導狀態(tài)而變化。 當檢測高縱橫比接觸孔底部的連續性條件時(shí),可以檢測到超薄的SiO2殘留物。
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