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技(jì)術文章(zhāng)/ Technical Articles
更新時間：2025-12-12 
瀏覽次數(shù)：342半導體目(mù)視檢(jiǎn)測(cè)設(shè)備(bèi)是一(yī)種在(zài)半導(dǎo)體製(zhì)造(zào)過程中目(mù)視檢查晶(jīng)圓和半導(dǎo)體(tǐ)芯(xīn)片缺陷(xiàn)的(dí)設備。
半導體的主要(yào)製(zhì)造(zào)工(gōng)藝(yì)包括(kuò)光罩製造工藝（相當(dāng)於原(yuán)始(shǐ)印(yìn)刷板），晶圓製(zhì)造(zào)工藝（半導(dǎo)體的基礎），利用光罩在晶(jīng)圓上形(xíng)成微觀(guān)電(diàn)路結構的前(qián)加工(gōng)，以(yǐ)及(jí)電路(lù)形成後(hòu)單(dān)獨封(fēng)裝半(bàn)導體(tǐ)芯(xīn)片的後(hòu)加工。
近年(nián)來，半導(dǎo)體微(wēi)製造(zào)技術(shù)已達(dá)到(dào)幾納(nà)米（約為(wéi)人發(fā)粗的(dí)1/10,000），晶圓體積也變得更(gēng)大，使得數千(qiān)個含數(shù)十億晶體管的(dí)半(bàn)導體(tǐ)芯(xīn)片能夠由(yóu)單片晶圓(yuán)製(zhì)造(zào)出(chū)來。
檢測設備在高產(chǎn)半(bàn)導體製造(zào)工藝中至關(guān)重要(yào)，能夠實現(xiàn)早期缺陷(xiàn)篩(shāi)查(chá)，成(chéng)本(běn)節約以及(jí)質(zhì)量和可(kě)靠性(xìng)的(dí)提(tí)升。 選擇(zé)半導體(tǐ)目(mù)視檢測(cè)設(shè)備(bèi)的標(biāo)準包括(kuò)晶圓(yuán)直徑，所用工藝以及待檢測(cè)的(dí)缺(quē)陷類(lèi)型(xíng)。
半(bàn)導體(tǐ)目視(shì)檢測(cè)設備被用(yòng)於(yú)半(bàn)導體製造工(gōng)藝(yì)的(dí)各個階段(duàn)。
使用半導體(tǐ)目(mù)視(shì)檢測設(shè)備檢(jiǎn)測到的(dí)缺(quē)陷包括(kuò)光(guāng)掩(yǎn)膜(mó)和(hé)晶(jīng)圓的(dí)變(biàn)形(xíng)和(hé)裂紋(wén)，劃(huá)痕，異物附著，前(qián)一(yī)工藝(yì)中電路圖案(àn)錯(cuò)位(wèi)，尺寸缺(quē)陷以(yǐ)及(jí)後(hòu)續工藝中的(dí)封(fēng)裝缺陷。
因此(cǐ)，必須(xū)為(wéi)每(měi)個工藝(yì)選擇合適(shì)的(dí)半導(dǎo)體視覺(jué)檢測設備和軟件，同(tóng)時推動(dòng)利(lì)用人(rén)工智(zhì)能及其(qí)他技(jì)術實現(xiàn)自動(dòng)化，以(yǐ)加快檢測(cè)速度並(bìng)節(jié)省勞(láo)動力。
半導(dǎo)體目視檢測(cè)設備包括待測(cè)量(liáng)設備，處(chǔ)理測量(liáng)數據(jù)的軟(ruǎn)件以及執行(háng)適當測量(liáng)的(dí)設(shè)備。
高(gāo)分(fēn)辨率相(xiāng)機(jī)，電子(zǐ)顯微鏡(jìng)和(hé)激(jī)光測(cè)量(liáng)儀(yí)器被用作測量(liáng)設(shè)備。 處(chǔ)理測量數(shù)據(jù)的軟件根(gēn)據檢(jiǎn)測流程開發了算法(fǎ)。 作為正確測(cè)量的設(shè)備(bèi)，它還需要抑製(zhì)振動並照(zhào)射光綫(xiàn)。 以下(xià)是半導體目視(shì)檢(jiǎn)測(cè)設備(bèi)核(hé)心(xīn)的(dí)圖像采集(jí)技(jì)術(shù)，圖像處(chǔ)理(lǐ)技術和缺(quē)陷分類技(jì)術。
成(chéng)像技術
成像(xiàng)技術是一種通過(guò)照射激光光照(zhào)射晶圓(yuán)並檢測其散射光來(lái)測(cè)量缺(quē)陷(xiàn)的(dí)技術(shù)。 通(tōng)過照亮微(wēi)觀(guān)不規則(zé)，它(tā)能(néng)檢測(cè)異物和(hé)損傷(shāng)。
圖(tú)像(xiàng)處(chǔ)理(lǐ)技術(shù)
圖像處理技術是(shì)一(yī)種(zhǒng)利(lì)用晶圓(yuán)上所有(yǒu)芯片形成(chéng)的(dí)相(xiāng)同圖(tú)案(àn)來比較(jiào)相鄰圖案以(yǐ)檢(jiǎn)測(cè)缺陷的(dí)技(jì)術。 它(tā)具(jù)備高(gāo)速且廣(guǎng)泛的(dí)處理能(néng)力(lì)。
缺(quē)陷分類技(jì)術(shù)
缺陷分類技(jì)術是一(yī)種(zhǒng)檢測(cè)缺陷(xiàn)，分(fēn)類並提取(qǔ)原因的技(jì)術。 這(zhè)是查找並處理(lǐ)缺(quē)陷原(yuán)因的(dí)必要(yào)技術。
晶(jīng)圓(yuán)是(shì)通過將(jiāng)半(bàn)導體原材料（如矽）成(chéng)型為(wéi)稱為錠(dìng)的圓柱形單(dān)晶材料，切(qiē)片厚(hòu)度約(yuē)1毫(háo)米並(bìng)拋光(guāng)表(biǎo)麵(miàn)，其直(zhí)徑最近達到(dào)12英寸（約30厘米(mǐ)）。
晶(jīng)圓(yuán)缺(quē)陷不(bù)僅(jǐn)包括附(fù)著(zhuó)在(zài)晶圓上的(dí)異物，還(huán)包括表麵劃痕，裂紋，加(jiā)工不(bù)均以及晶(jīng)圓本身的(dí)晶(jīng)體缺陷。
前一個過程按(àn)原樣進行，這裏主要有(yǒu)兩(liǎng)種缺(quē)陷(xiàn)類型，稱為隨(suí)機缺陷和係統(tǒng)缺陷。 隨(suí)機缺陷(xiàn)主(zhǔ)要由外(wài)來(lái)物質(zhì)汙染(rǎn)引(yǐn)起(qǐ)，但由於它(tā)們(mén)是隨機的，其位置不(bù)可預測(cè)。 因此，它通過圖像處(chǔ)理(lǐ)檢測晶圓上的隨(suí)機(jī)缺陷。 而係統性(xìng)缺(quē)陷則是由光掩(yǎn)膜和曝(pù)光過程條(tiáo)件引起的缺陷(xiàn)，例如(rú)附著在(zài)光罩上的顆粒(lì)，通常發(fā)生(shēng)在(zài)晶(jīng)圓上(shàng)對(duì)齊的每(měi)個半導體(tǐ)芯片的同(tóng)一(yī)位置。
在後(hòu)續工藝中(zhōng)，晶圓被切(qiē)割（切(qiē)丁）成(chéng)每(měi)個(gè)芯片，儲存(cún)在樹(shù)脂(zhī)或陶瓷(cí)封裝中(zhōng)，然(rán)後將(jiāng)芯(xīn)片(piàn)上(shàng)的端子(zǐ)連接(jiē)（綫(xiàn)鍵合）以密封(fēng)封裝側(cè)的端(duān)子。 以下部分主(zhǔ)要進行電(diàn)氣(qì)檢(jiǎn)查，但也會(huì)進行視(shì)覺(jué)檢(jiǎn)查，如綫路粘結(jié)缺(quē)陷和零件(jiàn)編號(hào)打印(yìn)缺陷。
一般來說(shuō)，製造(zào)過程中的目視檢查通常旨(zhǐ)在(zài)檢(jiǎn)查汙垢和劃(huá)痕，有(yǒu)時(shí)與產(chǎn)品(pǐn)功(gōng)能(néng)或(huò)性(xìng)能(néng)無(wú)關(guān)，但(dàn)半導體製(zhì)造中(zhōng)的汙垢(gòu)和劃(huá)痕(hén)不僅僅(jǐn)是(shì)表(biǎo)麵問題，而是幾乎(hū)所有情況下(xià)都會影(yǐng)響(xiǎng)功能(néng)和性(xìng)能的(dí)問(wèn)題。
半(bàn)導(dǎo)體是(shì)電子器件，也(yě)像(xiàng)其(qí)他(tā)電(diàn)氣和電子(zǐ)設(shè)備一樣(yàng)進(jìn)行(háng)電(diàn)氣檢(jiǎn)測，但(dàn)要(yào)檢查(chá)所有(yǒu)數十(shí)億個(gè)晶體(tǐ)管及其連接的綫路非常困難(nán)，晶(jīng)體(tǐ)管(guǎn)柵(zhà)極(jí)和綫路(lù)的(dí)薄(báo)弱(ruò)隻能(néng)通過(guò)目視檢(jiǎn)查。
在幾(jī)納(nà)米(mǐ)微觀尺度的半導體工(gōng)藝中(zhōng)，單根導綫的厚度(dù)與(yǔ)相鄰(lín)導綫(xiàn)之間的間距為(wéi)幾納(nà)米(mǐ)。
如果(guǒ)納米(mǐ)級(jí)有缺(quē)陷，可能(néng)會導致布(bù)綫(xiàn)短(duǎn)路和(hé)斷(duàn)開(kāi)。 此(cǐ)外(wài)，即使由於(yú)這一1/1尺(chǐ)寸缺陷(xiàn)，綫寬(kuān)達(dá)到(dào)設計(jì)厚度的(dí)90%，綫路的電(diàn)阻和電容也會發生(shēng)變化。 當(dāng)電(diàn)流(liú)通過(guò)這根導(dǎo)綫時(shí)，會(huì)發(fā)生一(yī)種稱為(wéi)電遷(qiān)移(yí)的現(xiàn)象(xiàng)，即金屬(shǔ)原子(zǐ)因(yīn)電(diàn)子(zǐ)運動而(ér)移動，導(dǎo)致導(dǎo)綫(xiàn)迅(xùn)速變(biàn)細，短(duǎn)時間(jiān)內(nèi)引發導綫(xiàn)斷(duàn)裂。
因(yīn)此，半(bàn)導(dǎo)體製造需(xū)要(yào)極其精(jīng)細(xì)的目視檢測，隨(suí)著微製造技術的發展，所(suǒ)需的精度將(jiāng)持(chí)續提升(shēng)。
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