Wafer Inspektion Teknik

Halvledarindustrin kräver i allmänhet effektiv och exakt detektering av waferytedefekter, vilket kan fånga upp effektiva defekter och uppnå realtidsdetektering. De vanligare ytdetekteringsteknikerna kan delas in i två kategorier: nålkontaktmetod och icke-kontaktmetod. Kontaktmetoden representeras av nålberöringsmetoden; den beröringsfria metoden kan delas in i atomkraftsmetod och optisk metod. Vid specifik användning kan den delas in i bildbehandling och icke-avbildning.
Som namnet antyder är nålberöringsmetoden att upptäcka genom kontakten mellan pennan och materialet som ska inspekteras. Det är en tidig ytdetekteringsmetod inom tillverkningsindustrin. Formen och konturinformationen för den uppmätta ytan överförs till sensorn genom pennan, så storleken och formen på pennan är särskilt viktiga. Enligt detektionsprincipen för nålberöringsmetoden är nålspetsens radie nära 0 innan det är möjligt att detektera den verkliga konturen av objektet som ska mätas. Men ju tunnare spetsen på pennan är, desto större tryck genereras på den uppmätta ytan, och pennan är benägen att slitas och repa ytan på föremålet som ska mätas. För belagda ytskikt och mjuka metaller är kontaktdetektion lätt att skada ytan på provet som ska testas, och det är i allmänhet inte användbart.
1981 uppfann Binnig och Rohrer scanning tunneling microscope (STM). STM använder kvanttunneleffekten, där nålspetsen och objektets yta mäts som två poler. Använd en extremt fin nålspets för att närma sig provets yta, och när avståndet är mycket nära bildas en tunnelövergång. Avståndet mellan nålspetsen och provytan hålls konstant, så att nålspetsen rör sig tredimensionellt på ytan av provet, och atomhöjden som avkänns av nålspetsen överförs till datorn. Efter efterbearbetning erhålls den tredimensionella morfologin för ytan på det föremål som mäts. På grund av begränsningarna för användningen av STM, Binnig et al. utvecklat ett atomkraftmikroskop (AFM) baserat på STM. AFM detekterar attraktionen eller avstötningen mellan nålspetsen och provet, så det kan användas för ledande och icke-ledande material.
Scanning near-field optical microscopy (SNOM) använder egenskaperna hos det nära ljusfältet nära ytan av provet som mäts för att detektera dess ytmorfologi. Dess upplösning kan vida överstiga upplösningsgränsen för konventionella mikroskop (λ/2).
För närvarande inkluderar de vanligaste avbildningsmetoderna inom halvledarindustrin främst automatisk optisk detektering, röntgendetektering, elektronstråledetektering etc. Svepelektronmikroskop (SEM) är ett verktyg för att studera mikroskopiska föremål som uppfanns 1965. SEM använder en elektron stråle för att skanna provet, vilket får provet att avge sekundära elektroner. De sekundära elektronerna kan producera en förstorad bild av provytan. Den här bilden avbildas och förstoras punkt för punkt, och det finns en viss ordning. Fördelen med SEM är att upplösningen är extremt hög.
Röntgen oförstörande testteknik i kombination med digital bildbehandlingsteknik kan utföra högupplöst detektering av enhetens interna anslutningar. Agilent har en hög marknadsandel och dess typiska produkter inkluderar 5DX-systemet.
Automatisk optisk inspektion (AOI) teknologi är en detektionsteknik baserad på optiska principer. Den upptäcker defekter på provets yta genom rörelsen av precisionsinstrumentplattformen, bildinsamlingsenheten i kombination med digital bildbehandlingsteknik. Fördelen är att detekteringshastigheten är snabb. AOI-utrustning har utvecklats snabbt i Kina de senaste åren och kan anses ha en relativt hög marknadspotential. AOI-teknik erhåller bilder genom CCD- eller CMOS-sensorer och överför dem till datorn efter analog-till-digital konvertering. Efter digital bildbehandling jämförs den med standardbilden.