什么是半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備？

什么是半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備？

半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備是一種在制造過程中對晶圓和半導(dǎo)體芯片進(jìn)行目視檢查的設(shè)備。

主要的半導(dǎo)體制造工藝包括光罩生產(chǎn)，作為印刷基底;晶圓制造，作為半導(dǎo)體的基礎(chǔ);前期工藝，利用光罩在晶圓上形成細(xì)小電路結(jié)構(gòu);以及半導(dǎo)體芯片在電路形成后單獨(dú)封裝的后工藝。仔細(xì)觀察，這類步驟有數(shù)百個。

近年來的半導(dǎo)體微制造技術(shù)已達(dá)到數(shù)納米級（約為人發(fā)厚度的萬分之一），晶圓直徑變得更大，使得從單片晶圓中生產(chǎn)出包含數(shù)十億晶體管的數(shù)千個半導(dǎo)體芯片。

在如此高生產(chǎn)力的半導(dǎo)體制造過程中，檢測設(shè)備極為重要，能夠?qū)崿F(xiàn)早期缺陷產(chǎn)品分選、降低成本以及提升質(zhì)量和可靠性。 在選擇半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備時(shí)，必須考慮晶圓直徑、所用工藝以及需要檢測的缺陷類型。

半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備的應(yīng)用

半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備被用于半導(dǎo)體制造工藝的各個階段。

使用半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備檢測到的缺陷包括光罩和晶圓的變形或裂紋、劃痕、異物粘附、前一工藝中電路圖案錯位、尺寸缺陷以及后期封裝缺陷等。

因此，必須為每個工藝選擇合適的半導(dǎo)體視覺檢測設(shè)備和軟件，并推動利用人工智能及其他工具實(shí)現(xiàn)自動化，以加快并減少勞動力。

半導(dǎo)體視覺檢測設(shè)備的原理

半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備由測量設(shè)備、處理測量數(shù)據(jù)的軟件以及用于適當(dāng)測量的設(shè)備組成。

測量設(shè)備包括高分辨率相機(jī)、電子顯微鏡和激光測量設(shè)備。 處理測量數(shù)據(jù)的軟件會根據(jù)檢測流程開發(fā)算法。 為確保測量準(zhǔn)確，還需要抑制振動設(shè)備和安裝燈具。 以下我們將解釋半導(dǎo)體目視檢測設(shè)備的核心成像技術(shù)、圖像處理技術(shù)和缺陷分類技術(shù)。

• 圖像成像技術(shù)
  ：成像技術(shù)是一種將激光光照射到晶圓上，并通過檢測散射光來測量缺陷的技術(shù)。 通過照亮微小的不均勻，它能檢測異物和損傷。

• 圖像處理技術(shù)
  成像技術(shù)利用晶圓上所有芯片形成的圖案全部相同的事實(shí)，使相鄰圖案能夠進(jìn)行比較以檢測缺陷。 它支持高速、廣域處理。

• 缺陷分類技術(shù)
  缺陷分類技術(shù)是一種在檢測到缺陷后，對其進(jìn)行分類和分類以提取原因的技術(shù)。 這些都是識別和解決缺陷原因的必要技術(shù)。

半導(dǎo)體視覺檢測的類型

1. 晶圓制造和前端工藝中的目視檢查

晶圓通過將半導(dǎo)體原料（如硅）成型為稱為錠的圓柱形單晶材料，切成約1毫米厚的塊，再拋光表面制成。近年來，晶圓直徑已達(dá)到12英寸（約30厘米）。

晶圓缺陷不僅包括附著的異物，還包括表面劃痕、裂紋、工藝不規(guī)則以及晶圓本身的晶體缺陷。晶圓制造過程中的目視檢查主要通過激光照射檢測這些缺陷。

預(yù)處理在晶圓狀態(tài)下進(jìn)行，主要有兩種缺陷：隨機(jī)缺陷和系統(tǒng)缺陷。 隨機(jī)缺陷主要由異物污染引起，但由于它們是隨機(jī)的，其位置不可預(yù)測。 因此，晶圓上的隨機(jī)缺陷可以通過圖像處理被檢測出來。 另一方面，系統(tǒng)性缺陷由光掩膜或曝光過程條件引起，如顆粒附著在光罩上，且通常出現(xiàn)在晶圓上對齊的每個半導(dǎo)體芯片的相同位置。

2. 后續(xù)工藝中的目視檢查

在最終工藝中，晶圓被切割成每片芯片（切丁），儲存在樹脂或陶瓷封裝中，芯片與封裝側(cè)的端子連接（線鍵合）以密封。 后續(xù)工藝中，電氣檢查是主要重點(diǎn)，但目視檢查包括線粘缺陷和零件編號印刷缺陷。

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