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更新時(shí)間：2025-12-12 
瀏覽次數(shù)：20半導(dǎo)體目視檢測(cè)設(shè)備是一種在半導(dǎo)體制造過程中目視檢查晶圓和半導(dǎo)體芯片缺陷的設(shè)備。
半導(dǎo)體的主要制造工藝包括光罩制造工藝（相當(dāng)于原始印刷板）、晶圓制造工藝（半導(dǎo)體的基礎(chǔ)）、利用光罩在晶圓上形成微觀電路結(jié)構(gòu)的前加工，以及電路形成后單獨(dú)封裝半導(dǎo)體芯片的后加工。
近年來，半導(dǎo)體微制造技術(shù)已達(dá)到幾納米（約為人發(fā)粗的1/10,000），晶圓體積也變得更大，使得數(shù)千個(gè)含數(shù)十億晶體管的半導(dǎo)體芯片能夠由單片晶圓制造出來。
檢測(cè)設(shè)備在高產(chǎn)半導(dǎo)體制造工藝中至關(guān)重要，能夠?qū)崿F(xiàn)早期缺陷篩查、成本節(jié)約以及質(zhì)量和可靠性的提升。 選擇半導(dǎo)體目視檢測(cè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)包括晶圓直徑、所用工藝以及待檢測(cè)的缺陷類型。
半導(dǎo)體目視檢測(cè)設(shè)備被用于半導(dǎo)體制造工藝的各個(gè)階段。
使用半導(dǎo)體目視檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到的缺陷包括光掩膜和晶圓的變形和裂紋、劃痕、異物附著、前一工藝中電路圖案錯(cuò)位、尺寸缺陷以及后續(xù)工藝中的封裝缺陷。
因此，必須為每個(gè)工藝選擇合適的半導(dǎo)體視覺檢測(cè)設(shè)備和軟件，同時(shí)推動(dòng)利用人工智能及其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以加快檢測(cè)速度并節(jié)省勞動(dòng)力。
半導(dǎo)體目視檢測(cè)設(shè)備包括待測(cè)量設(shè)備、處理測(cè)量數(shù)據(jù)的軟件以及執(zhí)行適當(dāng)測(cè)量的設(shè)備。
高分辨率相機(jī)、電子顯微鏡和激光測(cè)量?jī)x器被用作測(cè)量設(shè)備。 處理測(cè)量數(shù)據(jù)的軟件根據(jù)檢測(cè)流程開發(fā)了算法。 作為正確測(cè)量的設(shè)備，它還需要抑制振動(dòng)并照射光線。 以下是半導(dǎo)體目視檢測(cè)設(shè)備核心的圖像采集技術(shù)、圖像處理技術(shù)和缺陷分類技術(shù)。
成像技術(shù)
成像技術(shù)是一種通過照射激光光照射晶圓并檢測(cè)其散射光來測(cè)量缺陷的技術(shù)。 通過照亮微觀不規(guī)則，它能檢測(cè)異物和損傷。
圖像處理技術(shù)
圖像處理技術(shù)是一種利用晶圓上所有芯片形成的相同圖案來比較相鄰圖案以檢測(cè)缺陷的技術(shù)。 它具備高速且廣泛的處理能力。
缺陷分類技術(shù)
缺陷分類技術(shù)是一種檢測(cè)缺陷、分類并提取原因的技術(shù)。 這是查找并處理缺陷原因的必要技術(shù)。
晶圓是通過將半導(dǎo)體原材料（如硅）成型為稱為錠的圓柱形單晶材料，切片厚度約1毫米并拋光表面，其直徑最近達(dá)到12英寸（約30厘米）。
晶圓缺陷不僅包括附著在晶圓上的異物，還包括表面劃痕、裂紋、加工不均以及晶圓本身的晶體缺陷。
前一個(gè)過程按原樣進(jìn)行，這里主要有兩種缺陷類型，稱為隨機(jī)缺陷和系統(tǒng)缺陷。 隨機(jī)缺陷主要由外來物質(zhì)污染引起，但由于它們是隨機(jī)的，其位置不可預(yù)測(cè)。 因此，它通過圖像處理檢測(cè)晶圓上的隨機(jī)缺陷。 而系統(tǒng)性缺陷則是由光掩膜和曝光過程條件引起的缺陷，例如附著在光罩上的顆粒，通常發(fā)生在晶圓上對(duì)齊的每個(gè)半導(dǎo)體芯片的同一位置。
在后續(xù)工藝中，晶圓被切割（切丁）成每個(gè)芯片，儲(chǔ)存在樹脂或陶瓷封裝中，然后將芯片上的端子連接（線鍵合）以密封封裝側(cè)的端子。 以下部分主要進(jìn)行電氣檢查，但也會(huì)進(jìn)行視覺檢查，如線路粘結(jié)缺陷和零件編號(hào)打印缺陷。
一般來說，制造過程中的目視檢查通常旨在檢查污垢和劃痕，有時(shí)與產(chǎn)品功能或性能無(wú)關(guān)，但半導(dǎo)體制造中的污垢和劃痕不僅僅是表面問題，而是幾乎所有情況下都會(huì)影響功能和性能的問題。
半導(dǎo)體是電子器件，也像其他電氣和電子設(shè)備一樣進(jìn)行電氣檢測(cè)，但要檢查所有數(shù)十億個(gè)晶體管及其連接的線路非常困難，晶體管柵極和線路的薄弱只能通過目視檢查。
在幾納米微觀尺度的半導(dǎo)體工藝中，單根導(dǎo)線的厚度與相鄰導(dǎo)線之間的間距為幾納米。
如果納米級(jí)有缺陷，可能會(huì)導(dǎo)致布線短路和斷開。 此外，即使由于這一1/1尺寸缺陷，線寬達(dá)到設(shè)計(jì)厚度的90%，線路的電阻和電容也會(huì)發(fā)生變化。 當(dāng)電流通過這根導(dǎo)線時(shí)，會(huì)發(fā)生一種稱為電遷移的現(xiàn)象，即金屬原子因電子運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，導(dǎo)致導(dǎo)線迅速變細(xì)，短時(shí)間內(nèi)引發(fā)導(dǎo)線斷裂。
因此，半導(dǎo)體制造需要極其精細(xì)的目視檢測(cè)，隨著微制造技術(shù)的發(fā)展，所需的精度將持續(xù)提升。
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