随着现代电子装置对小型化、轻量化的要求不断提高,IC芯片的特征尺寸持续缩小、集成规模迅速扩大,晶圆制造工艺也面临更高要求。
在晶圆制造过程中,由于环境、操作或工艺等因素,容易产生预期外的结构,导致芯片电路工作性能下降,这类结构称为晶圆缺陷。
混合且复杂的缺陷会带来成本增加、产量下降以及制造工艺稳定性下滑等问题。因此,对半导体晶圆进行缺陷检测,是保证其性能、提高良品率的关键手段。
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晶圆检测:常见的缺陷类型
晶圆检测本质上是对形貌、缺陷、尺寸、工艺状态等多维参数的综合表征,依据缺陷表征与特性作为分类标准,可分为:
- 形貌缺陷:晶圆的形貌缺陷包括平整度不良、边缘裂纹和表面缺陷等,其会影响IC图案的形成,通常是在抛光或光刻过程中,工人或机械操作不当引起的。
- 污染缺陷:常见污染物如颗粒,通常由环境中的脏物污染晶圆所致。在分子层面上包括有机层和无机层等污染物;在原子层面上包括离子、重金属缺陷等。
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(晶圆表面污染)
- 晶体缺陷:通常由晶体生长不均导致,硅晶片层面存在的晶体缺陷会影响构建在这些晶圆上的器件的电性能,甚至由晶体缺陷导致的极端退化情况可能引起设备故障。
相位偏折技术:赋能晶圆精密检测
面对晶圆制造工艺的严苛要求,相位偏折术(PMD)凭借其对镜面及低频自由曲面形貌的超高检测灵敏度,成为极具潜力的解决方案。其检测原理是向被测镜面投射编码结构光图案,由相机采集经镜面反射后发生形变的条纹图像,通过对采集图像进行解码,并融合立体标定与三维重构算法,即可识别晶圆表面的凹凸及缺陷,从而保障产品的质量与性能。
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(相位偏折技术原理)
相比传统的接触式测量方法,相位偏折术具有非接触、大动态范围、高鲁棒性的优势,避免由接触引起的形变和表面损伤的同时,实现亚微米级的表面测量精度识别。
应用案例:深瑞视新一代自由曲面三维面型设备
全新迭代升级的深瑞视自由曲面三维面型检测设备,在前代技术基础上实现了核心算法与光学系统的双重突破,同时延续高效非接触、无损测量优势,可实现对半导体晶圆表面面型的全口径高精度检测;设备在检测效率与数据完整性全面提升,为用户带来更稳定、更高效的晶圆缺陷检测体验。
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检测过程高效准确,系统配备智能分析软件,实现自动去除噪声、拟合标准曲面并输出PV、RMS等关键误差指标。
相位偏折术凭借高精度、非接触的优势,正成为晶圆缺陷检测的关键技术。四川深瑞视基于该技术,不仅将其应用于半导体晶圆的缺陷检测,还拓展至智能驾驶汽车表面检测、玻璃外观瑕疵检测、3C行业零部件外观检测等多领域场景,凭借高精度检测设备与可靠的解决方案,收获行业客户的高度认可与广泛好评。
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