什么是半導(dǎo)體目視檢測(cè)設(shè)備？

半導(dǎo)體目視檢測(cè)設(shè)備是一種在半導(dǎo)體制造過(guò)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(lái)，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(lái)。

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(lèi)型。

半導(dǎo)體視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用

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(jué)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)備的原理

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(kāi)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(xiàn)。 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(lèi)技術(shù)。

• 成像技術(shù)
  成像技術(shù)是一種通過(guò)照射激光光照射晶圓并檢測(cè)其散射光來(lái)測(cè)量缺陷的技術(shù)。 通過(guò)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(lái)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(lèi)技術(shù)
  缺陷分類(lèi)技術(shù)是一種檢測(cè)缺陷、分類(lèi)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)。

半導(dǎo)體視覺(jué)檢測(cè)的類(lèi)型

1. 晶圓制造及前處理階段的目視檢查

晶圓是通過(guò)將半導(dǎo)體原材料（如硅）成型為稱(chēng)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(guò)程按原樣進(jìn)行，這里主要有兩種缺陷，分別是隨機(jī)缺陷和系統(tǒng)缺陷。隨機(jī)缺陷主要由異物污染引起，但由于是隨機(jī)的，其位置不可預(yù)測(cè)。因此，晶圓上的隨機(jī)缺陷通過(guò)圖像處理被檢測(cè)到。另一方面，系統(tǒng)性缺陷是由光掩膜和曝光工藝條件引起的缺陷，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。

2. 后期流程中的目視檢查

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(shù)脂或陶瓷封裝中，然后將芯片上的端子連接（線(xiàn)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(jué)檢查，如線(xiàn)路粘結(jié)缺陷和零件編號(hào)打印缺陷。