Teknologi Pemeriksaan Wafer

Industri semikonduktor secara amnya memerlukan pengesanan kecacatan permukaan wafer yang cekap dan tepat, yang boleh menangkap kecacatan yang berkesan dan mencapai pengesanan masa nyata. Teknologi pengesanan permukaan yang lebih biasa boleh dibahagikan kepada dua kategori: kaedah sentuhan jarum dan kaedah bukan sentuhan. Kaedah sentuhan diwakili oleh kaedah sentuhan jarum; kaedah bukan sentuhan boleh dibahagikan kepada kaedah daya atom dan kaedah optik. Dalam penggunaan khusus, ia boleh dibahagikan kepada pengimejan dan bukan pengimejan.
Seperti namanya, kaedah sentuhan jarum adalah untuk mengesan melalui sentuhan antara stylus dan bahan yang akan diperiksa. Ia merupakan kaedah pengesanan permukaan awal dalam industri pembuatan. Maklumat bentuk dan kontur permukaan yang diukur dihantar ke penderia melalui stilus, jadi saiz dan bentuk stilus adalah amat penting. Mengikut prinsip pengesanan kaedah sentuhan jarum, jejari hujung jarum adalah hampir kepada 0 sebelum boleh mengesan kontur sebenar objek yang hendak diukur. Walau bagaimanapun, semakin nipis hujung stylus, semakin besar tekanan yang dihasilkan pada permukaan yang diukur, dan stylus terdedah kepada haus dan mencalarkan permukaan objek yang akan diukur. Untuk lapisan permukaan bersalut dan logam lembut, pengesanan sentuhan mudah merosakkan permukaan sampel yang akan diuji, dan ia biasanya tidak boleh digunakan.
Pada tahun 1981, Binnig dan Rohrer mencipta mikroskop terowong pengimbasan (STM). STM menggunakan kesan terowong kuantum, dengan hujung jarum dan permukaan objek diukur sebagai dua tiang. Gunakan hujung jarum yang sangat halus untuk mendekati permukaan sampel, dan apabila jaraknya sangat dekat, satu persimpangan terowong terbentuk. Jarak antara hujung jarum dan permukaan sampel dikekalkan tetap, supaya hujung jarum bergerak tiga dimensi pada permukaan sampel, dan ketinggian atom yang dirasakan oleh hujung jarum dihantar ke komputer. Selepas pasca pemprosesan, morfologi tiga dimensi permukaan objek yang diukur diperolehi. Disebabkan oleh batasan penggunaan STM, Binnig et al. membangunkan mikroskop daya atom (AFM) berdasarkan STM. AFM mengesan tarikan atau tolakan antara hujung jarum dan spesimen, jadi ia boleh digunakan untuk bahan konduktif dan bukan konduktif.
Mengimbas mikroskop optik medan dekat (SNOM) menggunakan ciri-ciri medan cahaya dekat berhampiran permukaan sampel yang diukur untuk mengesan morfologi permukaannya. Resolusinya boleh jauh melebihi had resolusi mikroskop konvensional (λ/2).
Pada masa ini, kaedah pengesanan pengimejan yang biasa digunakan dalam industri semikonduktor terutamanya termasuk pengesanan optik automatik, pengesanan sinar-X, pengesanan pancaran elektron, dll. Mikroskop elektron pengimbasan (SEM) ialah alat untuk mengkaji objek mikroskopik yang dicipta pada tahun 1965. SEM menggunakan elektron rasuk untuk mengimbas sampel, menyebabkan sampel mengeluarkan elektron sekunder. Elektron sekunder boleh menghasilkan imej yang diperbesarkan pada permukaan sampel. Imej ini diimej dan diperbesarkan titik demi titik, dan terdapat susunan tertentu. Kelebihan SEM ialah resolusinya sangat tinggi.
Teknologi ujian tidak merosakkan sinar-X digabungkan dengan teknologi pemprosesan imej digital boleh melakukan pengesanan resolusi tinggi sambungan dalaman peranti. Agilent mempunyai bahagian pasaran yang tinggi, dan produk tipikalnya termasuk sistem 5DX.
Teknologi pemeriksaan optik automatik (AOI) ialah teknologi pengesanan berdasarkan prinsip optik. Ia mengesan kecacatan pada permukaan sampel melalui pergerakan platform instrumen ketepatan, peranti pemerolehan imej yang digabungkan dengan teknologi pemprosesan imej digital. Kelebihannya ialah kelajuan pengesanan adalah pantas. Peralatan AOI telah berkembang pesat di China dalam beberapa tahun kebelakangan ini dan boleh dianggap sebagai mempunyai potensi pasaran yang agak tinggi. Teknologi AOI memperoleh imej melalui penderia CCD atau CMOS, dan menghantarnya ke komputer selepas penukaran analog-ke-digital. Selepas pemprosesan imej digital, ia dibandingkan dengan imej standard.