技術(shù)文章
快速且成本低廉的半導(dǎo)體晶圓檢查
發(fā)布時(shí)間:2025-9-20通過引入尼康公司工業(yè)計(jì)量事業(yè)部推出的可編程影像測(cè)量系統(tǒng)(可自動(dòng)輸送半導(dǎo)體晶圓),在制造 IC(集成電路)期間設(shè)置 AOI(自動(dòng)光學(xué)檢查)設(shè)備進(jìn)行晶圓級(jí)質(zhì)量控制的資本成本下降了一半。由于掃描順序可以按照客戶的需求來(lái)量身定制,轉(zhuǎn)換前的停機(jī)時(shí)間較使用傳統(tǒng) AOI 系統(tǒng)時(shí)有所減少,讓客戶可以借助這款可滿足不同需求的工具,更好地控制晶圓級(jí)制程。市面上昂貴的專用 AOI 硬件的問題在于,其設(shè)計(jì)用于遵循嚴(yán)格的自動(dòng)流程,采用 Z 字形方式掃描光刻后的整個(gè)晶圓表面來(lái)收集可能出現(xiàn)的任何缺陷的相關(guān)數(shù)據(jù)。而與之相反,尼康的解決方案靈活且成本低廉,它本質(zhì)上是一款光學(xué)坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng),可以通過編程來(lái)執(zhí)行更簡(jiǎn)短且更具實(shí)效的檢查周期,以適應(yīng)每種質(zhì)量控制需求。最近在新加坡完成的一項(xiàng)試點(diǎn)安裝工作是新質(zhì)量?jī)?yōu)化程序的示例。這家客戶不想在 8 英寸(200 毫米)晶圓的整個(gè)區(qū)域上對(duì)芯片進(jìn)行臨界尺寸檢查,因?yàn)榇隧?xiàng)操作對(duì)于獲取可靠結(jié)果沒有必要。而客戶需要掃描整個(gè)圓周以及距中心更近的幾處規(guī)則分布的獨(dú)立位置。對(duì) 6 英寸(150 毫米)晶圓的要求也與此類似。

尼康 NWL200 自動(dòng)送片器可以將晶圓從晶圓盒中輸送到影像測(cè)量?jī)x上,檢查后再送回晶圓盒,期間無(wú)需任何人工干預(yù)。有缺陷的晶圓會(huì)接受重新加工,而合格晶圓則會(huì)發(fā)往下游,以供后端操作。在系統(tǒng)監(jiān)控和跟蹤方面,用戶圖形界面采用了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 SECS/GEM 協(xié)議,以便實(shí)現(xiàn)從設(shè)備到主機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。這款緊湊型自動(dòng)化系統(tǒng)的特色在于可正常運(yùn)行的平均時(shí)間長(zhǎng),且維護(hù)成本低。晶圓輸送至 NEXIV VMZ-S3020 上后,對(duì) 8 英寸晶圓上九個(gè)中心區(qū)域的圖像采集和測(cè)量約 10 秒即可完成,而晶圓邊緣檢查可在四分鐘的周期內(nèi)完成,該周期可生成 180 張圖像供分析使用。
使用標(biāo)準(zhǔn)軟件 AutoMeasure 即可簡(jiǎn)單地選擇特定區(qū)域,并對(duì)尼康 NEXIV VMZ-S3020 影像測(cè)量?jī)x進(jìn)行編程來(lái)檢查這些區(qū)域。這款影像測(cè)量?jī)x的另一個(gè)特點(diǎn)是采用了多種照明選項(xiàng),包括明視場(chǎng)和暗視場(chǎng),這些選項(xiàng)可以在檢查周期期間通過編程來(lái)開啟和關(guān)閉。明視場(chǎng)可以良好地突顯光刻膠的瑕疵,而暗視場(chǎng)更適合用于分辨硅晶圓表面是否存在劃痕。這兩種照明方式都可以辨別出可能導(dǎo)致缺陷或?qū)ψ罱K的 IC 功能產(chǎn)生不利影響的顆粒。例如,使用暗視場(chǎng)照明可以發(fā)現(xiàn)灰度等級(jí)強(qiáng)度高于背景和晶圓圖案的顆粒。而使用明視場(chǎng),則可以通過檢查對(duì)比度差異來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷。晶圓邊緣檢查有助于通過查看亮度級(jí)來(lái)發(fā)現(xiàn)密封圈內(nèi)部的缺陷。

暗視場(chǎng)檢查

明視場(chǎng)檢查

晶圓邊緣檢查
NEXIV VMZ-S 另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是采用了各軸分辨率均為 0.01 微米的線性編碼器,因此軌距降至 0.8 微米,可用于高精度臨界尺寸 (CD) 測(cè)量。
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