什么是半导体视觉检测设备？半导体视觉检测设备的应用

什么是半导体视觉检测设备？

半导体视觉检测设备是在半导体制造过程中对晶圆和半导体芯片进行缺陷视觉检查的设备。

半导体的主要制造工艺包括光掩模制造工艺（相当于原始印刷版）、晶圆制造工艺（半导体的基础）、前工艺（使用光掩模在晶圆上形成精细电路结构）、形成后，还有一个后工序，将半导体芯片单独封装，如果看细节的话，有上百个步骤。

近年来，半导体微加工技术已达到数纳米水平（约为人发丝粗细的1/10,000），同时晶圆直径也变得更大，使得拥有数十亿个晶体管的半导体芯片得以实现。在单个晶圆上形成。现在正在制作数千件。

在拥有如此生产力的半导体制造过程中，检查设备极其重要，它关系到早期选择缺陷产品、降低成本以及提高质量和可靠性。选择半导体视觉检测设备的标准包括晶圆的直径、所使用的工艺以及要检测的缺陷类型。

半导体视觉检测设备的应用

半导体视觉检测设备用于半导体制造过程的各个阶段。

使用半导体视觉检测设备检测到的缺陷包括扭曲、裂纹、划痕、光掩模和晶圆上附着异物、前工序形成的电路图案的错位、后工序中的尺寸缺陷和封装缺陷等。有缺陷的产品。

因此，有必要为每个工序选择合适的半导体视觉检测设备和软件，并且正在推广使用AI等技术的自动化，以加快检测速度并节省劳动力。

半导体视觉检测设备原理

半导体视觉检测设备由测量装置、处理测量数据的软件以及执行适当测量的设备组成。

使用的测量设备包括高分辨率相机、电子显微镜和激光测量仪。处理测量数据的软件具有根据检查过程开发的算法。还需要抑制振动的设备和照明设备来执行适当的测量。下面对半导体视觉检测设备的核心图像捕捉技术、图像处理技术和缺陷分类技术进行说明。

• 图像捕捉技术
  图像捕捉技术是一种通过用激光照射晶圆并检测散射光来测量缺陷的技术。通过照亮微小的不规则处来检测异物和损坏。

• 图像处理技术
  图像处理技术利用晶圆上的所有芯片都具有相同图案的事实，通过比较相邻图案来检测缺陷。它能够进行高速、宽范围的处理。

• 缺陷分类技术
  缺陷分类技术是检测缺陷，然后对其进行分类以提取原因的技术。这是识别和解决缺陷原因所需的技术。

半导体视觉检查的类型

1. 晶圆制造过程/前处理过程中的外观检查

晶圆是由半导体原材料（通常是硅）形成的称为锭的圆柱形单晶材料，然后将其切片至约1毫米的厚度并在表面进行抛光（约30厘米）。

晶圆上的缺陷不仅包括附着的异物，还包括晶圆本身表面的划痕和裂纹、加工不平整、晶体缺陷等，而主要通过激光照射来检测这些缺陷是晶圆制造中最常用的方法过程。这是一个目视检查。

预处理过程是在晶圆状态下进行的，在此过程中出现的缺陷主要有两类：随机缺陷和系统缺陷。随机缺陷是主要由异物引起的缺陷，但由于它们是随机的，因此它们发生的位置是不可预测的。因此，使用图像处理来检测晶圆上的随机缺陷。另一方面，系统缺陷是由光掩模或曝光工艺条件引起的缺陷，例如附着在光掩模上的颗粒，并且往往发生在晶片上排列的每个半导体芯片上的相同位置。

2、后工序外观检查

在后工序中，将晶圆切割成单个芯片（划片），放入树脂或陶瓷封装中，将芯片上的端子与封装侧的端子连接（引线接合）并密封。后者主要涉及电气检查，但目视检查包括引线键合缺陷和零件编号印刷缺陷的检查。

有关半导体外观检查的其他信息

1.半导体视觉检测的重要性

一般来说，制造过程中的外观检查往往是为了检查是否有污垢、划痕等，在某些情况下与产品的功能或性能无关，这不是上面的问题，而是下面的问题：几乎在所有情况下都会影响功能和性能。

半导体是电子器件，与其他电气和电子器件一样，对其进行电气检查，但检查所有数十亿个晶体管以及连接它们的布线是极其困难的，晶体管栅极和布线的细化只能通过视力检查。

2. 半导体视觉检测的准确性

在几纳米微观级别的半导体工艺中，单根导线的厚度和相邻导线之间的距离为几纳米。

如果此处存在纳米级缺陷，则可能会导致布线短路或断线。此外，即使由于1/10尺寸的缺陷导致布线宽度变为设计值的90％，布线的电阻和电容也会发生变化。当电流流过该布线时，会发生一种称为电迁移的现象，金属原子因电子的移动而移动，导致布线迅速变细，从而在短时间内发生断线。

如上所述，半导体制造需要极高精度的目视检查，并且随着微细加工技术的发展，所需的精度将不断提高。