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短波红外相机用于检测硅晶圆缺陷

发布时间:2018/07/31 点击量:


AVT的短波红外 (SWIR) 相机应用于红外显微成像,可检测半导体制造过程中的缺陷。
 
硅—半导体的核心材料
 
电子设备在当今现代科技中已非常普遍。每个人很有可能已经在使用电子设备时,间接遇到并使用了硅晶圆。 晶圆是一种薄的半导体材料基材,用于制造电子集成电路。半导体材料种类多样,电子器件中最常用的一种半导体材料是硅 (Si)。
 
硅晶圆是集成电路中的关键部分。它由高纯度、几乎无缺陷的单晶硅棒经过切片制成,用作制造晶圆内和晶圆表面上微电子器件的基板。晶圆要经过多个微加工工艺步骤才能制成,例如掩膜、蚀刻、掺杂和金属化。
 
集成电路(IC)已经成为几乎所有电子设备的主要部件。IC是将大量电子电路和元件的微型结构移植印制到半导体晶体(例如硅 Si)的材料的表面上。元件、电路和基材均制造在单个晶圆上。数以百计的集成电路IC可同时在单个薄硅晶圆上制造,然后分割成多个单独的IC 芯片。
 
硅晶圆裂纹危害最终产品质量
 
硅晶圆会积累在生长、切割、研磨、蚀刻、抛光过程中的残余应力。因此,硅晶圆在整个制造过程中可能产生裂纹,如果裂纹未被检测到,那些含有裂纹的晶圆就在后续生产阶段中产生无用的产品。裂纹也可能在将集成电路分割成单独 IC 时产生。因此,若要降低制造成本,在进一步的加工前,检查原材料基材的杂质,裂纹以及在加工过程中检测缺陷非常重要。
 
硅基材内部裂纹的红外成像检测
 

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图2:在硅晶圆中检测到的缺陷 
 
硅具有能够透过红外线的特性。因此,砷化铟镓(InGaAs) 相机,适用于0.9µm 至 1.7µm 的SWIR(短波红外)波长带范围,能够让用户透视半导体硅基材。短波红外穿透半导体材料的特性,为半导体材料制造工艺带来了极大的好处,红外图像能够突出硅晶圆内部的缺陷(如裂纹等)。

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