应用背景
近年来受限于国际环境的影响,国家加大了对半导体行业的战略倾斜,我国的半导体技术也取得了长足的发展,随着我国的半导体技术的进步,半导体制成设备的需求也在极大地的提升;对产品质量的管控,良率的提升也是半导体行业的痛点需求。
应用挑战
晶圆是芯片制程中重要的且必须的组成部分。
晶圆制备完成后需要进行一系列高精度测量和检测,以确保合格产品才能进入下道工序。其中一项外观数据就是晶圆的平面度,划伤,突起颗粒物等的检测。晶圆的平面度和表面性能与其质量息息相关,晶圆平面度不足,晶圆表面有缺陷都会导致晶圆蚀刻,封装等制程会产生缺陷产品,影响晶圆的良率,影响制成芯片的后续使用。常规的塞尺,千分表等物理工具,由于是接触式测量,可能对良好的晶圆表面产生测量损伤,且较难达到超高的检测精度。非接触式技术测量设备价格昂贵,效率低下,无法满足晶圆检测的性价比,高效率等要求。
晶圆检测是微米级的平面度和缺陷检测需求,晶圆表面又是如镜面般的高反光材质。现有的市场通用的测量传感器,存在着体积庞大,价格昂贵,无法对镜面级别的晶圆成像检测的多种限制因素。
3D检测解决方案的标准涉及焊球尺寸、网格对位、焊球共面性、PCB基板以及污染、划痕和元件缺失等缺陷的检测,因此存在广泛的检测要求。
解决方案
SmartRay ECCO 95+ 玻璃系列3D视觉传感器,可以满足晶圆的无损、高速、且高精度的在线检测需求。
ECCO 95+ 玻璃系列3D视觉传感器,是SmartRay针对当前的晶圆检测需求而开发出的产品。其可扫描高光面、镜面、透明玻璃面材质,并且无需直接接触晶圆表面,同时可以快速生成高分辨率,高精度的3D图像。
ECCO95.015G 和ECCO 95.925G传感器,拥有超高分辨率,超高重复精度,可以实现亚微米的高精度检测。其中ECCO 95.015G可以探测小至0.4um的深度缺陷,6um的宽度缺陷。
图中晶圆尺寸为98mm,使用ECCO 95.015G在旋转平台扫描生成由于旋转扫描而生成的极坐标点云图,之后将极坐标图像转换成直角坐标系下的3D点云图。再经过5次扫描,将直角坐标系下的点云图进行拼接,我们就能得到超高精度的成像结果。SmartRay提供先进的平面度算法及伪彩图生成算法,可直观的查看所有的检测结果的每一个瑕疵细节。
图1: 98mm直径晶圆
图2:由于旋转扫描生成的极坐标图像
图3:极坐标下得点云转换成直角坐标系下的3D点云图
图4:5次扫描拼接的直角坐标系下3D点云图
图5:拼接后的超高精度高度图
图6:拼接后的高度映射的灰度图
图7:检测出的晶圆表面缺陷
SmartRay ECCO 传感器,为晶圆检测保驾护航。
SmartRay ECCO 95+ 玻璃系列3D视觉传感器规格