在半導體行業中,晶圓厚度應該如何檢測?

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在半導體行業中,晶圓厚度應該如何檢測?

來源:體育知識科普 釋出時間:2023-08-25 10:32

近年來,跟著5G技術、物聯網以及科學技術的不斷發展,半導體晶圓行業的需求量也在不斷增加。一般的晶圓片厚度有一定的規格,晶圓厚度對半導體器件的機能和質量都有著重要影響。而積體電路製造技術的不斷發展,晶片特徵尺寸也逐漸減小,帶動晶圓減薄工藝的興起與發展,晶圓測厚成為了不少晶圓生產廠家的必要需求之一。

一、晶圓的製備流程

目前晶圓的主要製備流程是:單晶生長、切片、拋光、沉積、製作電路、清洗、測試等環節。

其中,測試是評估晶圓質量的關鍵環節,它有助於確保晶圓的機能和可靠性。晶圓的檢測專案包括封裝檢測、接觸電阻檢測、射頻檢測、缺陷檢測、厚度檢測、粗糙度檢測、平整度檢測等。

二、晶圓厚度檢測的發展程序

早期(20世紀70年代)的晶圓厚度檢測是透過接觸式方法檢測,如:千分尺、輪廓儀等,這類方法較為簡單直觀,但丈量精度低,而且很輕易造成晶圓損傷,材料損失大。

而後跟著科技的發展提高,非接觸式丈量成為晶圓厚度檢測的主流方法。其中主要有白光干涉儀、射線熒光法、鐳射位移感測器、光譜共焦位移感測器等。這類方法從微觀的層面丈量,透過光學的原理進行非接觸式檢測,不會對晶圓造成損傷,丈量精度較高。

目前,晶圓厚度檢測技術已經發展到較高水平,各種非接觸式丈量技術不斷湧現,為半導體行業提供可靠的技術支援。然而跟著工藝節點的逐漸縮小,晶圓的厚度也逐漸變小,對晶圓厚度的檢測要求也越來越高。

三、晶圓厚度的檢測案例

某電子研究所但願檢測晶圓TTV厚度,精度達到1μm,從而實現在出產流水線上的自動丈量,篩查不良品。工程師接收到客戶的丈量需求,為客戶選型測試並定製方案:

工程師先是隨機選取了晶圓片上的6個點進行測試,得出晶圓片的每個點的厚度。

然後透過載物臺移動模擬自動實時丈量,測試晶圓片的厚度變化。

為滿意客戶不同大小/材質/ 厚度對載具的要求,光譜共焦感測器具有適合客戶需求的定製化載具,以保證檢測的穩定性。載具表面根據客戶產品特性定製真空吸附載具,保證產品在平面狀態的高精度。同時,針對客戶的特殊丈量要求進行整機框架設計。

客戶收到樣品測試結果以及方案設計後表示,“沒想到點光譜AP-5000系列丈量效果這麼好,而且整機的框架設計我們也很符合我們的需求,我們在產線上的自動化丈量終於可以實現了!”

四、光譜共焦位移感測器的丈量原理

光譜共焦位移感測器中的白色點光源發光,透過“光纖”和“鏡組”照射到物體表面。從上至下不同波長的光聚焦在不同高度上,形成一個測量範圍。當不同波長的光照射到物體上時,只有聚焦到丈量物體表面的反射光才能到達“色散鏡組”,經由透鏡組發生色散,散成不同波長的單色光,對映到“CMOS光譜成像端”。終極分析反射光的光線波長,進而可以得到被測物體表面的高度。

光譜共焦位移感測器AP-5000系列的三大上風

1、不受材質影響,不亂丈量

任何材質均可以實現高精度丈量,透明物體也可以透過不亂識別多層透明表面來精準丈量透明產品的位移和厚度,即使是狹窄孔洞依然可以透過同軸彩色共焦方式,實現無死角丈量。

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