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Xenics短波紅外相機(jī)應(yīng)用于半導(dǎo)體檢測

2022-3-9  閱讀(700)

Xenics紅外相機(jī)在晶圓和芯片檢測中,使用SWIR短波紅外相機(jī),在半導(dǎo)體晶片和集成電路芯片進(jìn)行缺陷檢測,既簡單又直接,因?yàn)檫@些材料(SiGaAs)在短波紅外波長范圍內(nèi)是透明的,這種在硅材料的穿透能力,是一種大大改進(jìn)生產(chǎn)工藝的無損檢測方法。因?yàn)樵诰A制造過程中,晶圓內(nèi)部或晶圓之間可能存在顆?;蛄芽p,而CCDCMOS相機(jī)僅可用于檢測晶圓頂部或表面的缺陷,而SWIR相機(jī)應(yīng)用在晶圓檢測相機(jī)中,具有查看硅晶圓內(nèi)部的能力,并可以檢測兩個(gè)鍵合晶圓之間的顆粒、空隙或其他缺陷。另外,封裝前的芯片檢查也是SWIR相機(jī)的常見應(yīng)用,因?yàn)樗鼈兛梢钥吹诫[藏在Si材料內(nèi)部的由晶圓切割引起的小裂紋。對(duì)于Xenics紅外相機(jī)在晶圓和芯片檢測應(yīng)用,Xenic提供各種合適的相機(jī):Bobcat 320  Bobcat 640、Xeva 320  Xeva 640

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使用SWIR InGaAs相機(jī)拍攝Si內(nèi)部的切割損壞圖像


Xenics紅外相機(jī)在光伏晶圓檢測中,對(duì)于太陽能電池裂紋檢查或效率映射通?;诎l(fā)光效應(yīng),即當(dāng)電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)半導(dǎo)體材料的發(fā)光,其波長由太陽能電池吸收材料Si的帶隙決定,其帶隙能量對(duì)應(yīng)于約1150 nm的波長。但是如果Si材料包含一些缺陷,峰值會(huì)更小,并且在13001600 nm之間的較長波長處,在缺陷帶中以較低能級(jí)(子帶隙)發(fā)生發(fā)射(圖4)。對(duì)于其他用于生產(chǎn)太陽能電池的材料,如銅銦鎵二硒化物(CIGS)或銅銦二硒化物(CIS),可通過電致發(fā)光(EL)或光致發(fā)光(PL)。如通過采用SWIR相機(jī)的PL光致發(fā)光成像,可以對(duì)光伏晶圓的各階段制造過程中的硅塊和單片晶片的圖像分析,以便及早估計(jì)成品太陽能電池的預(yù)期質(zhì)量。對(duì)于Xenics紅外相機(jī)在光伏晶圓檢測相機(jī)應(yīng)用中,Xenics提供 Xeva 640  Bobcat 640相機(jī)。

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SWIR InGaAs相機(jī)和帶通濾波器(左1100nm,右1450nm)拍攝的太陽能電池的發(fā)光圖像


如今,許多價(jià)格合理的CCDCMOS相機(jī)也可用于太陽能電池檢測,例如專門為檢測太陽能電池而開發(fā)的基于硅的CCDCMOS相機(jī)。這些特殊的近紅外CCDCMOS相機(jī)提供超過1000 nm的擴(kuò)展波長響應(yīng)。與一般的SWIR InGaAs相機(jī),也就是和半導(dǎo)體檢測相機(jī)和晶圓檢測相機(jī)相比,這些傳感器的低噪聲、高分辨率和寬動(dòng)態(tài)范圍有一定的優(yōu)勢,但相比之下缺點(diǎn)是需要較長的積分時(shí)間,通常是幾秒,因此這些近紅外CCDCMOS相機(jī)只能用于離線檢測。




半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為世界上較大的產(chǎn)業(yè)之一。半導(dǎo)體行業(yè)涵蓋范圍廣泛的應(yīng)用,比如從用于PC電腦或移動(dòng)設(shè)備的處理器和存儲(chǔ)器集成電路,到太陽能電池領(lǐng)域。對(duì)于半導(dǎo)體檢測相機(jī)和晶圓檢測相機(jī),Xenics提供范圍廣泛的SWIR短波紅相機(jī),適合于穿透硅或硅內(nèi)部進(jìn)行成像,以檢測雜質(zhì)、缺陷、空隙或夾雜物。在半導(dǎo)體檢測行業(yè)中,SWIR短波紅外相機(jī)可用于檢測晶錠生長后的純半導(dǎo)體材料(通常是硅)的質(zhì)量。此外,隨后被切割成晶片的鑄錠也可以通過SWIR短波紅外相機(jī)以類似的方式檢查這些晶片的缺陷或裂紋,以確保將晶圓加工成(光)電子元件。對(duì)于最后的加工步驟是將晶圓切割成單個(gè)芯片,通過SWIR短波紅外相機(jī)來對(duì)齊鋸片或激光器。

為了在半導(dǎo)體檢測相機(jī)應(yīng)用中進(jìn)行故障分析,制造的集成電路可以通過顯微鏡檢查裂紋或光子發(fā)射。三維MEMS微機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要在整個(gè)生產(chǎn)過程中進(jìn)行檢查。對(duì)于所有這些應(yīng)用,Xenics提供范圍廣泛的SWIR短波紅相機(jī),用于二維(2D)和線掃描成像。SWIR相機(jī)通常使用基于銦鎵砷InGaAs探測器,并在9001700 nm波長范圍內(nèi)具有高響應(yīng)(量子效率),適合于穿透硅或硅內(nèi)部進(jìn)行成像。

Xenics紅外相機(jī)在原料硅錠和硅磚檢測中,其中SWIRInGaAs相機(jī)(二維和線掃描)廣泛用于半導(dǎo)體行業(yè),用于檢查晶體硅磚或硅錠。使用SWIR相機(jī)和發(fā)射波長超過1150 nm的光源可以輕松檢測磚或錠內(nèi)的雜質(zhì)和夾雜物(圖1),硅磚對(duì)于SWIR短波紅外輻射是*透明的。原因是這種半導(dǎo)體材料Si中的帶隙,對(duì)于較低能量和較長波長的SWIR短波紅外光子并不吸收,而吸收了具有較高能量的可見光子。這使得SWIR,InGaAs相機(jī)成為一種出色的檢測工具,所以,SWIR短波紅外相機(jī)可以直接檢測雜質(zhì)、缺陷、空隙或夾雜物。因?yàn)楫?dāng)錠進(jìn)一步加工成晶片時(shí),磚或錠內(nèi)的雜質(zhì)會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成損壞。SWIR相機(jī)可以避免這個(gè)問題,從而確保半導(dǎo)體生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行和更高的效率。對(duì)于Xenics紅外相機(jī)在硅錠和磚塊檢測中的應(yīng)用,Xenics主要提供Bobcat 640Xeva 640相機(jī),以及高分辨率線掃描Lynx 2048 相機(jī)。

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硅磚的SWIR,InGaAs相機(jī)圖片

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適用于硅錠和硅磚半導(dǎo)體檢測相機(jī):Bobcat 640、Xeva 640  Lynx





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