近年來,隨著5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,半導(dǎo)體晶圓行業(yè)的需求量也在不斷增加。一般的晶圓片厚度有一定的規(guī)格,晶圓厚度對(duì)半導(dǎo)體器件的性能和質(zhì)量都有著重要影響。而集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展,芯片特征尺寸也逐漸減小,帶動(dòng)晶圓減薄工藝的興起與發(fā)展,晶圓測(cè)厚成為了不少晶圓生產(chǎn)廠家的必要需求之一。
晶圓的制備流程
目前晶圓的主要制備流程是:?jiǎn)尉L、切片、拋光、沉積、制作電路、清洗、測(cè)試等環(huán)節(jié)。
其中,測(cè)試是評(píng)估晶圓質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它有助于確保晶圓的性能和可靠性。晶圓的檢測(cè)項(xiàng)目包括封裝檢測(cè)、接觸電阻檢測(cè)、射頻檢測(cè)、缺陷檢測(cè)、厚度檢測(cè)、粗糙度檢測(cè)、平整度檢測(cè)等。
晶圓厚度檢測(cè)的發(fā)展進(jìn)程
早期(20世紀(jì)70年代)的晶圓厚度檢測(cè)是通過接觸式方法檢測(cè),如:千分尺、輪廓儀等,這類方法較為簡(jiǎn)單直觀,但測(cè)量精度低,而且很容易造成晶圓損傷,材料損失大。
而后隨著科技的發(fā)展進(jìn)步,非接觸式測(cè)量成為晶圓厚度檢測(cè)的主流方法。其中主要有白光干涉儀、射線熒光法、激光位移傳感器、光譜共焦位移傳感器等。這類方法從微觀的層面測(cè)量,通過光學(xué)的原理進(jìn)行非接觸式檢測(cè),不會(huì)對(duì)晶圓造成損傷,測(cè)量精度較高。
目前,晶圓厚度檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較高水平,各種非接觸式測(cè)量技術(shù)不斷涌現(xiàn),為半導(dǎo)體行業(yè)提供可靠的技術(shù)支持。然而隨著工藝節(jié)點(diǎn)的逐漸縮小,晶圓的厚度也逐漸變小,對(duì)晶圓厚度的檢測(cè)要求也越來越高。
晶圓厚度的檢測(cè)案例
某電子研究所希望檢測(cè)晶圓TTV厚度,精度達(dá)到1μm,從而實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)流水線上的自動(dòng)測(cè)量,篩查不良品。優(yōu)可測(cè)接收到客戶的測(cè)量需求,為客戶選型測(cè)試并定制方案:
優(yōu)可測(cè)工程師先是隨機(jī)選取了晶圓片上的6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,得出晶圓片的每個(gè)點(diǎn)的厚度。
然后通過載物臺(tái)移動(dòng)模擬自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)量,測(cè)試晶圓片的厚度變化。
為滿足客戶不同大小/材質(zhì)/ 厚度對(duì)載具的要求,優(yōu)可測(cè)開發(fā)適合客戶需求的定制化要求的載具,保證檢測(cè)的穩(wěn)定性。載具表面根據(jù)客戶產(chǎn)品特性定制真空吸附載具,保證產(chǎn)品在平面狀態(tài)的高精度。同時(shí),優(yōu)可測(cè)為客戶進(jìn)行整機(jī)框架設(shè)計(jì),針對(duì)客戶的特殊測(cè)量要求,優(yōu)可測(cè)還具備一定腳本編輯的開發(fā)配合能力,提供售后調(diào)試和協(xié)助軟件開發(fā)的服務(wù)。
客戶收到樣品測(cè)試結(jié)果以及方案設(shè)計(jì)后表示,“沒想到優(yōu)可測(cè)的點(diǎn)光譜測(cè)量效果這么好,而且整機(jī)的框架設(shè)計(jì)我們也很符合我們的需求,我們?cè)诋a(chǎn)線上的自動(dòng)化測(cè)量終于可以實(shí)現(xiàn)了!”
優(yōu)可測(cè)光譜共焦位移傳感器的測(cè)量原理
光譜共焦位移傳感器中的白色點(diǎn)光源發(fā)光,通過“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(gè)測(cè)量范圍。當(dāng)不同波長的光照射到物體上時(shí),只有聚焦到測(cè)量物體表面的反射光才能到達(dá)“色散鏡組”,經(jīng)過透鏡組發(fā)生色散,散成不同波長的單色光,映射到“CMOS光譜成像端”。最終分析反射光的光線波長,進(jìn)而可以得到被測(cè)物體表面的高度。
優(yōu)可測(cè)光譜共焦位移傳感器的三大優(yōu)勢(shì)
1、不受材質(zhì)影響,穩(wěn)定測(cè)量
任何材質(zhì)均可以實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量,透明物體也可以通過穩(wěn)定識(shí)別多層透明表面來精準(zhǔn)測(cè)量透明產(chǎn)品的位移和厚度,即使是狹窄孔洞依然可以通過同軸彩色共焦方式,實(shí)現(xiàn)無死角測(cè)量。
2、高精度測(cè)量,測(cè)量單元0發(fā)熱
傳統(tǒng)的激光位移傳感器容易出現(xiàn)因?yàn)樽陨戆l(fā)熱產(chǎn)生形變,導(dǎo)致測(cè)量的偏差。優(yōu)可測(cè)光譜共焦位移傳感器的測(cè)量單元內(nèi)部僅有鏡頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不發(fā)熱,加之低畸變鏡組,可實(shí)現(xiàn)理想的高精度測(cè)量。
3、超大角度特性
優(yōu)可測(cè)光譜共焦位移傳感器最高角度特性達(dá)±48°,輕松進(jìn)行弧度測(cè)量。
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