Detekce výrobních vad na waferech polovodičů s použitím digitálního mikroskopu

Kontrola polovodičů

Polovodiče jsou nepostradatelnými součástmi mnoha elektronických zařízení. Výrobu polovodičů lze rozdělit na dva procesy – vytvoření obvodu a zapouzdření. Výchozím polotovarem pro vytvoření obvodu je křemíkový slitek. Z těchto slitků jsou vyráběny wafery, na kterých jsou vytvářeny samotné obvody. Tyto „holé wafery“ jsou následně nařezány na disky.

Výroba obvodu zahrnuje oxidaci „holého waferu“, na kterém je následně vytvořen komplexní mikroskopický obvod pomocí opakovaného procesu složeného z nanesení vrstvy fotorezistoru, vytištění masky, leptání, difuze příměsí a planarizace. Při jakékoli fázi tohoto procesu mohou být do obvodu vneseny vady. Mezi běžné vady patří nepravidelnost nebo nerovnoměrnost ochranné vrstvy, přítomnost kazů nebo cizích látek.

Výzvy spojené s procesem kontroly

Vzhledem k tomu, že jsou wafery vyráběny rychle a ve velkých množstvích, jsou běžně kontrolovány pomocí automatizovaného systému. Tyto systému však mohou být vybaveny nevhodným optickým rozlišením, kvůli čemuž systém jen obtížně rozpozná drobné vady. Z tohoto důvodu je vizuální kontrola pomocí mikroskopu preferovanou možností, protože nabízí hned několik metod pozorování:

• Světlé pole (BF)

• Temné pole (DF)

• Diferenciální interferenční kontrast (DIC)

• Smíšené (kombinace světlého pole a temného pole, MIX)

• Polarizace (PO)

Kontrolor kvality si z těchto metod pozorování může vybrat tu, která nejlépe zvýrazní obtížně viditelné vady. Tento proces může nicméně stále představovat nelehký úkol, protože kontrolor kvality musí vědět, která metoda pozorování nejlépe zvýrazní danou vadu. V opačném případě musí kontrolor kvality strávit spoustu času zkoušením každé metody, aby nalezl tu nejlepší. Za účelem usnadnění tohoto procesu proto mnoho výrobců přešlo od používání optických mikroskopů k digitálním mikroskopům. I když tento přechod mohl proces částečně zjednodušit, mnoho digitálních mikroskopů stále vyžaduje od uživatele výměnu objektivu pokaždé, když změní metodu pozorování. A pokud vyměníte objektiv, snadno se posunete z polohy pozorování, kvůli čemuž musíte strávit svůj čas opětovným zaostřováním.

Zjednodušení kontroly polovodičů pomocí digitálních mikroskopů DSX1000

Snadno použitelná konzole

Multifunkční konzole mikroskopu DSX1000 umožňuje rychlou a plynulou analýzu. Stisknutím tlačítka na konzoli nebo kliknutím v uživatelském rozhraní si můžete zobrazit náhledy displeje zobrazující vzorek prostřednictvím všech šesti metod pozorování. Díky tomu je snadné vybrat si ten nejlepší obraz pro dané použití a zkrátit tak čas potřebný pro kontrolu.

Jeden typ objektivu umožňuje většinu metod pozorování

U většiny objektivů DSX1000 jsou k dispozici všechny metody pozorování, takže při detekování a analýze vad waferů můžete rychle potvrdit a zvolit obraz každé metody pozorování.

*Aby byla zaručena přesnost ve směrech XY, musí být postup kalibrace proveden servisním technikem společnosti Olympus.

Obrázky

Příklad: Detekování vady na waferu (vada se nachází ve vyznačeném obdélníku).

Obrázky uvedené níže znázorňují typické případy použití. Obtížně viditelnou vadu je při některých metodách pozorování téměř nemožné objevit. V minulosti museli kontroloři kvality strávit mnoho času zkoušením různých metod pozorování, dokud nenašli tu správnou.

Tuto vadu je obtížné zpozorovat, protože splývá s pozadím.