Wykrywanie wad produkcyjnych na waflach półprzewodnikowych za pomocą mikroskopu cyfrowego

Kontrola półprzewodników

Półprzewodniki to kluczowe elementy wielu urządzeń elektronicznych. Produkcję półprzewodników można podzielić na dwa procesy — tworzenie obwodu drukowanego i upakowywanie go. Tworzenie obwodu drukowanego rozpoczyna się od wlewków krzemowych. Z tych wlewków powstają wafle używane do utworzenia obwodu drukowanego. „Nagie wafle” są następnie cięte na plastry w kształcie dysków.

Nagi wafel jest utleniany, po czym w powtarzalnym procesie, polegającym na nałożeniu powłoki z materiału światłoczułego, drukowaniu matrycy, wytrawianiu, dyfuzji zanieczyszczeń i planaryzacji, tworzony jest na nim złożony, mikroskopijny obwód drukowany. Na każdym z tych etapów na obwodzie drukowanym mogą powstać wady. Częste defekty to nieregularne lub niejednolite powleczenie materiałem światłoczułym, skazy oraz obecność niepożądanych substancji.

Wyzwania podczas procesu kontroli

W procesie produkcji szybko powstaje duża liczba wafli — z tego względu zwykle są one kontrolowane przy użyciu zautomatyzowanego systemu. Układy optyczne tych systemów mogą jednak nie zapewniać odpowiedniej rozdzielczości, co utrudnia identyfikację mniejszych wad przez system. Preferowane jest więc przeprowadzanie kontroli wzrokowej za pomocą mikroskopu, który udostępnia wiele metod obserwacji:

• w jasnym polu (BF);

• w ciemnym polu (DF);

• z kontrastem różnicowo-interferencyjnym (DIC);

• MIX (połączenie obserwacji w jasnym i ciemnym polu);

• w świetle spolaryzowanym (PO).

Inspektor może wybrać metodę, która najlepiej uwidacznia trudne do zauważenia wady. Proces ten może jednak wciąż być wyzwaniem — inspektor musi posiadać wiedzę o tym, które metody obserwacji najlepiej sprawdzają się w przypadku danej wady. Bez takich informacji straci dużo czasu, wypróbowując każdą metodę po kolei. W celu uproszczenia procesu kontroli wielu producentów zamieniło mikroskopy optyczne na mikroskopy cyfrowe. Czasem faktycznie rozwiązuje to problem złożoności procesu, ale większość mikroskopów cyfrowych wciąż wymaga wymiany obiektywu przy każdej zmianie metody obserwacji. A wiadomo, że przy wymianie obiektywu łatwo stracić pozycję obserwacji, co stwarza konieczność ponownego ustawiania ostrości obrazu.

Łatwiejsza kontrola półprzewodników dzięki mikroskopom cyfrowym DSX1000

Intuicyjna konsola

Wielofunkcyjna konsola mikroskopu DSX1000 umożliwia szybkie i płynne prowadzenie analizy. Wystarczy nacisnąć przycisk na konsoli lub kliknąć opcję w interfejsie użytkownika, aby wyświetlić miniatury przedstawiające obrazy próbki przy sześciu metodach obserwacji. Ułatwia to wybór metody obserwacji najlepszej dla danego zastosowania, skracając tym samym czas kontroli.

Jeden typ obiektywu dla większości metod obserwacji

Dla większości obiektywów DSX1000 dostępne są wszystkie metody obserwacji. Dzięki temu podczas wykrywania i analizowania wad wafli można szybko zatwierdzać i wybierać obraz przy każdej z tych metod.

*W celu zagwarantowania dokładności XY prace kalibracyjne muszą być wykonywane przez technika serwisu firmy Olympus.

Obrazy

Przykład: wykrywanie wady na waflu (wada znajduje się na opakowaniu)

Na poniższych obrazach przedstawiono typowy przypadek zastosowania mikroskopu. Trudna do zaobserwowania wada jest prawie niewidoczna w niektórych warunkach obserwacji. W przeszłości inspektor musiał spędzać dużo czasu na wypróbowywaniu różnych metod obserwacji, dopóki nie znalazł właściwej metody.

Tę wadę trudno zauważyć, ponieważ wtapia się ona w tło.