Teknologi Inspeksi Wafer

Industri semikonduktor umumnya memerlukan deteksi cacat permukaan wafer yang efisien dan akurat, yang dapat menangkap cacat yang efektif dan mencapai deteksi waktu nyata. Teknologi deteksi permukaan yang lebih umum dapat dibagi menjadi dua kategori: metode kontak jarum dan metode non-kontak. Metode kontak diwakili oleh metode sentuhan jarum; metode non-kontak dapat dibagi menjadi metode gaya atom dan metode optik. Dalam penggunaan khusus, dapat dibagi menjadi pencitraan dan non-pencitraan.
Sesuai dengan namanya, metode sentuhan jarum adalah mendeteksi melalui kontak antara stylus dan material yang akan diperiksa. Ini adalah metode deteksi permukaan awal di industri manufaktur. Informasi bentuk dan kontur permukaan yang diukur dikirimkan ke sensor melalui stylus, sehingga ukuran dan bentuk stylus sangatlah penting. Menurut prinsip pendeteksian metode sentuhan jarum, radius ujung jarum mendekati 0 sebelum kontur sebenarnya dari objek yang akan diukur dapat dideteksi. Namun, semakin tipis ujung stylus, maka semakin besar tekanan yang dihasilkan pada permukaan yang diukur, dan stylus rentan aus dan menggores permukaan benda yang akan diukur. Untuk lapisan permukaan yang dilapisi dan logam lunak, deteksi kontak mudah merusak permukaan sampel yang akan diuji, dan umumnya tidak dapat digunakan.
Pada tahun 1981, Binnig dan Rohrer menemukan mikroskop terowongan pemindaian (STM). STM menggunakan efek terowongan kuantum, dengan ujung jarum dan permukaan benda diukur sebagai dua kutub. Gunakan ujung jarum yang sangat halus untuk mendekati permukaan sampel, dan ketika jaraknya sangat dekat, persimpangan terowongan akan terbentuk. Jarak antara ujung jarum dan permukaan sampel dijaga konstan, sehingga ujung jarum bergerak secara tiga dimensi pada permukaan sampel, dan ketinggian atom yang dirasakan oleh ujung jarum dikirimkan ke komputer. Setelah pasca pengolahan diperoleh morfologi tiga dimensi permukaan benda yang diukur. Karena keterbatasan penggunaan STM, Binnig et al. mengembangkan mikroskop kekuatan atom (AFM) berdasarkan STM. AFM mendeteksi gaya tarik menarik atau tolak menolak antara ujung jarum dan spesimen, sehingga dapat digunakan untuk bahan konduktif dan non konduktif.
Pemindaian mikroskop optik medan dekat (SNOM) menggunakan karakteristik medan cahaya dekat di dekat permukaan sampel yang diukur untuk mendeteksi morfologi permukaannya. Resolusinya jauh melebihi batas resolusi mikroskop konvensional (λ/2).
Saat ini, metode pendeteksian pencitraan yang umum digunakan dalam industri semikonduktor terutama mencakup pendeteksian optik otomatis, pendeteksian sinar-X, pendeteksian berkas elektron, dll. Pemindaian mikroskop elektron (SEM) adalah alat untuk mempelajari benda mikroskopis yang ditemukan pada tahun 1965. SEM menggunakan elektron sinar untuk memindai sampel, menyebabkan sampel memancarkan elektron sekunder. Elektron sekunder dapat menghasilkan gambar permukaan sampel yang diperbesar. Gambar ini dicitrakan dan diperbesar poin demi poin, dan ada urutan tertentu. Keuntungan SEM adalah resolusinya yang sangat tinggi.
Teknologi pengujian tak rusak sinar-X yang dikombinasikan dengan teknologi pemrosesan gambar digital dapat melakukan deteksi koneksi internal perangkat dengan resolusi tinggi. Agilent memiliki pangsa pasar yang tinggi, dan produk khasnya mencakup sistem 5DX.
Teknologi inspeksi optik otomatis (AOI) adalah teknologi deteksi berdasarkan prinsip optik. Ini mendeteksi cacat pada permukaan sampel melalui pergerakan platform instrumen presisi, perangkat akuisisi gambar yang dikombinasikan dengan teknologi pemrosesan gambar digital. Keunggulannya adalah kecepatan pendeteksiannya yang cepat. Peralatan AOI telah berkembang pesat di Tiongkok dalam beberapa tahun terakhir dan dianggap memiliki potensi pasar yang relatif tinggi. Teknologi AOI memperoleh gambar melalui sensor CCD atau CMOS, dan mengirimkannya ke komputer setelah konversi analog-ke-digital. Setelah pengolahan citra digital, dibandingkan dengan citra standar.