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1783-BMS06TL随着微电子技术的高速发展,各种半导体芯片的集成度越来越高,同时芯片 的体积趋向于小型化、微型化,对芯片的质量检测提出更高的要求。机器视觉检 测所具有、性、非接触性、连续性、灵活性等优点,传统人工检测正 逐渐被机器视觉检测替代应用于半导体制造中。

在半导体晶圆制造阶段,氧化、涂胶、光刻、刻蚀、离子注入、扩散、薄膜 沉积、抛光、蚀刻、曝光、清洗等工序每一步完成后都需要在整个生产过程中进 行实时监测。根据检测功能的不同分为量测类和缺陷检测类两种。量测类应用主 要包括透明薄膜厚度、不透明薄膜厚度、膜应力、掺杂浓度、关键尺寸、套准精度等;缺陷检测类分为明暗场光学图形图片缺陷检测、无图形表面检测、宏观缺 陷检测等。在这些检测过程中,半导体机器视觉检测发挥了重要的作用。晶圆制造机器视觉检测主要分无图形表面缺陷(未曝光)、有图形表面缺陷 (曝光后)、尺寸测量、套刻标记等几种类型。基于光学图像检测技术,检测尺 度大于 0.5μm 的圆片缺陷检测,一般用于光刻、CMP、刻蚀、薄膜沉积后的出 货检验(OQC)以及入厂检验(IQC)中,包括正面检测、背面检测、边缘检测、 晶圆几何形状检测等,这些检测可通过高感光线扫相机(高阶 TDI 相机)或高 帧率面扫相机飞拍扫描硅片的全表面,自动存储和检测硅片全景图像、自动输出 缺陷分类结果。

在半导体封测等后段工序中,包括晶片切割、黏晶、焊线、封胶、剪切、印 字、电镀封装等,也会大量用到量测和缺陷检测机器视觉系统。在量测方面,按 照晶片尺寸大小对整片晶圆进行裁切,由于晶片之间有10~30μm不等间隙区分, 划片区切道需确保在晶粒之间均等切割,对此需要机器视觉引导测量裁切 位置,这里一般常用光学线扫相机进行超感光量测;在缺陷检测方面,包括晶圆 裁切后划伤、崩边、裂纹等表面缺陷检测;成品晶片封装在固定支架上需机器视 觉定位引导到相应安装位置;IC 封装成品也需机器视觉系统对其外观缺陷进行 终检。

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