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半导体晶片、IC图形的显微镜观察与测量

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2022/7/1 17:25:20

半导体晶片、IC图形的显微镜观察与测量


半导体行业在产品的小型化及多功能化、提高生产效率、削减成本等方面的竞争日趋激烈。在图形细微化、晶片大口径化发展的同时,市场对品质保障的要求越来越高,研究开发及检测的速度也变得重要了起来。
下面我们将为您介绍使用新型4K数码显微系统,改善半导体行业检测模式,大幅实现高效化的应用案例。

 

▌晶片的大口径化与新要求

晶片是半导体制造中*的重要元件。在元件微小化的背景下,市场对半导体产品的需求正在日益趋向于小型、高功能、高品质。围绕如何更高效地生产高附加值产品,各家企业正在研究开发、生产技术、品质管理等方面展开激烈的角逐。

以硅晶片为例,通过增大口径,一次性生产大量芯片,借此提高生产效率的生产方法开始受到关注。围绕降低缺陷造成的损失、提高平面度、削减成本等需求,晶片的大口径化是业内多年来的研究重点。在兼顾大口径化与平面化方面,双面研磨晶片的优势比单面研磨晶片更大,直径12英寸的双面研磨晶片已经成为了市场主流。近年来,12英寸以上的晶片也已经面世,将来可能还会推广15英寸以上的晶片。为了实现更加稳定的晶片品质,进一步提高IC芯片的生产效率,业内正在不断推进研究开发。

而在电路图形构建方面,能够对支持MEMS的细微图形进行高效印刷的高精细丝网印刷,无需制版即可根据数据涂布图形,实现少量多品种高效生产、快速试作及验证的喷墨涂布机(喷墨打印机)等技术正在受到关注。在这样的背景下,更高精度的快速观察、检测及评估成为了市场的重要需求。

晶片/IC图形的观察、检测及难题

在晶片、IC芯片等半导体的研究开发和品质保障中,基于放大观察的检测与评估是*的重要环节。
在半导体制造中,极其细微的缺陷及异物附着(污染)都有可能引发不良,一直以来,业内会用装载器搬运被检物,再用包括光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)在内的多种设备实施观察检测。但是近年来,随着市场竞争的激烈化,观察部位的细微化,观察检测不仅要求高精度,对速度也提出了更高的要求。

 

晶片/IC图形观察、检测的全新解决方案

在晶片及IC图形检测中,使用1“VHX系列,能借助高分辨率4K图像,实现近乎于SEM的高倍率清晰观察分析,完成2D/3D测量、自动面积测量等多项检测,下面我们就将为您介绍相关的应用案例。

 

用4K“Optical Shadow Effect Mode”观察晶片

4K数码显微系统“VHX系列”借助专门设计的高分辨率HR镜头、4K CMOS和照明,实现了全新的观察方法“Optical Shadow Effect Mode”。
“多方向照明变化分析”功能能够分析多方向照明拍摄到的图像变化(对比度),借此可以检测到表面的细微凹凸。 借助近乎于SEM的高清观察图像,可以对晶片表面的细微凹凸形状进行清晰观察。


可以将颜色信息叠加到Optical Shadow Effect Mode图像上,同时显示凹凸信息和颜色信息。还能用颜色表示凹凸信息,更加简明易懂地呈现信息。

用4K数码显微系统“VHX系列”拍摄的晶片表面“Optical Shadow Effect Mode”图像

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晶片边缘的观察、测量

4K数码显微系统“VHX系列”可实现晶片端面(边缘)的倾斜观察。
利用大景深和“实时深度合成”功能,在高倍率观察时也能对晶片表面、端面、不良部位等各个细节拍摄全幅对焦的清晰4K图像。
还能直接用高分辨率的放大图像进行准确的二维尺寸测量、不良部位3
D形状/轮廓测量等操作,用1台设备就能流畅快速地完成一系列操作。

 

4K数码显微系统“VHX系列进行晶片边缘的观察、2D测量

晶片边缘.png


4K数码显微系统“VHX系列进行晶片边缘的不良观察、3D测量

边缘不良.png


晶片加工处理缺陷的观察、分析

4K数码显微系统“VHX系列能够实现高景深。还配备了“HDR功能,能够利用快门速度不同的多张图像,获取高灰度级、高对比度的图像。对于对比度极低的高反射率目标物,也能通过简单操作实现细微缺陷的快速分析。
还能用少量图像创建3D图像、测量3D形状,利用高度彩色图像获取缺陷部位凹凸的测量值并进行分析。还能用自动面积测量工具测量光掩膜,显示测量值和柱状图,实现了作业效率的大幅提升。

 

4K数码显微系统“VHX系列分析光刻胶膜的缺陷部位

HDR图像.png

3D图像.png

光掩膜.png



晶片上所附异物的观察与3D形状测量

4K数码显微系统“VHX系列支持最高6000倍的高倍率观察,可获得高分辨率的4K图像。通过对晶片上附着的细微异物进行高倍率观察,还能直接完成次微米级的3D形状测量。还能对异物各个截面的轮廓实施测量,用显微系统完成包括高水准观察、精细测量在内的一系列操作。结合自动面积测量、计数功能,还能自动分析清洁度。
基恩士还能够根据客户需求定制选装系统,可以加装装载器之类的功能。

 

4K数码显微系统“VHX系列测量异物的轮廓

晶片.png


IC图形的高分辨率观察

4K数码显微系统“VHX系列配备了高分辨率HR镜头与4K CMOS,可进行高分辨率拍摄。 “VHX系列能够拍摄高分辨率4K图像,对细微的IC图形进行高精细观察。

 

4K数码显微系统“VHX系列观察IC图形


IC图形的整体图像观察与变焦观察

4K数码显微系统“VHX系列配备了高分辨率HR镜头与电动镜头转换器,能够通过直观操作,进行206000倍镜头的自动转换,实现无缝缩放
还配备了导航实时合成功能,即使改变高倍率观察的位置,也能呈现全幅对焦的高分辨率图像。只需点击需要观察的位置,就能用简单操作自动完成载物台移动和深度合成。在对存在细微凹凸的IC表面图形进行高倍率观察时,能够以涵盖整个视野的清晰图像进行观察。
利用超高速图像拼接功能,只需按下按钮,就能在不偏移的状态下快速拼接出高倍率、高分辨率的4K图像,以高达50000 × 50000像素的大视野拍摄全幅对焦的整体图像。通过简单操作就能快速达成各类观察目的。

 

4K数码显微系统“VHX系列进行IC图形的整体图像、高倍率观察

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IC图形的3D形状测量

对于凹凸不平的IC图形,4K数码显微系统“VHX系列也能通过合成对焦位置不同的图像,瞬间获取全幅对焦的图像。运用上述数据进行“3D显示,还能从各个角度自由观察IC图形的表面形状。
还能直接利用高度数据进行准确的轮廓测量,大幅提高检测效率。

 

4K数码显微系统“VHX系列进行IC图形的3D显示

3D显示.png



半导体领域强有力的新伙伴——VHX系列

除了上文中介绍的功能外,高精细4K数码显微系统“VHX系列还配备了各类能够在研究开发及生产现场有效发挥作用的其他功能。1台设备,完成包括半导体晶片/IC图形放大观察、分析、2D/3D测量在内的各类操作,还能用获取的图像及数值自动创建报告。
利用高水准的自动控制及图像处理,能够通过简单操作,快速获取清晰的4K图像。在这些功能的帮助下,检测精度和作业速度可同时实现大幅提升。


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