Технология за проверка на вафли

Полупроводниковата индустрия обикновено изисква ефективно и точно откриване на дефекти на повърхността на пластината, което може да улови ефективни дефекти и да постигне откриване в реално време. По-разпространените технологии за откриване на повърхността могат да бъдат разделени на две категории: контактен метод с игла и безконтактен метод. Контактният метод е представен от метода на докосване с игла; безконтактният метод може да бъде разделен на метод на атомна сила и оптичен метод. При конкретна употреба може да се раздели на изображения и неизображения.
Както подсказва името, методът с докосване на иглата се открива чрез контакта между стилуса и материала, който ще се проверява. Това е ранен метод за откриване на повърхности в производствената индустрия. Информацията за формата и контура на измерваната повърхност се предава към сензора чрез стилуса, така че размерът и формата на стилуса са особено важни. Съгласно принципа на откриване на метода с докосване на иглата, радиусът на върха на иглата е близо до 0, преди да е възможно да се открие истинският контур на обекта за измерване. Въпреки това, колкото по-тънък е върхът на писеца, толкова по-голямо е налягането, генерирано върху измерваната повърхност, и писецът е податлив на износване и надраскване на повърхността на обекта, който ще се измерва. За повърхностни слоеве с покритие и меки метали, откриването на контакт е лесно да повреди повърхността на пробата, която ще се тества, и обикновено не е използваема.
През 1981 г. Binnig и Rohrer изобретяват сканиращия тунелен микроскоп (STM). STM използва ефекта на квантовото тунелиране, като върхът на иглата и повърхността на обекта се измерват като два полюса. Използвайте изключително фин връх на иглата, за да се приближите до повърхността на пробата и когато разстоянието е много близо, се образува тунелно съединение. Разстоянието между върха на иглата и повърхността на пробата се поддържа постоянно, така че върхът на иглата да се движи триизмерно по повърхността на пробата, а атомната височина, усетена от върха на иглата, се предава на компютъра. След последваща обработка се получава триизмерната морфология на повърхността на измервания обект. Поради ограниченията на използването на STM, Binnig et al. разработи микроскоп за атомна сила (AFM), базиран на STM. AFM открива привличането или отблъскването между върха на иглата и образеца, така че може да се използва за проводими и непроводими материали.
Сканиращата оптична микроскопия в близко поле (SNOM) използва характеристиките на полето на близка светлина близо до повърхността на пробата, която се измерва, за да открие нейната повърхностна морфология. Неговата разделителна способност може далеч да надхвърли разделителната способност на конвенционалните микроскопи (λ/2).
Понастоящем често използваните методи за откриване на изображения в полупроводниковата индустрия включват главно автоматично оптично откриване, откриване на рентгенови лъчи, откриване на електронен лъч и др. Сканиращият електронен микроскоп (SEM) е инструмент за изследване на микроскопични обекти, изобретен през 1965 г. SEM използва електрон лъч за сканиране на пробата, карайки пробата да излъчва вторични електрони. Вторичните електрони могат да създадат увеличено изображение на повърхността на пробата. Това изображение е изобразено и увеличено точка по точка и има определен ред. Предимството на SEM е, че резолюцията е изключително висока.
Технологията за рентгеново безразрушително изпитване, комбинирана с технология за цифрова обработка на изображения, може да извърши откриване с висока разделителна способност на вътрешни връзки на устройството. Agilent има висок пазарен дял и неговите типични продукти включват системата 5DX.
Технологията за автоматична оптична инспекция (AOI) е технология за откриване, базирана на оптични принципи. Той открива дефекти по повърхността на пробата чрез движението на платформата на прецизния инструмент, устройството за получаване на изображения, комбинирано с технология за цифрова обработка на изображения. Предимството е, че скоростта на откриване е висока. Оборудването на AOI се разви бързо в Китай през последните години и може да се счита, че има сравнително висок пазарен потенциал. AOI технологията получава изображения чрез CCD или CMOS сензори и ги предава на компютъра след аналогово-цифрово преобразуване. След цифрова обработка на изображението, то се сравнява със стандартното изображение.