圖1. 暗場照明示意圖，顯示i2Nocturn相機(jī)收集來自表面缺陷的散射光。

圖案晶圓檢測日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)

半導(dǎo)體晶圓檢測已成為良率、可靠性和上市時間的關(guān)鍵決定因素。隨著器件尺寸的縮小，由于密集的布局和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)降低了視覺對比度，圖形晶圓檢測變得愈發(fā)困難。這使得關(guān)鍵缺陷能夠與預(yù)期特征融為一體。

暗場檢測是一種用于半導(dǎo)體制造的光學(xué)檢測技術(shù)，通過捕捉散射光而非反射光來檢測缺陷。

傳統(tǒng)的明場檢測方法往往難以揭示某些缺陷類型，因此采用其他檢測模式至關(guān)重要。

看見明場檢測遺漏的缺陷

暗場檢測在檢測有圖案晶圓的表面相關(guān)缺陷方面表現(xiàn)出色。圖案邊緣缺陷、微橋和發(fā)絲劃痕產(chǎn)生的反射光對比度極低，但散射光強(qiáng)烈。在暗場模式下，這些干擾清晰可見，能夠更早地檢測出可能導(dǎo)致短路或開路的半導(dǎo)體缺陷。

這種方法對于檢測極小的顆粒污染也非常有效。在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)上，即使比圖案節(jié)距更小的顆粒也可能影響良率。雖然明場檢測可能難以將顆粒與圖案背景區(qū)分開來，但暗場成像通過強(qiáng)調(diào)散射光來提高可見度。

提高晶圓檢測中的缺陷與圖案對比度

除了靈敏度外，晶圓廠還必須管理由密集圖案結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的干擾信號。暗場檢測通過放大來自顆粒、劃痕或邊緣缺陷等不規(guī)則特征的散射光，使缺陷更加突出。

當(dāng)結(jié)合優(yōu)化的檢測算法時，這種增強(qiáng)的對比度有助于區(qū)分真正的半導(dǎo)體缺陷檢測信號與正常的圖案變化。其結(jié)果是減少了不必要的復(fù)檢工作量，并提高了檢測效率。

利用紫外成像擴(kuò)展暗場檢測

隨著設(shè)備尺寸不斷縮小，檢測性能越來越依賴于波長的選擇。當(dāng)特征尺寸接近可見光的極限時，檢測靈敏度可能會受到限制。紫外成像通過利用與納米級邊緣和顆粒強(qiáng)烈相互作用的短波長，增強(qiáng)了暗場檢測的有效性。

在圖形晶圓檢測中，紫外暗場成像提供：

●精細(xì)邊緣缺陷的增強(qiáng)散射

●改進(jìn)的亞像素顆粒污染檢測

●在高密度布局中實(shí)現(xiàn)更高的缺陷與圖案對比度

●通過針對先進(jìn)節(jié)點(diǎn)物理特性優(yōu)化暗場檢測，紫外成像能夠?qū)崿F(xiàn)更早的缺陷檢測和更強(qiáng)的良率保護(hù)。

先進(jìn)晶圓檢測的紫外相機(jī)解決方案

Exosens 提供專為暗場晶圓檢測應(yīng)用設(shè)計(jì)的紫外相機(jī)解決方案(i2Nocturn 和 iNocturn 系列)。這些相機(jī)經(jīng)過設(shè)計(jì)，可在紫外波長下提供高靈敏度、低噪聲和穩(wěn)定的性能，支持在先進(jìn)圖形晶圓上實(shí)現(xiàn)一致的缺陷檢測。

主要優(yōu)勢包括：

●優(yōu)化的紫外量子效率，以增強(qiáng)散射檢測

●對細(xì)微缺陷信號具有高靈敏度

●低噪聲成像，以提高缺陷與圖案的區(qū)分能力

●兼容暗場檢測架構(gòu)

無論是在工藝開發(fā)、在線檢測還是失效分析中，紫外成像都有助于將晶圓檢測能力擴(kuò)展到可見光限制之外。

在納米尺度下洞察關(guān)鍵細(xì)節(jié)

暗場檢測在現(xiàn)代圖形晶圓檢測中發(fā)揮著重要作用，有助于揭示邊緣缺陷、微小顆粒以及密集布局中的低對比度干擾。隨著器件尺寸的不斷縮小，紫外成像提供了一種自然的擴(kuò)展，能夠在不改變基本檢測方法的情況下提高暗場靈敏度。

通過將暗場架構(gòu)與專用紫外相機(jī)相結(jié)合，晶圓廠能夠獲得必要的可見度，在缺陷影響良率、性能或上市時間之前將其檢測出來。

審核編輯 黃宇