典型案例

破局晶圆弱光高速检测难题

应用场景

无图晶圆指的是在晶圆制备阶段还未刻蚀任何图形的晶圆,其任何微小缺陷都有可能在后续工艺中被放大,需及时检测脏污、划痕、崩边等缺陷。


应用难点

(1)精度与效率难以平衡

大尺寸晶圆(如300mm)的外观检测面临着检测精度与效率难以平衡的难题:提高检测速度易导致精度损失,而追求高精度往往会降低效率,这对检测系统的视觉硬件与算法处理能力提出了双重挑战。

 (2)微弱信号难以捕捉

无图晶圆外观检测通常使用暗场检测系统,暗场检测利用反射光之外的散射光信号构造图像。但实际操作中,表面平整度高的微小缺陷可能因散射光信号微弱难以被捕捉到;且环境光、视觉系统本身的噪声等因素易引入背景干扰,影响对微弱散射信号的识别,导致误判或漏检,这对视觉检测系统的灵敏度提出了更高要求。


埃科光电方案:高阶TDI线阵相机

面对上述难题,埃科光电高阶TDI线阵相机凭借优异性能逐个击破,有针对性地解决了弱光高速环境下的无图晶圆外观检测挑战。


 行频突破1000kHz:兼顾精度与速度

埃科光电8K高阶TDI线阵相机最高行频达1000kHz,同系列16K分辨率相机最高行频500kHz,搭配CoaXPress12数据接口,实现高速传输,兼顾高分辨率高速度成像。这意味着检测系统在追求图像细节同时无需牺牲生产节拍,大幅提升检测效率。

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紫外增强:精准识别微小缺陷信号

根据瑞利判据准则,成像系统的理论分辨率与光源波长正相关。波长越短,分辨率极限越高。因此,利用波长短的紫外光进行成像,天然具备探测更微小缺陷的能力。在晶圆外观检测中采用紫外反射成像,可捕捉到可见光无法探测的微小缺陷。

埃科光电该款高阶TDI线阵相机提供高灵敏度紫外增强版本,其感光波段覆盖200nm-1100nm,在266nm这一典型紫外应用波段的量子效率(QE)大于65.8%,拥有卓越的检测精度与缺陷检出率,可为晶圆微小缺陷检出提供更高效精准的支持。

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低读出噪声:还原图像细节

工业相机的噪声是指成像过程中不希望被采集到的,实际成像目标之外的信号。噪声会叠加在真实的图像信号上,导致图像出现“杂点”、颗粒”等干扰。在无图晶圆暗场检测环境中,由于曝光时间很短,成像信号弱,来自真实信号与来自暗电流的散粒噪声都很小,此时主要的噪声来源就是读出噪声,读出噪声成为影响成像质量的关键因素。

埃科光电高阶TDI线阵相机内嵌精巧的电路设计及可靠的热设计技术,读出噪声低至5.9e-,确保微小缺陷信号能被精准识别,把晶圆外观缺陷“一网打尽”。

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时间延迟积分技术:卓越信噪比

在无图晶圆暗场检测环境中,表面平整度高的微小缺陷可能因散射光信号微弱难以被捕捉到。时间延迟积分技术(TDI)可控制多行像素对同一目标逐行曝光,再通过多次累积来增强信号强度,能够在保持高扫描速度的同时显著提升灵敏度及信噪比。

埃科光电高阶TDI线阵相机最高支持设置256线TDI阶层,高扫描速度下依旧保留图像细节,信噪比大幅提升,有效解决高速检测中的响应不足和噪点问题,尤其适用于无图晶圆外观检测。

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机卡一体化方案:稳定视觉系统

在大视野无图晶圆检测中,连续高速工作会产生海量数据,此时图像数据的稳定传输是保证系统效能的关键。埃科光电高阶TDI线阵相机搭配8通道CoaXPress图像采集卡(Vulcan-CXP12-8),可实现高达100Gbps图像采集速度,单链路速度最高12.5Gbps,轻松实现大容量数据高速传输,从图像采集到传输有效抵御电磁干扰,确保图像数据稳定地传输到工控机中,为无图晶圆检测提供更高效稳定的硬件支持。

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应用效果

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崩边                 水印

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线痕                油污


产品参数

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随着半导体工艺迈向后摩尔时代,视觉检测是把控半导体产品质量的关键环节。埃科光电聚焦晶圆制备到封装测试各工艺段,致力于为半导体行业全制程提供更高效、更精准的视觉检测解决方案。