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應(yīng)用分享丨高階TDI線陣相機(jī)破局晶圓弱光高速檢測(cè)難題

無(wú)圖晶圓指的是在晶圓制備階段還未刻蝕任何圖形的晶圓，其任何微小缺陷都有可能在后續(xù)工藝中被放大，需及時(shí)檢測(cè)臟污、劃痕、崩邊等缺陷。

本期我們將聚焦無(wú)圖晶圓的外觀檢測(cè)，為您介紹?？乒怆娨曈X(jué)檢測(cè)硬件如何有效提升該環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效能與產(chǎn)品品質(zhì)。

應(yīng)用難點(diǎn)

（1）精度與效率難以平衡

大尺寸晶圓（如300mm）的外觀檢測(cè)面臨著檢測(cè)精度與效率難以平衡的難題：提高檢測(cè)速度易導(dǎo)致精度損失，而追求高精度往往會(huì)降低效率，這對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的視覺(jué)硬件與算法處理能力提出了雙重挑戰(zhàn)。

（2）微弱信號(hào)難以捕捉

無(wú)圖晶圓外觀檢測(cè)通常使用暗場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)，暗場(chǎng)檢測(cè)利用反射光之外的散射光信號(hào)構(gòu)造圖像。但實(shí)際操作中，表面平整度高的微小缺陷可能因散射光信號(hào)微弱難以被捕捉到；且環(huán)境光、視覺(jué)系統(tǒng)本身的噪聲等因素易引入背景干擾，影響對(duì)微弱散射信號(hào)的識(shí)別，導(dǎo)致誤判或漏檢，這對(duì)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的靈敏度提出了更高要求。

?？乒怆姺桨福焊唠ATDI線陣相機(jī)

面對(duì)上述難題，?？乒怆姼唠ATDI線陣相機(jī)憑借優(yōu)異性能逐個(gè)擊破，有針對(duì)性地解決了弱光高速環(huán)境下的無(wú)圖晶圓外觀檢測(cè)挑戰(zhàn)。

行頻突破1000kHz：兼顧精度與速度

埃科光電8K高階TDI線陣相機(jī)最高行頻達(dá)1000kHz，同系列16K分辨率相機(jī)最高行頻500kHz，搭配CoaXPress12數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)高速傳輸，兼顧高分辨率高速度成像。這意味著檢測(cè)系統(tǒng)在追求圖像細(xì)節(jié)同時(shí)無(wú)需犧牲生產(chǎn)節(jié)拍，大幅提升檢測(cè)效率。

紫外增強(qiáng)：精準(zhǔn)識(shí)別微小缺陷信號(hào)

根據(jù)瑞利判據(jù)準(zhǔn)則，成像系統(tǒng)的理論分辨率與光源波長(zhǎng)正相關(guān)。波長(zhǎng)越短，分辨率極限越高。因此，利用波長(zhǎng)短的紫外光進(jìn)行成像，天然具備探測(cè)更微小缺陷的能力。在晶圓外觀檢測(cè)中采用紫外反射成像，可捕捉到可見(jiàn)光無(wú)法探測(cè)的微小缺陷。

?？乒怆娫摽罡唠ATDI線陣相機(jī)提供高靈敏度紫外增強(qiáng)版本，其感光波段覆蓋200nm-1100nm，在266nm這一典型紫外應(yīng)用波段的量子效率（QE）大于65.8%，擁有卓越的檢測(cè)精度與缺陷檢出率，可為晶圓微小缺陷檢出提供更高效精準(zhǔn)的支持。

低讀出噪聲：還原圖像細(xì)節(jié)

工業(yè)相機(jī)的噪聲是指成像過(guò)程中不希望被采集到的，實(shí)際成像目標(biāo)之外的信號(hào)。噪聲會(huì)疊加在真實(shí)的圖像信號(hào)上，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)“雜點(diǎn)”、顆?！钡雀蓴_。在無(wú)圖晶圓暗場(chǎng)檢測(cè)環(huán)境中，由于曝光時(shí)間很短，成像信號(hào)弱，來(lái)自真實(shí)信號(hào)與來(lái)自暗電流的散粒噪聲都很小，此時(shí)主要的噪聲來(lái)源就是讀出噪聲，讀出噪聲成為影響成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

埃科光電高階TDI線陣相機(jī)內(nèi)嵌精巧的電路設(shè)計(jì)及可靠的熱設(shè)計(jì)技術(shù)，讀出噪聲低至5.9e-，確保微小缺陷信號(hào)能被精準(zhǔn)識(shí)別，把晶圓外觀缺陷“一網(wǎng)打盡”。

時(shí)間延遲積分技術(shù)：卓越信噪比

在無(wú)圖晶圓暗場(chǎng)檢測(cè)環(huán)境中，表面平整度高的微小缺陷可能因散射光信號(hào)微弱難以被捕捉到。時(shí)間延遲積分技術(shù)（TDI）可控制多行像素對(duì)同一目標(biāo)逐行曝光，再通過(guò)多次累積來(lái)增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度，能夠在保持高掃描速度的同時(shí)顯著提升靈敏度及信噪比。

?？乒怆姼唠ATDI線陣相機(jī)最高支持設(shè)置256線TDI階層，高掃描速度下依舊保留圖像細(xì)節(jié)，信噪比大幅提升，有效解決高速檢測(cè)中的響應(yīng)不足和噪點(diǎn)問(wèn)題，尤其適用于無(wú)圖晶圓外觀檢測(cè)。

機(jī)卡一體化方案：穩(wěn)定視覺(jué)系統(tǒng)

在大視野無(wú)圖晶圓檢測(cè)中，連續(xù)高速工作會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，此時(shí)圖像數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸是保證系統(tǒng)效能的關(guān)鍵。?？乒怆姼唠ATDI線陣相機(jī)搭配8通道CoaXPress圖像采集卡（Vulcan-CXP12-8），可實(shí)現(xiàn)高達(dá)100Gbps圖像采集速度，單鏈路速度最高12.5Gbps，輕松實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)高速傳輸，從圖像采集到傳輸有效抵御電磁干擾，確保圖像數(shù)據(jù)穩(wěn)定地傳輸?shù)?a style='color: blue;display:inline;border:none;' target='_blank' href='http://m.aqlylw.com/ipc/' onclick="HitLog('工控機(jī)','http://m.aqlylw.com/ipc/')" >工控機(jī)中，為無(wú)圖晶圓檢測(cè)提供更高效穩(wěn)定的硬件支持。

應(yīng)用效果

崩邊

水印

線痕

油污

產(chǎn)品參數(shù)

結(jié)語(yǔ)

隨著半導(dǎo)體工藝邁向后摩爾時(shí)代，視覺(jué)檢測(cè)是把控半導(dǎo)體產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。埃科光電聚焦晶圓制備到封裝測(cè)試各工藝段，致力于為半導(dǎo)體行業(yè)全制程提供更高效、更精準(zhǔn)的視覺(jué)檢測(cè)解決方案。

如需了解更詳細(xì)的應(yīng)用案例、具體產(chǎn)品型號(hào)參數(shù)或定制化方案，歡迎咨詢！

審核編輯(

唐楠

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