В области производства полупроводников, поскольку интеграция чипов продолжает улучшаться, а технологические узлы продолжают уменьшаться, традиционные методы обнаружения затрудняют удовлетворение потребностей в точной идентификации дефектов микронного и даже нанометрового уровней.Коротковолновая инфракрасная камераБлагодаря своей проницаемости, высокой контрастности, адаптации к сложной среде и другим характеристикам, он становится ключевым инструментом в области обнаружения полупроводников, обеспечивая эффективные решения для основных связей, таких как соединение кристаллической окружности, лазерная резка и тепловидение.

I. Технический принцип: « оптический микроскоп», проникающий в кремниевый материал

Коротковолновая инфракрасная камера, которая захватывает инфракрасное излучение в диапазоне от 900 нм до 1700 нм, имеет основные преимущества, связанные с реакцией полупроводниковых материалов на коротковолновый инфракрасный свет:

Высокая проницаемость кремниевого материала: Силикон пропускает более 50% в диапазоне от 1,2 мкм до 1,7 мкм, коротковолновый инфракрасный свет проникает в поверхность кристаллической окружности и непосредственно отображает внутреннюю структуру, в то время как видимый свет поглощается кремниевой базой.

Изображение дефектного рассеяния света: внутренняя трещина кристаллической окружности, примеси или плохо связанные области могут вызвать рассеяние коротковолнового инфракрасного света, которое захватывает разницу в интенсивности рассеянного света с помощью высокочувствительного датчика InGaAs для достижения точного позиционирования дефекта микронного уровня.

Лазерный скрытый прорыв изображения: в процессе сдвига кристаллической окружности коротковолновая инфракрасная камера может проникать в покрытие, заменяя традиционную камеру видимого света, в сочетании с коаксиальным освещением и инфракрасным источником света для достижения мониторинга и оценки качества пути лазерной резки в режиме реального времени.

Основные сценарии применения: от обнаружения кристаллического круга до термического управления

1. Обнаружение дефектов соединения кристаллической окружности

В процессе 3D - инкапсуляции и изомерной интеграции крошечные дефекты слоя связи с кристаллической окружностью могут привести к отказу чипа. Коротковолновая инфракрасная камера повышает эффективность обнаружения следующим образом:

Распознавание трещин и примесей: обнаружение с точностью до 5 мкм позволяет обнаружить нанометровые трещины или загрязнение частицами на стыке соединений.

Оценка прочности связи: путем анализа распределения серого цвета на коротковолновом инфракрасном изображении измеряется однородность и прочность соединения слоя связи.

Улучшение скорости: после того, как производитель полупроводников применил эту технологию, хорошая скорость соединения кристаллических круглых связей увеличилась с 85% до 98%, а годовая экономия более 10 миллионов юаней.

2. Лазерная скрытая визуализация и обнаружение края

Технология лазерной невидимой резки требует мониторинга глубины резки и качества края в режиме реального времени. Преимущества коротковолновой инфракрасной камеры включают:

Изображение проникающего покрытия: при покрытии поверхности кристаллической окружности AR - пленкой или металлическим слоем форма режущей канавки все еще может быть четко отображена.

Обнаружение боковых заусенцев: анализируя остроту края коротковолнового инфракрасного изображения, идентифицируйте крошечные заусенцы, возникающие во время резки, чтобы избежать короткого замыкания при упаковке.

Оптимизация эффективности резки: в сочетании с алгоритмом машинного зрения, регулировка мощности лазера и скорости резки в реальном времени, так что время резки монолитного кристаллического круга сокращается на 30%.

3. Тепловизуализация и диагностика неисправностей

Распределение температуры полупроводниковых приборов во время работы напрямую отражает их надежность. Функции тепловидения коротковолновой инфракрасной камеры могут быть реализованы:

Местоположение зоны перегрева: улавливает разницу в температуре 0,1 °C на поверхности устройства и обнаруживает локальную горячую точку устройства мощности.

Анализ теплового сопротивления: количественная оценка теплового сопротивления между чипом и радиаторной базой путем сравнения данных тепловидения в разных условиях.

Прогноз срока службы: создание модели корреляции температуры и времени отказа, раннее предупреждение о потенциальных неисправностях, продление срока службы устройства.

III. Преимущества технологии: тройной прорыв в точности, эффективности и адаптации

Высокоточное выявление дефектов:

На основе детектора с фокальной плоской решеткой InGaAs коротковолновая инфракрасная камера обеспечивает пространственное разрешение субмикронного уровня и в сочетании с адаптивной оптикой может преодолевать атмосферные помехи и получать изображения дефектов кристаллической окружности с высоким разрешением даже в сложных метеорологических условиях.

Высокоэффективное бесконтактное тестирование:

Время однократного тестирования сокращается до минутного уровня без разрушения образца и подходит для онлайн - тестирования серийных линий. Например, в сегменте разделения кристаллов коротковолновая инфракрасная камера может сочетать высокоскоростные сортировочные манипуляторы для достижения скорости обнаружения и сортировки более 10 пластин в секунду.

Экологическая адаптация:

Коротковолновый инфракрасный свет подвержен воздействию дыма, дыма и пыли, имеет сильную способность пропускать туман и может стабильно работать в пыльном цехе или открытой среде. Кроме того, его возможности ночного видения позволяют ему поддерживать высококонтрастные изображения в условиях низкого освещения для удовлетворения потребностей 24 - часового производства.

IV. Промышленная ценность: от контроля затрат к технологическим инновациям

Снижение производственных издержек:

Благодаря раннему обнаружению дефектов избегайте попадания плохих кристаллических кругов в последующие звенья и уменьшайте затраты на переработку на этапах упаковки и тестирования. Согласно статистике, после применения коротковолновой инфракрасной камеры средняя стоимость производства полупроводниковых предприятий может быть снижена на 15 - 20%.

Продвижение оптимизации процесса:

Данные о дефектах в процессе обработки кристаллического круга с обратной связью в режиме реального времени обеспечивают основу для корректировки технологических параметров и ускоряют разработку и массовое производство новой технологии. Например, в процессе ультрафиолетовой литографии (EUV) коротковолновая инфракрасная камера может контролировать однородность покрытия фоторезистом и повышать точность фотолитографии.

Содействие модернизации промышленности:

С появлением полупроводниковых материалов третьего поколения, таких как карбид кремния и нитрид галлия, коротковолновые инфракрасные камеры имеют широкие перспективы применения для обнаружения полупроводников с широкой запрещенной зоной. Его высокая чувствительность и широкие спектральные характеристики реакции могут соответствовать строгим требованиям нового материала к оборудованию для обнаружения.

V. Перспективы на будущее: тенденции в области интеллектуализации и интеграции

Классификация дефектов AI:

В сочетании с алгоритмом глубокого обучения коротковолновая инфракрасная камера может автоматически распознавать типы дефектов, таких как трещины, примеси и отверстия, и давать рекомендации по восстановлению для дальнейшего повышения эффективности обнаружения.

Многоспектральное слияние изображений:

Благодаря интеграции мультиспектральных датчиков, таких как видимый свет, коротковолновый инфракрасный диапазон и средневолновый инфракрасный диапазон, осуществляется синхронное обнаружение поверхности кристаллической окружности и внутренних дефектов и предоставляются более полные данные оценки качества.

Миниатюризация и перенос:

С интеграцией технологии MEMS с технологией CMOS объем и энергопотребление коротковолновой инфракрасной камеры будут еще более уменьшены для таких сценариев, как мобильные устройства обнаружения и инспекции беспилотных летательных аппаратов.

Коротковолновая инфракрасная камера, как новое оружие в области обнаружения полупроводников, меняет отраслевую структуру с ее техническими преимуществами. От соединения кристаллических круглых клавиш до лазерной резки, от тепловидения до диагностики неисправностей, сценарии применения продолжают расширяться, обеспечивая мощную гарантию высокой точности, высокой эффективности и высокой надежности производства полупроводников. С непрерывными технологическими инновациями и дальнейшим снижением стоимости коротковолновые инфракрасные камеры, как ожидается, будут играть ключевую роль во многих областях, продвигая полупроводниковую промышленность на более высокий уровень.