In der Präzisionsherstellungskette der Halbleiterindustrie ist die Wafer-Detektion ein entscheidender Bestandteil, um die Effizienz des Chips zu gewährleisten. Mit dem kontinuierlichen Durchbruch des Chipprozesses auf 7 nm und unter stellen hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Effizienz der Prüftechnologie. Die aktuelle Mainstream-Wafer-Inspektionstechnologie in der Industrie - die optische Inspektion, die Elektronenstrahlendetektion und die Atommikroskopie-Inspektion - spielen mit ihren jeweiligen technischen Prinzipien in verschiedenen Inspektionsszenarien eine wichtige Rolle und bauen gemeinsam ein "Schutznetz" für die Wafer-Qualität auf.

Die optische Inspektionstechnologie mit "Verbreitung und Wechselwirkung des Lichts" als Kernprinzip ist eine weit verbreitete Grundtechnologie in der Wafer-Inspektion. Sein Wesen besteht darin, durch ein hochauflösendes optisches System einen bestimmten Wellenlängenstrahlen auf die Wafer-Oberfläche zu senden, um Wafer-Informationen mit den Reflexions-, Reflexions-, Streuungs- und Interferenzeigenschaften des Lichts zu erfassen. Wenn der Strahl auf Kratzer, Mängel oder grafische Anomalien auf der Wafer-Oberfläche ausgestrahlt wird, ändert sich der Lichtweg, und hochpräzise Bildsensoren verwandeln diese Änderungen in elektrische Signale und erzeugen nach der Verarbeitung von Algorithmen Daten über den Standort, die Größe und den Typ des Mängels. Diese Technologie hat den Vorteil der berührungslosen, hohen Geschwindigkeit, die Erkennungsgeschwindigkeit von bis zu Dutzenden von Bildern pro Sekunde, geeignet für die Serienfehler-Screening des gesamten Prozesses der Wafer-Herstellung, insbesondere bei der Ermittlung von Erscheinungsfehlern bei Prozessen über 28nm.

Die Elektronenstrahlendetektionstechnologie basiert auf der "Wechselwirkung von Elektronen und Substanzen", um eine ultrapräzise Prüfung zu erreichen, und ist das Kernprüfungsmittel fortschrittlicher Prozesse. Das Prinzip besteht darin, hochenergetische Elektronenstrahlen durch eine Elektronenpistole zu senden, die sich auf die Wafer-Oberfläche konzentrieren, und nach dem Kollision der Elektronen mit den Atomen des Wafer-Materials werden Signale wie Sekundärelektronen und Rückstreuelektronen erzeugt. Elektronische Signale, die von unterschiedlichen Materialien und Strukturen in verschiedenen Regionen angeregt werden, unterscheiden sich. Diese Signale werden durch Detektoren erfasst und in Bilder umgewandelt, um Mängel und Schaltungsmerkmale auf Nanoskala genau zu erkennen. Die Auflösung dieser Technologie kann bis zu 0,1 nm erreichen und kann kleine Mängel, die optische Erkennung nicht erkennen kann, effektiv erkennen, aber die Erkennungsgeschwindigkeit ist relativ langsam und eignet sich besser für die Erkennung von Schlüsselstufen in fortschrittlichen Prozessen unter 7 nm, wie die Präzisionsüberprüfung der Grafik, die Fehlerprüfung der Metallverdrahtung usw.

Die Atomkraftmikroskopie-Erkennungstechnik basiert auf der "interatomaren Wirkung" und ermöglicht eine atomische Form-Charakterisierung der Wafer-Oberfläche. Sein Kernbauteil ist der Suspensionstrahl mit einer Nanosonde, die, wenn sich die Sonde der Wafeloberfläche nähert, die Atome der Sonde und die Atome der Wafeloberfläche erzeugen Wechselwirkungskräfte wie die Van der Waal-Kraft, was zu kleinen Veränderungen des Suspensionstrahls führt. Durch die Erkennung dieser Veränderung durch die Laserstrahlenreflexionsmethode und die Echtzeit-Anpassung des Abstands zwischen der Sonde und dem Wafer in Kombination mit dem Feedback-Steuersystem können die Oberflächenformationen auf atomarer Ebene in dreidimensionale Bilddaten umgewandelt werden. Diese Technologie kann nicht nur Oberflächenfehler erkennen, sondern auch physikalische Eigenschaften wie Oberflächenrauheit, Elastizitätsmodul und andere erlangen, die sich für die Qualitätskontrolle von Wafer-Oberflächenbeschichtungen, die Messung der Nanostrukturgröße und andere hochpräzise Szenarien eignen, um die Prozessoptimierung auf mikroskopischer Ebene zu unterstützen.

Die drei Prüftechnologien sind fokussiert und ergänzen sich gegenseitig, um gemeinsam die vielfältigen Anforderungen der Wafer-Prüfung zu erfüllen. Die optische Inspektion basiert auf der Effizienz der Batch-Screening, die Elektronenstrahlendetektion überwindet die Herausforderungen fortschrittlicher Prozesse mit Genauigkeit, und die Atomkraftmikroskopie-Inspektion unterstützt die Entwicklung der Technologie durch mikroskopische Charakterisierung. Im Zuge des Fortschritts der Halbleiterindustrie in Richtung höherer Genauigkeit können Sie die Kernprinzipien der verschiedenen Technologien vertieft verstehen, um die Prüflösung nach den tatsächlichen Anforderungen auszuwählen und eine zuverlässige Garantie für jede Phase der Chipfertigung zu bieten.