什么是半导体视觉检测设备？

半导体外观检测设备是在半导体制造过程中目视检查晶圆和半导体芯片缺陷的设备。

半导体的主要制造工艺包括相当于原始印版的光掩模制造工艺、作为半导体基础的晶圆制造工艺、利用光掩模在晶圆上形成微观电路结构的前处理，以及电路形成后对半导体芯片进行单独封装的后处理。

近年来，半导体微细加工技术已经达到了几纳米（大约是人类头发厚度的1/10,000）的范围，晶圆也变得更大，使得单个晶圆可以制造出数千个具有数十亿个晶体管的半导体芯片。

检测设备在这种高效的半导体制造过程中至关重要，可以及早筛选缺陷、节省成本并提高质量和可靠性。 选择半导体外观检测设备的标准包括晶圆的直径、使用的工艺以及要检测的缺陷类型。

半导体视觉检测设备的应用

半导体视觉检测设备用于半导体制造过程的各个阶段。

使用半导体视觉检测设备检测到的缺陷包括光掩模和晶圆的畸变和开裂、划痕、异物附着、前一道工序中形成的电路图案错位、尺寸缺陷以及后续工序中的封装缺陷。

因此，有必要为每个过程选择合适的半导体视觉检测设备和软件，并且正在推进使用人工智能和其他技术的自动化，以加快检查速度并节省劳动力。

半导体视觉检测设备的原理

半导体视觉检测设备由被测量设备、处理测量数据的软件和执行适当测量的设备组成。

使用高分辨率相机、电子显微镜和激光测量仪器作为测量设备。 处理测量数据的软件根据检测过程开发了算法。 作为正确测量的设备，还需要抑制振动和发光。 下面介绍作为半导体视觉检测设备核心的图像采集技术、图像处理技术和缺陷分类技术。

• 成像技术
  成像技术是一种通过将激光照射到晶圆上并检测其散射光来测量缺陷的技术。 通过照亮微观的不规则性，它可以检测异物和损坏。

• 图像处理技术
  图像处理技术是一种使用晶圆上所有芯片上形成的相同图案来比较相邻图案以检测缺陷的技术。 它能够进行高速和广泛的处理。

• 缺陷分类技术
  缺陷分类技术是一种对缺陷进行检测、分类并提取原因的技术。 这是查找和处理缺陷原因的必要技术。

半导体视觉检测的类型

1. 晶圆制造和前处理过程中的目视检查

晶圆是将硅等半导体原材料模制成称为锭的圆柱形单晶材料，将其切成约 1 毫米厚的碎片并抛光表面制成的，其直径最近达到 12 英寸（约 30 厘米）。

晶圆缺陷不仅包括附着在晶圆上的异物，还包括晶圆本身的表面划痕、裂纹、加工不均匀和晶体缺陷。

前一个过程按原样进行，那里发生的缺陷主要有两种类型，称为随机缺陷和系统缺陷。 随机缺陷主要是由于异物的污染造成的，但由于它们是随机的，所以它们的位置是不可预测的。 因此，它通过图像处理来检测晶圆上的随机缺陷。 另一方面，系统缺陷是由光掩模和曝光工艺条件引起的缺陷，例如附着在光掩模上的颗粒，往往发生在晶圆上排列的每个半导体芯片的同一位置。

2、后制程目视检查

在后续工序中，将晶圆切割（切丁）成每个芯片，储存在树脂或陶瓷封装中，并将芯片上的端子连接（引线键合）以密封封装侧的端子。 在下一节中，主要进行电气检查，但进行引线键合缺陷和零件编号印刷缺陷等目视检查。