穿透硅晶，洞察微瑕：專為半導(dǎo)體內(nèi)部缺陷檢測打造的高功率NIR光源

“在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，微米級的內(nèi)部缺陷足以讓整批晶圓報(bào)廢。"一位工藝工程師望著檢測報(bào)告上的異常信號點(diǎn)說道。

隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)不斷向5納米、3納米甚至更小尺寸邁進(jìn)，芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度和集成度呈指數(shù)級增長，傳統(tǒng)可見光檢測手段已無法滿足對硅片內(nèi)部缺陷的探測需求。

01 行業(yè)瓶頸

半導(dǎo)體制造正面臨著未有的檢測挑戰(zhàn)。當(dāng)芯片結(jié)構(gòu)從二維平面走向三維堆疊，當(dāng)硅片厚度不斷減薄以提高性能，內(nèi)部缺陷的檢測成為影響良率和可靠性的關(guān)鍵瓶頸。

微裂紋、空洞、摻雜不均勻、晶體缺陷……這些隱藏在硅晶體內(nèi)部的瑕疵，如同精密機(jī)械中的暗傷，常規(guī)光學(xué)檢測手段對此無能為力。

近紅外光的獨(dú)特優(yōu)勢正在此時(shí)凸顯——硅材料在近紅外波段（特別是1100nm以上）具有較高的透過率，這使得光線能夠穿透硅晶片，直接探測內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

02 技術(shù)突圍

NPI光源PIS-UHX-AIR應(yīng)運(yùn)而生，這款專為半導(dǎo)體內(nèi)部缺陷檢測設(shè)計(jì)的高功率近紅外光源，采用150W高功率鹵素?zé)粼O(shè)計(jì)，提供了遠(yuǎn)超常規(guī)光源的穿透能力和信噪比。

與普通光源不同，PIS-UHX-AIR實(shí)現(xiàn)了850-1650nm多波長精確控制，用戶可根據(jù)不同硅片厚度和檢測需求，選擇最合適的波長進(jìn)行探測。

特別在1100nm附近的關(guān)鍵波段，光源輸出經(jīng)過專門優(yōu)化，確保了對硅材料的穿透效果。可調(diào)電壓設(shè)計(jì)（2-15V） 則允許工程師根據(jù)實(shí)際檢測需求，精確控制光強(qiáng)和穿透深度。

03 方案核心

在半導(dǎo)體檢測產(chǎn)線上，穩(wěn)定性和一致性是衡量設(shè)備價(jià)值的核心標(biāo)準(zhǔn)。PIS-UHX-AIR光源通過多重設(shè)計(jì)確保滿足嚴(yán)苛的工業(yè)要求。

集成強(qiáng)度反饋系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測并調(diào)整輸出光強(qiáng)，確保長時(shí)間連續(xù)工作下的穩(wěn)定性。脈沖照明功能則支持與檢測設(shè)備的高速同步，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動狀態(tài)下的清晰成像。

面對高功率光源必然產(chǎn)生的熱管理挑戰(zhàn)，強(qiáng)制風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)確保了設(shè)備在長時(shí)間高強(qiáng)度工作條件下保持穩(wěn)定的光學(xué)性能。通用電壓設(shè)計(jì)（AC 100-240V）則簡化了跨國產(chǎn)線的設(shè)備部署。

04 實(shí)際應(yīng)用

在一家的晶圓代工廠的檢測線上，PIS-UHX-AIR光源正發(fā)揮著關(guān)鍵作用。技術(shù)人員將其集成到自動光學(xué)檢測系統(tǒng)中，專門用于FinFET結(jié)構(gòu)的3D芯片內(nèi)部缺陷探測。

通過精確選擇1300nm和1450nm的工作波長，檢測系統(tǒng)成功識別出了多批晶圓中的微米級內(nèi)部空洞，這些缺陷在使用傳統(tǒng)檢測手段時(shí)全被遺漏。檢測時(shí)間相比之前的方案縮短了約40%，同時(shí)將缺陷漏檢率降低了70%以上。

在封裝領(lǐng)域，這款光源同樣表現(xiàn)出色，能夠清晰成像硅通孔內(nèi)的填充缺陷和界面分層問題，為異構(gòu)集成提供了可靠的質(zhì)量保障。

當(dāng)硅片在檢測臺上緩緩移動，近紅外光穿透晶體，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的每一處細(xì)節(jié)都在成像系統(tǒng)中清晰呈現(xiàn)。 那些曾隱藏在視線之外的微裂紋、空洞和界面缺陷，如今無處遁形。

半導(dǎo)體制造正在進(jìn)入一個(gè)“全透視"檢測時(shí)代，不再滿足于表面，而是追求從內(nèi)到外的可靠。在這條追的道路上，每一束能夠穿透硅晶的光，都承載著讓芯片更小、更快、更可靠的承諾。