在半導(dǎo)體制造中，檢查在晶圓制造階段、電路圖案形成階段和封裝階段進(jìn)行。各種設(shè)備中使用的許多半導(dǎo)體芯片是功能的基礎(chǔ)，不僅需要保證正常運(yùn)行，而且需要保證設(shè)備運(yùn)行的安全性。

當(dāng)今集成度最高的半導(dǎo)體芯片在單個(gè)芯片上有數(shù)百億個(gè)晶體管，為了保證數(shù)十年的正常運(yùn)行，從設(shè)計(jì)到制造都需要進(jìn)行充分的測(cè)試。

半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用

半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備用于檢測(cè)半導(dǎo)體制造過(guò)程中多個(gè)階段的制造缺陷。

1. 晶圓制造階段

在晶圓制造階段，從單晶硅塊上切下作為電路制造基板的圓盤狀硅晶圓，并進(jìn)行表面拋光和熱處理，在形成電路之前生產(chǎn)晶圓。此階段的檢查項(xiàng)目包括目視檢查，以檢測(cè)切片晶圓上的扭曲、裂紋、缺口、表面缺陷以及異物附著，判斷為良好的晶圓可以被送往下一工序。

2. 電路圖案形成階段

在電路圖案形成階段，通過(guò)重復(fù)以下步驟形成必要的電路圖案：在晶片上形成晶體管和布線的薄膜層、使用光掩模轉(zhuǎn)移圖案、以及蝕刻以去除不需要的部分。這一階段的檢查項(xiàng)目除了與晶圓檢查類似的目視檢查外，還進(jìn)行用于確認(rèn)電路的電氣特性和正常工作的檢查，通過(guò)這些檢查的晶圓被送往下一工序。

3. 包裝階段

在封裝階段，將晶片切割成單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片(切片)，將這些芯片的電極端子接合至封裝件側(cè)的連接端子，并將半導(dǎo)體芯片密封在封裝件中。在此階段，產(chǎn)品已完成，檢查項(xiàng)目包括檢測(cè)電氣特性和與封裝的連接（引線接合）缺陷的檢查，一旦清除，產(chǎn)品即可發(fā)貨。

半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備原理

半導(dǎo)體檢測(cè)大致可分為外觀檢測(cè)和電性能檢測(cè)。

1.目視檢查

目視檢查使用高分辨率相機(jī)來(lái)檢測(cè)晶圓上的扭曲、裂紋和缺口邊緣，以及晶圓上附著的異物。表面檢查裝置一邊旋轉(zhuǎn)晶圓，一邊用激光照射晶圓表面，通過(guò)檢測(cè)反射光有無(wú)散射，來(lái)檢查表面缺陷和異物附著情況。

此外，我們使用高靈敏度相機(jī)來(lái)檢測(cè)切割過(guò)程中的尺寸缺陷和引線鍵合過(guò)程中的連接缺陷。

形成電路圖案后，我們使用電子顯微鏡對(duì)精細(xì)圖案進(jìn)行圖像分析，以檢測(cè)異物并檢查電路圖案是否存在偏差。用高靈敏度相機(jī)檢測(cè)到異物后，轉(zhuǎn)移圖案，轉(zhuǎn)移后，使用激光發(fā)射器和激光接收器確定異物的位置。通過(guò)將電子顯微鏡放置在那里，可以將異物的詳細(xì)部分記錄為圖像，并與形狀等其他詳細(xì)信息進(jìn)行比較，以進(jìn)行分析和評(píng)估。

2、電氣性能檢查

在電路圖案形成階段，在晶片仍處于其狀態(tài)時(shí)檢查其電特性。在此檢查中，我們使用LSI測(cè)試器將稱為測(cè)試模式的電信號(hào)輸入芯片，并將輸出信號(hào)模式與預(yù)期值進(jìn)行比較以做出判斷，以及將信號(hào)精確連接到每個(gè)芯片的電極端子的芯片測(cè)試器。使用控制水平定位的晶圓探針和探針卡進(jìn)行檢查，探針卡具有相同數(shù)量的探針，這些探針的位置可以精確地命中芯片內(nèi)的數(shù)百到數(shù)萬(wàn)個(gè)電極端子。

包裝階段的檢驗(yàn)是發(fā)貨前的最終檢驗(yàn)，也稱為最終檢驗(yàn)（F-檢驗(yàn)）。在這里，我們將創(chuàng)建一個(gè)稱為 F 檢查板的測(cè)試板并檢查電路操作。

最近的大規(guī)模電路中也使用了一種稱為BIST（英國(guó)：內(nèi)置自測(cè)試）的技術(shù)。使用BIST，可以通過(guò)從設(shè)計(jì)階段就將生成用于電路檢查的測(cè)試模式的電路和將測(cè)試結(jié)果與期望值進(jìn)行比較的電路結(jié)合到半導(dǎo)體芯片中來(lái)縮短測(cè)試時(shí)間。

除了上面提到的高靈敏度相機(jī)、LSI測(cè)試儀和電子顯微鏡之外，半導(dǎo)體檢查常用的其他工具還包括為檢查而創(chuàng)建的圖像分析軟件和紅外相機(jī)。

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