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半导体检测中大显身手的短波红外相机

2020.10.12

半导体检测中不可或缺的红外相机

半导体工业，已经成为世界上zui大的工业之一。半导体工业涵盖各种各样的应用，从PC到移动设备的处理器和存储器，从集成电路到太阳能电池。

在半导体工业中，短波红外相机可以用来检测纯半导体材料的质量（通常是硅锭的生长）。此外，切割成晶片的硅锭和晶片成品，也可以用类似的方法检测缺陷或裂纹。然后将晶片加工成光电子元器件或其他半导体器件。在zui后切割晶圆成为单芯片的加工过程中，对于锯片和激光校准来说，短波红外相机依旧是目前应用的主流方案。

为了进行失效分析，已经装配好的集成电路必须进行裂纹或光刻检测。比如MEMS（微电子机械系统），整个生产流程中都需要进行检测。而在这些应用中，都少不了短波红外相机的身影。

比利时XenICs提供宽谱段的短波红外相机，包括面阵和线扫描成像。所使用的短波红外相机通常使用铟镓砷（InGaAs）探测器，该材料探测器可在900~1700nm波段范围内拥有高响应度和高量子效率，因此非常适合硅的表面或内部成像。

“透明”的硅锭

使用InGaAs探测器的短波红外相机，包括面阵和线扫描相机，目前已经广泛应用于半导体工业中的晶体硅硅锭或硅砖检测。使用一台红外相机，配合发射波长在1150nm波段的光源，很轻易的就可以进行硅锭或硅砖的内部杂志和结构的检测（如图1所示）。这是因为Si这种半导体材料不吸收能量低、相对波长更长的短波红外光子，而可见光光子则因具有更高的能量和相对更短的波长被Si材料吸收，无法透过。这使得使用InGaAs探测器的短波红外相成为了半导体检测的优良检测工具，可以直接检测缺陷、杂质、孔洞或夹杂。

当硅锭进一步加工成为晶片时，硅锭中的杂质会对生产设备造成损害。通过短波红外相机的检测，则可以有效避免类似的问题，从而确保更高的生产效率。

对于这些应用，XenICs推荐使用Bobcat 640，以及XEVA 640相机，以及高分辨率的线扫描短波红外相机Lynx 2048。

“看穿”晶圆内部

使用短波红外相机成像的方式，来检测半导体晶片和集成电路芯片的缺陷，将会起到事半功倍的效果。Si材料是目前zui常用的半导体材料，而砷化镓（GaAs）探测器又能够探测到穿过Si材料的短波红外波段，因此InGaAs短波红外相机为半导体检测提供了一种无损的检测方式，极大地提高了检测效率，改进了生产过程。

在晶圆制造的过程中，细颗粒或裂纹等缺陷可能隐匿于晶片内部或晶片之间。而可见光CCD或CMOS相机仅能能够检测晶片表面的缺陷，无法全面检测。红外相机有能力“看穿”Si材料，不论晶片内部颗粒，还是晶片间缝隙，亦或是其他缺陷。

半导体

丁香通

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