在半導(dǎo)體制造過程中，前期的全自動晶圓缺陷檢測技術(shù)非常重要。因為在后端的生產(chǎn)流程中，通常會有多片晶圓粘合到一起，或者把晶圓粘合到不透明的材料上。因為半導(dǎo)體材料對可見光都是不透明的，所以很難用可見圖像技術(shù)對粘合效果做表征或者檢測粘合表面的污染。近紅外檢測技術(shù)是在半導(dǎo)體工業(yè)的質(zhì)量監(jiān)控一項有前途的新技術(shù)。本文重點介紹近紅外成像檢測技術(shù)在MEMS工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的重要性！
MEMS的分選是最典型的應(yīng)用。MEMS是把微型機械部件、微型傳感器、微電路集成到一個芯片上；為確保MEMS的運作，對其進行缺陷檢測是至關(guān)重要的，但很多機械性能無法通過電氣或功能測試來確定。因為這些缺陷往往位于基板上或器件與封蓋晶圓之間連接的紐帶上，所以單純的可見光圖像檢測技術(shù)是遠遠不夠的。因此，近紅外檢測是作為一種無損的技術(shù)既可以檢測上下表面的缺陷，也可以檢測器件內(nèi)部的缺陷。理論上講，這種技術(shù)可以檢測所有的缺陷，例如，檢測顆粒（污染），蝕刻線和對齊標記，結(jié)構(gòu)，完整性，空隙率以及燒結(jié)工藝的質(zhì)量，這里不再一一列舉。
缺陷的種類以及檢測方法：
實驗表明MEMS器件近紅外檢測技術(shù)能夠檢測MEMS生產(chǎn)過程中的一系列的重要缺陷。此外，MEMS器件近紅外檢測技術(shù)還能測量Bonding的晶圓片內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
下面介紹幾種常見的缺陷：
共晶/熔融粘合工藝
這種工藝，兩個晶圓片是直接bonding到一起，中間并沒有任何基底。因此，用這種bonding方式很少會出現(xiàn)滲入或滲出的現(xiàn)象。共晶/熔融粘合晶圓很少會分層，但是空隙仍然是需要考慮的重要因素。
精確定位間隙的位置，尺寸，甚至間隙厚度的能力，可以挑出存在空隙影響的晶粒，避免因為一小部分晶粒存在空隙廢了一整片晶圓；
燒結(jié)缺陷
在bonding的過程中由于用了采用燒結(jié)工藝，所以生產(chǎn)過程中焊點材料的內(nèi)部會存在各種各樣的缺陷：
空隙，例如大面積燒結(jié)中，焊點材料周圍空氣或其它異物構(gòu)成的空泡；
脫層(Delamination)
是指焊點材料和器件或晶圓之間的bonding不完全。脫層是很致命的問題，因為它最初是不會產(chǎn)生缺陷的，但是在器件工作中很可能出現(xiàn)失效的風險。而聲波檢測或X-射線檢測一般無法探測到脫層的結(jié)構(gòu)。
滲入現(xiàn)象
是指焊點材料滲進晶粒的工作區(qū)域，可能改變器件的機械或者電氣特性。在功能測試的時候通常就可以確認是否影響器件工作，但是仍然有部分滲入暫時不會影響性能，但是長期來看會影響器件的可靠性；
滲出現(xiàn)象
就是焊點的寬度減小了，通常會在芯片的棱角處或者棱角附近；焊點變小將會帶來芯片提早失效的風險，而這種問題，用超聲成像或者功能測試都無法檢測出來；
燒結(jié)效果檢測
Bonding晶圓片的方法有很多種，像共晶，融合，燒結(jié)等。在MEMS器件的燒結(jié)工藝中，通常需要一種特別的玻璃球夾在在兩片晶圓中作為焊點材料；這些玻璃球會通過絲網(wǎng)印刷或者噴涂工藝附著到晶圓的特定區(qū)域，然后在bonding過程中，通過特定的溫度和壓力，熔化焊點的玻璃球，從而把兩片晶圓bonding到一起。在Bonding工藝完成后，是無法通過可見光成像的方法來檢測bonding質(zhì)量的；而近紅外光能夠穿透硅片，所以在Bonding之后，近紅外成像能非常方便的檢測器件及Bonding過程的缺陷。
刻蝕線檢測
濕法化學(xué)刻蝕中，需要把晶圓泡到溶液中，所以沒有辦法檢測每一條刻蝕線，通常通過抽樣檢測來管控整個工藝流程。在刻蝕完成后，bonding之前做抽檢，可以得到較好的分辨率，但是需要昂貴的設(shè)備?？叹€檢測主要是測試線寬，位置，與其他線的距離或者與對齊標記的距離，其實可以在做其他紅外成像檢測的時候順便就完成。
對齊標記檢測
對齊標記在器件和晶圓上均有，通常在bonding之前，都已經(jīng)做了檢查，所以通常沒有做重復(fù)檢查。但是在bonding過程中，仍然可能存在誤差導(dǎo)致無法對準。因為紅外成像技術(shù)可以穿透兩層硅片，所以在檢測器件和晶圓之間的對齊標志的絕對位置的時候，同時就可以檢測相對位置，所以只需檢測兩個對齊標記的重疊狀況及可以知道是否已經(jīng)對齊；
宏觀結(jié)構(gòu)檢測
根據(jù)實際的分辨率，紅外檢測技術(shù)測量芯片內(nèi)有效區(qū)域的宏觀結(jié)構(gòu)。通常情況下，測量精度范圍從5到0.7um。雖然這不足以完全測量芯片的有效區(qū)域的質(zhì)量，但是它仍能確保這個階段這個過程中沒有宏觀結(jié)構(gòu)上的缺陷。如果單獨用來檢測宏觀結(jié)果，可能不夠，但是如果作為一個附件，用于缺陷的初步篩選，這有效提升系統(tǒng)的附加價值；
我們所能提供的MEMS器件近紅外檢測技術(shù)
是利用窄帶的近紅外光的檢測技術(shù)。近紅外晶圓檢測系統(tǒng)需要一個固態(tài)光源，紅外光學(xué)系統(tǒng)，以及近紅外高速、高分辨率的成像傳感器。最近幾年，隨著固態(tài)光源技術(shù)及近紅外傳感技術(shù)發(fā)展，固態(tài)紅外光源的強度不斷增強，而且傳感器的靈敏度不斷提升，近紅外成像技術(shù)成為了一種有效檢測晶圓缺陷的手段。
近紅外檢測技術(shù)是在半導(dǎo)體工業(yè)的質(zhì)量監(jiān)控一項有前途的新技術(shù)。他不僅在已有的探測技術(shù)中占有一席之地，而且提供了新的可能性，尤其是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢測。而這也是為什么紅外檢測技術(shù)可以無損的檢測MEMS顯得尤為重要的原因。因此，紅外成像檢測技術(shù)在MEMS工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
近紅外成像檢測產(chǎn)品：
640×512 分辨率InGaAs短波紅外相機
半導(dǎo)體制冷
1700nm 截止 （可擴展至2200nm）
典型應(yīng)用：
MEMS器件NIR透射成像檢測
太陽能電池電致發(fā)光NIR檢測
集成電路電致發(fā)光檢測
13910278534
010-56370168
