半導體是工業領域最精密的技術結晶。隨著制程節點從7 nm、5 nm不斷邁向3 nm及以下,摩爾定律的極限使光學檢測精度面臨前所未有的挑戰。
紫外(UV)技術憑借更短的波長、更高的光子能量和獨特的光學特性,已成為應對半導體極限精度挑戰的核心手段。然而,盡管UV光源亮度高,經過光學傳輸和樣品散射后,到達探測器的有效光子信號仍極其微弱。如果缺乏高靈敏度成像手段,許多亞微米甚至納米級缺陷將難以被準確識別。
因此,高靈敏度UV相機成為連接光源與檢測結果的關鍵環節。它不僅決定了能否捕獲極弱信號,還直接影響檢測精度與效率。本文將系統解析半導體檢測中各典型UV波段的應用特點與成像挑戰,并結合實際案例,幫助您在不同檢測場景下選擇最合適的UV相機。
1.?365nm :微米級高速巡檢
365 nm?屬于?UVA(315–400 nm)波段,其波長短于可見光,能夠實現更小的衍射極限和更高分辨率。與深紫外相比,365 nm?光源與光學器件成熟度更高、成本更低,檢測效率更高,因此常用于半導體后道封裝與測試環節中的大范圍巡檢及微米級缺陷快速篩查。
圖1-1:半導體后道封測典型場景與缺陷示例
·?相機需兼具高紫外靈敏度與高速幀率,以滿足產線高速掃描要求。· 常規高速工業相機在紫外波段響應有限,量子效率通常低于30%,難以在高幀率下進行高信噪比成像。
3)相機推薦
圖1-2:UVA紫外相機推薦
Libra UV在365 nm波段量子效率達到48%,在UVA相機中達到了上游水平,確保檢測精度;152?fps的高幀率結合全局快門,可確保高速移動的產線平臺上獲得清晰圖像,滿足高速生產線對效率的要求。
2.?266nm: 亞微米高精度檢測
1)應用背景:
?266 nm?屬于?UVC(100–280 nm)波段,光子能量更高,波長更短,能夠揭示亞微米級缺陷并提供高對比度成像。典型應用包括前道晶圓暗場缺陷檢測、薄膜厚度及均勻性分析,以及光致發光實驗。
圖2-1:半導體晶圓暗場檢測(散射信號極其微弱)
· 受硅基探測器材料限制,普通傳感器難以達到專業檢測所需的靈敏度水平。
圖2-2:UVC相機推薦
Gemini 8KTDI不僅在266 nm波段的紫外量子效率達到63.9%的高水平,使用?TDI(時間延遲積分)功能還能進一步提升紫外成像信噪比,降低深紫外光在空氣中吸收所造成的信號衰減影響。
高速行頻(1?MHz @ 8K TDI)結合鑫圖穩定制冷技術和高精度DSNU/PRNU校正技術,不僅可抑制熱噪聲干擾,還能為成像提供更均一的成像背景,滿足前道晶圓檢測高速、高精度缺陷分析的需求。
3)193nm:納米級工藝關鍵節點
1)應用背景:
?193 nm?位于?DUV(100–200 nm)深紫外波段,是光刻環節的核心光源(ArF 準分子激光),在?20 nm?及更先進工藝中發揮著關鍵作用。在檢測環節,193 nm?被廣泛用于掩膜版缺陷檢測與光刻膠圖形驗證,可揭示亞微米甚至納米級缺陷,從而實現高精度工藝監控。
圖3-2:半導體暗場缺陷檢測圖像示例
2)成像挑戰:
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·?193?nm?光在空氣中會被氧氣和水汽強烈吸收,導致信號衰減;長光程應用甚至需要在真空或惰性氣體環境中進行。
· 常規硅基探測器對高能?193?nm?光子響應有限,通常需采用背照式(BSI)芯片,并輔以特殊優化工藝以提升量子效率。
· 為確保弱信號條件下的高信噪比成像及長時間穩定運行,相機需具備深度制冷和低噪聲設計。
3)相機推薦:
圖3-3:DUV EUV 相機推薦
4. ?紫外相機選型策略總結
從UVA到EUV,紫外波長越短,檢測難度越大,對相機性能的要求也越高:相機必須具備更高的量子效率(QE)、更低的噪聲水平以及更優的系統穩定性,才能在極弱信號條件下保持清晰可靠的成像。作為國內極少數覆蓋從UVA至EUV全鏈路成像解決方案的紫外相機方案提供商,鑫圖可為您匹配各類檢測環節所需的高可靠性產品與性能保障。
25/08/31