半導體2025.02.13

晶圓外觀檢查:解析度不是越高越好,5–9 μm 才是產線的甜蜜點

以 2,500 萬畫素相機測試晶圓的邊緣崩角、裂痕、汙染與刮傷,全部可檢出;但 2.5 μm 解析度遠超目檢規範,掃描時間反而成為瓶頸。

晶圓外觀檢查:解析度不是越高越好,5–9 μm 才是產線的甜蜜點

晶圓外觀檢查常見的迷思是「解析度越高越好」。實際上,解析度每提高一倍,同樣面積要拍的張數就變成四倍,掃描時間跟著暴增。真正該問的是:目檢規範要抓多大的缺陷?

樣品測試:四類缺陷全部可檢出

我們以 2,500 萬畫素彩色相機、約 2.5 μm 解析度,搭配同軸光與高角度環光,測試客戶提供的晶圓樣品:

  • 邊緣崩角:可由面積、高度、寬度檢出,寬度約 0.5 mm
  • 裂痕:可由面積或長度檢出,最長約 1.86 mm(線段不連續也能串接判斷)
  • 汙染:可由面積檢出
  • 刮傷:可由面積或寬度檢出,寬度約 65 μm

四類缺陷都拍得出來、也檢得出來。但 2.5 μm 遠遠優於目檢規範,整片掃描時間會太長。

建議配置:解析度 5–9 μm

  • 5 μm:視野 25.6 × 25.6 mm,可檢出約 25 μm 缺陷,一次光約 23.5 秒、兩次光約 27.5 秒
  • 9 μm:視野 46 × 46 mm,可檢出約 45 μm 缺陷,一次光約 14 秒、兩次光約 15.5 秒

另一個半導體元件案例中,5 μm 解析度可檢出約 15 μm 的缺陷;0.5 倍鏡頭約 2 mm 的景深,足以涵蓋元件約 1 mm 的高低差。金屬區的刮傷建議使用高角度環光,紋理多的區域則改用同軸光,避免誤判。

不只是拍照:完整的晶圓檢測系統

  • Recipe 管理:可建立多組參數,搭配工單條碼自動切換
  • 依目檢規範設定缺陷尺寸條件(面積、寬度、長度等)
  • 掃描後顯示 NG 分布 Map、統計數量並輸出報告
  • Cassette Mapping:以顏色標示每片晶圓的檢測結果
  • 選配米字形掃描量測厚度與翹曲
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