Individuare i difetti di produzione sui wafer semiconduttori utilizzando un microscopio digitale

Ispezione dei semiconduttori

I semiconduttori sono componenti essenziali in numerosi dispositivi elettronici. Possiamo suddividere la produzione dei semiconduttori in due processi: la formazione dei circuiti e l'imballaggio. La formazione dei circuiti inizia con i lingotti di silicio: i wafer utilizzati per formare i circuiti vengono creati da questi lingotti. I wafer "nudi" vengono successivamente affettati per formare dei dischi.

Per creare un circuito, il wafer nudo viene ossidato e, dopodiché, su di esso viene formato un complesso circuito microscopico utilizzando un processo ripetitivo che prevede: l'applicazione di un rivestimento in fotoresist, la stampa del pattern, l'incisione, la diffusione delle impurità e la planarizzazione. Durante ognuna di queste fasi, vi è il rischio di introdurre dei difetti nel circuito. Tra i difetti più comuni vi sono le irregolarità o la non uniformità dei rivestimenti, ma anche imperfezioni e sostanze estranee.

Difficoltà nel processo di ispezione

Poiché i wafer sono prodotti rapidamente e in grandi quantità, vengono solitamente esaminati utilizzando un sistema automatizzato. Tuttavia, questi sistemi possono offrire una risoluzione ottica inadeguata che rende difficile il riconoscimento di difetti più piccoli. Di conseguenza, è preferibile effettuare un'ispezione visiva utilizzando un microscopio, in quanto quest'ultimo offre svariati metodi di osservazione:

• Campo chiaro (BF)

• Campo scuro (DF)

• Contrasto interferenziale (DIC)

• Mix (una combinazione di campo chiaro e campo scuro)

• Luce polarizzata (PO)

Utilizzando questi metodi, l'operatore che esegue l'ispezione può selezionare l'opzione che evidenzia meglio i difetti difficili da individuare. Tuttavia, questo processo può comunque presentare delle criticità, in quanto, per individuare un determinato difetto, l'operatore deve sapere quali metodi di osservazione funzionano meglio. In caso contrario, dovrà trascorrere molto tempo provando ogni metodo per trovare quello più adatto. Per semplificare il processo di ispezione, molti produttori sono passati dall'uso di microscopi ottici all'uso di microscopi digitali. Sebbene questo possa semplificare parzialmente il processo, la maggior parte dei microscopi digitali richiede comunque che l'utente sostituisca le lenti ogni volta che deve cambiare metodo di osservazione. Anche quando si cambiano le lenti, è facile alterare la posizione di osservazione, costringendo l'utente a risistemare la messa a fuoco, con conseguenti perdite di tempo.

Semplificare l'ispezione dei semiconduttori con i microscopi digitali DSX1000

Una console intuitiva

La console multifunzione del microscopio DSX1000 consente di eseguire un'analisi veloce e senza interruzioni. Premendo un pulsante sulla console o facendo clic sull'interfaccia utente, è possibile visualizzare una miniatura che mostra il campione sotto sei diversi metodi di osservazione. In questo modo è più semplice scegliere l'immagine migliore per la propria applicazione, riducendo i tempi dell'ispezione.

Un tipo di lente dell'obiettivo è in grado di supportare la maggior parte dei metodi di osservazione

Tutti i metodi di osservazione sono disponibili sulla maggior parte degli obiettivi DSX1000; in questo modo è possibile confermare e selezionare rapidamente ciascuna immagine di osservazione durante l'individuazione e l'analisi dei difetti dei wafer.

*Per garantire la precisione degli assi XY, il lavoro di calibrazione deve essere eseguito da un tecnico dell'assistenza Olympus.

Immagini

Esempio: rilevamento di un difetto su un wafer (il difetto si trova nella scatola)

Le immagini sotto illustrano un tipico caso d'uso. Un difetto difficile da vedere è quasi impossibile da individuare con determinate circostanze di osservazione. In passato, l'utente che eseguiva l'ispezione doveva trascorrere molto tempo provando i vari metodi di osservazione finché non riusciva a trovare quello giusto.

Questo difetto è particolarmente difficile da individuare in quanto si confonde con lo sfondo.