Dans le domaine de la fabrication de semi - conducteurs, avec l'amélioration continue de l'intégration des puces et la réduction continue des nœuds de processus, les moyens de détection traditionnels ont du mal à répondre au besoin d'identification précise des défauts à l'échelle micrométrique, voire nanométrique.Caméra infrarouge à ondes courtesGrâce à ses caractéristiques telles que sa forte pénétration, son contraste élevé et son adaptation à des environnements complexes, il devient un outil clé dans le domaine de l'inspection des semi - conducteurs, offrant des solutions efficaces pour les maillons de base tels que le collage de plaquettes, la découpe laser, l'imagerie thermique.

I. principe technique: le « microscope optique » qui pénètre dans les matériaux en silicium

La caméra infrarouge à ondes courtes permet l'imagerie en capturant le rayonnement infrarouge dans la bande de 900 nm à 1700 nm, dont les principaux avantages proviennent des propriétés de réponse des matériaux semi - conducteurs à la lumière infrarouge à ondes courtes:

Matériau de silicium haute transmittance: le silicium a une transmittance de plus de 50% dans la bande de 1,2 à 1,7 μm, la lumière infrarouge à ondes courtes peut pénétrer à travers la surface de la plaquette et Imager directement la structure interne, tandis que la lumière visible est absorbée par la base de silicium.

Imagerie de la lumière diffusante des défauts: des fissures, des impuretés ou des zones mal collées à l'intérieur de la plaquette déclenchent la diffusion de la lumière infrarouge à ondes courtes, ce qui permet une localisation précise des défauts à l'échelle du micron grâce à un capteur InGaAs haute sensibilité qui capture les différences d'intensité de la lumière diffusée.

Percée d'imagerie par crypto - découpe laser: dans le processus de rétro - découpe de la plaquette, la caméra infrarouge à ondes courtes peut pénétrer la couche de revêtement et remplacer la caméra à lumière visible traditionnelle, combinée à l'éclairage coaxial et à la source de lumière infrarouge, pour réaliser la surveillance en temps réel et l'évaluation de la qualité du chemin de découpe laser.

II. Scénario d'application de base: de la détection de disque à la gestion thermique

1. Détection des défauts de collage de disque

Dans l'encapsulation 3D avec des processus d'intégration hétérogènes, de minuscules défauts dans la couche de liaison de la plaquette peuvent entraîner la défaillance de la puce. La caméra infrarouge à ondes courtes améliore l'efficacité de détection en:

Identification des fissures et des impuretés: la précision de détection jusqu'à 5 μm permet de détecter des fissures à l'échelle nanométrique ou une contamination particulaire à l'interface de liaison.

Évaluation de l'intensité de liaison: quantifier l'uniformité de la couche de liaison par rapport à l'intensité de liaison en analysant la distribution des niveaux de gris de l'image infrarouge à ondes courtes.

Amélioration de la performance: après l'application de cette technologie par un fabricant de semi - conducteurs, le taux de liaison de disque est passé de 85% à 98%, ce qui représente des économies annuelles de plus de dix millions de yuans.

2. Imagerie par cryptographie laser et détection des bords

La technologie de découpe invisible au laser nécessite une surveillance en temps réel de la profondeur de coupe et de la qualité des bords. Les avantages d'une caméra infrarouge à ondes courtes comprennent:

Imagerie de couche de revêtement de pénétration: la topographie de la fente de coupe peut encore être clairement affichée lorsque la surface de la plaquette est recouverte d'un film ar ou d'une couche métallique.

Détection des bavures de bord: Identifiez les minuscules bavures générées lors de la découpe en analysant la netteté des bords de l'image infrarouge à ondes courtes et évitez de déclencher un court - circuit lors de l'encapsulation.

Optimisation de l'efficacité de coupe: en combinaison avec des algorithmes de vision industrielle, ajustez la puissance laser et la vitesse de coupe en temps réel pour réduire le temps de coupe de plaquettes monolithiques de 30%.

3. Imagerie thermique et diagnostic des pannes

La distribution de température d'un dispositif semi - conducteur pendant son fonctionnement reflète directement sa fiabilité. La fonction d'imagerie thermique de la caméra infrarouge à ondes courtes permet:

Localisation de la zone de surchauffe: captez la différence de température de l'ordre de 0,1 ° C sur la surface du dispositif et découvrez les points chauds locaux du dispositif de puissance.

Analyse de la résistance thermique: quantifier la résistance thermique entre la puce et le substrat dissipateur de chaleur en comparant les données d'imagerie thermique dans différentes situations de travail.

Prévision de la durée de vie: établir un modèle de corrélation entre la température et le temps de défaillance, prévenir les défaillances potentielles et prolonger la durée de vie du dispositif.

Avantage technologique: Triple percée dans la précision, l'efficacité et l'adaptabilité

Identification des défauts de haute précision:

Basée sur le détecteur de réseau de plan focal InGaAs, la caméra infrarouge à ondes courtes peut atteindre une résolution spatiale de niveau submicronique, combinée à une technologie d'Optique adaptative qui surmonte les perturbations atmosphériques et permet d'obtenir des images haute résolution des défauts de plaquette, même dans des conditions météorologiques complexes.

Détection sans contact haute efficacité:

Le temps de détection unique est réduit à l'ordre de la minute et il n'est pas nécessaire de détruire l'échantillon, adapté à la détection en ligne sur des lignes de production de masse. Par exemple, dans la chaîne de tri de la plaquette, la caméra infrarouge à ondes courtes peut combiner un bras robotisé de tri à grande vitesse pour atteindre des vitesses de détection et de tri de plus de 10 pièces par seconde.

Adaptabilité environnementale:

La lumière infrarouge à ondes courtes est peu affectée par la brume, la fumée et la poussière et a une forte capacité de pénétration du brouillard, ce qui peut fonctionner de manière stable dans un atelier sans poussière ou un environnement ouvert. En outre, ses capacités de vision nocturne lui permettent de maintenir une imagerie à contraste élevé dans des conditions de faible luminosité, répondant ainsi aux besoins de production 24 heures sur 24.

Valeur de l'industrie: du contrôle des coûts à l'innovation technologique

Réduction des coûts de fabrication:

Grâce à la détection précoce des défauts, évitez l'afflux de plaquettes indésirables dans les liaisons suivantes et réduisez les coûts de retouche de l'encapsulation et de la phase de test. Selon les statistiques, après l'application de caméras infrarouges à ondes courtes, le coût de fabrication moyen des entreprises de semi - conducteurs peut être réduit de 15 à 20%.

Conduire l'optimisation des processus:

Rétroaction en temps réel des données sur les défauts dans le processus de traitement des plaquettes, fournissant une base pour l'ajustement des paramètres du processus, accélérant la recherche et le développement de nouveaux processus et la production de masse. Par exemple, dans le processus de lithographie ultraviolette extrême (EUV), une caméra infrarouge à ondes courtes peut surveiller l'uniformité du revêtement de colle photolithographique et améliorer la précision de la lithographie.

Promotion de la modernisation industrielle:

Avec l'essor des matériaux semi - conducteurs de troisième génération (tels que le carbure de silicium, le Nitrure de gallium), l'application des caméras infrarouges à ondes courtes dans la détection de semi - conducteurs à large bande interdite est prometteuse. Sa haute sensibilité et ses caractéristiques de réponse spectrale large répondent aux exigences strictes des nouveaux matériaux pour les équipements d'inspection.

V. Perspectives d'avenir: tendances en matière d'intelligence et d'intégration

Classification des défauts de l'IA:

En combinaison avec l'algorithme d'apprentissage en profondeur, la caméra infrarouge à ondes courtes peut identifier automatiquement les types de défauts tels que les fissures, les impuretés, les trous, etc. et donner des recommandations de réparation pour améliorer encore l'efficacité de la détection.

Imagerie de fusion multispectrale:

En intégrant des capteurs multispectraux tels que la lumière visible, l'infrarouge à ondes courtes, l'infrarouge à ondes moyennes et d'autres, la détection synchrone de la surface de la plaquette avec les défauts internes est réalisée, fournissant des données d'évaluation de la qualité plus complètes.

Miniaturisation et portabilité:

À mesure que la technologie MEMS fusionne avec le processus CMOS, le volume et la consommation d'énergie des caméras infrarouges à ondes courtes seront encore réduits et adaptés à des scénarios tels que les appareils de détection mobiles et les patrouilles de drones.

La caméra infrarouge à ondes courtes, en tant que nouvel outil de détection de semi - conducteurs, réinvente le paysage de l'industrie avec ses avantages technologiques. Du collage de plaquettes à la découpe laser, de l'imagerie thermique au diagnostic des pannes, ses scénarios d'application continuent de s'étendre, offrant une garantie solide de haute précision, d'efficacité et de fiabilité dans la fabrication de semi - conducteurs. Avec l'innovation continue de la technologie et la réduction des coûts, les caméras infrarouges à ondes courtes devraient jouer un rôle clé dans plus de domaines, poussant l'industrie des semi - conducteurs à un niveau supérieur.