半导体晶片和玻璃基板检查

在半导体晶圆(需极高精度)及液晶显示器核心组件玻璃基板的制造工艺中,胶粘剂与光刻胶的涂层厚度均匀性将直接影响产品质量。本节介绍涂布检测改进与应用案例,以及设备操作优化和高精度工艺提升的实用方案。

核心导读

  • 质量检验的核心在于把缺陷识别前移到制程中,减少不良品流入后段。
  • 图像检测、形状追踪与自动化过程控制可提升稳定性,并降低人工判断差异。
  • 将检测对象、缺陷类型与设备参数对应起来,是建立可靠工艺窗口的关键。

一、引言

在半导体晶圆(需极高精度)及液晶显示器核心组件玻璃基板的制造工艺中,胶粘剂与光刻胶的涂层厚度均匀性将直接影响产品质量。本节介绍涂布检测改进与应用案例,以及设备操作优化和高精度工艺提升的实用方案。

二、晶片外径100%检查产线

在半导体制造中,为提高芯片产量,通常会在晶圆上尽可能多地排布芯片。然而,若晶圆外径略小于规格,位于晶圆圆周边缘的芯片将产生缺陷。此类情况下,晶圆无法产出设计数量的合格芯片,导致产量下降。传统的离线抽样检测无法从生产流程中剔除规格不符的晶圆。

图1:半导体晶片和玻璃基板检查相关示意图

图 1 

引入高速光学测微仪LS-9000系列后,可在加工前对晶圆直径实施在线全检。例如,在晶圆传输至加工设备的过程中使其通过LS-9000系列的发射器与接收器之间,即可实现微米级外径测量。

该设备支持每秒16,000次测量周期的高速处理能力,且不影响生产节拍时间。还能在传输过程中即时检测目标物偏移或倾斜,并在测量前自动校正,从而确保各类工况下产线的稳定测量6。

三、设备内部晶片设置高度的确认

在半导体量产中,即使晶圆在加工设备中的放置存在微小倾斜或高度差,也会导致加工缺陷。设备运行所需的精度要求极高。为维持加工质量,必须在设备内部实施测量与监测。

图2:半导体晶片和玻璃基板检查相关示意图

图 2 

然而,传统非接触式测量系统因体积限制,难以安装于设备内部狭窄空间。

共焦位移传感器CL-3000系列对设备内部有限安装空间的适应性显著提升。

此外,其传感器头部仅含光学透镜组件,不含电子元件,不受热源或电噪声干扰,仍可在设备内部实现高精度高度测量。

四、狭缝涂层剂的间隙测量

狭缝涂布机(狭缝式涂布设备)通过狭缝喷嘴排出涂布液,在玻璃基板、树脂基板、薄膜或金属箔表面形成均匀涂布层。

图3:半导体晶片和玻璃基板检查相关示意图

图 3 文档配图,已转换为 WebP 格式。

液晶显示器(LCD)制造工艺及半导体行业中的扇出型面板级封装(FOPLP)均需高精度涂布。即使狭缝喷嘴与目标物左右端间隙存在极微小偏差,也将直接影响工艺,导致涂布缺陷或不良品产生。

共焦位移传感器CL-3000系列的传感器头部相较于传统型号更为紧凑轻量化,且不受热源或电噪声干扰,即便在空间受限的设备内部也可安装,确保高精度稳定测量。

此外,CL-3000系列可精确区分厚度15微米(0.0006英寸)及以上透明物体(如玻璃基板、透明薄膜及透明材料薄层)的上下表面,实现高度(距离)测量。

该功能使得同时精准测量狭缝喷嘴至玻璃基板表面距离及基板厚度成为可能。通过将测量结果反馈至设备进行高度控制,亦可维持高精度涂布质量。

透明对象的测量示例(使用CL-PT010)

图4:半导体晶片和玻璃基板检查相关示意图

图 4 文档配图,已转换为 WebP 格式。

A. 顶表面 B. 底表面 C. 接收到的光波形 D. 接收光强度E.高度(μm英寸)

五、玻璃基板的定位

传统上,玻璃基板的高精度对准仅通过图像处理完成。然而,为实现高精度并提升处理速度需进行预对准,但预对准过程存在弊端。

高速光学测微仪LS-9000系列不仅提供两级边缘检测阈值设定,还新增了透明目标物测量模式。

原文选自:《Coating & Dispensing Technology》