Dans la chaîne de fabrication de précision de l'industrie des semi - conducteurs, l'inspection de la plaquette est un lien clé pour garantir la bonne performance de la puce. Comme le processus de fabrication de puce continue de percer à 7nm et au - dessous, la précision et l'efficacité de la technologie d'inspection sont soumises à des exigences strictes. Actuellement, les principales technologies de détection de plaquettes dans l'industrie - détection optique, détection par faisceau d'électrons et détection par microscopie à force atomique, en vertu de leurs principes techniques respectifs, jouent un rôle important dans différents scénarios de détection et construisent ensemble un « filet de protection» pour la qualité des plaquettes.

La technologie de détection optique, basée sur le principe de base « propagation et interaction de la lumière», est une technologie de base largement appliquée dans la détection de plaquettes. Son essence est l'émission d'un faisceau lumineux de longueur d'onde spécifique sur la surface de la plaquette à travers un système optique à haute résolution qui utilise les propriétés de réflexion, de réfraction, de diffusion et d'interférence de la lumière pour capturer les informations de la plaquette. Lorsque le faisceau lumineux frappe une zone de rayures, de défauts ou d'anomalies graphiques à la surface de la plaquette, le chemin de propagation de la lumière est modifié et les capteurs d'images de haute précision transforment ces changements en signaux électriques qui, après traitement algorithmique, génèrent des données sur la position, la taille et le type de défauts. La technologie a l'avantage d'être sans contact et à haute vitesse, avec des vitesses de détection allant jusqu'à des dizaines d'images par seconde, ce qui est approprié pour le dépistage par lots des défauts dans l'ensemble du processus de fabrication de plaquettes, en particulier pour la détection des défauts d'apparence dans les processus au - dessus de 28 nm.

La technologie de détection de faisceau d'électrons repose sur « l'interaction des électrons et de la matière» pour réaliser une détection ultra - haute précision, qui est un moyen de détection de base pour les processus avancés. Le principe est d'émettre un faisceau d'électrons à haute énergie focalisé sur la surface de la plaquette par un canon à électrons, après la collision des électrons avec les atomes du matériau de la plaquette, il excitera la production d'électrons secondaires, d'électrons rétrodiffusés et d'autres signaux. Il existe des différences dans les signaux électroniques excités par des zones de matériaux et de structures différents, qui sont collectés par des détecteurs et transformés en images pour identifier avec précision les défauts et les caractéristiques des circuits à l'échelle nanométrique. La résolution de la technologie peut atteindre le niveau 0,1 nm, peut détecter efficacement les défauts mineurs qui ne peuvent pas être identifiés par la détection optique, mais la vitesse de détection est relativement lente, plus adaptée à la détection des étapes clés du processus de fabrication avancé inférieur à 7 nm, telles que la vérification de la précision graphique de la lithographie, la vérification des défauts de câblage métallique, etc.

La technologie de détection par microscopie à force atomique utilise la « force interatomique» comme noyau pour réaliser la caractérisation topographique de la surface de la plaquette au niveau atomique. Son composant de base est une poutre Cantilever avec une sonde à l'échelle nanométrique, lorsque la sonde approche de la surface de la plaquette, les atomes de la sonde et les atomes de la surface de la plaquette créent des forces d'interaction telles que la force de Van der Waals, ce qui entraîne de minuscules déformations de la poutre Cantilever. La détection de cette déformation par réflectométrie de faisceau laser et l'ajustement en temps réel de la distance de la sonde à la plaquette en combinaison avec un système de contrôle de rétroaction permettent de transformer la topographie de surface au niveau atomique en données d'image tridimensionnelles. La technologie peut non seulement détecter les défauts de surface, mais également acquérir des propriétés physiques telles que la rugosité de surface, le module d'élasticité et d'autres, applicables à des scénarios de haute précision tels que la détection de la qualité du revêtement de surface de la plaquette, la mesure de la taille des nanostructures, etc., fournissant un support de données au niveau microscopique pour l'optimisation du processus.

Chacune des trois technologies de détection est ciblée et complémentaire, répondant ainsi aux besoins diversifiés de la détection de plaquettes. La détection optique est basée sur le dépistage par lots avec efficacité, la détection par faisceau d'électrons pour résoudre les problèmes de processus avancés avec précision, la détection par microscopie à force atomique est développée avec une technologie d'assistance de caractérisation microscopique. Dans le processus de progression de l'industrie des semi - conducteurs vers une plus grande précision, une compréhension approfondie des principes fondamentaux de chaque technologie permet de choisir des options d'inspection en fonction des besoins réels, offrant une garantie fiable pour chaque maillon de la fabrication de puces.