En la cadena de fabricación de precisión de la industria de semiconductores, la detección de obleas es un eslabón clave para garantizar el rendimiento de los chips. Con los avances continuos en el proceso de fabricación de chips a 7 nm o menos, se plantean requisitos estrictos para la precisión y eficiencia de la tecnología de detección. En la actualidad, las principales tecnologías de detección de obleas en la industria, la detección óptica, la detección de haz de electrones y la detección de microscopía de fuerza atómica, juegan un papel importante en diferentes escenarios de detección con sus respectivos principios técnicos y construyen conjuntamente una "red protectora" para la calidad de las obleas.

La tecnología de detección óptica se basa en el principio central de "propagación e interacción de la luz" y es una tecnología básica ampliamente utilizada en la detección de obleas. La esencia es emitir haces de luz de longitud de onda específica a la superficie de la obleas a través de sistemas ópticos de alta resolución, utilizando las características de reflexión, refracción, dispersión e interferencia de la luz para capturar la información de la obleas. Cuando el haz de luz brilla sobre el área de arañazos, defectos o anomalías gráficas en la superficie de la obleas, la ruta de propagación de la luz cambia, y los sensores de imagen de alta precisión convierten estos cambios en señales eléctricas, que generan datos de ubicación, tamaño y tipo de defectos después del procesamiento algorítmico. Esta tecnología tiene las ventajas de sin contacto y alta velocidad, con una velocidad de detección de decenas de cuadros por segundo, y es adecuada para la detección de defectos por lotes en todo el proceso de fabricación de obleas, especialmente en la detección de defectos de apariencia en procesos de más de 28 nm.

La tecnología de detección de haz de electrones se basa en la "interacción entre electrones y sustancias" para lograr una detección de alta precisión, que es el medio central de detección de procesos avanzados. El principio es que los haces de electrones de alta energía se centran en la superficie de la obleas a través de pistolas de electrones. después de que los electrones chocan con los átomos del material de la obleas, estimulan la producción de electrones secundarios, electrones de dispersión posterior y otras señales. Hay diferencias en las señales electrónicas estimuladas por diferentes materiales y regiones de diferentes estructuras. al recopilar estas señales a través de detectores y convertirlas en imágenes, se pueden identificar con precisión los defectos a nivel nanométrico y las características del circuito. La resolución de esta tecnología puede alcanzar el nivel de 0,1 nm, lo que puede detectar eficazmente pequeños defectos que no se pueden identificar en la detección óptica, pero la velocidad de detección es relativamente lenta, lo que es más adecuado para la detección de pasos clave en procesos avanzados por debajo de 7 nm, como la verificación de precisión gráfica fotorresistente, la investigación de defectos de cableado metálico, etc.

La tecnología de detección de microscopía de fuerza atómica se basa en la "fuerza atómica" para lograr la caracterización morfológica a nivel atómico de la superficie de la obleas. Su componente central es un haz en voladizo con una sonda nanométrica. cuando la sonda se acerca a la superficie de la obleas, los átomos de la sonda y los átomos de la superficie de la obleas producirán fuerzas de interacción como la fuerza de Van der waal, lo que dará lugar a una pequeña deformación del haz en voladizo. La morfología de la superficie a nivel atómico se puede convertir en datos de imagen tridimensionales detectando Esta deformación mediante el método de reflexión de haz láser y ajustando la distancia entre la sonda y la obleas en tiempo real en combinación con el sistema de control de retroalimentación. Esta tecnología no solo puede detectar defectos superficiales, sino también obtener propiedades físicas como la rugosidad superficial y el módulo de elasticidad, que es adecuado para escenarios de alta precisión como la detección de la calidad del recubrimiento superficial de la obleas y la medición del tamaño de la nanoestructura, proporcionando soporte de datos a nivel micro para la optimización del proceso.

Las tres tecnologías de detección se centran y se complementan entre sí para satisfacer conjuntamente las necesidades diversificadas de la detección de obleas. La detección óptica se basa en la detección por lotes en términos de eficiencia, la detección de haz de electrones supera los problemas avanzados del proceso con precisión, y la detección de microscopía de fuerza atómica ayuda a la investigación y el desarrollo de tecnología con caracterización microscópica. En el proceso de avanzar hacia una mayor precisión en la industria de semiconductores, una comprensión profunda de los principios centrales de cada tecnología puede seleccionar el plan de detección de acuerdo con las necesidades reales y proporcionar una garantía confiable para cada enlace de la fabricación de chips.