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半導体ウェーハ外観検査装置

半導体ウェーハ外観検査装置 製品外観
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RAYSENSは、光の僅かな変化を捉える光学技術を用いて、ウェーハの欠陥を高速、高感度に検出することが出来るマクロ検査装置です。ベアウェーハ、パターン付ウェーハの両方の欠陥検査に対応し、それぞれの欠陥対象に応じて最適な光学系・検出アルゴリズムにより、スピーディ・高感度に欠陥検出を行います。高いスループットにより、従来の抜き取りによる目視検査に代わり、全数検査自動化への推進を実現します。また、第5世代通信(5G)やデータセンター(DC)向けの高周波(RF)デバイス、電気自動車をはじめとするxEV(次世代車)向けのパワーデバイス、およびLEDやレーザーダイオード(LD)向けの光デバイスとして市場成長が見込まれているワイドバンドギャップ(WBG)半導体や、その他MEMSなどの需要増加が求められている中、RAYSENSは従来のシリコンウェーハ(Si)のみならず、化合物半導体(SiC、GaN、GaAs、InPなど)や酸化物半導体、エピタキシャルウェーハをはじめとする様々なウェーハの外観検査や工程内検査をサポートします。英語ページはこちら

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半導体外観検査の課題

RAYSENSは、独自の可視光を使用した光学システムにより、従来では実現が難しかった「高速検査」と「高精度検査」の両立を実現します。これにより、工程内に残る検査員による目視検査を自動検査装置に置き換えることが可能です。

ベアウェーハメーカーの「ポリッシュ工程後の検査」、「最終外観検査」や、デバイスメーカの「工程投入前 受入検査」、「プロセス間 外観検査」の人手による目視検査工数を削減するとともに、検査品質基準を定性的な視点から定量的な視点へと変革します。

検査対象と検出欠陥

検査対象は、シリコンウェーハ(Si)、化合物半導体(SiC、GaN、GaAs、InPなど)や酸化物半導体(LT, LN)、ポリッシュトウェーハやエピタキシャルウェーハをはじめとする様々なウェーハの欠陥検出に対応します。

欠陥としては、表裏面の凹凸欠陥、パーティクル、汚れ、スクラッチ、窪み、チッピング、クラック、突起、色味、研磨跡、研削跡、スリップ欠陥、ヘイズ欠陥等を高精度かつ高速ににとらえることが可能です。

特長

1. 専用開発された超低ノイズマクロ光学センサ、専用照明により、様々なウェーハ表面の微小変化を高感度に検出

2. 専用光学類、統合ソフト、高効率搬送ローダにより高スループットを実現

3. 化合物半導体のような透明(半透明)~シリコンウェーハの非透明ウェーハまで幅広く検査可能
また、パターン付、ベアウェーハの両方の検査も可能

4. 専用統合アプリケーションソフトにより、装置制御・画像取込み・判定までシームレスに行うことが可能

5. 最終外観検査を想定して、ウェーハ表裏面非接触搬送、検査により、ウェーハ裏面の異物付着などの問題を最大限抑制

6. トレーサビリティ実現
全てのウェーハ画像、詳細データの記録が残り、いつでもアクセス可能
・ ウェーハ毎に画像データ、検査詳細情報を出力・保存可能
・ いつでもOK品・NG品全てのウェーハ検査結果の履歴閲覧が可能
・ バーコード、ウェーハID(*1)等の情報を検査データに反映して出力・保存可能
・ 検査データの分析、製造レシピ、製造工程への反映等、検査データの有効活用が可能

7. MEMS、CMOSイメージセンサ、ウェーハレベルパッケージ等のサポート基板に使用される高精度ガラス基板向けにウェーハ全面の表面、裏面、内部欠陥を高速、高精度で検査することが可能

※お客様のご用意されたワークで、デモ機による事前評価も承っております。
ご要望の際は、お問い合わせにてご相談頂けますようお願いいたします。

 

欠陥検出原理

製品仕様

構成タイプ

 

RAYSENS

【3カセット構成 装置外観】

RAYSENS

【15カセット構成 装置外観】

 

項目 選択可能な主な仕様
ウェーハサイズ ~ 200mm (オープンカセット対応)
分解能 0.3um (PSL on Si wafer)
スループット(検査時間) max.20~25秒/枚
照明 LED均一ライン照明
高輝度ファイバ照明
ウェーハ搬送方式 ダブルアーム搬送
アプリケーション 光学部統合制御、メカ部統合制御、イメージスキャン
マクロ検査専用画像処理機能、
欠陥検出判定機能
搭載カセットポート Min1 ~ Max 15
その他 イオナイザ
HEPAフィルタ

サンプル評価

マクロ光学検査装置を使って表面状態や欠陥部分を見てみたいといったお客様には、対象となるワークサンプルをお借りし、デモ機による事前評価を行うことが可能です。ご要望の際は、お問い合わせにてご相談頂けますようお願いいたします。

 

 

注意事項

  • ご評価の前に、お打ち合わせの上課題のヒアリングをさせて頂きます。
  • デモ機による評価では、ワークサンプルのサイズは300mmx300mm以下となります。
  • 弊社にサンプルをお持ち込み頂いて評価を行うことも可能です。

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用語解説

マクロ光学とは
半導体ウェーハのように広範囲の表面欠陥を短時間で検査する方法をマクロ検査と呼びますが、マクロ光学とは専用の光学機器により対象物に光を照射しその反射光情報から、光の僅かな変化を捉える光学技術です。従来の目視検査や顕微鏡を使ったミクロ検査と比べ、短時間でワーク全面のミクロン・サブミクロンオーダーの検査結果が得られるため、安定の全数検査を可能とします。

 

フォトルミネッセンス(PL)法とは
フォトルミネッセンス(PL)法とは、物質に光を照射し、励起された電子が基底状態に戻る際に発生する光を観測し、得られる発光スペクトルより様々な情報を得ることができます。物質の不純物や欠陥に影響を受けやすいため、この発光を分光し解析をすることで、化合物半導体(SiC、GaNなど)の結晶欠陥を非接触・非破壊で観測することができます。

 

コンフォーカル(共焦点)顕微鏡とは
コンフォーカル(共焦点)顕微鏡とは、点光源から照射した光を対物レンズでサンプルに焦点を結び、そのサンプルからの反射光あるいは蛍光などを再び同じ対物レンズを通して、光学的に共役な位置に置かれた点検出器上に再結像させる方式による顕微鏡です。従来の顕微鏡よりも鮮明に対象物を観測できるため、半導体のような微細な表面欠陥の形状などの詳しい情報を得ることができます。

 

走査電子顕微鏡(SEM)とは
走査電子顕微鏡(SEM)とは、サンプルの拡大像を観察するのに電子を用いています。電子は光に比べ波長が短いため、通常の光学顕微鏡に比べて、より小さなものまで見ることができます。数ナノ程度の構造まで観察でき、焦点深度が深い像が得られることから、凹凸の激しい試料表面の構造を拡大して、私達が肉眼で物を見るのと同じような感覚で、三次元的な画像が観察できる装置です。

 

パワー半導体とは
パワー半導体とは、パワーエレクトロニクス(スイッチング電源など)において、スイッチや整流器として使用される半導体デバイスです。パワーデバイスとも呼ばれ、集積回路に使用される場合はパワーICとも呼ばれます。高電流/高電圧用途として、パワー半導体は一部シリコンからワイドバンドギャップ半導体への置き換えが始まっています。

 

ワイドバンドギャップ半導体とは
ワイドバンドギャップ半導体(WBG半導体、WBGSとも呼ばれる)とは、従来の半導体よりもバンドギャップが大きい半導体材料です。シリコンやガリウムヒ素などの従来の半導体材料よりもはるかに高い電圧、周波数、温度でデバイスを動作させることが可能です。シリコンのバンドギャップが1.12eVであることから、その2倍程度である2.2eV程度以上のバンドギャップを持つ場合にワイドギャップと呼ばれることが多いです。鉄道、電気自動車等に必要とされる、高効率な電力供給部品用途の次世代デバイスとして有力視されており、代表手的なワイドバンドギャップ半導体としてはSiC,GaN,ダイヤモンドなどがあげられます。

 

SiC(シリコンカーバイド)とは

SiC(シリコンカーバイド)とは次世代のパワー半導体デバイスとして、現在最も有望視されているワイドギャップ半導体です。SiC チップは、シリコンパワーデバイスよりも高い電力密度を持ち、シリコンの限界温度である 150°C を超える高温に対応でき、Siにくらべ小型化が可能なため電気自動車の駆動装置インバータとして採用が始まっています。多くの自動車メーカーが、自社製品のパワーエレクトロニクス・デバイスにSiCを搭載することを計画しています。

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