芯耀
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在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，精確檢測(cè)缺陷是保障產(chǎn)品質(zhì)量和性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。光學(xué)顯微鏡分析（OM）、暗場(chǎng)檢測(cè)（DFI）和明場(chǎng)檢測(cè)（BFI）是常用的檢測(cè)技術(shù)，它們各自有著獨(dú)特的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)景。
從檢測(cè)原理來(lái)看，三者存在明顯區(qū)別。OM，即光學(xué)顯微鏡分析，其原理基于光學(xué)成像。通過(guò)透鏡系統(tǒng)將樣品表面的圖像進(jìn)行放大，并成像在探測(cè)器上，就如同我們?nèi)粘Ｊ褂玫姆糯箸R放大物體一樣。這種技術(shù)能夠直觀地展現(xiàn)樣品表面的微觀結(jié)構(gòu)和缺陷，就像給樣品表面拍一張高清照片，讓我們可以清晰地看到表面的各種細(xì)節(jié) 。但它的局限性在于，通常只能檢測(cè)樣品表面的缺陷，對(duì)于樣品內(nèi)部隱藏的缺陷則難以發(fā)現(xiàn)，就像我們用肉眼只能看到物體表面，無(wú)法透視內(nèi)部一樣。
要解釋清楚明場(chǎng)檢測(cè)與暗場(chǎng)檢測(cè)，首先就要弄明白明場(chǎng)與暗場(chǎng)的區(qū)別。明場(chǎng)與暗場(chǎng)多少有點(diǎn)專業(yè)術(shù)語(yǔ)（黑話）的感覺(jué)，通俗點(diǎn)兒講，所謂明場(chǎng)，可以簡(jiǎn)單的理解為背景是亮的，缺陷是暗的；暗場(chǎng)則相反，背景是暗的，缺陷是亮的。
DFI，也就是暗場(chǎng)檢測(cè)，采用的是散射光檢測(cè)技術(shù)。它通過(guò)激光照射晶圓表面，利用探測(cè)器收集表面的散射光來(lái)進(jìn)行分析?？梢韵胂笠幌?，當(dāng)一束光照在有瑕疵的粗糙表面上，光線會(huì)向四面八方散射，探測(cè)器就負(fù)責(zé)捕捉這些散射的光線信息。DFI 主要針對(duì)晶圓表面的缺陷展開(kāi)分析，通過(guò)對(duì)比左右芯片單元圖像及差異來(lái)確定是否存在缺陷，就像在兩幅相似的畫(huà)作中找出細(xì)微的不同之處。暗場(chǎng)缺陷檢測(cè)是通過(guò)將光源放置在被檢測(cè)物體的背后，使用強(qiáng)窄光束照射樣本，通過(guò)對(duì)樣本散射光線的檢測(cè)，這時(shí)樣本表面的視場(chǎng)是暗的，沒(méi)有缺陷的地方一片黑暗，缺陷處有散射光亮，其對(duì)于檢測(cè)晶圓表面的顆粒與表面缺陷非常靈敏。
BFI，即明場(chǎng)檢測(cè)，通過(guò)將激光直接照射至晶圓表面，利用探測(cè)器收集表面的反射光并加以分析。由于反射光信號(hào)較為強(qiáng)烈，使得該檢測(cè)方式具備很高的靈敏度。這就好比在一面鏡子前打一束光，鏡子反射的光會(huì)很清晰明亮，我們可以通過(guò)反射光的情況來(lái)判斷鏡子表面是否平整、有無(wú)瑕疵。
明場(chǎng)缺陷檢測(cè)是指在明亮的環(huán)境下通過(guò)物體的反射光，對(duì)產(chǎn)品的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，通常使用顯微鏡或高分辨率相機(jī)等光學(xué)設(shè)備，適用于對(duì)產(chǎn)品表面較大的損傷、瑕疵或其它缺陷的檢測(cè)。明場(chǎng)檢測(cè)與暗場(chǎng)檢測(cè)的最大區(qū)別就是檢測(cè)源是反射光還是散射光。
在檢測(cè)特點(diǎn)方面，OM 對(duì)樣品的損傷較小，并且能夠提供較高的分辨率圖像，讓我們可以清晰地觀察到樣品表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)。然而，它對(duì)內(nèi)部缺陷檢測(cè)能力的局限，限制了其在一些場(chǎng)景下的應(yīng)用。DFI 處理的光數(shù)據(jù)量較少，這使得機(jī)臺(tái)的檢測(cè)速度更快，能夠達(dá)到 BFI 的 3 至 4 倍，大大提高了檢測(cè)效率。但在檢測(cè)靈敏度方面，它與 BFI 相比存在一定差距，可能會(huì)遺漏一些較為細(xì)微的缺陷。BFI 雖然檢測(cè)靈敏度高，能夠精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)細(xì)微缺陷，但由于檢測(cè)設(shè)備需要處理的數(shù)據(jù)量較大，導(dǎo)致機(jī)臺(tái)的檢測(cè)速度相對(duì)較低，在檢測(cè)效率上有所不足。
基于這些不同的特點(diǎn)，它們的應(yīng)用場(chǎng)景也各有側(cè)重。OM 主要用于器件外觀及失效部位的表面形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)、缺陷等觀察。例如，在樣品外觀和形貌檢測(cè)中，它可以幫助我們快速查看樣品表面是否有明顯的劃痕、凸起等；在制備樣片的金相顯微分析中，能讓我們了解樣品內(nèi)部的金相結(jié)構(gòu)；還可以用于各種缺陷的查找以及晶體管點(diǎn)焊、檢查等工作。
DFI 適用于對(duì)晶圓表面缺陷檢測(cè)速度要求較高的場(chǎng)景，能夠快速掃描晶圓表面，初步定位可能存在的缺陷區(qū)域，為后續(xù)更精確的檢測(cè)提供方向。而 BFI 常用于對(duì)檢測(cè)靈敏度要求極高的關(guān)鍵制程步驟之后，比如光刻后的關(guān)鍵層檢測(cè)，這一環(huán)節(jié)對(duì)于芯片性能有著重大影響，BFI 能夠確保準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)那些可能影響芯片性能的細(xì)微缺陷，保障產(chǎn)品質(zhì)量。
總之，OM、DFI 和 BFI 在半導(dǎo)體缺陷檢測(cè)中都發(fā)揮著不可或缺的作用。它們的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景的差異，使得在實(shí)際生產(chǎn)中，工程師們可以根據(jù)不同的需求和檢測(cè)階段，靈活選擇合適的檢測(cè)技術(shù)，從而確保半導(dǎo)體產(chǎn)品的高質(zhì)量和高性能。
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