半导体器件制造是一个复杂的多步骤过程, 包括晶圆制备、前道工序(FEOL)和后道工序(BEOL)三大环节。晶圆制备是指从自然界中的沙子提纯出多晶硅,再精炼成单晶硅,最后通过晶体生长、切片、研磨、检测和外延生长等工序制造出纯度高达99.999999999%的单晶硅片(wafer)的过程。前道工序是指在wafer上,利用光刻、掺杂、沉积等技术制作出器件结构的过程,一般未进行金属化。后道工序是指金属化后,经过针测、研磨、划片、打线、封塑、终测等环节最终制造出芯片的一系列工序。第一步是将半导体材料 (通常是单晶硅) 的锭切割成薄片。然后, 每个晶片都经过一个微加工过程, 并作为数百种集成电路 (IC) 的基板, 这些集成电路被切割成单个芯片。
半导体制造商为了提高良率,往往需要在晶圆制备、FEOL和BEOL中引入一系列检测过程。譬如晶圆制备环节中,为了保证最后得到的硅片表面缺陷在出厂允许范围内,需要利用红外相机检测晶锭(ingot)是否存在表面冗余物(颗粒污染物/有机污染物等)、机械损伤(划痕/裂痕/狭缝等)、晶格缺陷(位错等)、应力分布不均等方面的缺陷。在FEOL和BEOL中,除了需要检查wafer或者die上是否存在杂质、机械损伤、晶格缺陷、应力不均匀,还需要检查是否存在patterned defect。
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