晶圆表面缺陷检测现状概述

背景：

晶圆表面缺陷检测设备主要检测晶圆外观呈现出来的缺陷，损伤、毛刺等缺陷，主要设备供应商KLA，AMAT，日立等，其中KLA在晶圆表面检测设备占有市场52%左右。

检测设备分类：

电子束设备和光学检测设备

电子束设备：扫描电子显微（电子束和晶圆表面产生二次电子，X射线等）获取高分辨率的图像，然后用图像处理表面缺陷（凹坑，凸起，尖角，沟槽等）表面容貌和材料信息，分辨率可达5-10nm。

光学检测设备：

1、无图案晶圆容貌缺陷：（凹坑，凸起，尖角，沟槽），使用光束对晶圆进行照射，收集反射光和散射光信息进行缺陷判断，进一步可分为无图案晶圆表面检测和宏观缺陷检测设备。该方法使用一个激光发射器发射一束激光对晶圆表面的一个位置进行照射，在侧面使用一个散射器收集散射光形成的散射光分布图，然后用算法进行判断散射光分布图是否存在缺陷。KLA使用DUV激光，检测精度在10nm以下。

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2、晶圆表面缺陷 用2D相机视觉检测：使用相机+镜头的方案，相机视觉通常检测大于0.5um的缺陷。优点：由于光检测设备视野大（比电子束和激光束），成像快，检测速度快。

需要解决的问题：由于晶圆的翘曲镜头的景深很小需要高速实时自动对焦技术(视觉也能解决最佳清晰度自动对焦问题)。

图像处理算法：缺陷（划痕，毛刺，损伤，气泡等）识别通常是传统视觉算法和深度学习算法的结合，等缺陷稳定检测是一个巨大的挑战，缺陷检测对视觉稳定检测要求非常高，通常设备使用方对合格率要求非常高，所以对机器视觉的算法，光源打光等要求很高。

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