L'industrie des semi-conducteurs nécessite généralement une détection efficace et précise des défauts de surface sur les plaquettes, qui peut capturer les défauts efficacement et réaliser une détection en-en temps réel. Les techniques de détection de surface les plus courantes peuvent être principalement divisées en deux catégories : la méthode par contact avec l'aiguille et la méthode sans -contact, la méthode par contact avec l'aiguille étant représentative de la méthode par contact ; Les méthodes sans contact peuvent être divisées en méthode de force atomique et méthode optique. Dans une utilisation spécifique, il peut être divisé en imagerie et non imagerie.
La méthode par contact avec l'aiguille, comme son nom l'indique, est une méthode de détection de surface qui détecte par le contact entre l'aiguille et le matériau testé, et constitue l'une des premières méthodes de l'industrie manufacturière. Les informations sur la forme et le contour de la surface testée sont transmises au capteur via le stylet, la taille et la forme du stylet sont donc particulièrement importantes. Selon le principe de détection de la méthode tactile de l'aiguille, il n'est possible de détecter le véritable contour de l'objet mesuré que lorsque le rayon de la pointe de l'aiguille s'approche de 0. Cependant, plus la pointe du stylet est fine, plus la pression générée sur la surface mesurée est élevée, et le stylet est sujet à l'usure, rayant la surface de l'objet mesuré. Pour les surfaces revêtues et les métaux mous, la détection de contact peut facilement endommager la surface de l'échantillon testé et n'est généralement pas adaptée à son utilisation.
En 1981, Binnig et Rohrer ont inventé le microscope à effet tunnel (STM). STM utilise l'effet tunnel quantique, la pointe de l'aiguille et la surface de l'objet étant mesurées comme deux pôles. Utilisez une pointe d’aiguille très fine pour vous approcher de la surface de l’échantillon, et lorsque la distance est très proche, une jonction tunnel se forme. La distance entre la pointe de l'aiguille et la surface de l'échantillon est maintenue constante, permettant à la pointe de l'aiguille de se déplacer dans trois dimensions sur la surface de l'échantillon. La hauteur atomique ressentie par la pointe de l'aiguille est transmise à l'ordinateur, et après post-traitement, la morphologie tridimensionnelle-de la surface de l'objet testé est obtenue. En raison des limites de STM, Binnig et al. développé un microscope à force atomique (AFM) basé sur STM. L'AFM détecte l'attraction ou la répulsion entre la pointe de l'aiguille et l'échantillon, ce qui le rend adapté aux matériaux conducteurs et non -conducteurs.
Le microscope optique à balayage en champ proche-(SNOM) utilise les caractéristiques du champ proche-près de la surface de l'échantillon testé pour détecter sa morphologie de surface. Sa résolution peut largement dépasser la limite de résolution du microscope conventionnel (λ/2).
Les méthodes de détection par imagerie couramment utilisées dans l'industrie des semi-conducteurs comprennent actuellement la détection optique automatique, la détection de rayons X-, la détection par faisceau d'électrons, etc. Le microscope électronique à balayage (MEB) est un outil de recherche d'objets microscopiques inventé en 1965. Le SEM utilise un faisceau d'électrons pour numériser un échantillon, provoquant une émission d'électrons secondaires, qui peut produire une image morphologique agrandie de la surface de l'échantillon. Ce type d'image est agrandie point par point et présente un certain ordre. L'avantage du SEM est sa résolution extrêmement élevée.
La combinaison de la technologie de test non destructif-à rayons X-et de la technologie de traitement d'images numériques peut effectuer une détection-haute résolution des connexions internes des appareils. Agilent détient une part de marché élevée, avec des produits typiques, notamment le système 5DX.
La technologie d’inspection optique automatique (AOI) est une technique de détection basée sur des principes optiques. Il détecte les défauts à la surface des échantillons grâce au mouvement de plates-formes d'instruments de précision, de dispositifs d'acquisition d'images et de technologies de traitement d'images numériques. Son avantage est que la vitesse de détection est rapide. Les équipements AOI se sont développés rapidement en Chine ces dernières années et peuvent être considérés comme présentant un potentiel de marché considérable. La technologie AOI obtient des images via des capteurs CCD ou CMOS, les convertit de l'analogique en numérique, les transmet à un ordinateur, les traite numériquement et les compare avec des images standard
