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LIS激光断层扫描仪

应用范围

用于检测各种材料,如: •半导体材料
• 铁磁性材料
• 功能陶瓷
•单晶

一般性描述
激光断层扫描仪是基于InOS(与ITME合作)发展起来的,利用红外激光散射技术检测半导体 晶圆片。该仪器的工作原理如图1所示:Nd:YAG激光束(1.06mm)聚焦于样品边缘,并进入 晶圆片内部。样品内部的缺陷散射光束可通过带有红外CCD摄像机的显微镜沿垂直于照明光束 的方向进行观察。样品可由计算机控制并沿X轴自动扫描,扫描范围为0-50mm,因此可通过 电脑显示器观察材料的二维缺陷。

视场范围和图像像素尺寸取决于所用显微镜的放 大率。参数如表格1所示: 
 
表1 图像参数表
物体放大倍率
图像像素尺寸(mm)
视场范围大小(mm)
5x
1.7 x 1.7
785 x 785
10x
0.7 x 0.7
400 x 400
20x
0.4 x 0.4
220 x 220
40x
0.2 x 04
108 x 108

 

•沿Z轴移动样品,可以对晶圆片分层成像。

•沿Y轴移动样品,可以调节观察区域。表2列出 了合适的移动参数。

 

表2 样品移动参数

轴向
操作
移动方式
范围(mm)
精度(mm)
X
样品扫描
自动
0 - 50
1.25
Y
观察区域的调整
手动
0 - 25
10.0
Z
样品分层
手动
0- 2.5
1.0

•激光断层扫描仪的操作、图像采集及处理均通过与装置配套的特定电脑软件来实现。

•探测尺寸较小的缺陷和观测其分布情况对于处理半导体材料非常重要,尤其是高科技微电子装 置。表3列出了激光断层扫描仪的技术参数。  

外形尺寸
660x450x300 mm
(不包含分级引擎驱动、电脑和监视器等)

照明部分

Nd:YAG (1.06mm) 激光器, 样品内部的光束直径小于50mm
观测设备
红外CCD摄像机, 512x512 像素, 4个可交换显微镜物体.
软件
特定的InOS 软件

 

样品的扫描数据

 
下面的曲线展示了使用激光断层扫描仪的方法和一些样品如GaAs 和Si圆片的扫描图像。图2展示 了带有标记的半晶圆片的扫描方案,而图3展示了同一区域的放大图像。 
图4 显示了位于晶圆片表面微电子装置中Si圆片(边界 结构)扫描区域放大后的示意图。四个扫描层和微电 子装置如图中标记所示。扫描断层的厚度为10mm,两 个层面的间距为30mm。
 
图5显示了Si晶片的扫描图像。利用特殊的照明技术观测晶圆片表面,
以至于位于扫描面下面的微电子线路部分是可见的。每一个图像都 展示了5个图像缺陷:带有微电子结构的晶圆片和间距为30mm的四
个晶片层面。图像描述中给出了扫描长度和宽度。我们可以看出微 电子结构导致晶片材料的不均匀。
 
激光断层扫描技术对于检测晶片质量非常必要,这样制造商便可以优化技术参数或者处理晶片。

 

 

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