Defect Inspection

confovisMessaufgabenDefect inspection

Defect Inspection:
In Kombination mit 3D-Messungen

Um Produktionsprozesse besser zu kontrollieren und zu steuern, müssen (MEMS-)Wafer, Mikrofluidik-Wafer, etc. auf Fehlstellen untersucht (Defect Inspection) sowie 2D und 3D vermessen werden (Wafer Inspection). Durch Integration der Defekterkennung in das hochauflösende Messsystem WAFERinspect von Confovis entsteht ein Prozess-Kontroll-Instrument, mit dem die Defekte erkannt sowie sämtliche Strukturen 2D und 3D vermessen werden können.

Defect Inspection mit Confovis: Kleinere Strukturen zuverlässig erfassen

Insbesondere auf Wafern mit sehr unterschiedlichen Strukturen und erforderlichen Auflösungen von bis zu unter 1µ ist eine Defect Inspection herausfordernd und meist kostenintensiv. Die optischen Messsysteme von Confovis sind dank der Nutzung von Mikroskopoptiken in der Lage die gesamte Wafer-Oberfläche als großes Bild mit Shading Korrektur, aber auch „die-by-die“ auf Defekte zu analysieren. Indem der 3D-Bildstapel in z-Richtung auf Defekte durchsucht wird, können auch in mehrlagigen Strukturen beispielsweise Risse in tieferen Lagen erkannt werden.

Zur Analyse der Defekte ist eine regelbasierte Fehlerkennung mit anschließender Blob-Analyse genauso möglich wie die Nutzung künstlicher Intelligenz. Für die Defekterkennung setzt Confovis NeuroCheck Software ein, die Klassifikatoren verwendet, welche mittels KI (Künstliche Intelligenz) arbeiten. Die Auswertung und Klassifizierung der Defekte erfolgen nicht nur über Treshold-Werte, sondern über – auf neuronalen Netzen basierenden – Auswertungen. Die Klassifikatoren ermöglichen es neu auftretende Defekte anzulernen und zu kategorisieren. Dem Kunden stehen zusätzlich für das Training neuronaler Netze Open-Source-Tools wie Tensoflow, Keras oder Caffe zur Verfügung. Die automatisierte Defekterkennung profitiert stark von der hohen Übertragungsgeschwindigkeit mit echtzeitfähiger Hardware-Steuerung und Rechenprozessen auf FPGA und Grafikkarten mittels Cuda.

Auch die Anforderungen hinsichtlich Die-Placement im Fan-Out-Prozess lassen sich mit dem Confovis WAFERinspect erfüllen. Ebenso das Verrechnen von Koordinaten in verschiedenen Layern. Im Einrichtungsprozess oder bei Bedarf können auch Teile der Struktur (z.B. Bumps) binnen 2 Sekunden vollständig 3D vermessen werden, um die Ursache von Variationen über den Wafer oder das Panel zu ergründen.

Haarrisse in den mehrlagigen Prozessen werden überwiegend durch Spannungen in den Oberflächen erzeugt. Diese Haarrisse sind kontrastschwach und zumeist so schmal, dass sie an die Grenzen von lichtoptischen Methoden kommen. Durch die nanometergenaue Messmöglichkeit des konfokalen Confovis Sensors können Risse anhand der sich ändernden Oberflächentopographie erkannt werden insbesondere wenn diese durch Druckspannungen entstehen. Durch präventives Messen von Topographien an kritischen Stellen können so Prozesse optimiert werden bevor es zu Spannungsrissen kommt.

Probe Marks stellen besondere Anforderungen an die Defect Inspection

Die Kombination aus 2D-Defect Inspection und hochpräziser 3D-Messung ermöglicht eine quantitative Analyse von Veränderungen der Nadelabdrücke. So wird eine automatisierte Kombination aus Defect Inspection und 3D Messung der kritischen Probe Marks möglich um frühzeitig am Probing Prozess nachzusteuern.

Ein Prozess-Kontroll-Instrument für Defect Inspection & Metrologie

Dem Kunden steht mit dem WAFERinspect Messsystemen von Confovis eine universelle und kosteneffiziente Metrology Plattform zur Verfügung, die Defekterkennung und 2D-/3D-Messungen in einem System integriert. Die Datenübertragung an den Host erfolgt über SECS/GEM. Für das Wafer-Handling bei automatisierten Lösungen vertraut Confovis auf Wafer-Loader bzw. Handlingsysteme von Mechatronic Systemtechnik, die sich weltweit beim Handling von komplexen Wafern wie MEMS Wafern, Glas Wafern und Wafern mit hohem Warpage bewährt haben. Die Messungen erfolgen mit Genauigkeiten von 3 nm und Wiederholgenauigkeiten von 4 nm @ 3 Sigma (Beispiel an einer von der Physikalisch Technischen Bundesanstalt zertifizierten 50 nm Stufe). Auch ist eine genaue Vermessung von Winkeln, Abständen, Radien etc. möglich.

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