硅晶圆键合缺陷能用超声波检测吗？

水浸超声扫描显微镜可以检测硅晶圆键合缺陷

晶圆制造是半导体产业链的上游核心环节，对半导体产业的发展起着重要的支撑作用。为了减少不合格晶圆继续加工带来的成本负担，并提高半导体封装质量，水浸超声扫描显微镜对晶圆表面进行快速高效的缺陷检测，对晶圆出厂良品率非常有必要。

在晶圆制造过程中，化学气相沉积、光学显彰、化学机械研磨等环节都会使晶圆表面损伤，此外，晶圆再制造完成后会受到环境、设备等方面的影响也会在其表面产生缺陷。在早期生产过程中，往往只会采用“人工目视法”对晶圆表面缺陷进行筛选和分类。这种方法容易受人为主观因素影响，造成漏检率和误检率大幅度提升，严重影响晶圆质量的可靠性。

在半导体工业中，超声扫描显微镜检测晶圆缺陷，具备灵敏度高、分辨率高。利用超声换能器向被检工件发射短波，根据信号波声阻抗的差异化，以此判别缺陷位置，在经过软件的特殊功能，生成超声C扫描图像，可以找到晶圆缺陷。

晶圆镀层缺陷超声C-Scan图像

科技的快速发展，半导体工艺制程已由90nm发展到14nm，目视检测已经无法满足目前精度的需求，并且晶圆表面缺陷的数据越来越多，靠人力检查逐渐跟随不上市场需求。在半导体行业发展中，晶圆的价格比黄金还要昂贵，台积电的晶圆价格是全球最高的，一块3nm的晶圆高达2万美元，折合人民币14.3万元。所以无损检测设备对晶圆的质量检测非常重要。

超声扫描显微镜

目前晶圆缺陷检测主要利用超声法UT检测-水浸超声扫描显微镜，以水为传播介质，将信号波传送到样品内部，利用超声信号采集卡收集信号波，通过系统软件分析信号数据，来判断缺陷信息，利用特殊算法从图像中获取缺陷特征信息进行分类，并以列表形式显示缺陷位置信息。

缺陷位置信号波

各个缺陷位置信息

自动统计缺陷不良率

从采声超声扫描显微镜检测案例中，我们可以通过超声图像直接看到晶圆镀层缺陷质量，极大降低了人工检测带来的不确定性，提高了晶圆检测环节和精度。虽然表面缺陷检测技术已有较为成熟的工业应用，但由于晶圆表面缺陷的独特性质和晶圆表面缺陷检测技术对图像分辨率、检测精度以及检测实时性等方面的更高要求，通过这种声学扫描技术，为晶圆检测提供一个完善可行设备平台。