Automated wafer loader using carbon fiber end-effectors for safer handling.

无需用手接触即可安全装载晶片，进行显微镜检测

在电子制造过程中对晶片进行质量控制的经济、可靠和高效的方法

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本文介绍了用于显微镜检测的自动硅晶片装载如何帮助改进微电子工艺控制和生产效率。人工搬运晶圆很可能会损坏脆弱的晶圆表面，从而增加成本，而自动化搬运则能确保更安全、更具成本效益的生产。自动晶片装载机在显微镜检测和制造方面的优势概述如下。

为什么晶片装载机对显微镜检测有用？

在生产环境中，不应使用镊子等工具手动处理硅晶片（见图 1）。只有在某些实验室应用中才允许人工搬运。在检查过程中，晶片必须保持完好无损，因为在生产过程中纠正损坏的晶片既复杂又昂贵。由于晶片易碎且昂贵，通常需要自动处理。在生产过程中，特别是在用显微镜检查晶圆表面有限区域的初始阶段，优先考虑的不仅是加工速度，还有可靠性和晶圆保护。人工搬运无法可靠地满足这些要求。因此，必须采用自动晶片装载程序 [1,2] 进行显微镜检测。

A type of micropatterned silicon wafer which was produced using automated wafer loading for microscope inspection.
图 1：一种采用 自动化晶圆装载 进行显微镜检测而制备的 微图案化硅晶圆。

使用晶片装载机有哪些优势？

与上述挑战相关的是，晶圆装载机的主要优势在于改进了工艺控制。装载机可以集成到工厂生产线中，从而更好地控制生产流程。此外，它还可与辅助检测站一起使用，帮助操作员进行缺陷分类和生成报告。装载机解决的另一个问题与关键晶片处理有关。有些晶圆，如 TAIKO® 晶圆 [3] ，边缘厚度为 3 或 4 毫米，中心厚度为 50 微米或更小，根本无法人工处理。其他问题可能与翘曲的薄晶圆有关，这意味着晶圆表面就像 "土豆片"，翘曲可达 6 毫米。在这种情况下，不仅需要使用晶片装载机将晶片从载体中取出并装回载体，还需要使用 DM8000 显微镜真空吸盘上的可移动环形支架，以保持晶片平整，便于检查 [4]。

有效装载晶片的解决方案

Semisyn - Astel 的 MIL8000 晶圆自动装载机和微距检测站 [5] 是一种有效的系统，可将晶圆自动装载到显微镜上，进行正面和背面微距检测。该系统专为与 Leica Microsystems 的 DM8000 显微镜 [6] 配合使用而设计（见图 2）。MIL8000 结构紧凑，因此无需复杂的接口或特殊的显微镜平台即可完成晶圆装载。使用 LED 照明可进行高效的宏观检查。晶圆背面检测采用非接触式伯努利装置，一次操作即可完成整个表面的检测。参考文献 7 显示了使用 MIL8000 进行晶片检测的示例。

The MIL8000 wafer autoloader and macro inspection station working with a DM8000 microscope.
图 2：MIL8000 晶圆自动加载器与宏观检测工作站，与 DM8000 显微镜 配合使用。

用于高效晶片检测的显微镜解决方案

DM8000 显微镜（见图 3）采用自动化、用户友好型操作和符合人体工程学的设计，有助于实现快速可靠的晶片检测 [6]。利用一系列可用的照明和对比方法，可以有效地检测和分析各种结构和缺陷，例如晶片上的划痕和污染。例如明视野、暗视野、偏振、微分干涉对比（DIC）、斜照、紫外线（UV）、红外线（IR）和荧光 [8-10]。显微镜有多种附件可供选择，例如在检查过程中可保持晶片平整的特殊真空晶片夹头。

The DM8000 M motorized microscope is a useful solution for daily advanced inspection of wafers, high wafer throughput, and inspection by multiple users using the same microscope.
图 3：DM8000 M 电动显微镜 是进行晶圆日常高级检测的有效解决方案，可实现 高晶圆检测通量，并支持 多个用户共用同一台显微镜进行检测。

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