半導(dǎo)體是工業(yè)領(lǐng)域最精密的技術(shù)結(jié)晶。隨著制程節(jié)點從7 nm、5 nm不斷邁向3 nm及以下,摩爾定律的極限使光學(xué)檢測精度面臨前所未有的挑戰(zhàn)。
紫外(UV)技術(shù)憑借更短的波長、更高的光子能量和獨特的光學(xué)特性,已成為應(yīng)對半導(dǎo)體極限精度挑戰(zhàn)的核心手段。然而,盡管UV光源亮度高,經(jīng)過光學(xué)傳輸和樣品散射后,到達(dá)探測器的有效光子信號仍極其微弱。如果缺乏高靈敏度成像手段,許多亞微米甚至納米級缺陷將難以被準(zhǔn)確識別。
因此,高靈敏度UV相機(jī)成為連接光源與檢測結(jié)果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它不僅決定了能否捕獲極弱信號,還直接影響檢測精度與效率。本文將系統(tǒng)解析半導(dǎo)體檢測中各典型UV波段的應(yīng)用特點與成像挑戰(zhàn),并結(jié)合實際案例,幫助您在不同檢測場景下選擇最合適的UV相機(jī)。
1.?365nm :微米級高速巡檢
365 nm?屬于?UVA(315–400 nm)波段,其波長短于可見光,能夠?qū)崿F(xiàn)更小的衍射極限和更高分辨率。與深紫外相比,365 nm?光源與光學(xué)器件成熟度更高、成本更低,檢測效率更高,因此常用于半導(dǎo)體后道封裝與測試環(huán)節(jié)中的大范圍巡檢及微米級缺陷快速篩查。
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圖1-1:半導(dǎo)體后道封測典型場景與缺陷示例
·?相機(jī)需兼具高紫外靈敏度與高速幀率,以滿足產(chǎn)線高速掃描要求。· 常規(guī)高速工業(yè)相機(jī)在紫外波段響應(yīng)有限,量子效率通常低于30%,難以在高幀率下進(jìn)行高信噪比成像。
3)相機(jī)推薦

圖1-2:UVA紫外相機(jī)推薦
Libra UV在365 nm波段量子效率達(dá)到48%,在UVA相機(jī)中達(dá)到了上游水平,確保檢測精度;152?fps的高幀率結(jié)合全局快門,可確保高速移動的產(chǎn)線平臺上獲得清晰圖像,滿足高速生產(chǎn)線對效率的要求。
2.?266nm: 亞微米高精度檢測
1)應(yīng)用背景:
?266 nm?屬于?UVC(100–280 nm)波段,光子能量更高,波長更短,能夠揭示亞微米級缺陷并提供高對比度成像。典型應(yīng)用包括前道晶圓暗場缺陷檢測、薄膜厚度及均勻性分析,以及光致發(fā)光實驗。
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圖2-1:半導(dǎo)體晶圓暗場檢測(散射信號極其微弱)
· 受硅基探測器材料限制,普通傳感器難以達(dá)到專業(yè)檢測所需的靈敏度水平。

圖2-2:UVC相機(jī)推薦
Gemini 8KTDI不僅在266 nm波段的紫外量子效率達(dá)到63.9%的高水平,使用?TDI(時間延遲積分)功能還能進(jìn)一步提升紫外成像信噪比,降低深紫外光在空氣中吸收所造成的信號衰減影響。
高速行頻(1?MHz @ 8K TDI)結(jié)合鑫圖穩(wěn)定制冷技術(shù)和高精度DSNU/PRNU校正技術(shù),不僅可抑制熱噪聲干擾,還能為成像提供更均一的成像背景,滿足前道晶圓檢測高速、高精度缺陷分析的需求。
3)193nm:納米級工藝關(guān)鍵節(jié)點
1)應(yīng)用背景:
?193 nm?位于?DUV(100–200 nm)深紫外波段,是光刻環(huán)節(jié)的核心光源(ArF 準(zhǔn)分子激光),在?20 nm?及更先進(jìn)工藝中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在檢測環(huán)節(jié),193 nm?被廣泛用于掩膜版缺陷檢測與光刻膠圖形驗證,可揭示亞微米甚至納米級缺陷,從而實現(xiàn)高精度工藝監(jiān)控。

圖3-2:半導(dǎo)體暗場缺陷檢測圖像示例
2)成像挑戰(zhàn):
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·?193?nm?光在空氣中會被氧氣和水汽強(qiáng)烈吸收,導(dǎo)致信號衰減;長光程應(yīng)用甚至需要在真空或惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行。
· 常規(guī)硅基探測器對高能?193?nm?光子響應(yīng)有限,通常需采用背照式(BSI)芯片,并輔以特殊優(yōu)化工藝以提升量子效率。
· 為確保弱信號條件下的高信噪比成像及長時間穩(wěn)定運行,相機(jī)需具備深度制冷和低噪聲設(shè)計。
3)相機(jī)推薦:
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圖3-3:DUV EUV 相機(jī)推薦
4. ?紫外相機(jī)選型策略總結(jié)
從UVA到EUV,紫外波長越短,檢測難度越大,對相機(jī)性能的要求也越高:相機(jī)必須具備更高的量子效率(QE)、更低的噪聲水平以及更優(yōu)的系統(tǒng)穩(wěn)定性,才能在極弱信號條件下保持清晰可靠的成像。作為國內(nèi)極少數(shù)覆蓋從UVA至EUV全鏈路成像解決方案的紫外相機(jī)方案提供商,鑫圖可為您匹配各類檢測環(huán)節(jié)所需的高可靠性產(chǎn)品與性能保障。