應用分享丨高階TDI線陣相機破局晶圓弱光高速檢測難題

無圖晶圓指的是在晶圓制備階段還未刻蝕任何圖形的晶圓，其任何微小缺陷都有可能在后續工藝中被放大，需及時檢測臟污、劃痕、崩邊等缺陷。

本期我們將聚焦無圖晶圓的外觀檢測，為您介紹埃科光電視覺檢測硬件如何有效提升該環節的生產效能與產品品質。

應用難點

（1）精度與效率難以平衡

大尺寸晶圓（如300mm）的外觀檢測面臨著檢測精度與效率難以平衡的難題：提高檢測速度易導致精度損失，而追求高精度往往會降低效率，這對檢測系統的視覺硬件與算法處理能力提出了雙重挑戰。

（2）微弱信號難以捕捉

無圖晶圓外觀檢測通常使用暗場檢測系統，暗場檢測利用反射光之外的散射光信號構造圖像。但實際操作中，表面平整度高的微小缺陷可能因散射光信號微弱難以被捕捉到；且環境光、視覺系統本身的噪聲等因素易引入背景干擾，影響對微弱散射信號的識別，導致誤判或漏檢，這對視覺檢測系統的靈敏度提出了更高要求。

埃科光電方案：高階TDI線陣相機

面對上述難題，埃科光電高階TDI線陣相機憑借優異性能逐個擊破，有針對性地解決了弱光高速環境下的無圖晶圓外觀檢測挑戰。

行頻突破1000kHz：兼顧精度與速度

埃科光電8K高階TDI線陣相機最高行頻達1000kHz，同系列16K分辨率相機最高行頻500kHz，搭配CoaXPress12數據接口，實現高速傳輸，兼顧高分辨率高速度成像。這意味著檢測系統在追求圖像細節同時無需犧牲生產節拍，大幅提升檢測效率。

紫外增強：精準識別微小缺陷信號

根據瑞利判據準則，成像系統的理論分辨率與光源波長正相關。波長越短，分辨率極限越高。因此，利用波長短的紫外光進行成像，天然具備探測更微小缺陷的能力。在晶圓外觀檢測中采用紫外反射成像，可捕捉到可見光無法探測的微小缺陷。

埃科光電該款高階TDI線陣相機提供高靈敏度紫外增強版本，其感光波段覆蓋200nm-1100nm，在266nm這一典型紫外應用波段的量子效率（QE）大于65.8%，擁有卓越的檢測精度與缺陷檢出率，可為晶圓微小缺陷檢出提供更高效精準的支持。

低讀出噪聲：還原圖像細節

工業相機的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的，實際成像目標之外的信號。噪聲會疊加在真實的圖像信號上，導致圖像出現“雜點”、顆粒”等干擾。在無圖晶圓暗場檢測環境中，由于曝光時間很短，成像信號弱，來自真實信號與來自暗電流的散粒噪聲都很小，此時主要的噪聲來源就是讀出噪聲，讀出噪聲成為影響成像質量的關鍵因素。

埃科光電高階TDI線陣相機內嵌精巧的電路設計及可靠的熱設計技術，讀出噪聲低至5.9e-，確保微小缺陷信號能被精準識別，把晶圓外觀缺陷“一網打盡”。

時間延遲積分技術：卓越信噪比

在無圖晶圓暗場檢測環境中，表面平整度高的微小缺陷可能因散射光信號微弱難以被捕捉到。時間延遲積分技術（TDI）可控制多行像素對同一目標逐行曝光，再通過多次累積來增強信號強度，能夠在保持高掃描速度的同時顯著提升靈敏度及信噪比。

埃科光電高階TDI線陣相機最高支持設置256線TDI階層，高掃描速度下依舊保留圖像細節，信噪比大幅提升，有效解決高速檢測中的響應不足和噪點問題，尤其適用于無圖晶圓外觀檢測。

機卡一體化方案：穩定視覺系統

在大視野無圖晶圓檢測中，連續高速工作會產生海量數據，此時圖像數據的穩定傳輸是保證系統效能的關鍵。埃科光電高階TDI線陣相機搭配8通道CoaXPress圖像采集卡（Vulcan-CXP12-8），可實現高達100Gbps圖像采集速度，單鏈路速度最高12.5Gbps，輕松實現大容量數據高速傳輸，從圖像采集到傳輸有效抵御電磁干擾，確保圖像數據穩定地傳輸到工控機中，為無圖晶圓檢測提供更高效穩定的硬件支持。

應用效果

崩邊

水印

線痕 

油污

產品參數

結語

隨著半導體工藝邁向后摩爾時代，視覺檢測是把控半導體產品質量的關鍵環節。埃科光電聚焦晶圓制備到封裝測試各工藝段，致力于為半導體行業全制程提供更高效、更精準的視覺檢測解決方案。

如需了解更詳細的應用案例、具體產品型號參數或定制化方案，歡迎咨詢！