光刻胶涂膜后产生的表面缺陷主要来自三个环节：
涂胶前：衬底清洗不彻底、环境颗粒沉降、设备残留。
涂胶中：光刻胶本身含颗粒、过滤不充分、旋涂时气泡破裂。
涂胶后：软烘不充分导致溶剂挥发不均、凝胶点（gel particle）、环境二次污染。
这些缺陷会直接传递到后续光刻与刻蚀工艺，导致 CD 偏差、桥连、断线、孔洞等问题。在 7nm 以下节点，单个 50 nm 颗粒就能让一片晶圆报废。因此涂胶后全片缺陷扫描是 Fab 量测实验室的标准动作。
光刻胶缺陷检测面临三个挑战：
缺陷类型多样：颗粒（particle）、孔洞（pit）、凸起（bump）、划伤（scratch）、凝胶点（gel）、底膜残留（residue）形态各异，需要设备能同时识别多种类型。
对软胶不损伤：光刻胶是软物质，接触式检测（如 SEM/TEM 切片）会破坏样品；非接触式光学扫描是更合适。
通量要求高：量产场景下每片晶圆都要扫描，扫描时间要在 1-3 分钟以内。
对这些问题，ONTO PrimaScan 缺陷检测系统用非接触光学扫描 + 智能分类算法是当前主流方案。
ONTO PrimaScan 是 ONTO Innovation 旗下的薄膜表面缺陷检测系统，专为光刻胶、PI、介质膜等薄膜表面缺陷检测设计。它用非接触光学扫描（明场 + 暗场双模式）结合 AI 分类算法，可自动识别并分类 Pits/Bump、Film Defect、Particle 三类缺陷。
| 项目 | ONTO PrimaScan 缺陷检测系统 |
|---|---|
| 量测模式 | 非接触光学扫描（明场 + 暗场） |
| 晶圆尺寸 | 200mm / 300mm 全幅 |
| 扫描时间 | 1-2 分钟 / 8 英寸晶圆 |
| 缺陷分类 | Pits/Bump、Film Defect、Particle 三类自动分类 |
| 缺陷尺寸范围 | 约 0.1 μm 至数百 μm |
| 输出 | 缺陷 map + 分类统计 + 高倍显微图（点击缺陷位置） |
ONTO PrimaScan 的核心优势是自动分类 + 高倍回看。扫描结束后，软件会自动把每个缺陷按形态分类（颗粒、孔洞、线状缺陷），并给出每个缺陷的坐标与尺寸。点击任意缺陷位置，软件会自动跳转到该位置的高倍显微图，工程师可以直接判断缺陷类型与可能来源。
作为参考，下表为ONTO 原 LUMINA对一片光刻胶涂膜晶圆做缺陷扫描的实测结果（已脱敏处理）：
| 缺陷类型 | 数量 | 说明 |
|---|---|---|
| Pits/Bump | 160 | 孔洞与凸起，可能来自涂胶气泡或凝胶点 |
| Film Defect | 419 | 线状/条状膜缺陷，可能来自旋涂不均或烘烤温度场不均 |
| Particle | 2154 | 颗粒，可能来自环境颗粒沉降或光刻胶过滤不充分 |
| 总计 | 2733 | 主要问题：颗粒污染（占 79%） |
从缺陷分布看，颗粒（Particle）占 79%，是本次涂膜工艺的主要问题。建议排查方向：
涂胶前衬底清洗（SC1/SC2 配比、超声时间）
涂胶环境颗粒度（FFU 过滤效率、洁净度等级）
光刻胶本身过滤（0.1-0.2 μm 终端过滤器是否堵塞）
旋涂机本身的颗粒源（吸盘、真空管路）
对 Film Defect（线状/条状缺陷），主要看分布是否呈"同心圆"或"辐射状"，前者通常是旋涂加速度异常，后者通常是烘烤热场不均。
市面上缺陷检测设备种类很多，ONTO PrimaScan 与其他主流设备的定位差异如下：
| 设备 | 适用对象 | 光源 | 缺陷尺寸 | 应用 |
|---|---|---|---|---|
| ONTO PrimaScan | 薄膜表面（光刻胶、PI、介质） | 明场 + 暗场光学 | 0.1-500 μm | 涂膜后全片扫描 |
| ONTO Celero-PL | 化合物半导体晶圆 | 明场 + 暗场光学 | 0.3-500 μm | III-V 族/InP 缺陷扫描 |
| 28/39xx 系列 | 裸片/图案片 | 深紫外激光 | 20-100 nm | 光刻后图形缺陷 |
| Surfscan 系列 | 裸片颗粒 | 激光散射 | 30 nm 以上 | 裸片颗粒监控 |
| eDR 系列 | 图案片高分辨 | 电子束 | 10 nm 以下 | 仲裁级高分辨 |
简而言之：涂膜后薄膜表面缺陷扫描用 ONTO PrimaScan；化合物半导体晶圆用 ONTO Celero-PL；裸片/图案片缺陷扫描用 28/39xx 或 Surfscan。它们在产线上的位置不同，不能互相替代。
答：涂膜后薄膜表面缺陷扫描用 ONTO PrimaScan（非接触光学扫描 + 智能分类）；光刻后图形片缺陷扫描用 KLA 28/39xx 系列（深紫外激光 + 模式匹配）。两台设备在产线上的位置不同，不能互相替代。
答：1-2 分钟。ONTO PrimaScan 的全幅扫描速度在薄膜缺陷检测仪中属于较快的水平，适合量产线 inline 监控。
答：ONTO PrimaScan 的缺陷尺寸下限约 0.1 μm（100 nm）。对 100 nm 以下的颗粒，KLA Surfscan 系列（激光散射）或 28xx 系列（深紫外）更合适。
答：ONTO PrimaScan 用 AI 分类算法，对典型 Pits/Bump、Film Defect、Particle 三类缺陷的分类准确率约 90-95%。对边缘案例（介于颗粒与孔洞之间），软件会标记为"待人工判定"，需要工程师看高倍回看图判断。
答：ONTO PrimaScan 是全自动化设备，可以配 SECS/GEM 接口与产线 MES 系统对接，实现无人值守扫描 + 自动判定 + 自动上传数据。具体对接方式请联系我们的应用工程师。
关于优尼康科技
优尼康科技成立于 2012 年，是 ONTO Innovation 旗下 PrimaScan 缺陷检测系统在中国区的授权代理。我们提供 PrimaScan 销售、Recipe 调试与缺陷分类应用支持。
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ONTO PrimaScan R&D 缺陷检测系统 → 研发与小批量场景的缺陷检测系统。
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