ONTO Celero-PL化合物半导体缺陷检测_SiC_GaN亚表面缺陷_Celero PL|优尼康科技ONTO Celero-PL 化合物半导体缺陷检测系统
面向 SiC / GaN 化合物半导体的表面与亚表面晶体缺陷检测,5 检测通道含光致发光(PL)
产品介绍
ONTO Celero-PL 是优尼康科技代理的化合物半导体缺陷检测系统,专为碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN)晶圆及外延层的表面与亚表面缺陷检测和分类而设计。
随着化合物半导体在功率器件、射频与光电子领域的快速渗透,行业对 SiC、GaN 材料的晶体质量管控需求显著提升。Celero-PL 利用基于激光的相位检测与成像功能,结合定制化光学与图像处理算法,通过多光源、多传感器通道,可检测、测量并成像块状晶圆与外延层相关的各类次表面晶体缺陷、表面颗粒、划痕、凹坑、表面污染、污渍、点状与块状晶圆应力、空隙与夹杂物,以及晶圆边缘的崩边与裂纹。
设备提供手动、自动开盒与 EFEM 多种晶圆处理选项,兼顾研发与大批量生产,以较低的单次拥有成本提供同类较好的吞吐量与灵敏度,适配快速增长的化合物半导体市场。
行业验证Onto Innovation 是工艺控制领域的全球领先企业,缺陷检测产品覆盖裸硅到先进封装的全流程。优尼康科技(翌颖科技)作为 ONTO 缺陷检测系统中国区代理,提供本地化的选型咨询、安装培训与售后支持。
核心优势
五通道含 PL 检测配备光致发光(PL)、偏振、斜面、明场、暗场共 5 个检测通道,PL 通道可揭示外延层亚表面晶体缺陷(层错、基面位错、微管、三角形缺陷等),从多物理维度区分缺陷类型。
亚表面晶体缺陷映射支持基底至外延层缺陷映射(次缺陷映射),全表面扫描正面、背面与边缘,配合亚纳米级成像灵敏度,定位缺陷在衬底与外延层中的分布。
宽厚度晶圆兼容可稳定处理 100 μm 超薄至 10 mm 厚型晶圆,覆盖减薄晶圆(含薄膜框架处理)、厚晶圆与种子晶圆的表面与次表面检测。
多场景晶圆处理提供手动、自动开盒与 EFEM 多种处理选项,兼顾研发实验室与大批量产线,部署灵活,适配不同产能需求。
不旋转边缘接触设计系统采用不旋转设计,晶圆边缘接触面积小,降低脆性化合物半导体在检测过程中的边缘损伤风险。
智能自动化缺陷分类搭载基于图像的缺陷自动分类功能,支持在线与离线双模式复检,可自动判别缺陷种类并归类尺寸与位置。
典型行业应用
SiC 衬底晶体缺陷
GaN 外延层缺陷
减薄晶圆检测
microLED / VCSEL 材料
AR / VR / MR 材料
跨晶圆应力映射
晶圆卡盘污染
雾度检测与量测
翘曲晶圆计量
厚晶圆 / 种子晶圆
应用详解
| 应用领域 | 测量场景 | 典型样品 |
|---|
| SiC 质量管控 | 检测碳化硅(SiC)衬底与外延层中的层错、基面位错、微管、三角形缺陷、微凹坑簇等晶体缺陷,评估外延良率。 | SiC 衬底、SiC 外延片 |
| GaN 质量管控 | 检测氮化镓(GaN)晶圆与外延层中的晶体缺陷与亚表面异常,支撑射频与功率器件工艺。 | GaN 晶圆、GaN 外延片 |
| 减薄晶圆检测 | 对减薄至 100 μm 量级的晶圆(含薄膜框架处理)进行表面与次表面缺陷扫描,监控研磨后显现缺陷。 | 减薄晶圆、薄膜框架晶圆 |
| 光电子材料 | 面向基于晶圆的 microLED、VCSEL、边发射激光材料,以及 AR/VR/MR 相关材料与结构进行缺陷率统计。 | microLED / VCSEL 材料 |
| 应力与雾度 | 进行跨晶圆与点应力映射,检测雾度、翘曲晶圆计量,评估材料一致性与工艺均匀性。 | 厚晶圆、种子晶圆 |
测量原理
激光相位检测与成像
Celero-PL 利用基于激光的相位检测和成像功能,结合定制化光学与图像处理算法,通过多光源、多传感器通道获取缺陷信号。光致发光(PL)、偏振、斜面、明场、暗场 5 个通道从不同物理维度采集信息,可区分衬底与外延层的次表面晶体缺陷、表面颗粒、划痕、凹坑、污染与应力等特征。
基底至外延层缺陷映射
系统对晶圆正面、背面与边缘进行全表面扫描,配合亚纳米级成像灵敏度,实现基底至外延层的缺陷映射(次缺陷映射)。不旋转设计使晶圆边缘接触面积小,适配脆性化合物半导体,兼顾缺陷检出能力与样品保护。
测量能力与承载方案
多处理选项支持手动、自动开盒与 EFEM 自动化处理,兼顾研发实验室与大批量产线,灵活适配不同产能的晶圆检测需求。
宽厚度晶圆适配可稳定处理 100 μm 超薄至 10 mm 厚型晶圆,覆盖减薄晶圆(含薄膜框架处理)、厚晶圆与种子晶圆的表面与次表面检测。
不旋转边缘接触不旋转设计使晶圆边缘接触面积小,降低脆性化合物半导体在检测过程中的边缘损伤风险,适合 SiC、GaN 等硬脆材料。
自动缺陷分类基于图像的缺陷自动分类可自动判别缺陷种类、归类尺寸与位置,并可在软件中直接放大观察缺陷状态,支持在线与离线双模式复检。
产品技术参数
| 参数名称 | 规格 |
|---|
| 晶圆尺寸 | 100 – 300 mm |
| 颗粒缺陷灵敏度 | ≥90 nm(PSL) |
| 表面污染灵敏度 | ≥5 Å |
| 晶圆厚度范围 | 薄:≥100 μm / 厚:≤10 mm |
| 检测通道 | 光致发光(PL)、偏振(Polarization)、斜面(Slope)、明场(Bright Field)、暗场(Dark Field) |
| 检测面 | 正面 / 背面 / 边缘(FS / BS / Edge)全区域 |
| 成像灵敏度 | 亚纳米级 |
| 晶圆处理 | 手动 / 自动开盒 / EFEM |
| 缺陷映射 | 基底至外延层缺陷映射(次缺陷映射) |
| 晶圆接触 | 不旋转设计,边缘接触面积小 |
| 工作模式 | 在线 / 离线 双模式复检 |
| 缺陷管理 | 基于图像的自动分类、缺陷位置刻标、缺陷图与报告 |
| 完整参数(扫描时间、重复性、自动化配置等)请联系客服获取 |
软件与缺陷管理
多探测器数据融合软件使用来自多个探测器任意组合的数据生成缺陷图与报告,可输出缺陷地图、缺陷数量、彩色编码缺陷与缺陷尺寸,支持基底至外延层缺陷映射。
自动分类与定位基于图像的缺陷自动分类可在软件中直接放大观察缺陷状态,并支持缺陷位置刻标,便于后续失效分析与在线 / 离线双模式复检。
五通道成像Celero-PL 通过 5 通道成像对 SiC / GaN 晶圆进行全表面(正面 / 背面 / 边缘)扫描,可区分层错、基面位错、微管、三角形缺陷等亚表面晶体缺陷,并借助基底至外延层缺陷映射定位缺陷分布。
应用图集
以下为 ONTO Celero-PL 的典型测量与应用实景
本地化服务与技术支持
ONTO Celero-PL 由 Onto Innovation 制造,优尼康科技作为其中国区代理,提供从选型咨询、安装培训到售后的本地化技术支持。如需评估样品适用性,可寄送样品或由工程师协助测试,确认测量方案后再行采购。
客户评价
“SiC 外延的层错和微管一直难检,PL 通道把亚表面缺陷也抓出来了,对碳化硅良率提升帮助很明显。”
—— 某 SiC 功率器件企业 工艺岗位
“减薄到 100 多微米还能稳定扫,薄膜框架处理也支持,我们的薄晶圆检测终于不用愁了。”
—— 某化合物半导体研发团队
“厚晶圆到 10 mm 也能上机,手动 / 自动开盒切换方便,研发验证和小批量产线都够用。”
—— 某 GaN 器件制造企业
常见问题
Celero-PL 主要检测什么?+
Celero-PL 面向无图案晶圆与外延层的表面和次表面缺陷与污染检测,专为碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN)等化合物半导体设计。可检测块状晶圆与外延层相关的次表面晶体缺陷(层错、基面位错、微管、三角形缺陷等)、表面颗粒、划痕、凹坑、污染、污渍、点状与块状晶圆应力、空隙与夹杂物,以及晶圆边缘的崩边与裂纹。
为什么需要 PL 光致发光通道?+
化合物半导体的关键缺陷(如外延层中的层错、基面位错、微管)多位于亚表面,常规明场 / 暗场难以识别。光致发光(PL)通道通过激发材料荧光响应,可揭示外延层亚表面晶体缺陷并完成基底至外延层缺陷映射,是 SiC / GaN 质量管控的重要能力。
支持哪些晶圆尺寸和厚度?+
晶圆尺寸支持 100–300 mm;晶圆厚度覆盖 100 μm 超薄至 10 mm 厚型,包含减薄晶圆(含薄膜框架处理)、厚晶圆与种子晶圆的表面与次表面检测。
上料方式有哪些?+
支持手动、自动开盒与 EFEM 三种晶圆处理选项,兼顾研发实验室与大批量产线,可灵活适配不同产能的检测需求。
检测灵敏度是多少?+
颗粒缺陷灵敏度 ≥90 nm(PSL),表面污染灵敏度 ≥5 Å,成像为亚纳米级。检测通道为光致发光(PL)、偏振、斜面、明场、暗场共 5 个通道。
和 PrimaScan 系列其他几款如何选?+
四款同属 ONTO 缺陷检测产品线:Celero-PL 面向 SiC / GaN 等化合物半导体的亚表面晶体缺陷检测,具备光致发光(PL)第 5 通道;PrimaScan 为无图形晶圆与均质膜层的量产主力;PrimaScan R&D 为研发与实验室手动上料机型;PrimaScan P 面向玻璃面板与先进封装(AICS / FOPLP)。具体差异见本页底部选型对比表。
ONTO 缺陷检测系统选型对比
| 对比项 | PrimaScan | PrimaScan R&D | PrimaScan P | Celero-PL |
|---|
| 检测对象 | 无图形晶圆 / 均质膜层 | 研发、实验室晶圆与试样 | 玻璃面板(AICS / FOPLP) | 化合物半导体(SiC / GaN)亚表面 |
| 检测通道 | 偏振 / 斜面 / 明场 / 暗场(4) | 偏振 / 斜面 / 明场 / 暗场(4) | 偏振 / 斜面 / 明场 / 暗场(4) | PL / 偏振 / 斜面 / 明场 / 暗场(5) |
| 样品尺寸 | 100–300 mm | 最大 300 mm(手动独立式) | ≤600 × 600 mm 面板 | 100–300 mm |
| 颗粒灵敏度 | ≥90 nm(PSL) | ≥90 nm(PSL) | ≥150 nm(PSL) | ≥90 nm(PSL) |
| 表面污染 | ≥5 Å | ≥5 Å | ≥5 Å | ≥5 Å |
| 厚度范围 | ≥100 μm – ≤7 mm | ≥100 μm – ≤7 mm | ≥100 μm – ≤5 mm | ≥100 μm – ≤10 mm |
| 上料方式 | 手动 / 卡匣 / SMIF / EFEM | 独立式手动上料 | 手动 / EFEM 自动化 | 手动 / 自动开盒 / EFEM |
| 典型应用 | 来料质检 / 在线工艺监控 | 研发与实验室缺陷分析 | 先进封装玻璃面板 QC | SiC / GaN 晶体缺陷分类 |
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