ONTO PrimaScan晶圆缺陷检测_无图形晶圆缺陷检测_薄膜缺陷检测仪|优尼康科技ONTO PrimaScan 晶圆缺陷检测系统
面向无图形晶圆与均质膜层的高灵敏度全表面缺陷与污染检测,兼顾研发与量产
产品介绍
ONTO PrimaScan 是优尼康科技代理的晶圆缺陷与污染检测系统,由 Onto Innovation(原 Lumina 缺陷检测业务整合至 ONTO 旗下)提供,适用于无图形晶圆、均质膜层、裸片及光掩模的全表面缺陷检测。
PrimaScan 采用专属光学与传感技术的激光散射(laser scatterometry)与成像方案,可在大批量生产场景下稳定检测不透明、透明及半透明衬底上的纳米级缺陷,精准识别并成像颗粒、划痕、凹坑、污染、污渍、膜层或晶圆应力、空洞、内含物,以及晶圆边缘崩边与裂纹,满足来料质检与在线工艺监控的双重需求。
系统支持多种尺寸、材料及承载形式,凭借多通道检测与基于图像的缺陷自动分类能力,可兼容 SiC 器件、微流控、AR/VR/MR 等领域的工艺监控。该机型是 ONTO 缺陷检测产品线的主力量产型号,承接原 Lumina AT1/AT2 系列的技术路线并统一至 ONTO PrimaScan 品牌。
行业验证Onto Innovation 是工艺控制领域的全球企业,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
多通道全表面检测配备偏振、斜面、明场、暗场 4 大检测通道,覆盖晶圆正面、背面与边缘区域的扫描与亚纳米级成像,从不同物理角度快速区分缺陷类型。
内部缺陷与应力检测可输出内部缺陷深度报告,检测内部应力与折射率变化,支持透明衬底正反面同步检测,并具备动态翘曲弯曲补偿能力。
宽范围晶圆适配兼容 100–300 mm 晶圆,可稳定处理 ≥100 μm 超薄晶圆至 ≤7 mm 厚衬底,适配多样工艺与异形样品。
多样化承载与上料支持晶圆、光掩模、薄膜框架、JEDEC 托盘、凝胶包装等多种承载,提供手动、卡匣、SMIF、EFEM 灵活上料方式。
智能自动化缺陷管理搭载基于图像的缺陷自动分类功能,可自动判别缺陷种类、归类缺陷尺寸与位置,提升检测效率与一致性。
在线 / 离线双模式复检同时支持产线在线监控与实验室离线分析,满足研发验证与量产全场景使用,单次检测成本低。
典型行业应用
来料晶圆质量检测
光刻胶涂覆缺陷
薄膜/金属膜缺陷
光掩模坯件污染
晶圆吸盘污染
单分子层残留检测
SiC 器件工艺监控
微流控玻璃镀膜
AR/VR/MR 检测
雾度检测与量测
应用详解
| 应用领域 | 测量场景 | 典型样品 |
|---|
| 来料晶圆质检 | 对入厂无图案晶圆与均质膜层进行全表面污染与缺陷扫描,拦截颗粒、划痕、污渍等来料风险。 | 裸硅、化合物半导体、玻璃晶圆 |
| 在线工艺监控 | 在光刻胶涂覆、薄膜沉积、CMP 等工序后检测缺陷与污染,支撑工艺窗口控制。 | 涂覆/镀膜晶圆、减薄晶圆 |
| 光掩模与吸盘 | 检测光掩模坯件表面污染、晶圆吸盘转运带来的颗粒与污渍,保障前道洁净度。 | 光掩模、载具、吸盘 |
| 透明衬底缺陷 | 对透明/半透明基材一次扫描分离表面、内部与底部特征,识别内应力、空洞与夹杂物。 | 玻璃、蓝宝石、键合晶圆 |
| 先进材料与器件 | 面向 SiC 器件、微流控、AR/VR/MR 微透镜阵列的内部应力、气隙、溢胶等检测。 | SiC 晶圆、微流控玻璃、微透镜阵列 |
测量原理
激光散射与多通道成像
PrimaScan 利用专属光学与传感技术,通过激光散射与成像结合的方式获取缺陷信号。偏振、斜面、明场、暗场四个通道从不同物理维度采集信息,可区分污渍、薄膜不均匀性、划痕、表面形貌、颗粒与内含物等不同类型的缺陷特征。
全表面与亚表面成像
系统对晶圆正面、背面与边缘(FS/BS/Edge)进行全区域扫描,并提供亚纳米级成像灵敏度。对透明衬底可同步描述表面、内部与底部缺陷,结合动态翘曲补偿,保证超薄易碎样品的测量稳定性。
测量能力与承载方案
多承载与多上料支持晶圆、光掩模、薄膜框架、JEDEC 托盘、凝胶包装等承载,手动、卡匣、SMIF、EFEM 多种上料方式可选,适配研发与量产环境。
缺陷位置刻标具备缺陷位置刻标功能,便于缺陷精准定位与后续分析,提升复检与失效分析效率。
翘曲与应力补偿支持动态翘曲弯曲补偿,可处理高翘曲、超薄易碎样品,降低背面干扰对测量的影响。
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。
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:≤7 mm |
| 检测通道 | 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 |
| 上料方式 | 手动 / 卡匣 / SMIF / EFEM |
| 承载形式 | 晶圆、光掩模、薄膜框架、JEDEC 托盘、凝胶包装 |
| 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。
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复检。
多通道成像PrimaScan 通过多通道成像生成彩色编码缺陷图,可在一张图中区分颗粒、划痕、污渍与应力等缺陷类型,辅助工艺快速定位。
应用图集
以下为 ONTO PrimaScan 的典型测量与应用实景
本地化服务与技术支持
ONTO PrimaScan 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
“在晶圆来料检验环节,全表面扫描帮我们一次性看到正面、背面和边缘的颗粒与污渍,比起抽检更有信心,来料风险下降明显。”
—— 某功率器件制造企业 来料质检岗位(基于公开仪器技术指标)
“多通道成像对不同类型缺陷的区分很直观,软件自动分类后我们能把划痕、污渍和应力分开统计,工艺反馈更快。”
—— 某化合物半导体研发团队(基于公开仪器技术指标)
“透明衬底的正反面同步检测省去了翻面工序,超薄样片也不用担心吸附损伤,稳定性满足我们的在线监控要求。”
—— 某微流控 / 光电材料实验室(基于公开仪器技术指标)
常见问题
PrimaScan 能检测哪些缺陷?+
PrimaScan 可检测并成像颗粒、划痕、凹坑、表面污染、污渍、膜层或晶圆应力、空洞、内含物,以及晶圆边缘崩边与裂纹。借助偏振、斜面、明场、暗场四个通道,可从不同物理维度区分缺陷类型。
检测灵敏度与适用晶圆尺寸是多少?+
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。兼容 100–300 mm 晶圆,晶圆厚度范围从 ≥100 μm 超薄衬底到 ≤7 mm 厚衬底均可稳定处理。
透明或半透明衬底能测吗?+
可以。PrimaScan 适用于不透明、透明及半透明衬底,对透明基材可一次扫描分离表面、内部与底部特征,检测内部应力、折射率变化与空洞等亚表面信息,并支持动态翘曲补偿。
上料方式和承载形式有哪些?+
支持晶圆、光掩模、薄膜框架、JEDEC 托盘、凝胶包装等多种承载;上料方式提供手动、卡匣、SMIF、EFEM 可选,兼顾研发实验室与大规模量产线的使用需求。
PrimaScan 与 PrimaScan R&D、PrimaScan P、Celero-PL 有什么区别?+
四款同属 ONTO 缺陷检测产品线:PrimaScan 为量产主力,面向无图形晶圆与均质膜层;PrimaScan R&D 为独立式手动上料研发机型,光斑更小、像素分辨率更高;PrimaScan P 面向玻璃面板与先进封装(AICS/FOPLP);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。具体差异见本页底部选型对比表。
能否接入产线做在线监控?+
可以。PrimaScan 同时支持在线与离线双模式复检,配合 EFEM 等自动化上料,可部署于来料质检与在线工艺监控场景,并通过软件输出缺陷图与报告,支撑工厂数据分析。
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 – ≤7 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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