Saturn 3520 激光点共焦螺旋扫描检测设备
纳米级 激光点共焦 多通道同步
Saturn 系列

Saturn 3520

激光点共焦螺旋扫描晶圆缺陷检测设备

Laser Scanning Confocal Spiral Wafer Defect Inspection System

专为无图形晶圆(Si、SiC、GaN、GaAs)衬底片与外延片研发的纳米级高精度晶圆缺陷检测旗舰系统。创新采用激光点共焦螺旋扫描技术,集成明场、暗场、形貌、相位及光致发光等多通道同步检测架构,突破传统光学检测灵敏度极限,是保障高端功率器件与射频芯片衬底质量的战略性核心装备

60nm
检测灵敏度
多通道同步
明/暗/形貌/PL
≥99%
检测重复性

核心卖点

纳米级极致灵敏度

检测灵敏度高达60纳米,捕捉对器件性能有致命影响的纳米尺度缺陷

激光点共焦螺旋扫描

独创螺旋扫描路径与共焦光学设计,实现高保真、高信噪比信号采集

超多通道同步检测

集成明场/暗场/形貌/相位/光致发光多通道,同步获取缺陷多维度特征

高通量双模式运行

高产率模式高灵敏度模式灵活切换,平衡速度与精度

工业级高可靠性

检测重复性不低于99%,为纳米级缺陷的工艺溯源提供稳定数据基准

智能数据管理与追溯

多通道同位对比、云服务数据追溯自动分拣,构建完整质量闭环

纳米级检测性能

检测灵敏度与双模式通量树立行业新标杆

60nm 超高灵敏度

Nanometer Sensitivity

Saturn 3520 的核心性能指标达到了行业领先水平。其检测灵敏度高达 60 纳米,能够稳定分辨并捕捉尺寸仅为几十纳米的微小缺陷,例如对碳化硅器件性能影响显著的微管、层错、贯穿螺型位错等晶体原生缺陷,以及外延生长过程中引入的纳米级颗粒沾污。

激光点共焦螺旋扫描

Confocal Spiral Scanning

区别于传统线扫描或面阵成像,该系统采用聚焦激光光斑在晶圆表面沿螺旋轨迹逐点扫描。共焦光学设计有效抑制离焦背景光干扰,极大提升信噪比;螺旋扫描路径则保证了检测过程的高速连续性与覆盖均匀性,无拼接误差。

双模式运行 · 灵活适配不同场景

高产率模式

≥62 WPH
6英寸
≥35 WPH
8英寸

适用于大规模量产中的快速工艺监控

高灵敏度模式

≥22 WPH
6英寸
≥13 WPH
8英寸

适用于研发、新工艺导入或出货终检

60nm
检测灵敏度
≥99%
检测重复性
4-12"
晶圆尺寸兼容
Si/SiC/GaN/GaAs
靶向材料

超多通道同步检测的光学架构

一台设备集成多种通道,同步并行采集,获取缺陷多维度物理与光学特征

明场通道

Bright Field

常规反射明场 + 相位成像,获取缺陷形貌对比度与相位延迟信息

暗场通道

Dark Field

正入射 + 斜入射暗场,斜入射对微小颗粒与浅表层划痕超高灵敏

形貌通道

Topography

径向剪切 + 切向剪切干涉,纳米级精度三维形貌表征

光致发光通道

Photoluminescence

紫外/可见/红外多光源,反映材料能带结构与缺陷能级,识别晶格结构缺陷

多通道同步 · 交叉验证

多通道的同步同位检测,使系统能够执行交叉验证与再分析。例如,一个在暗场下呈现高散射信号的亮点,可通过光致发光通道判断其是否伴随有非辐射复合中心,从而精确区分致命的结构缺陷与可清洗的表面颗粒。

快速缺陷初筛
暗场高灵敏捕捉
晶格结构分析
光致发光深度表征
精确分类判决
多维度综合判定

深度赋能的智能化软件与数据追溯

深度学习与传统图像处理融合,构建完整质量闭环

AI驱动检测

深度学习与传统图像处理相结合,充分利用多通道图像数据,对复杂缺陷进行精准分类,低误报率、高检出率。

良率可视化

晶圆划分并自动生成良率分布图(Yield Map),将纳米级缺陷的空间分布与晶圆级良率直观关联。

多通道同位对比

从不同物理维度审视同一缺陷,缺陷列表筛选、排序及快速查图,高效浏览与复核检测结果。

云服务数据追溯

检测结果与产线上下游工艺数据(上游长晶、下游外延及器件工艺)进行深度关联分析,通过云端平台实现跨部门数据共享,精准定位工艺异常根源,构建全生命周期质量追溯体系

自动分选

晶圆判级与自动分拣,确保不合格晶圆能被及时拦截,避免流入后续昂贵的外延或器件制造工序,合格/返工/报废自动分类,无缝融入产线自动化流程。

全面的缺陷覆盖

表面物理缺陷与内部晶格结构缺陷,全方位高精度表征

晶体结构缺陷

微管 (Micropipe) 堆垛层错 (SF) 三角形缺陷 基平面位错 (BPD) 六方凸起/空洞

对碳化硅器件耐压与可靠性构成核心威胁的致命缺陷,通过光致发光通道可精准识别

物理与表面缺陷

纳米颗粒掉落物 裂纹 六方凸起 划痕

通过暗场通道(正入射/斜入射)对微小颗粒与表面划痕具有极高灵敏度

隐性异常

晶格应力聚集区 掺杂不均

通过光致发光通道识别无表面形貌特征的隐性缺陷

适用材料与工艺段

靶向材料

SiC 碳化硅 GaN 氮化镓 GaAs 砷化镓 InP 磷化铟

晶圆类型与功能

衬底片 (Substrate) — 表面及内部晶格缺陷检测
外延片 (Epi-wafer) — 外延层缺陷检测
雾化粗糙度量化评估

技术参数

参数项目 规格指标
产品型号Saturn 3520
英文名称Laser Scanning Confocal Spiral Wafer Defect Inspection System
检测技术激光点共焦螺旋扫描
检测灵敏度60 nm
检测重复性≥ 99%
高产率模式通量≥62 WPH @ 6英寸 | ≥35 WPH @ 8英寸
高灵敏度模式通量≥22 WPH @ 6英寸 | ≥13 WPH @ 8英寸
光学通道明场(反射+相位) / 暗场(正入射+斜入射) / 形貌(径向+切向剪切) / PL(紫外/可见/红外)
晶圆尺寸4 / 6 / 8 / 12 英寸及非标定制
靶向材料Si、SiC、GaN、GaAs、InP 等无图形晶圆
晶圆类型衬底片、外延片及客户定制类型
智能算法深度学习 + 传统图像处理,自动分类,多通道同位对比
软件功能良率可视化、缺陷再分析、晶圆判级、自动分选
数据互联SECS/GEM 标配,云服务数据追溯与跨部门共享
设备尺寸长1.535m × 宽1.585m × 高2.350m

常见问题

Saturn 3520 的检测灵敏度高达 60 纳米,可稳定捕捉对碳化硅器件性能有致命影响的微管、层错、贯穿螺型位错等纳米级晶体原生缺陷,以及外延生长过程中的纳米级颗粒沾污。

Saturn 3520 集成了超多通道同步检测架构
· 明场:反射光强+相位,获取形貌对比度与相位延迟信息
· 暗场:正入射+斜入射,斜入射对微小颗粒与浅表层划痕超高灵敏
· 形貌:径向+切向剪切干涉,纳米级精度三维形貌表征
· 光致发光:紫外/可见/红外多光源,识别晶格结构缺陷与无表面形貌的隐性异常

Saturn 3520:激光点共焦螺旋扫描,灵敏度60nm,多通道同步(明场/暗场/形貌/光致发光),尤其擅长晶体内部晶格结构缺陷(微管、层错、BPD)检测。
Mars 4420:面阵积分成像,灵敏度83nm,四通道(明场/PL1/PL2/暗场),适合大规模量产检测,主要针对表面及近表面缺陷

Saturn 3520 提供双模式灵活切换
· 高产率模式:6英寸≥62 WPH / 8英寸≥35 WPH,适用于大规模量产快速工艺监控
· 高灵敏度模式:6英寸≥22 WPH / 8英寸≥13 WPH,适用于研发、新工艺导入或出货终检等对缺陷零容忍的场景

光致发光(PL)通道是 Saturn 3520 的关键差异化能力。通过紫外/可见/红外多种激发光源,探测晶圆在激光激发下发出的荧光信号,直接反映材料的能带结构与缺陷能级信息。这对于识别和分类无表面形貌异常的晶格结构缺陷(如位错、层错、BPD)具有不可替代的价值,可与暗场通道交叉验证,精确区分致命结构缺陷与可清洗的表面颗粒。

Saturn 3520 全面兼容 Si硅、SiC碳化硅、GaN氮化镓、GaAs砷化镓、InP磷化铟 等无图形晶圆材料,适用于 4/6/8/12英寸 及非标尺寸晶圆,支持衬底片外延片的表面及内部晶格缺陷检测,并可对晶圆表面雾化粗糙度进行量化评估。

应用场景

SiC功率器件

衬底及外延片缺陷检测,新能源汽车主驱/充电桩SiC晶圆良率保障

GaN射频器件

5G基站/卫星通信GaN晶圆质量检测与良率提升

光电材料研发

GaAs/InP激光器、LED外延片研发与量产质量控制

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