Venus 5100 图形化晶圆缺陷量检测设备
图形化晶圆 缺陷检测 三维形貌 面型测量
Venus 系列

Venus 5100

图形化晶圆缺陷量检测设备

Patterned Wafer Defect Inspection & Metrology System

专为图形化晶圆(Patterned Wafer)量产产线设计的缺陷检测与关键尺寸量测一体化设备。采用实时自动对焦的RGB明场与全向暗场多通道同步成像架构,融合深度学习智能算法,精准区分真实缺陷与复杂图形结构。支持GDS版图导入与多种检测算法,可选配三维形貌测量红外检测晶圆面型测量等模块,实现跨工序数据贯通与全流程可追溯。

0.126μm
亚微米灵敏度
RGB+暗场
四通道同步
三维形貌
3D形貌量测

核心卖点

RGB+全向暗场四通道同步

RGB明场三色独立成像,暗场全向散射收集,多维度提升复杂图形背景下的缺陷对比度

实时自动对焦

高速扫描中持续保持最佳焦面,确保图形边缘锐利、量测数据精准

同倍率同步彩色复检

检测通道发现缺陷后,同步采集同倍率高分辨率彩色图像,兼顾高通量与高正检率

GDS版图智能比对

支持GDS版图导入,自动判断缺陷落于何种图形结构之上,快速定位工艺关联异常

三维形貌测量模块

亚纳米级垂直分辨率,获取台阶高度、沟槽深度、表面粗糙度等关键三维参数

晶圆面型测量

精确测量晶圆翘曲度、弯曲度、总厚度变化等全局几何特征

检测量测一体化

同步支持CD量测、Overlay套刻精度量测等关键参数测量

深度学习智能算法

有效抑制图形噪声,提升正检率;支持配方自动训练与多区域自定义检测规则

跨工序数据贯通

晶粒坐标对准训练,缺陷数据精准合并至前道工序,构建完整可追溯的闭环数据链

SECS/GEM工业互联

全面支持半导体标准通信协议及云端数据共享,无缝接入MES/EAP系统

面向图形化晶圆的多通道同步成像架构

RGB明场 + 全向暗场四通道同步检测,实时自动对焦确保最佳成像质量

RGB真彩明场通道

R/G/B三色独立成像

明场通道采用R(红)、G(绿)、B(蓝)三色独立成像。不同颜色的光对晶圆表面不同材料、不同高度的图形结构具有差异化的反射特性。通过获取三通道独立的灰度信息并进行融合分析,系统能够有效增强缺陷与正常图形之间的对比度,显著降低图形噪声干扰带来的误报。

全向暗场通道

Omni-Directional Dark Field

暗场通道配置全向暗场收集光路,能够同时捕捉来自各个方向的缺陷散射光信号。这对于检测图形边缘、侧壁以及凹槽底部等常规明场难以覆盖区域的微小颗粒、残留物或破损缺陷具有独特优势。

实时自动对焦系统

高速扫描

在高速扫描中持续监测焦面状态

动态补偿

实时补偿晶圆表面起伏与翘曲

锐利成像

确保图形边缘锐利、量测数据精准

GDS版图导入与跨工序数据贯通

从版图设计到前道工序,构建完整可追溯的数据链

GDS版图导入与智能比对

Pattern Layout Import & Analysis

GDS版图导入功能允许设备直接读取芯片设计的版图文件。系统将检测到的缺陷位置与GDS版图中的图形层进行精确比对,能够自动判断缺陷落于何种图形结构之上:

金属连线

通孔

有源区

隔离区

这一能力使工程师能够快速识别缺陷与特定设计图形或特定工艺步骤之间的关联性。

跨工序数据贯通

Wafer Mapping & Cross-Process Data Bridging

设备支持导入标准格式Mapping文件及客户自定义格式的晶圆分布图。系统内置对准训练功能,可通过对晶圆上特定特征或晶粒坐标进行学习与校准,精确建立检测图像坐标系与前道工艺坐标系之间的映射关系。

数据贯通流程

1

检测缺陷

2

坐标对准

3

数据合并

4

完整追溯

为下游自动分选系统提供精确剔除依据,为良率工程师提供完整可追溯的闭环数据链。

亚微米级检测灵敏度与彩色复检机制

0.126微米极致精度,兼顾高通量与高正检率

0.126μm
检测灵敏度

亚微米级精度,稳定识别百纳米级微小缺陷

≥95%
检测重复性

为产线统计过程控制提供可靠数据保障

同倍率
彩色复检

无需切换镜头,同步采集高分辨率彩色图像

可检出的典型缺陷类型

金属桥连

断线

颗粒沾污

图形缺失

刻蚀残留

图形畸变

工艺异常

器件损伤

深度学习智能缺陷检测与灵活分区策略

深度学习与传统图像处理相结合,有效抑制图形噪声

智能缺陷检测算法

系统采用深度学习与传统图像处理相结合的自动缺陷检测算法。深度学习模型针对图形化晶圆背景复杂、噪声模式多变的特点进行了专项训练,能够有效学习并抑制正常的图形变异,显著提升对真实缺陷的捕获率与分类准确度。

灵活分区策略

设备支持灵活分区功能,允许用户根据晶圆上不同芯片区域(如逻辑区、存储区、模拟区、切割道等)的图形密度和工艺容忍度差异,自定义各区域的检测规则

高灵敏度

核心器件区

高通量

周边空旷区

完整软件功能链条

1

多通道同位对比

提供多通道图像的同位对比工具,支持交叉验证和再分析

2

缺陷列表管理

完善的缺陷列表筛选、排序及快速查图功能

3

历史数据再分析

支持历史数据离线再分析(Re-analysis)

4

云端数据追溯

检测数据与上下游量测、电测数据关联,全流程追溯

5

SECS/GEM集成

与MES系统无缝对接,实现生产全自动调度

三维形貌测量与精密量测功能

从纳米级缺陷检测到微米级结构表征,再到晶圆级面型评估

三维形貌测量模块

White Light Interferometry 3D Profilometry

Venus 5100 可选配三维形貌测量模块,利用白光干涉原理对晶圆表面的微观结构进行非接触式三维形貌量测。该模块能够以亚纳米级垂直分辨率精确获取关键三维参数,包括凸块(Bump)高度、台阶高度、沟槽深度、表面粗糙度等:

台阶高度

沟槽深度

表面粗糙度

为刻蚀、薄膜沉积等工艺的形貌控制提供直接量化依据。

晶圆面型测量

Wafer Geometry & Flatness Measurement

设备集成了面型测量模块,专门用于对晶圆整体的面型参数进行表征。可精确测量晶圆的全局几何特征:

翘曲度

弯曲度

总厚度变化

评估薄膜应力、热工艺均匀性等因素对晶圆面型的影响,提前预警后续工艺风险。

CD量测

Critical Dimension

针对关键图形的线宽、间距等临界尺寸进行精确测量,为光刻、刻蚀等工艺提供实时监控数据

Overlay量测

套刻精度测量

测量多层图形之间的对准偏移量,是评估光刻工艺套刻能力、保障器件电学性能的核心指标

技术参数

参数项目 规格指标
产品型号Venus 5100
英文名称Patterned Wafer Defect Inspection & Metrology System
功能定位图形化晶圆缺陷检测与关键尺寸量测一体化设备
靶向工艺图形化晶圆缺陷检测、先进封装(TGV/TSV/RDL/Bumping)
晶圆尺寸4/6/8/12英寸,支持非标尺寸
检测灵敏度0.126微米(亚微米级)
检测通道RGB明场三色独立成像 + 全向暗场,四通道同步检测
自动对焦实时自动对焦系统,高速扫描中持续保持最佳焦面
复检功能同倍率同步彩色复检,无需切换镜头
版图导入支持GDS版图导入,自动比对缺陷与图形层
Wafer Mapping支持标准格式及客户自定义格式,坐标对准训练
三维形貌测量白光干涉测量模块(可选配),亚纳米级垂直分辨率,凸块(Bump)高度/台阶高度/沟槽深度/表面粗糙度
面型测量翘曲度、弯曲度、总厚度变化等全局几何特征
量测功能CD量测、Overlay套刻精度测量
检测重复性≥95%
AI算法深度学习与传统图像处理结合,配方自动训练,多区域自定义规则
通信协议SECS/GEM(标配),支持云服务数据追溯
适用晶圆各类图形化晶圆、蓝膜片、扩膜片
设备尺寸长2.218m × 宽2.466m × 高2.329m

适用场景

图形化晶圆检测

从密集电路图形中精准识别桥接、断路、微小颗粒及图案畸变

三维形貌分析

三维形貌测量模块,量化台阶高度、沟槽深度、表面粗糙度

先进封装检测

深度覆盖TGV/TSV、RDL、Bumping等先进封装关键工艺环节

常见问题

Venus 5100 专为图形化晶圆设计,采用 RGB明场+全向暗场四通道同步检测,能够有效区分真实缺陷与复杂图形结构。支持GDS版图导入与多种检测算法,可选配三维形貌测量红外检测晶圆面型测量等模块,以及CD量测与Overlay套刻精度测量,实现从纳米级缺陷检测到晶圆级面型评估的全维度质量管控。

三维形貌测量模块能够以亚纳米级垂直分辨率精确获取台阶高度、沟槽深度、表面粗糙度等关键三维参数。这些数据为刻蚀、薄膜沉积等工艺的形貌控制提供直接量化依据,帮助工程师精确评估工艺效果并快速定位异常。

Venus 5100 全面支持 4英寸、6英寸、8英寸、12英寸 的主流晶圆规格,同时兼容非标尺寸晶圆的定制化检测。适用晶圆类型涵盖各类图形化晶圆,以及蓝膜片、扩膜片等后道封装形态。

GDS版图导入功能使设备能够自动判断缺陷落于何种图形结构之上(金属连线、通孔、有源区或隔离区),帮助工程师快速识别缺陷与特定设计图形或工艺步骤之间的关联性,为工艺优化提供精准定位。

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