반도체 산업의 정밀 제조 체인에서 웨이퍼 검사는 칩의 양률을 보장하는 핵심 부분입니다.칩 제조 공정이 끊임없이 7nm 및 그 이하로 돌파됨에 따라 검측 기술의 정밀도, 효율에 대해 가혹한 요구를 제기하였다.현재 업계 내 주류의 웨이퍼 검측 기술인 광학 검측, 전자빔 검측 및 원자력 현미경 검측은 각자의 기술 원리로 서로 다른 검측 장면에서 중요한 역할을 발휘하여 웨이퍼 품질의"방호망"을 공동으로 구축하고 있다.

광학 검측 기술은"빛의 전파와 상호작용"을 핵심 원리로 하며, 웨이퍼 검측에 광범위하게 응용되는 기초 기술이다.그 본질은 고해상도 광학 시스템을 통해 웨이퍼 표면에 특정 파장의 빔을 발사하여 빛의 반사, 굴절, 산란 및 간섭 특성을 이용하여 웨이퍼 정보를 포착하는 것이다.빔이 웨이퍼 표면의 스크래치, 결함 또는 그래픽 예외 영역에 노출되면 빛의 전파 경로가 변경되며 고정밀 이미지 센서는 이러한 변화를 전기 신호로 변환하고 알고리즘 처리 후 결함의 위치, 크기 및 유형 데이터를 생성합니다.이 기술은 비접촉, 고속의 우세를 갖추고 있으며, 검측 속도는 초당 수십 프레임에 달하며, 웨이퍼 제조 전 과정의 대량 결함 선별에 적용되며, 특히 28nm 이상 제조 공정의 외관 결함 검측에서 효율이 뛰어나다.

전자빔검측기술은"전자와 물질의 상호작용"에 의거하여 초고정밀도검측을 실현하는것은 선진제조과정의 핵심검측수단이다.전자총을 통해 고에너지 전자빔을 발사해 웨이퍼 표면에 초점을 맞추면 전자와 웨이퍼 재료의 원자가 충돌하면 2차 전자, 배산사 전자 등의 신호를 발생시키는 원리다.부동한 재료, 부동한 구조의 구역에서 격발된 전자신호에는 차이가 존재하는데 탐측기를 통해 이런 신호를 수집하고 영상으로 전환하면 나노급의 결함과 회로특징을 정확하게 식별할수 있다.이 기술의 해상도는 0.1nm 등급에 달하여 광학 검측으로 식별할 수 없는 미세한 결함을 효과적으로 검출할 수 있지만, 검측 속도는 상대적으로 느리며, 광각 접착제 도형 정밀도 검증, 금속 배선 결함 조사 등 7nm 이하의 선진 제조 과정의 핵심 단계 검측에 더욱 적합하다.

원자력 현미경 검사 기술은'원자간 작용력'을 핵심으로 웨이퍼 표면에 대한 원자급 형상 표징을 실현한다.그 핵심부품은 나노급 프로브가 달린 팔걸이 빔으로, 프로브가 웨이퍼 표면에 접근하면 프로브 원자와 웨이퍼 표면 원자가 판더화력 등 상호작용력을 발생시켜 팔걸이 빔에 미세한 변형이 발생한다.레이저빔 반사법을 통해 이러한 변형을 감지하고 피드백 제어 시스템과 결합하여 프로브와 웨이퍼의 거리를 실시간으로 조정하면 원자급의 표면 형상을 3차원 이미지 데이터로 전환할 수 있다.이 기술은 표면 결함뿐만 아니라 표면 거친도, 탄성 계량 등 물리적 특성도 얻을 수 있으며, 웨이퍼 표면 코팅 품질 검측, 나노 구조 치수 측정 등 고정밀 장면에 적용되어 제조 공정 최적화에 미시적 차원의 데이터 지원을 제공한다.

세 가지 검측 기술은 각각 치중하고 서로 보충하여 웨이퍼 검측의 다원화 수요를 공동으로 만족시킨다.광학 검측은 효율로 대량 선별 검사에 입각하고, 전자빔 검측은 정밀도로 선진 제조 공정의 난제를 해결하며, 원자력 현미경 검측은 미시적 표징으로 기술 연구 개발을 돕는다.반도체산업이 더욱 높은 정밀도로 매진하는 과정에 각 기술의 핵심원리를 깊이있게 리해해야만 실제수요에 근거하여 검측방안을 선택하여 칩제조의 매 환절에 믿음직한 보장을 제공할수 있다.