半导体行业动态:LED光源进入晶圆缺陷检测设备应用环节

 随着半导体晶圆制造工艺不断精细化,晶圆表面检测对光学成像质量提出了更高要求。除了相机和镜头,光源也成为影响检测结果的重要组成部分。不同材料、不同表面结构以及不同类型的缺陷,对照明波长、亮度、均匀性和光线入射角度都有不同要求。近期,LED照明技术在半导体检测设备领域受到关注,应用方向逐渐从传统工业视觉延伸至晶圆缺陷检测和光学测量。

LED照明技术成为半导体检测设备的新选择

2026年11月,英国照明技术企业CoolLED宣布将参加SEMICON Europa 2026,重点展示面向半导体检测和光学测量设备的LED照明技术。此次展示内容涉及晶圆缺陷检测、光学计量以及工业成像,并介绍了Amora系列可配置OEM LED光源平台。

 
CoolLED

 

与传统卤素灯、金属卤化物灯及脉冲氙灯相比,LED光源具有电子触发、亮度调节灵活、波长选择范围广等特点。在自动化检测设备中,光源可以与工业相机进行同步控制,根据检测工序调整照明状态,帮助设备获得更具针对性的图像信息。

不同波段光源对应不同检测需求

半导体检测并不是单纯提高照明亮度就能获得更好的结果。光线与晶圆材料、表面结构发生相互作用,不同波段可能呈现不同的成像效果。因此,检测设备需要根据目标缺陷和被测材料选择合适的光源。

光源波段

主要特点

半导体检测方向

紫外光UV

波长较短,可用于特定表面特征成像

晶圆表面缺陷及污染检测

可见光

便于常规视觉成像

晶圆外观及表面状态检查

近红外NIR

可用于部分材料的透射或内部结构观察

晶圆内部及背面检测

短波红外SWIR

可提供不同于可见光的材料成像信息

特定材料分析与内部结构检测

CoolLED介绍,其Amora系列支持约250—2000 nm范围内的波长配置,覆盖紫外、可见光、近红外及短波红外区域,并提供光纤耦合、液体光导和准直输出等方式,便于设备厂商根据光学结构进行集成。实际检测效果还需要结合镜头、相机响应范围和被测对象确定。

 
CoolLED

 

多波段照明推动检测方案细分

在晶圆检测过程中,单一波段不一定能够满足所有检测任务。例如,部分表面缺陷在可见光下对比度不明显,更换照明波段或调整入射角度后,可能获得更清晰的图像。对于不同工序,设备厂商也可以配置多组LED光源,通过切换波长、亮度和照明方式完成不同检测任务。

CoolLED还披露,其曾与半导体检测设备企业Camtek合作开发多波段LED照明方案,并在九个月内从初期开发推进至晶圆厂内部资格验证,相关技术随后应用于多个客户生产现场。这说明LED光源不只是实验室照明部件,也已经进入实际半导体检测设备的应用环节。

 
CoolLED

 

光源性能检测成为设备集成的重要环节

对于半导体检测设备制造商而言,选择LED光源时,需要关注输出稳定性、照明均匀性、波长一致性、触发响应以及长时间运行表现。光源与相机之间的同步控制同样重要,如果照明输出出现波动,可能影响图像对比度和检测结果的一致性。

评估项目

主要关注内容

应用意义

波长范围

是否符合被测材料需求

提高目标特征成像效果

照明均匀性

不同区域亮度是否一致

减少照明差异带来的误判

输出稳定性

长时间工作是否出现明显波动

保持检测条件一致

触发响应

能否配合相机进行同步控制

适应自动化检测节拍

光学接口

光纤、准直及其他输出配置

方便设备结构集成

从近期企业发布的技术信息来看,半导体检测光源正在向多波段、可配置和电子化控制方向发展。LED光源的应用范围也从常规工业视觉逐步延伸至晶圆缺陷检测和光学计量。随着检测设备对成像质量和自动化程度的要求提高,专业LED光源及配套控制器将成为半导体光学检测系统中值得关注的组成部分。