视频来源：kla
晶圆检测是半导体制造中的关键过程。以确保芯片结构不存在可能损害其功能的缺陷。目前常见采用两种检测方法：电子束 (e-beam) 检测和光学检测。这两种方法都有明显的优缺点，适用于不同类型的检测。
电子束检测技术优势：
1.高分辨率和灵敏度：电子束检测系统擅长检测纳米级缺陷，灵敏度在 1nm 范围内。这远远优于光学检测系统，光学检测系统受光波长限制，通常在数百纳米范围内。电子束检测对于识别亚微米缺陷（如颗粒、图案偏差和划痕）特别有效。
2.无损检测：电子束检测可以对半导体材料进行无损检测，这意味着晶圆在检测过程中不会受到损坏。电子束检测也用于电压对比缺陷应用。电子束分析结构图像对比度的变化，以定位芯片中的短路、开路和空洞。
3.小区域精度：虽然电子束检测对于大规模扫描来说速度很慢，但在检测晶圆的特定小区域时却非常有效。这种能力使其适合进行有针对性的检测 。但它比光学慢得多，检查整个晶圆可能需要数小时甚至更长。使用行业一般采用多光束来提供效率！
4.先进材料检测：电子束检测在处理半导体制造中使用的较新材料方面更加灵活，例如复杂的金属合金和先进的晶体管结构，这些材料可能无法有效地反射光线以进行光学检测 。
电子束检测一些缺点：
1.与光学系统相比，电子束系统更昂贵、更复杂。
2.扫描区域有限：由于电子束扫描的时间和资源密集型特性，通常只能检查晶圆的一小部分。这限制了其在检测分布在较大区域上的缺陷方面的实用性。
3.辐射损伤问题：虽然电子束检测通常是非破坏性的，但长时间暴露在电子束中可能会损坏晶圆上的敏感结构。
电子束检测在晶圆的应用：
1.电子束晶圆检测系统包括电子枪、镜筒、探测器和晶圆台。在操作中，晶片被放置在系统中。然后，电子枪产生电子，电子沿着电子柱向下移动。工作台将晶圆移动到给定位置。然后，电子撞击芯片上的一小部分。创建了图像。将图像与数据库进行比较，以确定是否存在缺陷。
2.缺陷根本原因分析：当光学检测发现潜在缺陷时，电子束检测可用于对问题进行更详细的分析。对于 3D IC 和其他复杂结构，电子束检测能够检测晶圆多层的缺陷.
3.检测环境：电子束检测通常需要在真空环境中进行。这是因为电子束在空气或其他气体中会与气体分子发生散射，从而降低电子束的能量和分辨率，影响检测的精度。在真空环境下，电子束可以自由传播，不会受到气体分子的干扰，确保能够精确地聚焦并达到检测所需的分辨率.
真空环境对于各种基于电子束的检测设备至关重要，例如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、电子束光刻机等。这些设备通过保持真空环境来确保电子束能稳定、精确地到达样品表面并提供高质量的成像或加工效果。
参考网址：
https://semiengineering.com/knowledge_centers/manufacturing/process/wafer-inspection/e-beam-inspection/
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