AVT 短波紅外(SWIR)技術(shù)在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用
AVT的短波紅外(SWIR)相機(jī)可檢測肉眼不可見的產(chǎn)品缺陷及特定材料特性，為機(jī)器視覺解決方案開辟了廣泛的應(yīng)用空間：多數(shù)短波紅外相機(jī)搭載InGaAs（砷化銦鎵）傳感器，檢測波長介于900 nm至1,700 nm之間，而傳統(tǒng)的CCD或CMOS相機(jī)僅可檢測約1050 nm以下波長的光線。
如今，半導(dǎo)體行業(yè)已發(fā)展成為全球規(guī)模最大的行業(yè)之一，且增長勢頭有增無減。晶圓集成電路（IC或芯片）生產(chǎn)是該行業(yè)的核心業(yè)務(wù)。
搭載InGaAs傳感器的短波紅外相機(jī)可透過半導(dǎo)體材料（例如硅(Si)）實(shí)現(xiàn)大約1,150 nm波長的光譜成像，成為了檢驗(yàn)過程必不可少的設(shè)備。硅片透光成像是一種非破壞性檢測方法，為生產(chǎn)流程提供了諸多益處?，F(xiàn)在半導(dǎo)體行業(yè)紛紛將InGaAs相機(jī)引入測試、檢驗(yàn)和質(zhì)量控制系統(tǒng)。
NO.01硅晶體和晶錠檢驗(yàn)
硅晶體和晶錠（也稱為晶磚）檢驗(yàn)是InGaAs相機(jī)在半導(dǎo)體行業(yè)的典型應(yīng)用之一。InGaAs相機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)硅基材料透光光譜(波長范圍大于1,150 nm)進(jìn)行成像，是檢測生產(chǎn)過程中可能積聚在晶體或晶棒內(nèi)雜質(zhì)的理想解決方案。
晶棒需使用特殊的鉆石切割刀切割成晶圓薄片，這一加工過程中，晶圓的純度至關(guān)重要。即使晶圓薄片之中僅含有一小塊金屬等夾雜物，都可能導(dǎo)致昂貴的鉆石切割刀斷裂報(bào)廢。而更換刀具不僅需要成本，還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率和利潤下降。而短波紅外相機(jī)的引入可以避免這一問題，確保生產(chǎn)流程順暢進(jìn)行。
NO.02晶圓檢驗(yàn)或封裝
短波紅外相機(jī)的另一重要應(yīng)用是晶圓檢驗(yàn)。在晶圓生產(chǎn)流程中，可能在晶圓頂部、底部，甚至晶圓內(nèi)部或晶圓間出現(xiàn)顆粒物。CCD或CMOS相機(jī)可檢測頂部和底部的顆粒物，而InGaA相機(jī)則可透過硅基材料檢測兩片鍵合晶圓間的顆粒物。
InGaAs相機(jī)還可用于晶圓封裝，即檢測晶圓背面的排列與正面是否對(duì)齊。短波紅外技術(shù)可幫助對(duì)齊晶圓各層以及對(duì)齊晶圓基板和其他子產(chǎn)品，如IC、存儲(chǔ)單元或晶體管。
NO.03光伏發(fā)電
從硅晶體到晶棒/晶磚、晶圓、太陽能電池乃至太陽能模組，短波紅外相機(jī)應(yīng)用可覆蓋整個(gè)光伏發(fā)電供應(yīng)鏈檢驗(yàn)流程。由于InGaAs相機(jī)可實(shí)現(xiàn)硅基材料透光成像，因此是檢測硅基材料內(nèi)部物理缺陷的最有效解決方案。
除了新近出現(xiàn)的短波紅外成像檢驗(yàn)技術(shù)外，光伏行業(yè)常用的其他重要技術(shù)和方法包括：光致發(fā)光(PL)和電致發(fā)光(EL)是兩種常用檢驗(yàn)方法。
PL成像利用光學(xué)激發(fā)（例如激光照射）生成電子-空穴對(duì)，通過輻射復(fù)合引起發(fā)射，從而引發(fā)相機(jī)感光成像。1,150 nm左右?guī)чg發(fā)射提供了有關(guān)硅基材料內(nèi)部缺陷和位錯(cuò)簇的信息。此外，通過繪制約1,550 nm處的缺陷帶發(fā)光圖譜，可獲得有關(guān)最終電池效率極限的結(jié)果。因此，在900 nm至1,700 nm區(qū)間具有高檢測靈敏度的InGaAs相機(jī)非常適合此類應(yīng)用。
而電致發(fā)光是硅基材料內(nèi)電子和空穴輻射復(fù)合的結(jié)果。該技術(shù)將電壓施加到太陽能電池上，并與可用空穴復(fù)合，最后根據(jù)吸波材料（硅1,150 nm）的帶隙發(fā)射光子。
除晶體硅外，還可利用這一技術(shù)檢查其他類型的太陽能電池或模組材料（又稱薄膜太陽能電池）：700 nm至1,330 nm（取決于銦/鎵比）波長范圍檢驗(yàn)二硒化銅銦鎵(CIGS)；1,330 nm波長范圍檢驗(yàn)二硒化銅銦(CIS)。
相比于CCD和CMOS相機(jī)，短波紅外的主要優(yōu)勢在于曝光時(shí)間更短，并在硅主發(fā)射波長范圍內(nèi)具有出色的量子效率(QE)，從而確保在生產(chǎn)流程中快速鑒定。CCD或CMOS相機(jī)所需的曝光時(shí)間更長，長達(dá)30秒。即便是NIR增強(qiáng)型CCD傳感器，所需的曝光時(shí)間仍達(dá)到3秒甚至更久。而短波紅外相機(jī)僅需幾毫秒，因此可大幅提升產(chǎn)能。
