半导体是现代科技的基础，构成了无数日常设备的核心，从消费电子、电动汽车，到工业自动化与高端计算系统均离不开它。每一颗芯片背后，都是长达数月、包含成百上千道独立工序的高度精密制造流程；每一个环节都直接建立在前序工艺基础之上，部分场景下还需将带有晶体管与线路的多片晶圆相互键合，最终形成一颗完整的集成电路。

在后续高温、高精度工艺中，早期产生的缺陷会不断扩散并加剧，因此全程检测是整个制造流程中的刚性需求。随着器件结构不断微缩，关键特征逐渐延伸至材料表层以下，仅依靠传统可见光检测已无法满足要求。

从硅料到晶圆：全流程极致精密

在晶体管被图形化、刻蚀或布线之前，所有半导体器件均始于超高纯度硅，并经过极致精密的塑形加工。晶圆制造首先将多晶硅高温加热至熔融状态，再将定向精准的硅籽晶与熔硅接触并缓慢向上提拉。

随着籽晶上升，硅在其周围结晶凝固，形成一根晶体取向高度规整的单晶硅棒，即硅锭（Ingot）。

随后，硅锭还需经过一系列严苛工艺处理：切割、研磨、倒边、热处理、抛光与清洗

硅锭切割与晶圆生产

其目标极为严苛：要让硅晶圆拥有镜面般的表面，平整度控制在亚微米级别。在此阶段，哪怕最微小的缺陷都会在后续工序中不断放大，因此检测不仅是一道质量环节，更是现代半导体制造的核心刚需。

晶圆成型后，将经历多轮工艺循环，包括氧化与薄膜沉积、光刻胶涂覆、光刻（曝光与显影）、刻蚀、去胶及清洗等。前道工艺完成后，晶圆进入最终制造阶段，包括晶圆终检、晶圆切割、芯片贴装、封装以及最终电性测试。

氧化与薄膜沉积

通过热氧化、薄膜沉积等工艺，在晶圆表面形成二氧化硅、氮化硅及各类金属等功能层。这些薄膜的均匀性至关重要，即使是微小的厚度波动或局部缺陷，也会对后续工艺产生不利影响。

·光刻胶涂覆

在光刻胶涂覆工序中，晶圆表面会涂覆一层光敏光刻胶，为后续图形转移做准备。光刻胶厚度的均匀性极为关键，厚度偏差将直接影响后续光刻步骤的曝光精度与图形保真度。

·光刻（曝光与显影）

光刻工艺用于定义晶圆上构成器件结构的关键图形，这些图形最终决定了芯片的电气功能与运行特性。光刻胶的精准对准与充分显影必不可少，即使是微小偏差，也可能演变为结构性缺陷。

晶圆光刻技术

·刻蚀（湿法与干法）

刻蚀通过选择性去除材料来形成器件结构。在该工艺中，晶圆上未被光刻胶保护的区域会被精准去除，从而将设计图形转移至下层材料中。刻蚀不完全或聚合物残留会降低器件电学性能，并引发潜在缺陷。

·等离子去胶 / 清洗

等离子去胶与清洗工序用于去除残留光刻胶及工艺污染物，为后续工序做好准备。残留污染物会干扰后续的薄膜沉积或光刻步骤，影响产品良率与可靠性。待表面充分清洗后，再沉积新的材料层，并重复下一层的图形化工艺循环。

·晶圆终检（后段检测）

前道制程完成后，晶圆在切割前需进行终检。必须识别出多层制程中累积的缺陷、应力损伤及亚表层缺陷，以保障生产良率。

·晶圆切割

在此阶段，集成了数百至数千颗独立芯片的完整晶圆需被精准分割为单颗芯片。晶圆切割过程中，机械应力易在切割道产生亚表层裂纹与崩边缺陷，这类缺陷在表面通常不可见，但后续会引发芯片失效

·芯片贴装、封装与最终测试

封装是半导体制造的最后工序，将裸露的硅芯片加工为具备防护、电气连接与机械强度的元器件，可直接用于 PCB 板集成。在此阶段，需完成单颗芯片的贴装、封装与电性测试。搬运或封装过程中产生的机械损伤，会降低器件长期可靠性。

当表面检测已不足够 —— 短波红外（SWIR）成像技术应运而生

硅在可见光波段呈不透明状态，但在短波红外（SWIR）波段下具备部分透光性，可使光线穿透材料。这使得检测看似完好的表面之下的内部结构与缺陷成为可能，如同透过光滑的玻璃观察其内部裂纹一般。短波红外成像能够获取硅片及相关工艺层的亚表层信息与材质差异，实现更早的缺陷检测、更优的工艺控制，并为整个半导体制造流程提供更可靠的生产决策依据。

半导体制造对各环节精度要求极高。由于生产周期长达数月，早期产生的缺陷会在制程中不断扩散，影响良率与可靠性，甚至造成严重的交付延误。随着器件结构持续微缩，检测难点已从表面延伸至内部，短波红外成像已成为实现高效工艺控制的关键技术，能够观测到仅靠可见光检测无法识别的亚表层特征与材质差异。

来料晶圆检测

检测必须在下游工序增值前启动。最早且最为关键的检测环节之一，便是排查由晶体生长过程中内部热应力不均，或后续切割、机械加工所产生的隐性裂纹与亚表层缺陷。

晶圆隐性裂纹检测

晶圆微裂纹检测

这类微裂纹通常在表面不可见，但会在后续高温工艺中不断扩展，导致晶圆破损、良率下降，或引发潜在的器件失效问题。以存在损伤的晶圆启动半导体制程，不仅效率低下，还会带来高昂成本与风险，因为缺陷会在后续每一道工序中不断扩散、加剧。

贯穿全制程的检测

短波红外（SWIR）成像技术可集成于整个制造流程，在刻蚀等关键工序中强化检测能力，例如识别工艺层的残留物质与去除不充分问题。通过这种早期缺陷识别，可有效预防下游工序出现异常，保障晶圆生产稳定、高品质进行。

用于品质与可靠性保障的后段检测

在前道制程完成后、晶圆切割前，需对晶圆进行终检，评估多层结构中累积的各类缺陷。在此环节，SWIR 成像可有效检测亚表层裂纹、空洞、结构缺陷及对准偏差等问题。

此外，晶圆切割会产生机械应力，易在切割道边缘形成裂纹与崩边 —— 这类缺陷往往无法在表面直接观测到。采用 SWIR 线扫描相机可对切割路径进行观测，并沿切割线实时监测，从而及早发现边缘萌生的裂纹。