[發明專利]結合基板的紅外線探測

在審

• 申請號: 201080052920.8
• 申請日: 2010-11-16
• 公開（公告）號: CN102782482A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 周偉
• 申請（專利權）人: 魯道夫科技公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 彭家恩

技術領域

本發明涉及對基板的探測，尤其涉及使用紅外輻射對半導體基板的探測。

背景技術

為提高半導體器件的功率，有必要增加在這類器件中的結構密度。這在歷史上曾通過縮小器件自身的尺寸而實現，從而可在給定空間內提供更大的功率。另一用于增加密度的方法包括將多個這類器件相互連接，如同在計算機中將多個處理器連接在一起來進行并行的處理操作那樣。在其他情況下，這通過形成多個單獨的被封裝成單一器件的半導體器件而實現。這類結構的一個例子是由Intel或Advanced?Micro?Devices公司生產的多核處理器型號。一種用于進一步提高半導體器件密度的提議方法包括將這類器件相互堆疊。

由于難以確保堆疊的正確性和精確性，所以堆疊式半導體器件對制造提出獨特的挑戰。用于將堆疊式半導體器件相互電連接以及與內部置有堆疊式器件的封裝電連接的諸如焊盤、焊劑或金隆起焊盤、vias的電連接器相當小，且任何偏離都會導致問題出現。此外，由于大部分半導體器件覆蓋有不透明的或在不透明的基板上形成的結構，所以難以使用傳統的光學探測和計量系統來確保半導體器件的對準。

除確保堆疊式半導體器件的適當對準之外，難以確保適當施用和固化用于將堆疊器件相互結合的粘合劑。氣孔、裂縫、碎片和其他問題會使堆疊式半導體器件變得不能使用或不可理喻地可能出現故障。但是，再次，由于粘合劑層位于基板之間，而基板自身可能至少部分不透明以及在其上有可能形成不透明的結構，所以難以對粘合劑層進行探測或計量。

一個用于確保堆疊器件對準和適當粘合的可能解決方案是使用紅外線照射和傳感器來對堆疊器件進行探測和計量操作。然而，傳統的紅外傳感器存在問題，這使得它們成為未達最佳的探測和/或計量的解決方案。在這些問題中存在的事實是，紅外傳感器和攝像頭是采用相當昂貴的工藝制成的，由此在標準的CCD和CMOS攝像頭與紅外攝像頭之間存在大的成本差異。如可推測的那樣，標準紅外傳感器也是對可見光波長選擇性不敏感的，由此已降低對于標準2D和3D探測應用的效用。

此外，紅外攝像頭目前尚無法達到與標準CCD和CMOS攝像頭相同的分辨率水平。這使得要求使用更高分辨率的光學器件，由此又使光學系統的視場非常小。如本領域技術人員所容易理解的那樣，較小的視場使探測系統的處理速度非常慢。

因此，需要的是一種對紅外輻射敏感的成像系統，該成像系統能夠以滿足現今具有成本意識的半導體制作商的需要的速率和分辨率來進行所需的對準和工藝偏移探測。

附圖說明

圖1是用于探測基板的光學系統的一實施方式的示意圖。

圖2是待堆疊基板的分解示意圖。

圖3是一種堆疊基板的示意圖。

圖4是光強-像素曲線圖。

圖5是本發明一實施方式的步驟流程圖。

圖6是本發明一實施方式的步驟流程圖。

具體實施方式

在下文中結合作為本說明書一部分的附圖對本發明做出了詳細說明，這些附圖舉例說明了可實施本發明的具體實施方式。在圖中，相同的數字在幾個視圖中用于代表大致相同的對象。這些實施方式被充分詳細地描述，以使本領域技術人員能夠實施本發明。可使用其他實施方式，且可在未超出本發明范圍的情況下進行結構、邏輯以及電學方面的改動。因此，下文的詳細描述不應被視為具有限制性，本發明的保護范圍應由所附的權利要求及其等同進行限定。

本發明包括利用標準CCD和/或CMOS攝像頭的通常被忽視的近紅外靈敏度來捕獲堆疊或層壓基板S的圖像，這些圖像可用于探測基板S。探測系統10的輸出信息可用于確定堆疊或層壓基板S的層間的適當對準、以及用于探明和/或識別工藝變化和/或偏移，例如不適當的結合層、氣孔、裂縫、碎片以及發生在使層堆疊以形成基板S的工藝中的其他問題。由這類探測得到的數據可直接或間接地用于控制或更改器件制造工具和工藝，從而使由此得到的后來的基板和器件不同于最初探測的基板和器件。