[發明專利]檢查鍵合的半導體芯片的設備和方法

在審

• 申請號: 201911130712.4
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN111199900A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 施會豐;鄧江汶;周立基
• 申請（專利權）人: 先進科技新加坡有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/66
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

一種用于檢查鍵合在襯底的頂面上的半導體芯片的設備，其使用包括圖像傳感器和光學系統的光學組件以進行該檢查。該光學組件相對于襯底的頂面傾斜一傾斜角，并且布置成使得其焦深基本垂直于襯底的頂面，以檢查半導體芯片的至少一個側壁。

技術領域

本發明涉及半導體封裝的制造，并且尤其涉及在半導體封裝過程中對鍵合的半導體芯片的檢查。

背景技術

在用于半導體封裝的芯片鍵合應用中，環氧樹脂通常被用作將半導體芯片鍵合到襯底的鍵合墊上的介質。首先將液態環氧樹脂層分配到襯底的鍵合墊上，然后將半導體芯片壓到位于鍵合墊上的環氧樹脂層上。當按壓半導體芯片時，一些環氧樹脂從半導體芯片下面被擠出以覆蓋半導體芯片的側面直至一定高度，從而形成圍繞鍵合的半導體芯片的填角。圖1是襯底10的圖示，襯底10具有使用環氧樹脂鍵合到其上的半導體芯片12。從半導體芯片12的下面擠出一些環氧樹脂以形成圍繞芯片的填角14。如此形成的填角14的高度h是鍵合質量的重要指標。

常規地，使用位于襯底上方的照相機對鍵合的半導體芯片的進行檢查以獲得其平面圖。這樣，通過照相機只能獲得鍵合在襯底10上的半導體芯片12的二維圖像。因此，在線檢查限于從半導體芯片12上方可觀察到的諸如鍵合精度和滲出之類的缺陷。二維圖像充其量僅提供填角高度h的間接近似值。在芯片鍵合設備已經鍵合了所需的半導體芯片12之后，必須離線檢查樣品襯底10以進行進一步的質量檢查，例如填角高度，芯片傾斜度和鍵合線厚度（“BLT”）。應當理解，由于在這種環境下安裝用于在線測量的成像相機的復雜性，所以無法在常規的芯片鍵合設備內測量填角高度。

由于只能使用上述傳統方法離線驗證最終的鍵合質量，因此存在現實的風險，即僅在完成整個芯片鍵合過程后才能發現有缺陷的鍵合的半導體芯片，從而導致良率降低，尤其是在大量的半導體芯片12只能在之后被發現有缺陷的情況下。

發明內容

因此，本發明的目的是尋求提供一種用于在芯片鍵合過程中精確在線檢查鍵合的半導體芯片的例如填角高度等各個方面的裝置和方法。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于檢查鍵合在襯底的頂面上的半導體芯片的設備，該設備包括：光學組件，其相對于襯底的頂面傾斜一傾斜角度，所述光學組件包括圖像傳感器和光學系統；其中，所述光學組件被布置為使得其焦深大致垂直于所述襯底的頂面，以檢查半導體芯片的至少一個側壁。

根據本發明的第二方面，提供了一種用于檢查鍵合在襯底的頂面上的半導體芯片的設備，該設備包括：第一光學組件和第二光學組件，每個光學組件相對于所述襯底的頂面傾斜一傾斜角度，并且每個光學組件包括圖像傳感器和光學系統；其中，第一光學組件和第二光學組件中的每一個被布置為使得其焦深大致垂直于所述襯底的頂面，以檢查所述半導體芯片的至少一個側壁。

根據本發明的第三方面，提供了一種用于檢查結合在襯底的頂面上的半導體芯片的方法，該方法包括：將半導體芯片鍵合到所述襯底的頂面上；用相對于所述襯底的頂面傾斜一傾斜角度的光學組件檢查所述半導體芯片，所述光學組件包括圖像傳感器和光學系統；其中，所述光學組件被布置為使得其焦深大致垂直于所述襯底的頂面，以檢查所述半導體芯片的至少一個側壁。

在下述中，參考示出本發明的特定優選實施例的附圖更詳細地描述本發明將是方便的。附圖和相關描述的特殊性不應被理解為取代權利要求所限定的本發明的廣泛辨識的一般性。

附圖說明

現在將參照附圖描述根據本發明的用于檢查鍵合的半導體芯片的示例性設備和方法。

圖1是襯底的側視圖，該襯底具有使用環氧樹脂鍵合于其上的半導體芯片。

圖2是根據本發明優選實施例的傾斜光學組件的布局的示意圖。

圖3包括圖2的示意圖，進一步示出了傾斜光學組件布置的原理。