紅外檢測(cè)晶圓鍵合質(zhì)量系統(tǒng)說(shuō)明書

1、紅外檢測(cè)晶圓鍵合質(zhì)量系統(tǒng)說(shuō)明書概述該系統(tǒng)是用于晶圓鍵合過(guò)程后的質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。 能夠提供給使用者快速、 精確的無(wú)損界 面檢測(cè)圖像。 該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的通用性， 不僅適用于硅 -硅、玻璃 -硅或者玻璃 -玻璃晶圓鍵合， 還適用于 GaAs、 InP 等半導(dǎo)體晶圓。該系統(tǒng)克服了 X 射線投射法和掃面聲學(xué)顯微探測(cè)法費(fèi) 時(shí)費(fèi)力、系統(tǒng)復(fù)雜和成本昂貴的特點(diǎn)。最大能檢測(cè)的晶圓直徑為200mm ，滿足絕大多數(shù)科研和生產(chǎn)所需。該系統(tǒng)具有高效、實(shí)時(shí)、無(wú)損、低成本、結(jié)果清晰的特點(diǎn)，是實(shí)時(shí)檢測(cè)空洞 和鍵合過(guò)程的理想手段。特點(diǎn)1紅外光源以提供高的檢測(cè)質(zhì)量2鍵合晶圓對(duì)的自動(dòng)成像3高靈敏度 CCD 以提供高分辨率、高對(duì)比度圖像

2、4微米級(jí)的檢測(cè)精度5可檢測(cè)的最大晶圓直徑為 200mm6搭載不同波長(zhǎng)的濾波片可以檢測(cè)絕大多數(shù)的晶圓材料7基于計(jì)算機(jī)的圖像獲取軟件8支持 Windows/Linux 系統(tǒng)，集成多種二次開發(fā)工具工作原理.I：橫梁T紅外相機(jī)=tr鏡頭L_1氣待檢勻 紜上 昱丁、白熾燈底座、濾光片 待檢測(cè)圓片 勻光片 盒體圖1檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖對(duì)于理想晶體來(lái)說(shuō)，光是否透射晶體取決于光子的能量和晶體材料的禁帶寬度：he/ Eg對(duì)于硅的禁帶寬度為 1.12eV ,故其透射光最小波長(zhǎng)為 1.1 mo如果兩片晶圓的鍵合界面 存在未鍵合區(qū)域，則入射光在上下表面兩次反射后形成相干光，經(jīng)紅外攝像機(jī)處理后，會(huì)在顯示器上出現(xiàn)明暗交替的干涉

3、條紋。如果未鍵合區(qū)域面積較大且間隙高度不大，則會(huì)出現(xiàn)很多較大的干涉條紋；當(dāng)鍵合界面處間隙較大時(shí)，入射光無(wú)法形成干涉現(xiàn)象，在圖片上的對(duì)應(yīng)位置將只能出現(xiàn)顏色較暗的圖案。因此，根據(jù)鍵合片的紅外透射圖像，就可以檢測(cè)到鍵合圓片的缺陷狀態(tài)及分布。根據(jù)干涉的圈數(shù)還可以定量的計(jì)算出空洞的大小。產(chǎn)生暗條紋，應(yīng)滿足：112nd m22(m= 0,1,2,)其中n為空洞中介質(zhì)的折射率，d為空洞高度，m為干涉環(huán)數(shù)，入為所用紅外光的波長(zhǎng)。 若已知n、m、人則可得：, m，d =4n 4n (m=0,1,2,)圖2未鍵合區(qū)域光線反射圖圖3紅外透射干涉圖檢測(cè)系統(tǒng)主要有四個(gè)部分：光源部分、工作臺(tái)部分、紅外相機(jī)部分和計(jì)算機(jī)部分

4、。測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要部分包括：底座、盒體、白熾燈、勻光片、待檢測(cè)圓片、濾光 片、放大鏡頭和紅外攝像機(jī)。 不同尺寸的晶圓成像距離不同，鏡頭和晶圓間距離的調(diào)節(jié)可以通過(guò)改變橫梁的高度和改變攝像機(jī)的焦距來(lái)實(shí)現(xiàn)。盒體設(shè)計(jì)如圖4所示。采用4光源，以獲得較為均勻一致的光強(qiáng)分布， 避免不均勻光強(qiáng) 對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響。為了獲得較高對(duì)比度的圖像和適應(yīng)不同尺寸晶圓的成像， 通常需要調(diào)節(jié) 功率調(diào)節(jié)器以使照明系統(tǒng)提供的光強(qiáng)可控制。 低光強(qiáng)的圖像對(duì)比度較高，而高光強(qiáng)的圖像分 辨率更高。武源供應(yīng)功率調(diào)節(jié)器盒體圖4盒體結(jié)構(gòu)圖圖5檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)物圖技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)參數(shù)晶圓指標(biāo)晶圓直徑最大200mm晶圓厚度最大10mm精測(cè)精度

5、分辨率10 m偏差+/-1 (im重復(fù)精度+/-1 (imCCD型號(hào)Watec-902H2模式模擬CCD尺寸1/2 ''有效像素440K最低照度0.0003Lux F1.4(AGC: High)外部尺寸W HXL(mm)35.5 >36X38鏡頭型號(hào)Computar M3Z1228C-MP靶面尺寸2/3''焦距1236mm光圈氾圍F2.8F16C最小物距0.2m(Tele)/0.05m(Wide)尺寸(mm)41.6 >3光源型號(hào)Philips R95E波長(zhǎng)范圍0.765(im峰值波長(zhǎng)4(im功率100W濾波片截止波長(zhǎng)850nm圖像米集卡型號(hào)DH-CG410圖像采集取大分辨率768X576