很多產(chǎn)品在制造中采用品圓到品圓鍵合技術(shù)，而這類產(chǎn)品的范圍還在迅速擴(kuò)張，這包括晶圓級封裝以及多種三維集成應(yīng)用。品圓本身可能是硅、化合物半導(dǎo)體、藍(lán)寶石、玻璃、石英或其他材料。針對不同應(yīng)用已經(jīng)開發(fā)了多種晶圓鍵合方法。晶圓鍵合操作的封裝流程往往既昂貴又耗時(shí)，因此對其進(jìn)行檢測是十分重要的，今天我們一塊看下晶圓鍵合檢測?的相關(guān)知識。

1.聲學(xué)微成像技術(shù)

聲學(xué)微成像技術(shù)可用于此類瑕疵的檢測。該技術(shù)對內(nèi)部的材料界面非常敏感。紅外輻射也可以用于晶圓對的成像，但它僅對大的瑕疵且是紅外透明的材料敏感。而另一種方法也就是X射線，對多晶硅界面的檢測效果并不理想。在前面所述的例子里，聲學(xué)微成像技術(shù)所用的高頻超聲波可以對Cu-Cu鍵合中的銅焊盤進(jìn)行成像，并識別出銅線間缺陷、Si-Si晶圓對間的未鍵合區(qū)域以及顆粒。

2.原理

聲學(xué)微成像系統(tǒng)使用光柵掃描換能器，發(fā)射超聲脈沖進(jìn)入鍵合晶圓對的內(nèi)部并收集反射回來的回聲信號。發(fā)射進(jìn)入晶圓對的脈沖會聚焦在感興趣的深度，典型地是鍵合界面的位置。回聲信號經(jīng)轉(zhuǎn)換變成聲學(xué)數(shù)據(jù)并用于繪制

用戶定義深度范圍內(nèi)的聲學(xué)圖像。這些信息的接受窗口稱作門。通過移動對應(yīng)的門，用戶可以從非常窄的不同切片位置采樣相關(guān)信息，比如可以從鍵合疊層的上表面、鍵合界面抑或下表面位置采樣。

3.超聲波檢測

用于晶圓對成像的換能器通常采用230 MHz或更高頻率的超高頻超聲波。回聲信號僅僅從材料界面位置產(chǎn)生，而不會從同種材料內(nèi)虢形成。作為可用信號的脈沖信號反射百分比取決于兩種材料間的聲學(xué)阻抗。如果個(gè)晶圓對是由兩個(gè)直接鍵合在一起的硅晶圓組成的，則在鍵合界面位置不存在缺陷或異常的前提下，這兩種材料是相同的，在界面位置將不存在反射。這種晶圓對的期望聲學(xué)圖像應(yīng)是沒有任何圖案的黑色圖像。

由于傳感器對剖面形狀及時(shí)的檢測，針對目標(biāo)形貌不斷調(diào)整的工藝參數(shù)，以及多分區(qū)壓力可調(diào)的研磨頭的作用，可以實(shí)現(xiàn)比開環(huán)史加均勻的銅薄膜研磨過程，達(dá)到更穩(wěn)定的晶圓內(nèi)薄膜厚度均勻性。此類晶圓鍵合檢測?逐漸成為控制那些窗口益縮小、復(fù)雜性不斷增加的特殊關(guān)健工藝必不可少的組成部分。