[发明专利]集成芯片裂纹检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种集成芯片裂纹检测装置及方法。

背景技术

集成电路又称芯片，是一种微型电子器件或部件，一般为半导体材料， 被喻为工业生产的“心脏”。在芯片的开发与制造过程中，人们对更轻更薄的电 子产品的需求与日俱增。因此要求厂家制造更小、更薄、更高性能的集成芯 片。然而，集成芯片的晶片变薄带来了一系列问题。其中一个主要问题是芯 片制作过程中会由于表面裂纹而形成次品。由于表面裂纹会降低最终电子设 备的性能和可靠性，因此在制造过程中对集成芯片表面裂纹进行检查的需求 不断增长。

现有技术对芯片表面裂纹检测有冲击测试技术、涡流传感技术、太赫兹 成像技术和扫描式声波显微技术。冲击测试技术是一种基于接触芯片，通过 冲击测试的方式来检测裂纹的方法；涡流传感技术是一种用电磁场同金属间 电磁感应进行检测的方法；太赫兹成像技术是通过利用位于特殊波段的太赫 兹波来检测芯片裂纹存在的方法；扫描式声波显微技术是通过裂纹处的声波 吸收和反射程度不同来检测芯片裂纹。近些年亦有一些检测技术提出，但由 于其本身技术原因和关键技术内容的空白导致应用价值受限。

总体而言，尽管至今已有许多用于芯片裂纹检测的检测技术被提出，但 是仍有关键技术问题和缺陷限制其发展和实际工程应用。如上所列举的冲击 测试技术的缺点必须接触目标芯片才可进行，这会对芯片造成潜在的损伤； 涡流传感技术所使用的强涡流不仅会对芯片造成一定程度的损伤，对其性能 产生不良影响，而且这项技术不适用于非导电材料。太赫兹成像技术中的太 赫兹波穿透深度浅，更重要地是，因为它无法穿透金属层，所以不适用于金 属材料；扫描式声波显微技术虽然比太赫兹波穿透深度深，但是由于其检测 时间长，因此不适用于在线检测，除此之外还要求所检测的目标芯片必须没 入水中或者至少用水滴覆盖，这有可能对该芯片造成其他损坏。

发明内容

本发明提供一种集成芯片裂纹检测装置及方法，以实现对集成芯片表面 裂纹无接触、无损伤、无侵入的检测识别，提高集成芯片的可靠性与安全性。

为实现上述目的，本发明提供一种集成芯片裂纹检测装置，包括：控制 单元、励磁单元、感应单元，所述控制单元、励磁单元、感应单元相互关联； 其中：

所述控制单元，用于控制励磁单元和感应单元，并接收由感应单元采集 到的数据；

所述励磁单元，用于在控制单元的指令下，产生线状激光束，并将所述 线状激光束射向半导体芯片表面，从横向和纵向扫描所述半导体芯片表面， 并在所需励磁线处产生热波，热波传播模式与芯片的裂纹有关；

所述感应单元，用于捕捉所述线状激光束产生的热波的热反应，进行热 检测，并将检测到的热反应数据发送至所述控制单元；

所述控制单元，还用于通过控制信号对所述感应单元的热检测进行控制， 并获取检测到的热反应数据。

其中，所述励磁单元包括：任意波形发射器、连续波激光器和线束发生 器，所述连续波激光器连接在所述任意波形发射器和线束发生器之间，所述 任意波形发射器连接所述控制单元；其中：

所述连续波激光器，用于产生连续激光束；

所述任意波形发射器，用于调节所述连续波激光器所产生的激光光束的 波形，使所述连续波激光器产生点状脉冲激光束；

所述线束发生器，用于将点状脉冲激光束转变为线状激光束并射向所述 半导体芯片的表面。

其中，所述线束发生器包含柱面透镜、检流计以及聚焦透镜，来自所述 连续波激光器的点状脉冲激光束依次经所述柱面透镜、检流计以及聚焦透镜 后，转变为线状激光束并射向所述半导体芯片的表面。

其中，所述感应单元包括带有特写镜头的红外相机。

其中，所述控制单元为计算机。

其中，所述控制单元，还用于通过裂纹可视化算法对所述热反应数据进 行处理。

本发明还提出一种集成芯片裂纹检测方法，包括：

在控制单元的指令下，励磁单元产生线状激光束，线状激光束射向半导 体芯片表面，在所述半导体芯片表面进行横向和纵向的扫描，同时线状激光 束在所需励磁线处产生热波；

通过感应单元捕捉所述线状激光束产生的热波的热反应；

通过所述控制单元获取热反应数据，再采用无基线芯片裂纹可视化算法 技术分析热反应数据，检测得到芯片表面任意方向的裂纹。

其中，所述集成芯片裂纹检测方法还包括：

通过裂纹可视化算法对所述热反应数据进行处理。

其中，所述通过裂纹可视化算法对所述热反应数据进行处理的步骤包括：