[发明专利]一种晶圆键合强度的检测装置

说明书

本发明公开了一种晶圆键合强度的检测装置，包括：相机，设置于晶圆的上方，用于获取该晶圆的正面图像；光源，设置于该晶圆的下方，用于向该晶圆的背面提供光照；以及透镜组件，设置于该光源和该晶圆之间，用于扩散该光源在该晶圆的背面的光照范围。通过采用上述晶圆键合强度的检测装置，本发明不仅结构简单、安装方便，能够进一步降低检测光源的能耗和散热，并且还具有良好的准直和匀光结构，使得待检测的晶圆的背光效果达到最佳，从而高效、准确地检测晶圆的键合强度。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，具体涉及了一种晶圆键合强度的检测装置。

背景技术

实施半导体器件前段制造工艺以及部分后段制造工艺，在晶圆中形成半导体前端器件和电连接半导体前端器件的多层互连金属结构之后，需要执行晶圆切割以获得晶粒。在执行晶圆切割之前，需要实施晶圆之间的键合，以使接合界面达到特定的键合强度。

由于晶圆键合工艺的工艺要求很高，晶圆键合完成后会对两晶圆间的键合强度进行检测。常用的检测方法之一为裂纹传播扩散法(Crack Opening)(俗称刀片插入法)。键合强度值γ与裂纹长度L的四次方相关，其可通过红外检测系统测得。

现有技术中，多是采用传统大光源，例如白炽灯等，来对晶圆进行裂纹传播扩散法的键合强度检测。但是使用白炽灯等的传统大光源会导致检测装置的整体体积偏大，结构安装较为复杂。而且，在白炽灯等大光源发光工作时，其能效比偏低，也就是说在同样亮度需求的情况下，白炽灯等大光源的耗电量和散热量都会更高。另外，现有技术中的检测装置存在出光不均匀的问题，致使待检测的晶圆的背光效果不佳。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本领域亟需一种晶圆键合强度的检测装置，不仅结构简单、安装方便，能够进一步降低检测光源的能耗和散热，并且还具有良好的准直和匀光结构，使得待检测的晶圆的背光效果达到最佳，从而高效、准确地检测晶圆的键合强度。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种晶圆键合强度的检测装置，包括：相机，设置于晶圆的上方，用于获取该晶圆的正面图像；光源，设置于该晶圆的下方，用于向该晶圆的背面提供光照；以及透镜组件，设置于该光源和该晶圆之间，用于扩散该光源在该晶圆的背面的光照范围。通过采用上述晶圆键合强度的检测装置，本发明不仅结构简单、安装方便，能够进一步降低检测光源的能耗和散热，并且还具有良好的准直和匀光结构，使得待检测的晶圆的背光效果达到最佳，从而高效、准确地检测晶圆的键合强度。

可选地，在一些实施例中，该透镜组件包括第一透镜组件、匀光器件和第二透镜组件，其中该第一透镜组件将该光源的原始光线汇聚至该匀光器件的入口端，该第二透镜组件对该匀光器件的出口端输出的窄束光线进行扩束并将其引导至该晶圆的背面。

进一步地，该第一透镜组件包括第一透镜和第二透镜，该第一透镜设置于该第二透镜之前，对该光源的原始光线进行准直调整以使其平行进入该第二透镜，该第二透镜将进入的平行光汇聚至该匀光器件的入口端。

进一步地，该第二透镜组件包括第三透镜和第四透镜，该第三透镜设置于该第四透镜之前，对该匀光器件的出口端输出的窄束光线进行扩散并将其引导至该第四透镜，该第四透镜对该第三透镜提供的扩散光线进行准直调整，以获得平行的扩束光线并将其引导至该晶圆的背面。

更进一步地，该检测装置还包括卡盘，该卡盘设置于晶圆的托盘上，用于固定该晶圆。

可选地，在一些实施例中，该匀光器件为熔融石英导光管。

可选地，在一些实施例中，该透镜组件和该晶圆之间设有光阑，以过滤该透镜组件扩散出的边缘杂散光。