[发明专利]基于X-ray的晶圆级玻璃通孔TGV检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于X‑ray的晶圆级玻璃通孔TGV检测装置及方法，装置包括X‑ray防护装置，在X‑ray防护装置内从下往上依次有X‑ray发射装置、XYR轴运动机构、待检测晶圆基板、相机防护板、电动变焦镜头和相机，X‑ray防护装置内还包括用于带动所述相机上下移动的Z轴运动机构，XYR轴运动机构包括X轴、Y轴和R轴，其中X轴和Y轴的直线导轨搭接成“井”字结构，R轴由中空旋转台构成，中空旋转台上设置有载具接口，中空旋转台侧方配备有真空接口和气路接口，载具中间装有高透明玻璃板，玻璃板与待检测晶圆基板之间设置有破真空装置。本发明装置克服了传统显微检测不能检测通孔全貌的弊病。

技术领域

本发明涉及通孔检测技术领域，特别是涉及一种基于X-ray的晶圆级玻璃通孔TGV检测装置及方法。

背景技术

玻璃通孔（TGV）技术在三维封装玻璃基板、AM-MiniLED玻璃基板、玻璃基微流控芯片、电子烟过滤器、玻璃雾化器等领域有着广泛的应用。为提升三维封装的传输效率，产品的集成密度不断提高，要求晶圆TGV尺寸向着更微纳方向发展，为加工工艺和检测方法提出了新的课题。常用的检测方法有：①使用光学显微镜观察，只能观测到微孔的表面特征，无法观测微孔内部形貌，更无法完成垂直度锥度测量；②使用光学共聚焦显微镜观察，只能观测到浅表三维立体结构，此方式有无法克服的立面像素丢失现象，导致无法精确测量深度、锥度、垂直度、光洁度等参数；③使用电子显微镜逐层扫描，可以精确呈现TGV微孔三维形貌，但因价格昂贵，大部分组织不具备测试条件。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种基于X-ray的晶圆级玻璃通孔TGV检测装置及方法，旨在提供一种便捷、经济，便于直接观察和测量的晶圆TGV通孔的检测装置和方法。

本发明的技术方案为：一种基于X-ray的晶圆级玻璃通孔TGV检测装置，所述装置包括X-ray防护装置（20），在所述X-ray防护装置（20）内从下往上依次有X-ray发射装置（10）、XYR轴运动机构（30）、相机防护板（50）、电动变焦镜头（60）和相机（70），所述X-ray防护装置（20）内还包括用于带动所述相机（70）上下移动的Z轴运动机构（80）；

所述XYR轴运动机构（30）包括X轴（31）、Y轴（32）和R轴（33），其中所述X轴（31）和所述Y轴（32）的直线导轨搭接成“井”字结构，所述R轴（33）由中空旋转台构成，所述中空旋转台上设置有载具接口用于放置待检测晶圆基板（40），所述中空旋转台侧方配备有真空接口和气路接口，所述载具中间装有高透明玻璃板，所述玻璃板与所述待检测晶圆基板（40）之间设置有破真空装置。

本发明的进一步技术方案是：所述X-ray发射装置（10）搭载13KV滨松X-ray光管。

本发明的进一步技术方案是：所述X轴（31）和所述Y轴（32）均由直线电机驱动，定位精度0.5um，重复精度0.1um，工作速度为10微米/秒至120毫米/秒，XY轴行程600*600mm。

本发明的进一步技术方案是：所述中空旋转台由伺服马达驱动，旋转定位精度0.02°，旋转角度范围±45°，中空旋转台内孔尺存不小于550*550mm。

本发明的进一步技术方案是：所述待检测晶圆基板（40）最大尺寸为20吋晶圆或510*510mm基板，所述待检测晶圆基板（40）上配置有四个Mark点（41）用于定位。

本发明的进一步技术方案是：所述Z轴运动机构（80）由伺服电机驱动的滚珠丝杠结构构成。

本发明的进一步技术方案是：所述所述电动变焦镜头（60）几何放大倍数1200x倍，系统放大倍数2500倍；所述相机（70）为具有高分辨率2.6MPixel数码相机的高分辨率6英寸平板。

本发明的进一步技术方案是：所述装置还包括以下各项中的至少一项：

运动控制软件，用于控制所述XYR轴运动机构（30）和所述Z轴运动机构（80）；