一种晶圆键合能测试设备的制作方法

专利2026-08-21  0


本技术涉及半导体加工,具体而言,涉及一种晶圆键合能测试设备。


背景技术:

1、随着半导体产业的不断发展,对超大规模集成电路的集成度和性能需求逐渐增加,以适应各项电子产品越做越小,功能越做越强的趋势。而伴随着芯片功能逐步增强,集成度逐渐提高的趋势而来的,便是对工艺中各种不同环节的技术要求越来越高,芯片中晶体管的集成度逐渐达到上限,因此出现了3d集成电路(integrated circuit,ic)技术,3d集成电路(integrated circuit,ic)被定义为一种系统级集成结构,3d集成电路通过键合工艺实现多个芯片之间的垂直互连,增加了芯片的空间,提高了晶体管的集成度,同时还能提高集成电路的工作速度,降低集成电路的功耗。对此,在三维芯片技术中需要对键合在一起的晶圆的界面键合强度进行测试,这对后续的工艺制程和最终产品性能有重要意义。

2、晶圆键合(waferbonding technology)是指通过化学和物理作用将两块已镜面抛光的同质或异质的晶片紧密地结合起来,晶片结合后,界面的原子受到外力的作用而产生反应形成共价键结合成一体,并使结合界面达到特定的键合强度。由于键合能测试的重要性,市场对于键合能测试设备的需求逐渐增加,针对测试设备的使用安全性提出了更高的要求。


技术实现思路

1、本实用新型提供一种晶圆键合能测试设备,用以解决现有技术中键合设备缺乏防护结构,操作人员容易受伤的技术问题。

2、本实用新型提供一种晶圆键合能测试设备,包括:

3、壳体;

4、晶圆承载平台,其固设于所述壳体上表面,用于支撑和吸附待测晶圆对;

5、插刀组件,其固设于所述壳体的上表面且与所述晶圆承载平台沿第一方向间隔设置;所述插刀组件包括驱动部件,所述驱动部件固设于所述壳体,所述驱动部件的动力输出端固设有刀片,其能够驱动所述刀片插入所述待测晶圆对的键合位置以检测所述待测晶圆对的键合能;

6、相机,其位于所述晶圆承载平台的上方,用于采集所述刀片插入所述待测晶圆对的键合位置所产生的裂缝的图像;以及,

7、防护罩,其为透明材质且枢接于所述壳体的上表面,能够打开或遮挡于所述插刀组件的上方。

8、本实用新型提供一种晶圆键合能测试设备,通过在插刀组件的上方设置可翻转的防护罩,一方面,防护罩遮挡于插刀组件的上方时,防止刀片运动划伤操作人员,提高晶圆键合能测试设备的使用安全性;另一方面,防护罩设置为透明材质,不影响相机采集刀片插入待测晶圆对的键合位置所产生的裂缝的图像,便于分析键合能的大小。

9、进一步地,所述壳体具有空腔,所述空腔内设有光源;所述壳体的上表面设有开孔,所述开孔、所述光源和所述相机的位置相对应,所述开孔用于通过所述光源发出的光线。如此设置,光源使裂缝图像清晰的显示于相机的视野中,为分析键合能的大小提供基础。

10、进一步地,所述空腔内设有真空管路,所述真空管路上依次设有调压阀、控制阀和电子压力表,所述真空管路的一端连通有外界气源,另一端连通于所述晶圆承载平台的真空吸附槽,所述电子压力表固设于所述壳体的侧壁面。如此设置,将真空管路设置于空腔内,提升键合能测试设备的美观性。

11、进一步地,所述空腔内设有驱动器和直流电源,所述驱动器与所述驱动部件电连接;所述直流电源分别与所述光源、所述驱动器和/或所述电子压力表电连接。如此设置,将驱动器和直流电源设置于空腔内,提升键合能测试设备的美观性。

12、进一步地,所述壳体的侧壁面设有光源控制钮,所述光源控制钮与所述光源电连接,用于控制所述光源的开启、关闭或调节所述光源的亮度;

13、和/或,所述壳体的侧壁面设有吸附按钮和调压钮,所述吸附按钮与所述控制阀连接,用于使所述待测晶圆对吸附于所述晶圆承载平台上;所述调压钮与所述调压阀连接,用于调节所述真空管路的真空压力值;

14、和/或,所述壳体的侧壁面设有驱动器控制按钮,所述驱动器控制按钮与所述驱动器电连接,用于使所述驱动部件上电或下电。

15、本实用新型提供的一种晶圆键合能测试设备,通过将直流电源、驱动器等设置有空腔内,将按钮设置于壳体的侧壁面,一方面,充分利用设备内部空间,设备小型化,集成度高,减小占地面积;另一方面,便于操作人员进行测试。

16、进一步地,所述壳体的侧壁面还设有风扇,所述风扇和所述直流电源电连接。如此设置,风扇用于给光源以及空腔内的电气件散热,降低空腔内部温度。

17、进一步地,所述壳体的侧壁面还设有通信接口,所述通信接口的一端电连接于所述驱动器,另一端用于电连接于工控机;

18、和/或,所述壳体的侧壁面还设有真空气路接口,所述真空气路经所述真空气路接口连通于所述外界气源;

19、和/或,所述壳体的侧壁面还设有设备电源接口,所述直流电源电连接于所述设备电源接口;

20、和/或,所述壳体的侧壁面还设有相机网口,所述相机网口的一端电连接于所述相机,另一端电连接于所述工控机。

21、本实用新型提供的一种晶圆键合能测试装置,通过在壳体的侧壁面设有通信接口、相机网口、真空气路接口以及设备电源接口,便于设备的转移以及变更摆放位置,提升设备使用灵活性。

22、进一步地,所述晶圆承载平台设有晶圆定位组件,其用于对所述待测晶圆对进行定位;所述晶圆定位组件包括:定位块,其具有两个且沿第二方向间隔设置,两个所述定位块相邻的一侧具有导向斜面,所述导向斜面用于引导所述待测晶圆对放置于所述晶圆承载平台上;以及定位销,其与所述定位块沿第一方向间隔设置,所述定位销具有两个且沿第二方向间隔设置;其中,所述第一方向和所述第二方向相互垂直。如此设置,定位块和定位销,将待测晶圆对限定在定位区域内。

23、进一步地,所述驱动部件包括第一驱动件和第二驱动件;

24、所述壳体设有基座,所述第一驱动件安装于所述基座;

25、所述插刀组件包括:第一滑台,其滑动连接于所述基座,所述第一滑台连接于所述第一驱动件的动力输出端,用于驱动所述第一滑台带动所述刀片沿所述第一方向移动以使所述刀片插入所述待测晶圆对的键合位置;所述第一驱动件和所述第一滑台之间设有压力传感器,用于检测所述刀片插入所述待测晶圆对的键合位置的压力值;所述第一滑台滑动连接有第二滑台,所述刀片固设于所述第二滑台,所述第二滑台连接有所述第二驱动件,所述第二驱动件安装于所述第一滑台上,所述第二驱动件用于驱动所述第二滑台带动所述刀片沿第三方向移动以使所述刀片与所述待测晶圆对的键合位置位于同一高度;

26、其中,所述第三方向与所述第一方向垂直。

27、本实用新型提供的一种晶圆键合能测试装置,通过设置第一驱动件驱动第一滑台带动刀片的前进或后退,实现刀片插入待测晶圆对的键合位置;通过设置第二驱动件驱动第二滑台带动刀片升降,调节刀片的高度,使刀片与待测晶圆对的键合界面平齐,从而提高对晶圆键合能测试的准确性;另一方面,能够适应不同厚度的待测晶圆对,提高装置的实用性;此外,通过设置压力传感器,便于检测刀片插入待测晶圆对的压力值,并基于压力值判断刀片是否正常插入待测晶圆对的键合位置。

28、进一步地,所述壳体上设有相机支撑组件,所述相机安装于所述相机支撑组件。

29、进一步地,所述相机支撑组件包括相互垂直地第一支撑杆和第二支撑杆,所述第一支撑杆的下端固设于壳体,所述第二支撑杆连接于所述第一支撑杆,所述相机设于所述第二支撑杆。

30、进一步地,所述相机支撑组件还包括第一夹持座,所述第一夹持座包括第一夹持孔和第二夹持孔,第一支撑杆滑动连接于所述第一夹持孔,所述第二支撑杆滑动连接于所述第二夹持孔;

31、和/或,所述相机支撑组件还包括第二夹持座,所述第二夹持座滑动连接于所述第二支撑杆,所述相机固设于所述第二夹持座。如此设置,便于调节相机的位置。

32、进一步地,所述壳体的上表面固设有立板,所述防护罩枢接于所述立板的上端;

33、和/或,所述壳体设有把手;

34、和/或,所述壳体的下端设有地脚。


技术特征:

1.一种晶圆键合能测试设备,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述壳体(1)具有空腔(10),所述空腔(10)内设有光源(101);所述壳体(1)的上表面设有开孔,所述开孔、所述光源(101)和所述相机(7)的位置相对应,所述开孔用于通过所述光源(101)发出的光线;

3.根据权利要求2所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述壳体(1)的侧壁面设有光源控制钮(112),所述光源控制钮(112)与所述光源(101)电连接,用于控制所述光源(101)的开启、关闭或调节所述光源(101)的亮度;

4.根据权利要求2所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述壳体(1)的侧壁面还设有通信接口(121),所述通信接口(121)的一端电连接于所述驱动器(102),另一端用于电连接于工控机;

5.根据权利要求1所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述晶圆承载平台(2)设有晶圆定位组件(22),其用于对所述待测晶圆对(3)进行定位;所述晶圆定位组件(22)包括:

6.根据权利要求1所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述驱动部件包括第一驱动件(51)和第二驱动件(52);

7.根据权利要求1所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述壳体(1)上设有相机支撑组件(6),所述相机(7)安装于所述相机支撑组件(6)。

8.根据权利要求7所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述相机支撑组件(6)包括相互垂直地第一支撑杆(61)和第二支撑杆(62),所述第一支撑杆(61)的下端固设于壳体(1),所述第二支撑杆(62)连接于所述第一支撑杆(61),所述相机(7)设于所述第二支撑杆(62)。

9.根据权利要求8所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述相机支撑组件(6)还包括第一夹持座(63),所述第一夹持座(63)包括第一夹持孔和第二夹持孔,所述第一支撑杆(61)滑动连接于所述第一夹持孔,所述第二支撑杆(62)滑动连接于所述第二夹持孔;

10.根据权利要求1所述的晶圆键合能测试设备,其特征在于,所述壳体(1)的上表面固设有立板(8),所述防护罩(9)枢接于所述立板(8)的上端;


技术总结
本技术涉及一种晶圆键合能测试设备,包括壳体、晶圆承载平台、插刀组件、相机和防护罩,晶圆承载平台固设于壳体上表面,用于支撑和吸附待测晶圆对;插刀组件固设于壳体的上表面且与晶圆承载平台沿第一方向间隔设置;插刀组件包括驱动部件,驱动部件固设于壳体,驱动部件的动力输出端固设有刀片;相机位于晶圆承载平台的上方,用于采集刀片插入待测晶圆对的键合位置所产生的裂缝的图像;以及防护罩为透明材质且枢接于壳体的上表面,能够打开或遮挡于插刀组件的上方。本技术提供的晶圆键合能测试设备,通过设置可翻转的防护罩,防止刀片运动划伤操作人员;防护罩采用透明材质,不影响相机采集裂缝的图像,便于分析键合能的大小。

技术研发人员:孙腾飞,张豹
受保护的技术使用者:北京华卓精科科技股份有限公司
技术研发日:20231226
技术公布日:2024/12/17
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