摘要
隨著晶圓級扇出封裝、TSV互連及精密Bump鍵合工藝高速發(fā)展，芯片封裝朝著微型化、高密度、高精度集成方向快速升級。晶圓級Bump鍵合作為芯片互連的核心工序，凸點(diǎn)鍵合平整度、高度均勻性及表面三維輪廓精度，直接影響晶圓對位貼合良率、鍵合強(qiáng)度及芯片后續(xù)通電導(dǎo)熱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)接觸式測量易劃傷晶圓鍵合面及微細(xì)凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，常規(guī)二維光學(xué)檢測僅能獲取平面尺寸數(shù)據(jù)，無法量化三維形貌形變與鍵合面微觀起伏，難以滿足晶圓級批量鍵合工藝的高精度質(zhì)控嚴(yán)苛要求。本文依托白光干涉測量核心技術(shù)，結(jié)合晶圓級封裝專屬工況特性，定制化搭建Bump鍵合專用3D輪廓測量方案，實(shí)現(xiàn)鍵合凸點(diǎn)及晶圓接觸面無損、高效、精密三維檢測，適配晶圓級封裝研發(fā)調(diào)試與量產(chǎn)全流程質(zhì)控應(yīng)用。
1 測量技術(shù)核心原理及工藝適配優(yōu)勢
白光干涉儀基于寬光譜低相干干涉光學(xué)原理，搭配高精度壓電掃描驅(qū)動組件與高清成像采集系統(tǒng)，通過采集晶圓Bump表面不同縱向高度的干涉光場信號，依托專業(yè)數(shù)據(jù)分析算法精準(zhǔn)重構(gòu)完整三維立體輪廓模型。該測量方式全程非接觸式無損探測，無機(jī)械接觸施壓，可完好保護(hù)晶圓超薄基材與微細(xì)鍵合凸點(diǎn)，杜絕檢測過程造成的結(jié)構(gòu)損傷與形變問題。相較于激光單點(diǎn)測量設(shè)備，白光干涉測量具備縱向納米級超高分辨率、無光斑衍射干擾、全域成像掃描的顯著優(yōu)勢，可精準(zhǔn)捕捉Bump鍵合后細(xì)微塌陷、邊緣形變、表面微觀凹凸等隱性缺陷。同時(shí)優(yōu)化光學(xué)觀測倍率與全域掃描邏輯，兼顧實(shí)驗(yàn)室工藝研發(fā)高精度檢測需求與產(chǎn)線晶圓批量快速檢測效率，適配不同規(guī)格晶圓級封裝量產(chǎn)場景。
2 關(guān)鍵測量指標(biāo)與方案實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)
本專項(xiàng)測量方案緊扣晶圓級封裝Bump鍵合核心質(zhì)控指標(biāo)，可一鍵自動化檢測鍵合凸點(diǎn)有效高度、整體陣列共面度、鍵合面平整度、凸合塌陷形變程度、陣列位置偏移量及微觀表面粗糙度等關(guān)鍵參數(shù)，同步生成直觀可視化3D輪廓模型與二維截面分析報(bào)表。方案兼容各類尺寸晶圓及不同材質(zhì)鍵合凸點(diǎn)檢測，搭載自動晶圓對位、陣列智能識別、批量連續(xù)掃描及數(shù)據(jù)自動歸檔功能，有效規(guī)避人工定位與測量帶來的操作誤差。可全面覆蓋鍵合前凸點(diǎn)預(yù)處理檢測、鍵合后成品形貌核驗(yàn)全工序，精準(zhǔn)篩查凸點(diǎn)缺失、偏移不均、鍵合虛接、形貌異常等工藝不良問題，為晶圓級封裝工藝參數(shù)優(yōu)化、制程穩(wěn)定性管控、不良品前置攔截提供可靠量化數(shù)據(jù)支撐。新啟航 專業(yè)提供綜合光學(xué)3D測量方案
大視野3D白光干涉儀——微透鏡納米級測量解決方案
突破傳統(tǒng)測量局限，定義微透鏡及光學(xué)元件檢測新范式！大視野3D白光干涉儀憑借核心創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)納米級全場景測量，以高效、精密的優(yōu)勢，適配微透鏡、DOE衍射光學(xué)元件等各類光學(xué)部件檢測需求，重新詮釋精密測量的核心標(biāo)準(zhǔn)。
核心優(yōu)勢：大視野+高精度，打破行業(yè)技術(shù)壁壘
打破行業(yè)常規(guī)局限，徹底解決傳統(tǒng)設(shè)備1倍以下物鏡僅能單孔使用、需兩臺儀器分別實(shí)現(xiàn)大視野與高精度測量的痛點(diǎn)。設(shè)備搭載全新0.6倍輕量化鏡頭，配備15mm超大單幅視野，搭配可兼容4個(gè)物鏡的轉(zhuǎn)塔鼻輪，一臺設(shè)備即可全面覆蓋大視野觀測與高精度測量需求，無需頻繁切換設(shè)備，大幅提升檢測效率與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度，完美適配微透鏡等復(fù)雜光學(xué)樣品的測量場景。
核心測量能力及實(shí)測應(yīng)用
（圖示為新啟航實(shí)測光學(xué)元件關(guān)鍵指標(biāo)：含平面度誤差、PV值、RMS值，精準(zhǔn)把控光學(xué)元件平面精度，為微透鏡等部件的性能保障提供可靠支撐）
（圖示為新啟航實(shí)測表面粗糙度，精度達(dá)6pm=0.006nm，精準(zhǔn)表征微透鏡表面光滑度，滿足高精度光學(xué)部件檢測需求）
特色能力1：80度傾斜測量，突破平面測量局限
打破“白光干涉僅能測平面”的行業(yè)認(rèn)知，憑借領(lǐng)先的高角度測量技術(shù)，可輕松應(yīng)對80°陡峭斜面、錐面測量，兼容度拉滿，一臺設(shè)備即可搞定各類復(fù)雜角度光學(xué)部件檢測，無需額外配備專用測量儀器。
（圖示為DOE衍射光學(xué)元件結(jié)構(gòu)圖，清晰呈現(xiàn)元件微觀結(jié)構(gòu)，助力衍射光學(xué)元件質(zhì)量管控）
（圖示為實(shí)測微透鏡效果圖，精準(zhǔn)還原微透鏡形貌，為微透鏡加工精度檢測提供可靠依據(jù)）
特色能力2：上下平面平行度測量，拓展檢測場景
采用獨(dú)特光路設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)非/透明產(chǎn)品的厚度和平面平行度測量，適配多層玻璃等光學(xué)組件的測量需求，進(jìn)一步拓展微透鏡相關(guān)光學(xué)部件的檢測場景，提升測量通用性。
（圖示為新啟航多層玻璃厚度測量，精準(zhǔn)獲取厚度數(shù)據(jù)，保障光學(xué)組件裝配精度）
新啟航半導(dǎo)體——專業(yè)提供綜合光學(xué)3D測量解決方案，深耕微透鏡及光學(xué)元件檢測領(lǐng)域，助力光學(xué)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展！