[实用新型]孔洞及膜厚自动化检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种孔洞及膜厚自动化检测装置，特别是涉及一种可用于自动检测及回馈孔洞参数及膜厚信息的孔洞及膜厚自动化检测装置。

背景技术

在三维集成电路(3-Dimentional IC)中，通常是藉由穿设于半导体层内的导电结构(conductive via)来相互电性连接，以使多个垂直堆栈的芯片之间进行信号传递，进而缩小尺寸。

硅穿孔技术为一种利用通孔结构达成连接该等垂直堆栈芯片的技术，并可取代引线焊接(wire bonding)的技术而节省引线焊接技术所需的绕线及额外的中介层。

在硅穿孔制程中，孔洞参数会影响最后产品的成品率。然而，过去要有效地统计上述参数，必须在完成导电结构所有的制程后，才能作电性测试，接着再做「破坏性」的切片并观察穿孔影像，相当耗时。

随着组件密集度增加，孔洞的数量以及深宽比也随着增加。大部分现有的硅穿孔检测装置每次只能分析一个孔洞，以得到和孔洞相关的参数。为了避免耗时过长，通常仅会在不同的区域范围内随机检测其中的几个孔洞，而不会全面检测。如此，所量取的孔洞参数的准确度不一定能够全面反映实际的情况，也无法提供于形成硅穿孔的制程段，以进行参数调整。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足提供一种孔洞及膜厚自动化检测装置，可用以检测孔洞的参数，并将量测结果回馈到制程端，以优化制程参数。

本实用新型所采用的一技术方案是，提供一种孔洞及膜厚自动化检测装置，可被应用于一元件生产线，以检测一表面具有多个孔洞的基材。孔洞及膜厚自动化检测装置并可以和穿孔装置配合，以优化制程参数。孔洞及膜厚自动化检测装置包括光学量测单元、处理单元以及电性连接于处理单元的回馈单元。光学量测单元从基材表面的一待测区中同时撷取一待测区影像以及获得一反射光谱信息，其中，待测区影像包括具有至少一孔洞的一孔洞影像，其中，待测区影像包括具有至少一所述孔洞的孔洞影像。处理单元电性连接于光学量测单元，其中，处理单元根据接收的待测区影像及反射光谱信息，以计算对应的至少一孔洞的孔洞参数。处理单元通过回馈单元将孔洞参数回馈到一制程端。

更进一步地，孔洞为贯孔或者盲孔，且孔洞参数包括每一个孔洞的孔径、深度以及底部形貌。

优选地，光学量测单元包括光产生器、光学组件、影像感测单元以及光谱仪。光产生器用以产生一投射至待测区的检测光，其中检测光通过待测区的反射而形成一反射光。光学组件设置于反射光的光路上，其中反射光通过光学组件的分光而分成一第一光束以及一第二光束。影像感测单元设置于第一光束的光路上，其中，影像感测单元通过接收第一光束，以得到待测区影像。光谱仪设置于第二光束的光路上，其中，光谱仪通过接收第二光束，以获得反射光谱信息。

更进一步地，在待测区的涵盖范围内的孔洞数量介于2至10之间。更进一步地，基材包括一底材以及一覆盖底材上的膜层，处理单元根据反射光谱信息以计算膜层的厚度，以得到一膜厚信息，且膜厚信息通过回馈单元回馈到制程端。

更进一步地，孔洞及膜厚自动化检测装置包括一和处理单元电性连接的可旋转位移平台，可旋转位移平台通过处理单元的控制而相对于光学量测单元进行移动或者转动，且光学量测单元通过可旋转位移平台的移动或者转动，以沿着一螺旋状检测路径检测基材上的多个孔洞。

更进一步地，制程端为一穿孔装置，且穿孔装置包括一控制器以及与控制器电性连接的一蚀刻单元，蚀刻单元通过控制器的控制以依据一制程参数在基材上形成多个孔洞，回馈单元电性连接控制器，以使控制器根据孔洞参数调整制程参数。

综上所述，本实用新型的有益效果在于，本实用新型实施例所提供的孔洞及膜厚自动化检测装置可应用于半导体组件的生产线，并可通过电性连接于穿孔装置与处理单元之间的回馈单元，将已测得的孔洞参数回馈到制程端，以优化制程参数。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所提供的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型实施例的孔洞及膜厚自动化检测装置应用于元件生产线的功能方块图。

图2为本实用新型实施例的光学量测单元对基材进行检测的剖面示意图。

图3为本实用新型实施例的可旋转移动平台的俯视示意图。

图4本实用新型实施例的基材的俯视示意图。

图5为检测光投射到基材表面的局部俯视放大图。