[发明专利]用于利用结构光测量半导体器件元件的物理特性的系统和方法

说明书

本发明提供了利用结构光来确定半导体器件元件上的粘合剂材料的物理特性的方法。所述方法包括如下步骤：(1)将结构光图案应用于半导体器件元件上的粘合剂材料；(2)利于相机创建所述结构光图案的图像；以及(3)分析所述结构光图案的图像，以确定所述粘合剂材料的物理特性。还提供了用于利用结构光来确定半导体器件和元件的物理特性的其它方法和系统。

本申请是申请日为2014年9月3日、申请号为201410616244.2、发明名称为“用于利用结构光测量半导体器件元件的物理特性的系统和方法”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月3日提交的美国临时申请No.61/873,288的优先权的权益，该美国临时申请的内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于测量半导体器件元件的物理特性的系统和方法(通常与半导体元件的接合操作相关)，并且更具体地，涉及用于利用结构光测量这种物理特性的改进的系统和方法。

背景技术

半导体器件包括各种物理特征或特性，所述各种物理特征或特性最好是可控的。例如，通常可取的是半导体管芯在包装之前(例如，在管芯附着工艺、热压接合工艺等之前)基本上是平的。另外，典型的是对半导体器件或封装中所包括的元件的某些物理属性进行测量，以确保符合设计标准或规格。

具体而言，在热压接合(例如，利用两个器件之间的铜柱或类似的导电结构将一个半导体器件与另一个半导体器件接合)中，接合元件的物理特征或者特性最好是可控的。这在多个器件同时热压接合时尤其正确。

因此，可取的是提供用于测量和/或控制这种物理特性的改进的系统和方法。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供了用于利用结构光来确定半导体器件元件上的粘合剂材料的物理特性的方法。所述方法包括以下步骤：(1)将结构光图案应用于半导体器件元件上的粘合剂材料；(2)利用相机创建结构光图案的图像；以及(3)分析结构光图案的图像，以确定粘合剂材料的物理特性。

根据本发明的另一个示例性实施例，提供了利用结构光来确定涂覆在半导体器件的元件之间的粘合剂材料的倒角的物理特性的方法。所述方法包括以下步骤：(1)将结构光图案应用于半导体器件的元件之间的粘合剂倒角；(2)利用相机创建结构光图案的图像；以及(3)分析结构光图案的图像，以确定粘合剂倒角的物理特性。

根据本发明的另一个示例性实施例，提供了利用结构光来确定半导体器件的平面度特性的方法。所述方法包括：(1)利用相机创建被半导体器件的表面反射的结构光图案的图像；以及(2)分析结构光图案的图像，以确定半导体器件的平面度特性。

根据本发明的某些示例性实施例，可以在热压接合机上实现这些和其它方法(包括本文中所列举的步骤中的部分或全部步骤)。

根据本发明的某些示例性实施例，本文中所述的方法(包括确定半导体器件元件上的粘合剂材料的物理特性的方法、确定涂覆在半导体器件的元件之间的粘合剂材料的倒角的物理特性的方法、以及确定半导体器件的平面度特性的方法)可以包括使用不同的结构光图案，以获得最佳的测量结果(例如，如本文中所述的物理特性或平面度特性)。例如，可以重复进行利用相机沉积结构光图案的图像和分析结构光图案的图像以确定特性的步骤(由此分析多个图像)，以确定所期望的测量结果。

根据本发明的另一个示例性实施例，提供了热压接合系统。热压接合系统包括：(1)支撑结构，其用于支撑包括粘合剂材料的半导体器件元件；(2)结构光源，其用于在粘合剂材料上提供结构光图案；以及(3)相机，其用于创建粘合剂材料上的结构光图案的图像。

根据本发明的另一个示例性实施例，提供了热压接合系统。热压接合系统包括：(1)支撑结构，其用于支撑半导体器件；(2)结构光源，其用于提供结构光图案；以及(3)相机，其用于利用半导体器件的反射表面间接观察结构光图案，该相机创建结构光图案的图像。