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MEMS器件近紅外檢測技術(shù)|行業(yè)干貨分享
MEMS的分選是*典型的應(yīng)用。MEMS是把微型機(jī)械部件、微型傳感器、微電路集成到一個(gè)芯片上；為確保MEMS的運(yùn)作，對其進(jìn)行缺陷檢測是至關(guān)重要的，但很多機(jī)械性能無法通過電氣或功能測試來確定。因?yàn)檫@些缺陷往往位于基板上或器件與封蓋晶圓之間連接的紐帶上，所以單純的可見光圖像檢測技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，近紅外檢測是作為一種無損的技術(shù)既可以檢測上下表面的缺陷，也可以檢測器件內(nèi)部的缺陷。理論上講，這種技術(shù)可以檢測所有的缺陷，例如，檢測顆粒（污染），蝕刻線和對齊標(biāo)記，結(jié)構(gòu)，完整性，空隙率以及燒結(jié)工藝的質(zhì)量，這里不再一一列舉。
缺陷的種類以及檢測方法：
實(shí)驗(yàn)表明MEMS器件近紅外檢測技術(shù)能夠檢測MEMS生產(chǎn)過程中的一系列的重要缺陷。此外，MEMS器件近紅外檢測技術(shù)還能測量Bonding的晶圓片內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
下面介紹幾種常見的缺陷：
顆粒
顆粒在晶圓上出現(xiàn)大致分為三個(gè)位置：頂部，底部，以及兩片晶圓中間。其中，第三種情況是*難檢測的，因?yàn)樽贤饣蛘呖梢姽饧夹g(shù)只能檢測分層之間位于頂部和底部的顆粒。在晶圓中間的顆粒，只有通過紅外圖像的方法才能檢測，這些顆?？梢酝ㄟ^紅外圖像看到；因?yàn)楣杵瑢t外光是透明的，所以在明亮的背景中，暗點(diǎn)就是我們要檢測的顆粒物；有一些硅的碎片，因?yàn)楸砻鎯A斜角較大，也會有類似的效果。但是這個(gè)問題可以通過特定的算法，粒子可以與顯微結(jié)構(gòu)的背景和粘合劑區(qū)分開來。
這種工藝，兩個(gè)晶圓片是直接bonding到一起，中間并沒有任何基底。因此，用這種bonding方式很少會出現(xiàn)滲入或滲出的現(xiàn)象。共晶/熔融粘合晶圓很少會分層，但是空隙仍然是需要考慮的重要因素。
精確定位間隙的位置，尺寸，甚至間隙厚度的能力，可以挑出存在空隙影響的晶粒，避免因?yàn)橐恍〔糠志Я４嬖诳障稄U了一整片晶圓；
燒結(jié)缺陷
在bonding的過程中由于用了采用燒結(jié)工藝，所以生產(chǎn)過程中焊點(diǎn)材料的內(nèi)部會存在各種各樣的缺陷：
空隙，例如大面積燒結(jié)中，焊點(diǎn)材料周圍空氣或其它異物構(gòu)成的空泡；
脫層(Delamination)
滲入現(xiàn)象
滲出現(xiàn)象
燒結(jié)效果檢測
Bonding晶圓片的方法有很多種，像共晶，融合，燒結(jié)等。在MEMS器件的燒結(jié)工藝中，通常需要一種特別的玻璃球夾在在兩片晶圓中作為焊點(diǎn)材料；這些玻璃球會通過絲網(wǎng)印刷或者噴涂工藝附著到晶圓的特定區(qū)域，然后在bonding過程中，通過特定的溫度和壓力，熔化焊點(diǎn)的玻璃球，從而把兩片晶圓bonding到一起。在Bonding工藝完成后，是無法通過可見光成像的方法來檢測bonding質(zhì)量的；而近紅外光能夠穿透硅片，所以在Bonding之后，近紅外成像能非常方便的檢測器件及Bonding過程的缺陷。
刻蝕線檢測
濕法化學(xué)刻蝕中，需要把晶圓泡到溶液中，所以沒有辦法檢測每一條刻蝕線，通常通過抽樣檢測來管控整個(gè)工藝流程。在刻蝕完成后，bonding之前做抽檢，可以得到較好的分辨率，但是需要昂貴的設(shè)備?？叹€檢測主要是測試線寬，位置，與其他線的距離或者與對齊標(biāo)記的距離，其實(shí)可以在做其他紅外成像檢測的時(shí)候順便就完成。
對齊標(biāo)記檢測
對齊標(biāo)記在器件和晶圓上均有，通常在bonding之前，都已經(jīng)做了檢查，所以通常沒有做重復(fù)檢查。但是在bonding過程中，仍然可能存在誤差導(dǎo)致無法對準(zhǔn)。因?yàn)榧t外成像技術(shù)可以穿透兩層硅片，所以在檢測器件和晶圓之間的對齊標(biāo)志的絕對位置的時(shí)候，同時(shí)就可以檢測相對位置，所以只需檢測兩個(gè)對齊標(biāo)記的重疊狀況及可以知道是否已經(jīng)對齊；
宏觀結(jié)構(gòu)檢測
640×512 分辨率InGaAs短波紅外相機(jī)
半導(dǎo)體制冷
太陽能電池電致發(fā)光NIR檢測
集成電路電致發(fā)光檢測
13810146393
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