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3D激光檢測：支持微凸點技術
微凸點晶圓的出現使測量和檢測技術面臨著巨大的挑戰(zhàn)，對該技術的zui基本要求是任一可行的檢測技術必須能達到測量微凸點特征尺寸所需的分辨率和靈敏度,。在50µm（2密爾）節(jié)距上制作25µm（1密爾）凸點的芯片技術，目前正在開發(fā)中,，更小凸點直徑和更細節(jié)距的技術也在發(fā)展中,。另外，當單個芯片上凸點數量超過10,000個時,，晶圓檢測系統必須有能力來處理凸點數迅速增加的芯片和晶圓,。分析軟件和計算機硬件必須擁有足夠高的性能來存儲和處理每個晶圓上所存在的數百萬個凸點的位置和形貌數據。
激光三角測量術
發(fā)展的凸點檢測設備采用了激光三角檢測術,，經特別設計的光學組件和分析算法，在全速生產情況下可對微凸點的特征尺寸進行高質量的檢測,。這項技術已經用于類似尺寸金凸點的檢測上,，也適合用于當前和即將出現的微凸點技術中。
在激光三角檢測術中,，用一精細聚焦的激光束來掃描圓片表面,，光學系統將反射的激光聚焦到探測器（圖1）。采用3D激光三角檢測術來檢測微凸點的形貌時,，在精度,、速度和可檢測性等方面它具有明顯的優(yōu)勢。這一檢測技術目前所面臨的挑戰(zhàn)包括有凸點的尺寸和凸點之間的間隔都很小,，以及在整個圓片上布滿有數百萬個凸點,。
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圖1. 激光三角檢測術通過對聚焦激光探測束的反射來推算凸點的高度
激光三角檢測術在激光探測束的掃描過程中能獲得硅基片和凸點頂部數據，由于它對凸點表面及其周邊的基片只進行單次的掃描,，這樣就可以消除了在不同高度進行多次掃描而帶來的誤差和內在的不確定性,。單次掃描方法可對z方向進行高準確度和高精密度的檢測，其性能可以達到探測器的理論分辨率——這要比目前凸點尺寸小一個數量級以上,。
激光三角檢測術除了具有很高的檢測準確度和度以外,，它還具有與生產能力相當的檢測速度，數據的采集速率足以滿足大生產過程中對整個圓片進行檢測的需求,。在全晶圓檢測模式中,，系統通過一系列相近的線掃描來覆蓋整個圓片，單個掃描為600µm寬的長條形區(qū)域,，所產生的典型數據密度為40,000個數據點/mm2（圖2）,。變換采樣密度可對檢測過程進行優(yōu)化，以zui大程度地滿足某些特別應用對分辨率,、度和產量的要求,，而且還可以很容易地滿足將來凸點直徑和節(jié)距進一步減小后對檢測的要求。數據密度能夠根據所需的特征尺寸和產量進行增加或減小,。該系統可以在高產量下實現全晶圓的檢測,，通過實施僅檢測芯片的采樣計劃，就有可能在維持檢測統計有效性的情況下來增加檢測產量。
圖2. 全圓片激光掃描可獲得40,000個數據點/mm2
可檢測性
可以根據用戶的需求來選擇檢測系統上X和Y方向上各數據點之間的間隔,。這一內在的可測性使得用戶可以通過調整采樣密度來優(yōu)化整個檢測過程,，以適應某項特殊應用中對檢測速度、分辨率和精度的不同要求,。隨著凸點尺寸在不斷地減小,，這就需要增加采樣密度來使檢測質量能保持一個*的平衡。
線掃描照相機
對凸點工藝進行表征和監(jiān)控的關鍵是對凸點體積的計算,。例如,，某個凸點如果超出了其設計的體積量，就意味著在其上游工藝的模板層面可能出了問題,。的體積測量需要地測定凸點的高度和直徑,。一個具有時間延遲的積分線掃描照相機在測量直徑的精度上與激光三角檢測術測量高度的精度基本相當。將這二者相結合,，就能對凸點體積進行高準確度,、高度和高產量的檢測，這對微凸點大生產進行工藝控制是必需的,。
彩色的等高圖標示出了凸點的高度,、共面性、凸點直徑和圓片上每一凸點的體積（圖3）等信息,。通過這種直觀的,、可視化的顯示形式，我們可以在芯片和整個晶圓層面上來觀察測量數據的變化趨勢,，以對工藝參數的偏離提供一個快速,、的檢測，確認其產生的根本Ô¬因,，以及對相應糾正行為的評估等,。
圖3. 凸點檢測結果的直觀化和可視化顯示，很容易在芯片和整個晶圓層面上辨認出凸點形貌的變化趨勢
在凸點檢測中所探測到的初始缺陷包括有：凸點間空隙中的焊料橋連缺陷和凸點缺失缺陷,。