孔洞及膜厚自动化检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种孔洞及膜厚自动化检测装置。孔洞及膜厚自动化检测装置检测表面具有多个孔洞的基材。孔洞及膜厚自动化检测装置包括光学量测单元、处理单元及电性连接于处理单元的回馈单元。光学量测单元用以撷取在基材表面的待测区的待测区影像以及从待测区获得反射光谱信息，待测区影像包括至少一孔洞的孔洞影像。处理单元电性连接于光学量测单元，并根据接收的待测区影像及反射光谱信息计算对应的至少一孔洞的孔洞参数，再通过回馈单元将孔洞参数回馈到一制程端以优化制程参数。本实用新型专利技术的孔洞及膜厚自动化检测装置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。

【技术实现步骤摘要】
孔洞及膜厚自动化检测装置
本技术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。
技术介绍
在三维集成电路(3-DimentionalIC)中，通常是藉由穿设于半导体层内的导电结构(conductivevia)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(wirebonding)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。
技术实现思路
本技术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。本技术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，本技术的有益效果在于，本技术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技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本技术的详细说明与附图，然而所提供的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本技术加以限制。附图说明图1为本技术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为本技术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为本技术实施例的可旋转移动平台的俯视示意图。图4本技术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。图6为检测光投射到基材表面的局部剖面示意图。图7为检测光投射到另一实施例的基材表面的局部剖面示意图。具体实施方式请参考图1，图1为本技术实施例的孔洞及膜厚自动化检测装置应用在元件生产线的功能方块图。孔洞及膜厚自动化检测装置2可应用在元件生产线Z1中，来检测具有多个孔洞的基材。当基材包括底材及形成于底材上的膜层时，本技术实施例的孔洞及膜厚自动化检测装置2除了可用于检测孔洞之外，还可检测膜层的厚度，以分别得到孔洞参数及膜厚信息。孔洞及膜厚自动化检测装置2并可将检测到的孔洞参数或者膜厚信息回馈到制程端，以优化制程参数。在本实施例中，制程端例如包括穿孔装置1a及成膜装置1b。在本实施例中，是以制程端为穿孔装置1a为例，来说明孔洞及膜厚自动化检测装置2配合制程端，来优化制程参数。前述的穿孔装置1a用以在一基材内形成多个孔洞。请先参照图6，在一实施例中，基材3例如是半导体基材、绝缘基材、金属基材或者是复合基材等等，孔洞300可以是通孔或者是盲孔。在另一实施例中，请先参照图7，基材3’是包括底材30以及膜层31，其中膜层31是通过成膜装置1b被沉积于底材30上。构成膜层31的材料可以是氧化物层或氮化物层，根据实际需求而决定。成膜装置1b例如是用以执行物理气相沉积制程、化学气相沉积制程或者是热氧化制程，以形成膜层31的装置。请再参照图1，穿孔装置1a包括一控制器10以及和控制器10电性连接的蚀刻单元11。控制器10可根据预设孔洞参数及制程参数，控制蚀刻单元11对基材3进行蚀刻。前述的蚀刻单元11例如是雷射，而制程参数例如是雷射的输出功率，默认孔洞参数可包括预定形成的孔洞深度、数量及孔径等参数。在一些实施例中，孔洞具有高深宽比，大约是介于5至15之间。请参照图1，在利用穿孔装置1a在基材上形成多个孔洞之后，即可通过本技术实施例所提供的孔洞及膜厚自动化检测装置2来检测孔洞，以得到实际的孔洞参数，包括孔径、深度以及每两个相邻的孔洞之间的间距(Pitch)。孔洞及膜厚自动化检测装置2包括可旋转位移平台20、光学量测单元21、处理单元22以及回馈单元23，其中可旋转位移平台20、光学量测单元21以及回馈单元23都和处理单元22电性连接。请参照图2，显示本技术实施例的光学量测单元对基材进行检测的剖面示意图。基材3设置在可旋转位移平台20上，使光学量测单元21对基材3进行检测。在一实施例中，基材3在被装载至可旋转位移平台20上之前，会先被加载一装载埠(未图式)，之后再通过一机械手臂(未图示)将基材装载至可旋转位移平台20上。可旋转位移平台20电性连接处理单元22，并通过处理单元22的控制而相对于光学量测单元21进行移动或转动。请配合参照图3，图3显示本技术实施例的可旋转移动平台的俯视示意图。进一步而言，基材3可被固持在可旋转位移平台20的一承载部200。基材3可以通过已知的技术手段，例如：真空吸附或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孔洞及膜厚自动化检测装置，其用以检测具有多个孔洞的一基材，其特征在于，所述孔洞及膜厚自动化检测装置包括：一光学量测单元，所述光学量测单元从所述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，所述待测区影像包括具有至少一所述孔洞的一孔洞影像；用以接收所述反射光谱信息与所述孔洞影像的一处理单元，其电性连接于所述光学量测单元，其中，所述处理单元根据所接收的所述待测区影像以及所述反射光谱信息，以计算出对应于至少一所述孔洞的一孔洞参数；以及一回馈单元，其电性连接于所述处理单元，其中，所述处理单元通过所述回馈单元，以将所述孔洞参数回馈到一制程端。

【技术特征摘要】
1.一种孔洞及膜厚自动化检测装置，其用以检测具有多个孔洞的一基材，其特征在于，所述孔洞及膜厚自动化检测装置包括：一光学量测单元，所述光学量测单元从所述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，所述待测区影像包括具有至少一所述孔洞的一孔洞影像；用以接收所述反射光谱信息与所述孔洞影像的一处理单元，其电性连接于所述光学量测单元，其中，所述处理单元根据所接收的所述待测区影像以及所述反射光谱信息，以计算出对应于至少一所述孔洞的一孔洞参数；以及一回馈单元，其电性连接于所述处理单元，其中，所述处理单元通过所述回馈单元，以将所述孔洞参数回馈到一制程端。2.如权利要求1所述的孔洞及膜厚自动化检测装置，其特征在于，所述孔洞为贯孔或者盲孔，且所述孔洞参数包括每一个所述孔洞的孔径、深度以及底部形貌。3.如权利要求1所述的孔洞及膜厚自动化检测装置，其特征在于，所述光学量测单元包括：一光产生器，其用以产生投射至所述待测区的一检测光，其中所述检测光通过所述待测区的反射而形成一反射光；一光学组件，其设置于所述反射光的光路上，其中，所述反射光通过所述光学组件的分光而分成一第一光束以及一第二光束；一影像感测单元，其设置于所述第一光束的光路上，其中，所述影像感测单元通过接收所述第一光束，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢清福，
申请(专利权)人：广运机械工程股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71