用于超声检查的系统、方法和设备技术方案

描述了耦合器和卡盘。卡盘被构造成在晶片经历检查过程时固定物品。卡盘具有多个真空区域。一些真空区域将晶片保持在适当位置，而其它真空区域从晶片的边缘表面抽吸耦合剂。耦合器用于检查晶片的表面和次表面的缺陷并且包括感测装置，感测装置可以是换能器。一个或多个耦合剂入口耦合件设置在耦合器的第二部分上，耦合剂入口耦合件将耦合剂提供到由感测装置检查的晶片的一部分。多个真空入口耦合件设置在耦合器的第三部分上。真空入口耦合件中的至少一个通过耦合器的下表面的凹陷部分提供抽吸，以去除在由感测装置检查的晶片的部分之外的耦合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超声检查的系统、方法和设备
技术介绍
扫描声学显微镜用于在半导体工业中非破坏性地检查键合晶片对、晶片对、条带、单个化的封装和各种微电子样品类型，以检查样品内部的缺陷，典型地检查内部界面处的缺陷。这些缺陷可以是空气型缺陷。在大于约500kHz的频率下的超声检查需要耦合剂，以便超声从超声换能器传播到样品并再次返回。水是合适的耦合剂，因为它具有理想的衰减特性，并且在半导体设施中容易以去离子（DI）水或反渗透（RO）水或两者的形式获得。可以通过卡盘将受检查的晶片或样品保持在适当位置。在使用水浴系统和“起泡器”系统的情况下，在检查期间和之后，大量的水存在于样品的表面和边缘上，允许水在晶片之间流动或芯吸到晶片之间或者进入所存在的任何通道或腔中。因此，由于水被通常用作耦合剂，所以需要在检查期间限制水接触使得水不进入晶片的内部，并且需要加速干燥时间。这也适用于所使用的任何流体或液体或耦合剂，因为过量的耦合剂可能对受检查的晶片具有类似的有害影响。附图说明图1A-1C示出了根据本公开的耦合器的实施例。图2A-2C示出了根据本公开的耦合器的另一实施例。图3A-3C示出了根据本公开的实施例的晶片支撑和抽吸入口的实施例。图4示出了根据本公开的两部分卡盘的实施例。图5示出了基本横截面视图，其示出了用于抽吸的腔。图6A和6B示出了包括多个真空发生器的实施例。图7A和7B示出了去除过量流体的通路的实施例。图8A-8F示出了具有提离部分（liftoffportion）的卡盘的实施例。图9示出了一个实施例的流程图，其使用具有卡盘的实施例的耦合器的实施例。图10示出了实现本公开的实施例的流程图。图11示出了根据本文所述的实施例的从键合晶片对的边缘抽吸流体的流程图。图12示出了栅格扫描和移动的表示。图13示出了根据本文所述的实施例的控制耦合器的定位的流程图。图14示出了根据本文所述的实施例的从物品的表面去除耦合剂的流程图。图15示出了根据本文所述的另一个实施例的从物品的表面去除耦合剂的流程图。具体实施方式本文描述的各种方法、系统、设备和装置通常提供键合晶片对、晶片对、键合半导体晶片、条带、单个化的封装和各种微电子样品类型（由于在超声检查期间水或其他耦合剂接触，其在本文中被称为键合晶片、键合晶片对、晶片或物品等）的退化的最小化。如本文所述，可以使用（一个或多个）超声传感器来执行超声检查，以检查物品或样品的表面和/或一个或多个次表面层的瑕疵、缺陷或其它不期望的特性。超声传感器利用流体或耦合剂，如果流体或耦合剂被吸收或芯吸到受检查的物品中，那么其可能不利地影响物品的性能。使用本文所述的检查技术，将液体或耦合剂沉积在键合晶片对或样品或其它受检查的物品的上表面上。虽然液体有利于为超声感测装置提供介质，但是如果液体被键合晶片对的任何部分或表面或边缘吸收或者暴露于键合晶片对的任何部分或表面或边缘，则是有害的。吸收或暴露可以通过如下方式发生：在超声检查过程期间沉积在键合晶片对的上表面上的耦合剂在键合晶片对的边缘上流动并且从周界边缘被吸收或芯吸到键合晶片对的一个或多个层中和/或在键合晶片对下方流动并且被键合晶片对的下表面或底部表面吸收或者通过键合晶片对的下表面或底部表面中的孔进入键合晶片对。另外，在键合晶片对的上表面上的过量流体是不期望的。本公开涉及专用耦合器和专用晶片卡盘。专用耦合器和专用晶片卡盘可以单独使用或彼此一起使用。耦合器可以与诸如键合晶片对（在下文中称为晶片）的物品的任何合适的表面一起使用，以扫描和/或检查表面的缺陷、瑕疵或其他特性。卡盘可用于以期望方式支撑晶片或其它物品或物体，其可包括从表面芯吸流体或水。如本文所述，耦合器和卡盘可一起使用，以扫描和/或检查由卡盘固定的晶片。多余的流体或耦合剂可通过设置在耦合器上的一个或多个抽吸真空从晶片的上表面去除。可以通过设置在卡盘中的真空从晶片的周界边缘去除在晶片的上表面上方流动的多余的流体或耦合剂。本公开的一个实施例涉及一种耦合器，耦合器包括设置在耦合器的第一部分上的感测装置，该感测装置可以是换能器或者具有压电元件或类似装置的任何合适的装置。感测装置被构造成执行晶片的多个检查区域的感测。一个或多个耦合剂入口耦合件设置在耦合器的第二部分上，耦合剂入口耦合件被构造成将耦合剂提供到正在被感测装置检查的晶片的一部分。多个真空入口耦合件设置在耦合器的第三部分上。真空入口耦合件中的至少一个被构造成通过耦合器的下表面的凹陷部分提供抽吸，以去除正在被检查的晶片的该部分之外的耦合剂，正在被检查的晶片的该部分是当前正在被感测装置感测的区域。另一实施例涉及一种检查系统，其包括两个感测装置，每个感测装置设置在相关联的耦合器中。第一感测装置，其可以是例如换能器，设置在第一耦合器的第一部分上，第一感测装置被构造成执行与第一感测装置相关联的晶片的检查区域的感测。一个或多个耦合剂入口耦合件设置在第一耦合器的第二部分上，耦合剂入口耦合件被构造成将一定体积的耦合剂提供到正在被第一感测装置检查的晶片的一部分。一个或多个真空入口耦合件设置在第一耦合器的第三部分上，真空入口耦合件中的至少一个被构造成通过第一耦合器的下表面的凹陷部分提供抽吸，以去除正在被第一感测装置检查的晶片的该部分之外的耦合剂。第二感测装置（换能器）设置在第二耦合器的第一部分上，第二感测装置被构造成执行与第二感测装置相关联的晶片的检查区域的感测。第二一个或多个耦合剂入口耦合件设置在第二耦合器的第二部分上，第二耦合剂入口耦合件被构造成将耦合剂提供到正在被第二感测装置检查的晶片的一部分。第二一个或多个真空入口耦合件设置在第二耦合器的第三部分上，第二真空入口耦合件中的至少一个被构造成通过第二耦合器的下表面的凹陷部分提供抽吸，以去除正在被第二感测装置检查的晶片的该部分之外的耦合剂。本公开的又一实施例涉及一种设备，该设备包括第一区段，该第一区段被构造成使用一个或多个第一真空入口支撑物品，例如晶片，该第一真空入口被施加到物品或晶片的表面，与物品接触或不接触。第二区段被构造成围绕物品（晶片）的周界产生环形环，并且使用一个或多个相关联的环形真空入口，以从物品的边缘部分收集耦合剂。通常，一个或多个相关联的真空入口的从物品（晶片、键合晶片对）的边缘抽吸耦合剂的抽吸力超过耦合剂在物品上的芯吸力。第一区段（平坦的）可以包括多个区域，每个区域具有被施加到物品或晶片的表面的相关联的真空入口。本公开的又一实施例涉及一种用于固定晶片的方法，该方法通过将物品定位在卡盘的第一表面上并且利用施加到物品的表面的一个或多个真空入口抽吸卡盘的第一表面上的物品的至少第一部分。接着，利用设置在卡盘上的一个或多个环形真空入口，将物品的至少第二部分抽吸在卡盘的环形环上。另外，被施加到该表面的多个真空入口和环形真空入口可以彼此独立地操作，以向一个或多个相关联的真空入口提供选择性的抽吸控制。通常，在被超声检查之前，键合晶片对被放置在某种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耦合器，包括：/n感测装置，其设置在所述耦合器的第一部分上，所述感测装置被构造成执行物品的多个检查区域的感测；/n一个或多个耦合剂入口耦合件，其设置在所述耦合器的第二部分上，所述耦合剂入口耦合件被构造成将耦合剂提供到所述物品的由所述感测装置检查的部分；以及/n一个或多个真空入口耦合件，其设置在所述耦合器的第三部分上，所述一个或多个真空入口耦合件中的至少一个被构造成通过所述耦合器的下表面的凹陷部分提供抽吸，以去除在由所述感测装置检查的所述物品的所述位置之外的所述耦合剂的至少一部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181005 US 62/7419731.一种耦合器，包括：
感测装置，其设置在所述耦合器的第一部分上，所述感测装置被构造成执行物品的多个检查区域的感测；
一个或多个耦合剂入口耦合件，其设置在所述耦合器的第二部分上，所述耦合剂入口耦合件被构造成将耦合剂提供到所述物品的由所述感测装置检查的部分；以及
一个或多个真空入口耦合件，其设置在所述耦合器的第三部分上，所述一个或多个真空入口耦合件中的至少一个被构造成通过所述耦合器的下表面的凹陷部分提供抽吸，以去除在由所述感测装置检查的所述物品的所述位置之外的所述耦合剂的至少一部分。


2.如权利要求1所述的耦合器，还包括：
一个或多个真空发生器，每个真空发生器操作性地耦合到所述真空入口耦合件中的相关联的一个或多个。


3.如权利要求2所述的耦合器，其中，真空发生器的操作状态是相关联的一个或多个真空入口耦合件的位置的函数。


4.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器的下部部分定位在所述物品的上表面上方大约0.1毫米至大约50毫米之间。


5.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述一个或多个耦合剂入口耦合件将耦合剂提供到所述传感器的感测部分下方的位置，以在所述传感器的所述感测部分和所述物品的受检查的所述部分之间产生耦合剂的加压膜。


6.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合剂从由水、去离子水和反渗透水组成的组中选择。


7.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合剂是具有在30摄氏度和45摄氏度之间的温度的水。


8.如权利要求1所述的耦合器，其中，所述感测装置在所述感测期间累积检查数据，并将所累积的检查数据提供给处理器。


9.一种检查系统，包括：
第一感测装置，其设置在第一耦合器的第一部分上，所述第一感测装置被构造成执行与所述第一感测装置相关联的物品的检查区域的感测；
第一组一个或多个耦合剂入口耦合件，其设置在所述第一耦合器的第二部分上，所述第一组耦合剂入口耦合件被构造成将耦合剂提供到所述物品的由所述第一感测装置检查的部分；
第一组一个或多个真空入口耦合件，其设置在所述第一耦合器的第三部分上，所述第一组真空入口耦合件中的至少一个被构造成通过所述第一耦合器的下表面的凹陷部分提供抽吸，以去除在由所述第一感测装置检查的所述物品的所述部分之外的耦合剂；
第二感测装置，其设置在第二耦合器的第一部分上，所述第二感测装置被构造成执行与所述第二感测装置相关联的所述物品的检查区域的感测；
第二组一个或多个耦合剂入口耦合件，其设置在所述第二耦合器的第二部分上，所述第二组耦合剂入口耦合件被构造成将耦合剂提供到所述物品的由所述第二感测装置检查的部分；
第二组一个或多个真空入口耦合件，其设置在所述第二耦合器的第三部分上，所述第二组真空入口耦合件中的至少一个被构造成通过所述第二耦合器的下表面的凹陷部分提供抽吸，以去除在由所述第二感测装置检查的所述物品的所述部分之外的耦合剂。


10.如权利要求9所述的系统，还包括：
一个或多个真空发生器，每个真空发生器操作性地耦合到相关联的一组真空入口耦合件。


11.如权利要求10所述的系统，其中，真空发生器的操作状态是所述相关联的一组真空入口耦合件的位置的函数。


12.如权利要求9所述的系统，其中，所述第一耦合器和所述第二耦合器分别定位在所述物品上的第一和第二位置处，并且所述第一和第二耦合器检查所述物品的相关联的部分并且所述第一和第二耦合器从所述物品抽吸耦合剂。


13.如权利要求9所述的系统，其中，所述第一和第二耦合器分别定位在所述晶片上的第三和第四位置。


14.一种方法，包括：
将第一耦合器定位在物品的上表面上方的第一位置处；
将第二耦合器定位在所述物品的所述上表面上方的第二位置处；
将耦合剂从所述第一耦合器和所述第二耦合器中的一个或多个分配到所述物品的所述上表面的一部分上；
通过控制所述第一和第二耦合器的定位来扫描所述物品的一部分；以及
基于所述第一和第二耦合器的定位从所述物品的所述上表面抽吸所述耦合剂的至少一部分。


15.如权利要求14所述的方法，还包括：
累积来自所述扫描步骤的检查数据；以及
处理所累积的检查数据。


16.如权利要求14所述的方法，还包括：
识别所述物品的先前扫描的部分；以及
定位所述第一和第二耦合器以遍历所述物品的所述上表面的所述先前扫描的部分，同时致动一个或多个真空。


17.如权利要求16所述的方法，还包括：以与所述扫描大致相同的速率遍历所述物品的所述先前扫描的部分。


18.如权利要求16所述的方法，还包括：
将耦合剂沉积在所述物品上；以及
以比所述扫描更慢的速率遍历所述物品的所述先前扫描的部分。


19.如权利要求14所述的方法，还包括：
将所述第一耦合器定位在所述物品的第三位置处；
将所述第二耦合器定位在所述物品的第四位置处；
基于所述第三位置和所述第四位置将所述耦合剂从所述第一耦合器和所述第二耦合器中的一个或多个分配到所述物品的相关联的部分上；
通过控制所述第一和第二耦合器的定位来扫描所述物品的相关联的部分；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：YS·关，J·C·P·麦克安，P·I·J·基顿，M·L·赖特，
申请(专利权)人：SONIX公司，
类型：发明
国别省市：美国;US