【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造，尤其涉及一种晶圆键合力测试装置及测试方法。
技术介绍
1、晶圆键合是一种用于晶圆封装、衬底制造的工艺技术，主要是指将两片晶圆通过化学或物理方式紧密贴合在一起，然后经退火处理，两片晶圆之间的界面形成化学键的连接，进而形成具备一定结合强度的特定功能的器件。键合力是衡量晶圆键合强度的重要技术指标，键合强度小，在加工过程中两键合片很有可能会开裂，导致失效；而键合强度足够大，能保证产品的成品率和质量。业内广泛使用的键合力量测方法是裂纹传播扩散法(也称刀片插入法)，通过将键合在一起的两个接触面分开，然后观察裂纹的开裂，虽然上述裂纹传播扩散法操作简单，但存在问题如下：
2、(一)受量测环境以及量测设备的影响，使得在实际量测过程中存在较多引入误差的环节。例如，刀片的插入通常是由人工进行，这种人工进行插入的方式由于误差大会导致量测结果粗略，无法精准的反应键合力，导致键合工艺后续的制程会受影响并存在风险；
3、(二)裂纹成像和测量需分别使用裂纹成像系统和裂纹长度测量软件，由于裂纹的观测与裂纹的量测精度不同，导致测得的键合力数据无法对标，其缺乏通用性和权威性，难以形成统一的标准来表征。
4、因此，亟需一种晶圆键合力测试装置及测试方法，以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种晶圆键合力测试装置及测试方法，旨在解决现有测试装置测试准确度低、通用性差的问题，提高了测试装置的测试准确度，使测试结果更具通用性。
3、一种晶圆键合力测试装置，包括：
4、键合晶圆夹具，用于固定待测试的键合晶圆片；
5、压电刀片，用于插入所述键合晶圆片的键合界面，所述压电刀片包括上电极层、压电层和下电极层，所述压电层设置于所述上电极层和所述下电极层之间；
6、刀片推进器，用于夹持所述压电刀片并能以恒定力或恒定速度推动所述压电刀片插入所述键合界面；
7、信号收集处理组件，与所述压电刀片电性连接，所述信号收集处理组件用于收集所述压电刀片的电压信号并将所述电压信号转化为压力值。
8、可选地，所述刀片推进器包括高度调节和固定组件，所述高度调节和固定组件用于夹持所述压电刀片并能调节所述压电刀片的竖直高度，所述刀片推进器还包括推进组件，所述推进组件能以恒定力或恒定速度推动所述高度调节和固定组件移动。
9、可选地，所述压电刀片的厚度为60μm-200μm；所述压电刀片的长度为10mm-30mm；所述压电刀片的宽度为2mm-20mm。
10、可选地，所述压电层的厚度为50μm-160μm。
11、可选地，所述上电极层的厚度为5μm-20μm。
12、可选地，所述下电极层的厚度为5μm-20μm。
13、可选地，所述压电刀片具有刀尖部，所述刀尖部的夹角θ小于20°。
14、可选地，所述晶圆键合力测试装置还包括与所述信号收集处理组件电性连接的显示器，所述显示器用于输出显示所述压力值。
15、可选地，所述压电层的材料为钛酸钡、钛酸铅、锯酸钾、偏铌酸铅、锆钛酸铅、铌酸钾钠、偏铌酸铅钡、铌镁-锆-钛酸铅、铌锌-锆-钛酸铅或铌锰-锆-钛酸铅中的一种。
16、一种晶圆键合力测试方法，使用如上述任一方案所述的晶圆键合力测试装置，所述晶圆键合力测试方法包括：
17、上片，将所述键合晶圆片安装于所述键合晶圆夹具上；
18、对刀，将所述压电刀片安装于所述刀片推进器上，通过所述刀片推进器调节所述压电刀片的位置，使所述压电刀片对准插入所述键合晶圆片的键合界面。
19、本专利技术的有益效果：本专利技术提供的晶圆键合力测试装置，通过设置刀片推进器，测试时，刀片推进器推动压电刀片插入键合晶圆片的键合界面，与人工插入相比，提高了压电刀片的插入准确度，进而提高了键合力测试准确度；通过设置刀片为压电刀片，压电刀片包括上电极层、压电层和下电极层，压电层设置于上电极层和下电极层之间，压电刀片的上下表面分别受到上下晶圆的压力而形成电荷聚集，进而使得上电极层和下电极层之间形成电势差，信号收集处理组件收集压电刀片的电压信号并将电压信号转化为压力值，该压力值即为键合界面的结合力，与现有技术相比，无需使用裂纹成像系统和裂纹长度测量软件，也无需进行复杂的公式计算，结构简单，使用方便，测试结果可对标。
20、本专利技术还提供了一种晶圆键合力测试方法，该方法采用上述的晶圆键合力测试装置进行，可以快速准确地测试出键合界面的键合力。
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1.晶圆键合力测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述刀片推进器(300)包括高度调节和固定组件，所述高度调节和固定组件用于夹持所述压电刀片(200)并能调节所述压电刀片(200)的竖直高度，所述刀片推进器(300)还包括推进组件，所述推进组件能以恒定力或恒定速度推动所述高度调节和固定组件移动。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述压电刀片(200)的厚度为60μm-200μm；所述压电刀片(200)的长度为10mm-30mm；所述压电刀片(200)的宽度为2mm-20mm。
4.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述压电层(220)的厚度为50μm-160μm。
5.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述上电极层(210)的厚度为5μm-20μm。
6.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述下电极层(230)的厚度为5μm-20μm。
7.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其
8.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述晶圆键合力测试装置还包括与所述信号收集处理组件(400)电性连接的显示器(500)，所述显示器(500)用于输出显示所述压力值。
9.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述压电层(220)的材料为钛酸钡、钛酸铅、锯酸钾、偏铌酸铅、锆钛酸铅、铌酸钾钠、偏铌酸铅钡、铌镁-锆-钛酸铅、铌锌-锆-钛酸铅或铌锰-锆-钛酸铅中的一种。
10.晶圆键合力测试方法，其特征在于，使用如权利要求1-9任一项所述的晶圆键合力测试装置，所述晶圆键合力测试方法包括：
...【技术特征摘要】
1.晶圆键合力测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述刀片推进器(300)包括高度调节和固定组件，所述高度调节和固定组件用于夹持所述压电刀片(200)并能调节所述压电刀片(200)的竖直高度，所述刀片推进器(300)还包括推进组件，所述推进组件能以恒定力或恒定速度推动所述高度调节和固定组件移动。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述压电刀片(200)的厚度为60μm-200μm；所述压电刀片(200)的长度为10mm-30mm；所述压电刀片(200)的宽度为2mm-20mm。
4.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述压电层(220)的厚度为50μm-160μm。
5.根据权利要求1所述的晶圆键合力测试装置，其特征在于，所述上电极层(210)的厚度为5μm-20μm...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡智峰，高文琳，母凤文，郭超，
申请(专利权)人：北京青禾晶元半导体科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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