Tsv測(cè)量裝置及測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及TSV測(cè)量裝置及測(cè)量方法，更詳細(xì)的說涉及利用適用數(shù)字可變光圈的 干涉儀能夠測(cè)量諸如TSV的通孔的TSV測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了實(shí)現(xiàn)高密度的半導(dǎo)體回路，通過曝光來實(shí)現(xiàn)精細(xì)線寬，但是因衍射限度能夠 實(shí)現(xiàn)的線寬受到了限制。
[0003] 為了克服這一問題，提出了利用波長比諸如極紫外線（EUV)的可視光短的光來減 少衍射限度的方法、垂直層疊已完成工藝的多個(gè)的晶圓芯片來提高密度的3D半導(dǎo)體封裝 (3D semi-conductor packaging)工藝等。
[0004] 在垂直層疊多個(gè)晶圓芯片的3D半導(dǎo)體封裝工藝中，為了在多個(gè)層疊晶圓芯片之 間構(gòu)成收發(fā)電氣性信號(hào)的回路，各個(gè)晶圓層的回路應(yīng)該相互電氣性連接。為了晶圓層之間 的電氣性連接，在娃晶圓形成稱為TSV(Through Silicon Via，娃通孔）的細(xì)長的孔（以下， 稱為通孔），在其通孔填充導(dǎo)電物質(zhì)來連接晶圓層之間的回路。一般地說，TSV工藝可通過 深度蝕刻（deep etching)等來實(shí)現(xiàn)。
[0005] 另外，通孔應(yīng)當(dāng)形成為在一個(gè)晶圓上全部具有相同的深度與直徑，在形成相互不 同的直徑或深度的情況下，在研磨之后與其他晶片層疊時(shí)無法電氣性連接一部分回路，因 此可能產(chǎn)生不良產(chǎn)品。因此，檢查是否以固定的深度與直徑制作形成在晶圓的通孔可以是 3D半導(dǎo)體封裝的制造工藝中重要的過程之一。
[0006] 作為用于檢查TSV (通孔）形成狀態(tài)的TSV測(cè)量方法，有利用干涉儀的方法，及切 割形成TSV的晶圓剖面并用掃描電子顯微鏡（SEM, scanning electron microscope)進(jìn)行 檢查的方法等。
[0007] 其中，在利用干涉儀的方法中使用的最具代表性的干涉儀為白光干涉（WLI，White Light Interferometer)，將在一個(gè)光源射出的光一分為二，并使分出來的兩個(gè)光構(gòu)成直角 之后重新匯合，由兩個(gè)的光的光程差來形成干涉紋路的方法。
[0008] 但是，在利用現(xiàn)有的利用干涉儀的方法的情況下，使光向TSV射出的透鏡通過廣 角鏡射出時(shí)，入射TSV的光的入射角大于TSV的直徑，因此實(shí)際上入射TSV內(nèi)部的光量小， 進(jìn)而無法到達(dá)TSV底面，因此存在事實(shí)上不可能測(cè)量TSV或很難測(cè)量TSV的問題。
[0009] 并且，就算替換光源使到達(dá)TSV底面的光的強(qiáng)度變強(qiáng)，由以形成TSV的方向每預(yù)定 距離測(cè)量向TSV發(fā)射到光的焦點(diǎn)，因此測(cè)量時(shí)間長并且結(jié)果數(shù)據(jù)的容量也非常大，因此成 為了整體系統(tǒng)的超負(fù)荷的原因。
[0010] 據(jù)此，在最近正在提出能夠提高TSV的測(cè)量準(zhǔn)確度的TSV測(cè)量裝置的部分對(duì)策，但 是還是不足，因此切實(shí)需要對(duì)TSV測(cè)量裝置的開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] (要解決的技術(shù)問題）
[0012] 本發(fā)明提供能夠準(zhǔn)確地測(cè)量TSV (通孔）形成狀態(tài)的TSV測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
[0013] 尤其是，本發(fā)明提供利用數(shù)字可變光圈能夠準(zhǔn)確地測(cè)量TSV形成狀態(tài)的TSV測(cè)量 裝置及測(cè)量方法。
[0014] 并且，本發(fā)明提供可將構(gòu)造簡單化并且能夠進(jìn)行更加有效且精密的測(cè)量的TSV測(cè) 量裝置及測(cè)量方法。
[0015] 并且，本發(fā)明能夠提高TSV測(cè)量的便利性并且能夠縮短測(cè)量時(shí)間的TSV測(cè)量裝置 及測(cè)量方法。
[0016] (解決問題的手段）
[0017] 為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置，根據(jù)用于測(cè)量形成在測(cè)量對(duì)象物 的TSV的TSV測(cè)量裝置，包括：光源；數(shù)字可變光圈部，被提供于從所述光源照射的光的路 徑上，并且根據(jù)所述TSV的縱橫比調(diào)節(jié)從所述光源照射的光的照射面積；分束器，以相互垂 直的第一方向與第二方向分割并輸出通過所述數(shù)字可變光圈部的光，并且結(jié)合第一反射光 及第二反射光來輸出其結(jié)合光，其中所述第一反射光為從配置在所述第一方向的所述測(cè)量 對(duì)象物反射的光，第二反射光為從配置在所述第二方向的鏡面反射的光；及檢測(cè)部，利用從 所述分束器引導(dǎo)出的所述結(jié)合光來測(cè)量所述TSV，其中，所述數(shù)字可變光圈部無物理性的移 動(dòng)且對(duì)應(yīng)于TSV的縱橫比來選擇性地具有相互不同的口徑大小的執(zhí)行光圈功能。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置中，可利用LCD (Liquid Crystal Display，液晶顯示 器）提供所述數(shù)字可變光圈部。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置中，還可包括光量調(diào)節(jié)部，所述光量調(diào)節(jié)部被提供于 在所述分束器分割而入射到所述鏡面的光的路徑上，并且選擇性地調(diào)節(jié)入射所述鏡面的光 的光量。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置中，所述光量調(diào)節(jié)部根據(jù)所述TSV的縱橫比調(diào)節(jié)入射 所述鏡面的光的光量，由數(shù)學(xué)式【1】來計(jì)算從所述測(cè)量對(duì)象物反射的所述第一反射光。
[0021] 數(shù)學(xué)式【1】
[0023] 所述光量調(diào)節(jié)部調(diào)節(jié)入射到所述鏡面的光的光量，以使其具有所述第一反射光的 光量的〇. 5~2倍的倍率。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置中，可利用LCD (Liquid Crystal Display)來提供所 述光量調(diào)節(jié)部。
[0025] 在根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置中，還可包括光學(xué)系，在所述數(shù)字可變光圈部與所 述分束器之間及所述分束器與所述檢測(cè)部之間中的至少一處提供所述光學(xué)系。
[0026] 并且，為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的TSV測(cè)量方法，根據(jù)用于測(cè)量形成在測(cè)量對(duì)象 物的TSV的TSV測(cè)量方法，其特征在于，包括：從光源照射光的步驟；利用數(shù)字可變光圈部， 根據(jù)TSV的縱橫比調(diào)節(jié)從光源照射的光的照射面積的步驟；以相互垂直的第一方向與第二 方向分割并輸出通過數(shù)字可變光圈部的光，并結(jié)合第一反射光及第二反射光來輸出其結(jié)合 光的步驟，其中第一反射光為從配置在第一方向的測(cè)量對(duì)象物反射的光，第二反射光為從 配置在第二方向的鏡面反射的光；及利用結(jié)合光來測(cè)量TSV的步驟，其中，數(shù)字可變光圈部 對(duì)應(yīng)于TSV的縱橫比，執(zhí)行無物理性移動(dòng)且具有相互不同的口徑大小的光圈功能。
[0027] (發(fā)明效果）
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置及測(cè)量方法，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量TSV (通孔）的形成狀 ??τ O
[0029] 尤其是，根據(jù)本發(fā)明，利用數(shù)字可變光圈能夠更加快速且準(zhǔn)確地測(cè)量TSV形成狀 ??τ O
[0030] 并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠使充分的光到達(dá)TSV的內(nèi)部底面，進(jìn)而能夠防止因在TSV 內(nèi)部中的光量不足而無法測(cè)量的現(xiàn)象，并且能夠更加有效且精密地進(jìn)行測(cè)量。
[0031] 并且，根據(jù)本發(fā)明，由于是利用數(shù)字可變光圈，因此對(duì)光圈口徑大小沒有限制且根 據(jù)要求的條件可自由地調(diào)節(jié)光圈口徑大小。
[0032] 并且，根據(jù)本發(fā)明，由于利用數(shù)字可變光圈來代替利用電機(jī)等的模擬光圈，因此可 將構(gòu)造簡單化，并且能夠更加易于調(diào)節(jié)光圈口徑大小。
[0033] 并且，根據(jù)本發(fā)明，無需根據(jù)TSV的縱橫比物理性地改變光圈，因此能夠提高測(cè)量 的便利性，并且能夠縮短測(cè)量時(shí)間。
【附圖說明】
[0034] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置的圖面。
[0035] 圖2是作為根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置，是用于說明第一反射光（樣本光）及第 二反射光（基準(zhǔn)光）的圖面。
[0036] 圖3是作為根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置，是用于說明數(shù)字可變光圈的圖面。
[0037] 圖4是作為根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置，是用于說明光量調(diào)節(jié)部的圖面。
[0038] 圖5是作為根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置，是用于說明從測(cè)量目標(biāo)物反射的第一反 射光的計(jì)算方式的圖面。
[0039] 圖6及圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置的干涉現(xiàn)象的圖面。
[0040] 圖8是用于說明利用根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置的TSV的測(cè)量示例的圖面。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明并不被實(shí)施例限制或限定。 在說明本發(fā)明時(shí)，為了明確本發(fā)明的要點(diǎn)，可省略對(duì)于公知的功能或構(gòu)成的具體說明。
[0042] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置的圖面。圖2是作為根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè) 量裝置，是用于說明第一反射光（樣本光）及第二反射光（基準(zhǔn)光）的圖面。圖3是作為 根據(jù)本發(fā)明的TSV測(cè)量裝置，是用于說明數(shù)字可變光圈的圖面。圖4是作為根據(jù)本發(fā)明的 TSV測(cè)量裝置，是用于說明光量調(diào)節(jié)部的圖面。圖5是作為根據(jù)本發(fā)