CN1233985C - 对准键合精度检测系统 - Google Patents
对准键合精度检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1233985C CN1233985C CN 03121169 CN03121169A CN1233985C CN 1233985 C CN1233985 C CN 1233985C CN 03121169 CN03121169 CN 03121169 CN 03121169 A CN03121169 A CN 03121169A CN 1233985 C CN1233985 C CN 1233985C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microscope
- eyepiece
- spiral
- infrared
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
本发明涉及一种对准键合精度检测系统，其特征在于它包括：一显微镜，一螺旋游标测量目镜，一CCD摄像机，一图像显示器，一红外光源，所述螺旋游标测量目镜连接在所述显微镜的垂直目镜的接口上，所述CCD摄像机连接在所述螺旋游标测量目镜上，所述图像显示器通过视频电缆与所述CCD摄像机连接，所述红外光源设置在所述显微镜的承片台下方。本发明利用在近红外区硅片具有较好的红外通过能力，CCD摄像机对红外光具有较好的成像质量，以及螺旋游标测量目镜对键合误差具有较精确的测量效果等特点，将其与显微镜结合成一体，为微电子机械系统(MEMS)加工技术提供了一种有效的测量手段。它可以广泛用于各种硅MEMS器件加工工艺过程的质量监控中，还可以作为可见光黑白图像的摄像测量显微镜使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测系统，特别是关于一种微电子机械系统中硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料的对准键合精度检测系统。
背景技术
微电子机械系统(以下简称MEMS)作为起源于上世纪90年代的跨学科先进制造技术，对改善人们的生活质量、提高人们的生活水平以及增强国力起到了重要的作用。由于MEMS具有多学科交叉的特征，各学科的发展很不平衡，尽管近年来硅工艺已发展成为MEMS工艺的主流，各种新的工艺方法和加工设备也不断涌现，但是在使用新设备和工艺方法完成的工艺结果检测方面，却出现了明显的不足，进而对MEMS技术的发展形成了一定的阻碍。例如，硅片与硅片对准键合之后，由于两硅片的图形面被键合在一起，无法用普通的显微镜进行检测，虽然红外线显微镜可以用来检查硅-硅对准键合的精度，但其价格十分昂贵(数万美元，大约是键合系统造价的1/3～1/4)，用途又比较单一，因此有工艺能力的加工单位一般是难以承受的。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种检测精度高，结构成本低，操作方便的对准键合精度检测系统。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种对准键合精度检测系统，其特征在于：它包括一显微镜，一螺旋游标测量目镜，一CCD摄像机，一图像显示器，一红外光源，所述螺旋游标测量目镜连接在所述显微镜垂直目镜的接口上，所述CCD摄像机连接在所述螺旋游标测量目镜上，所述图像显示器通过视频电缆与所述CCD摄像机连接，所述红外光源设置在所述显微镜的承片台下方。
所述红外光源可以采用卤素聚光灯。
所述显微镜可以采用三目镜显微镜。
所述显微镜中可以包括5倍、10倍、25倍、40、100倍多个物镜。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明利用在近红外区硅片具有较好的红外通过能力，CCD摄像机对红外光具有较好的成像质量，以及螺旋游标测量目镜对键合误差具有较精确的测量效果等特点，在显微镜的承片台下方设置了一红外光源，在显微镜的垂直目镜上设置了一螺旋游标测量目镜和一CCD摄像机，并通过视频电缆连接一图像显示器，从而实现了本发明用普通显微镜对硅片与硅片，硅片与玻璃或其它材料对准键合精度检测的目的。2、本发明由于设置了一红外光源，其与显微镜原有配置的可见光光源配合，既可以使用红外光源对面对面的对准键合进行精度检测，也可以使用可见光源对暴露表面的图像进行精度检测，还可以将两种光源混用，实现对各个被测表面的图像及键合精度的检测，极大地增加了系统使用的灵活性和使用范围。3、本发明所有基础部件都是选用市售常用部件，因此整个系统的技术性能成熟可靠，在制造和组装上都不存在难度，而且设备成本又低，特别是采用普通卤素聚光灯，其虽然不是真正的红外光源，但实验表明其红外线的亮度足够使本发明的系统显示出信噪比良好的红外图像，从而使本发明整个系统的成本进一步降低。4、本发明虽然结构简单，却为MEMS加工技术提供了一种有效的测量手段。本发明在使用25倍物镜与10倍螺旋游标测量目镜配合的情况下，无论机械还是光学的分辨率都能够达到0.5微米的检测精度，因此可以广泛用于各种硅MEMS器件加工工艺过程的质量监控，比如微硅加速度计、压力计、陀螺等MEMS器件的工艺加工中。另外，本发明还可以作为可见光黑白图像的摄像测量显微镜使用。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
附图说明
图1是本发明结构示意图
图2是键合对准检测图形在显示器上显示的一幅红外图像
图3是键合对准检测图形在显示器上显示的另一幅红外图像
具体实施方式
如图1所示，本发明包括一奥林巴斯(Olympus BHM)三目镜显微镜1，其是本发明显微光学测量系统的主体，显微镜1的三目镜包括两个平行设置的目镜2和一个垂直目镜3。在垂直目镜3的接口上连接一品牌为Union的螺旋游标测量目镜4，再在螺旋游标测量目镜4上连接一分辨率为480线品牌为Honeywell的1/3英寸黑自CCD摄像机5。将一台方正文祥600计算机作为红外线图像显示器6，并通过一视频电缆7将CCD摄像机5和图像显示器6连接。在显微镜1的承片台8下方设置一20W卤素聚光灯作为红外光源9。
上述实施例中，显微镜1还可以采用其它品牌的产品，其上也可以只具有一个垂直目镜3，其结构更简单，但使用不如具有三目镜方便。显微镜1上的物镜可以包括5倍、10倍、25倍、40倍、100倍等多个物镜10，其中40倍和100倍镜头由于没有足够长的物距只能作为薄硅片的键合对准检测。一般显微镜1上原来就配有一可见光源11，因此可以分别使用红外和可见光源9、11进行检测，也可以双光源9、11同时使用。
上述实施例中，方正文祥600计算机本身就配置有视频采集卡，如果采用其它显示器，CCD摄像机4和图像显示器5之间的视频采集卡可以采用其它各种现有产品。如果将一台电视机作为图像显示器5，其可以直接连接CCD摄像机4，而不使用视频采集卡。CCD摄像机4的品牌和型号也是可以更换的，但其分辨率应不低于480线。
上述实施例中，卤素聚光灯虽然不是真正的红外光源，但实验表明其红外线的亮度足够使本发明的系统显示出信噪比良好的红外图像，而且成本比一般红外灯价格便宜，当然，红外光源9也可以采用其它红外灯。
上述实施例中的螺旋游标测量目镜4也可以选用其它品牌的产品。
本发明使用时，首先将被测物品12(以两对准键合的硅片例)放置在显微镜1的承片台8上，打开红外光源9，红外光通过承片台8上的透光孔(图中未示出)、物镜10和螺旋游标测量目镜4，将硅片上的键合图像投射到CCD摄像机5上，并显示在图像显示器6上。调节螺旋游标测目物镜4上的游标，便可以测量(读出)上、下两硅片图像的对准键合精度。
如图2所示，从键合对准检测图形在图像显示器6上显示的红外图像可以看出，经过25倍物镜，10倍螺旋测量目镜，4毫米摄像机镜头和1/3英寸CCD摄像机后，第一片上的对准标记13和第二片上的对准标记14宽度差为10微米，螺旋游标测量目镜4上的游标叉丝15宽0.4微米；第一片上的对准标记13和第二片上的对准标记14在上、下方向约差2微米(如图3所示)。
上述测量图像使用的是10倍物镜4，如果使用25倍物镜其效果更好。
Claims (3)
1、一种对准键合精度检测系统，其特征在于它包括：一显微镜，一螺旋游标测量目镜，一CCD摄像机，一图像显示器，一红外光源，所述螺旋游标测量目镜连接在所述显微镜的垂直目镜的接口上，所述CCD摄像机连接在所述螺旋游标测量目镜上，所述图像显示器通过视频电缆与所述CCD摄像机连接，所述红外光源设置在所述显微镜的承片台下方。
2、如权利要求1所述的对准键合精度检测系统，其特征在于：所述红外光源为卤素聚光灯。
3、如权利要求1或2所述的对准键合精度检测系统，其特征在于：所述显微镜为三目镜显微镜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03121169 CN1233985C (zh) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 对准键合精度检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03121169 CN1233985C (zh) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 对准键合精度检测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1534273A CN1534273A (zh) | 2004-10-06 |
| CN1233985C true CN1233985C (zh) | 2005-12-28 |
Family
ID=34285602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 03121169 Expired - Fee Related CN1233985C (zh) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 对准键合精度检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1233985C (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7810698B2 (en) * | 2008-11-20 | 2010-10-12 | Asm Assembly Automation Ltd. | Vision system for positioning a bonding tool |
| JP6000546B2 (ja) | 2011-06-30 | 2016-09-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | 顕微観察用光学装置 |
| CN103727884B (zh) * | 2012-10-16 | 2016-08-31 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 键合工具的检测方法 |
| JP2020504320A (ja) | 2016-11-18 | 2020-02-06 | ヴェンタナ メディカル システムズ， インク． | 基板配置精度を検出する方法およびシステム |
| CN111751973A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-09 | 合肥工业大学 | 一种双光源多维调节高分辨率显微成像装置 |
| CN116387221A (zh) * | 2021-12-22 | 2023-07-04 | 拓荆键科(海宁)半导体设备有限公司 | 用于晶圆键合对准的装置及方法 |
| CN114739294B (zh) * | 2022-04-15 | 2024-05-14 | 中山大学南昌研究院 | 一种检测键合偏移量的结构和方法 |
-
2003
- 2003-03-27 CN CN 03121169 patent/CN1233985C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1534273A (zh) | 2004-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101509878B (zh) | 一种零件视觉检测装置 | |
| KR101600094B1 (ko) | 유리 시트 검사 시스템 | |
| TWI285737B (en) | Inspection of transparent substrates for defects | |
| JP7339643B2 (ja) | 溶液に浸された眼用レンズの屈折力および厚さを検査するためのシステムおよび方法 | |
| CN101038155B (zh) | 非球面面形检测装置和方法 | |
| WO1997013140A1 (en) | Technique for determining defect positions in three dimensions in a transparent structure | |
| TWI445919B (zh) | 玻璃基板之厚度測定和二維碼檢測系統及其方法 | |
| WO2014169516A1 (zh) | 一种检测装置及检测方法 | |
| CN103308007A (zh) | 多级反射与光栅成像的ic引脚共面度测量系统与方法 | |
| CN102095736B (zh) | 双光学放大倍率图像采集装置及图像采集控制处理系统 | |
| WO2000039568B1 (en) | Machine vision system and method for non-contact container inspection | |
| CN107884414B (zh) | 一种剔除灰尘影响的镜面物体表面缺陷检测系统及方法 | |
| CN2898765Y (zh) | 数字化影像检测仪 | |
| CN1233985C (zh) | 对准键合精度检测系统 | |
| JP3427801B2 (ja) | 液位測定装置及び液位測定方法 | |
| CN111964600A (zh) | 基于双向视场分离的高精度双轴光学引伸计及测量方法 | |
| WO2018072446A1 (zh) | 非对称式光学干涉测量方法及装置 | |
| CN2665694Y (zh) | 对准键合精度检测装置 | |
| CN115015112A (zh) | 一种缺陷检测装置和方法 | |
| CN101408520A (zh) | 一种判别内外层瑕疵的检测方法与系统 | |
| CN108760746A (zh) | 一种基于机器视觉的微纳米缺陷检测装置 | |
| CN110702505B (zh) | 一种基于远心镜头和立方棱镜的双视场视频引伸计 | |
| CN210533303U (zh) | 一种光学镜片偏心仪 | |
| CN110470250B (zh) | 一种零件表面平面度的检测装置及检测方法 | |
| JP5992990B2 (ja) | Ａｔｒ測定用の対物光学系およびａｔｒ測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20051228 Termination date: 20120327 |