晶圓鍵合（Wafer Bonding）是半導體(tǐ)先進封裝(zhuāng)制程的關鍵工(gōng)藝之一。晶圓鍵合界面若存在缺陷（如空洞、裂紋、分(fēn)層等），會直接影響芯片的性能(néng)和可(kě)靠性，極大地降低産(chǎn)品的良率。由于晶圓鍵合的關鍵檢測面處于晶圓之間，傳統的檢測手段往往難以滿足高精(jīng)度、高分(fēn)辨率以及高速大批量的無損檢測需求。

晶圓鍵合缺陷檢測痛點

晶圓鍵合是将兩片或多(duō)片晶圓通過物(wù)理(lǐ)或化學(xué)方法緊密結合的工(gōng)藝。然而，鍵合過程中(zhōng)易産(chǎn)生多(duō)種缺陷，主要包括：空洞（bubble / Voids）、分(fēn)層（Delamination）、裂紋（Cracks）、不均勻結合（Non-uniform Bonding）等。

這些缺陷通常位于鍵合界面内部，傳統的光學(xué)檢測（AOI）和X射線(xiàn)檢測（X-Ray）難以精(jīng)準識别。因此，超聲波掃描顯微鏡成為(wèi)了一種無損且高效的主流檢測方案。

超聲波掃描C-SAM/SAT技(jì )術優勢

超聲波掃描顯微鏡（C-SAM/SAT）技(jì )術通過高頻超聲波對材料内部結構進行成像。與其他(tā)無損檢測技(jì )術相比，C-SAM/SAT技(jì )術在晶圓鍵合缺陷檢測中(zhōng)具(jù)有(yǒu)以下顯著優勢：高分(fēn)辨率成像、材料穿透能(néng)力強、完全無損檢測、多(duō)層結構檢測能(néng)力及定量分(fēn)析能(néng)力等。

作(zuò)為(wèi)國(guó)内超聲波技(jì )術的上市龍頭企業，上海驕成超聲波技(jì )術股份有(yǒu)限公(gōng)司（以下簡稱“驕成超聲”，股票代碼：688392）推出了晶圓鍵合超聲掃描檢測系統（Wafer Level C-SAM/SAT），以超聲波掃描顯微鏡（C-SAM/SAT）技(jì )術為(wèi)核心，為(wèi)晶圓鍵合缺陷檢測提供了高效、精(jīng)準的無損檢測解決方案。

驕成超聲晶圓鍵合超聲掃描檢測系統

驕成超聲是一家專注超聲波技(jì )術的國(guó)家專精(jīng)特新(xīn)企業，背靠上海交通大學(xué)，在超聲波領域有(yǒu)近20年的技(jì )術積累，擁有(yǒu)有(yǒu)效知識産(chǎn)權350餘項（其中(zhōng)發明專利70餘項），實現全套超聲波核心部件自研自供，構建起自主可(kě)控的超聲波技(jì )術平台。 

圖1 驕成超聲超聲波技(jì )術平台

驕成超聲晶圓鍵合超聲掃描檢測系統（Wafer Level C-SAM/SAT），包括全自動、半自動和離線(xiàn)式三種方案，适用(yòng)于6、8、12寸晶圓鍵合檢測。

圖 2 驕成超聲先進封裝(zhuāng)超聲波掃描檢測方案

驕成超聲自主研發的晶圓超聲波掃描顯微鏡，在掃描速度、檢測精(jīng)度、智能(néng)化程度等方面快速趕超進口設備水平，打破了先進高頻超聲波顯微鏡技(jì )術被國(guó)外品牌壟斷的格局，可(kě)以對進口設備進行平替。

圖3 全自動晶圓鍵合超聲掃描顯微鏡Wafer 304

針對晶圓鍵合在線(xiàn)檢測的需求，驕成超聲推出了全自動晶圓鍵合超聲掃描顯微鏡Wafer 304，其部分(fēn)技(jì )術參數見下表：

表1 驕成Wafer 304-A設備參數

驕成Wafer 304-A技(jì )術特點

全自動、對接天車(chē)或AGV、自動巡邊、烘幹、連接EAP系統、支持多(duō)種探頭和掃描模式，能(néng)夠滿足不同應用(yòng)場景的檢測需求。

圖4 檢測案例

憑借優異的設備性能(néng)和技(jì )術服務(wù)，驕成超聲晶圓鍵合超聲掃描檢測設備已成功獲得國(guó)内知名(míng)客戶驗證性訂單。

未來，驕成超聲将繼續深耕超聲波技(jì )術，推動晶圓鍵合檢測技(jì )術的進一步發展，為(wèi)半導體(tǐ)行業提供更加高效、可(kě)靠的檢測解決方案，助力先進封裝(zhuāng)技(jì )術的突破與創新(xīn)。

注：[1] Sood S , Microtec S , Adams T ,et al.Acoustic Characterization of Bonded Wafers[C]//2008.DOI:10.1149/1.2982896.