晶圆中凸块的测量方法和装置、光学三角量测系统与流程

本公开涉及芯片量测技术，尤其是一种晶圆中凸块的测量方法和装置、光学三角量测系统。

背景技术：

1、随着半导体芯片产品的封装技术由二维向三维发展，出现了采用凸块制造技术(bumping)实现的新型芯片与基底电气互联的方式。凸块制造技术是在芯片表面制作金属凸块(bump)提供芯片与电气互连的“点”接口，目前已广泛应用于倒装(fc)、晶圆级封装(wlp)、芯片级封装(csp)、三维立体封装(3d)等先进封装。

2、随着半导体工艺制程越来越小，构成芯片的原始晶圆上的凸块高度也越来越小，目前已经存在2um的凸块尺寸。目前，可通过光学三角量测系统，实现对不同尺寸凸块的量测。相关技术中，光学三角量测系统主要由线光源、远心镜头和相机组成，远心镜头和相机通过接口连接称为成像系统，成像系统和线光源的安装受光学照明方式影响，一般采用反射式三角量测系统，即线光源和成像系统对称式分布。

3、在实现本公开的过程中，本公开的发明人通过研究发现，随着半导体工艺的发展，晶圆的类型繁多，不同类型晶圆上的凸块存在高低疏密等各种情况，相关技术中，光学三角量测系统中的线光源与水平轴的之间的角度固定，受凸块间距和成像景深制约，无法适用于对不同类型晶圆上凸块的测量。

技术实现思路

1、本公开实施例提供一种晶圆中凸块的测量方法和装置、光学三角量测系统、设备、介质和程序，以实现对不同类型晶圆上凸块的测量。

2、本公开实施例的一个方面，提供一种晶圆中凸块的测量方法，应用于光学三角量测系统中的控制系统，所述光学三角量测系统包括照明系统、成像系统和所述控制系统，所述方法包括：

3、接收测量请求，所述测量请求中包括凸块高度初始值；

4、基于所述凸块高度初始值、所述成像系统中第二远心镜头沿光轴方向的景深值、所述照明系统中线光源的光束宽度值，确定所述线光源的入射角范围，所述入射角范围表示适用于所述凸块的高度测量的线光源的入射角所在范围；

5、从所述入射角范围中确定一入射角作为目标入射角，控制所述照明系统的入射角和所述成像系统的反射角分别运动至所述目标入射角，以使所述线光源发射的光线以所述目标入射角入射至所述晶圆后，以所述目标入射角反射至所述成像系统中；

6、在所述线光源发射的光线以所述目标入射角入射所述晶圆时，获取所述成像系统采集的图像中凸块像的高度值；

7、基于所述凸块像的高度值、所述目标入射角的大小和所述第二远心镜头的放大倍率，确定所述凸块的高度值。

8、本公开实施例的另一个方面，提供一种晶圆中凸块的测量装置，应用于光学三角量测系统中的控制系统，所述光学三角量测系统包括照明系统、成像系统和所述控制系统，所述装置包括：

9、接收模块，用于接收测量请求，所述测量请求中包括凸块高度初始值；

10、第一确定模块，用于基于所述凸块高度初始值、所述成像系统中第二远心镜头沿光轴方向的景深值、所述照明系统中线光源的光束宽度值，确定所述线光源的入射角范围，所述入射角范围表示适用于所述凸块的高度测量的线光源的入射角所在范围；

11、第二确定模块，用于从所述入射角范围中确定一入射角作为目标入射角；

12、第一控制模块，用于控制所述照明系统的入射角和所述成像系统的反射角分别运动至所述目标入射角，以使所述线光源发射的光线以所述目标入射角入射至所述晶圆后，以所述目标入射角反射至所述成像系统中；

13、第一获取模块，用于在所述线光源发射的光线以所述目标入射角入射所述晶圆时，获取所述所述成像系统采集的图像中凸块像的高度值；

14、第三确定模块，用于基于所述凸块像的高度值、所述目标入射角的大小和所述第二远心镜头的放大倍率，确定所述凸块的高度值。

15、本公开实施例的又一个方面，提供一种光学三角量测系统，包括照明系统、成像系统、运动系统和控制系统，其中，所述照明系统包括线光源以及与所述线光源连接的第一远心镜头，所述成像系统包括相机以及与所述相机连接的第二远心镜头；

16、所述控制系统，用于接收测量请求，所述测量请求中包括凸块高度初始值；基于所述凸块高度初始值、所述第二远心镜头沿光轴方向的景深值、所述线光源的光束宽度值，确定所述线光源的入射角范围，所述入射角范围表示适用于所述凸块的高度测量的线光源的入射角所在范围；从所述入射角范围中确定一入射角作为目标入射角，并控制所述运动系统运动以带动所述照明系统和所述成像系统运动，使所述照明系统的入射角和所述成像系统的反射角分别达到所述目标入射角，以使所述线光源发射的光线以所述目标入射角入射至所述晶圆后，以所述目标入射角反射至所述成像系统中；在所述线光源发射的光线以所述目标入射角入射所述晶圆时，获取所述成像系统采集的图像中凸块像的高度值；基于所述凸块像的高度值、所述目标入射角的大小和所述第二远心镜头的放大倍率，确定所述凸块的高度值；

17、所述运动系统，用于根据所述控制系统的控制运动，以带动所述照明系统和所述成像系统分别运动。

18、本公开实施例的再一个方面，提供一种电子设备，包括：

19、存储器，用于存储计算机程序产品；

20、处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序产品，且所述计算机程序产品被执行时，实现本公开任一实施例所述的方法。

21、本公开实施例的再一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时，实现本公开任一实施例所述的方法。

22、本公开实施例的再一个方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现本公开任一实施例所述的方法。

23、本公开实施例提供了一种测量角度可调的光学三角量测系统实现方案及其对晶圆中凸块的测量方法，光学三角量测系统包括照明系统、成像系统、运动系统和控制系统，照明系统包括线光源以及与线光源连接的第一远心镜头，成像系统包括相机以及与相机连接的第二远心镜头，进行凸块测量时，控制系统可以基于测量请求中包括凸块高度初始值、并结合第二远心镜头沿光轴方向的景深值和线光源的光束宽度值，确定适用于当前凸块的高度测量的线光源的入射角范围，从该入射角范围中确定一入射角作为目标入射角，并控制运动系统运动以带动照明系统和成像系统运动，使照明系统的入射角和成像系统的反射角分别达到目标入射角，此时线光源和成像系统呈对称式分布，在线光源发射的光线以目标入射角入射晶圆时，获取成像系统采集的图像中凸块像的高度值，并基于凸块像的高度值、目标入射角的大小和第二远心镜头的放大倍率确定凸块的高度值，由此实现了测量角度的调整和对凸块高度的测量，能够适用于对不同类型晶圆上凸块的测量，从而能满足各种类型晶圆上凸块的测量需求，相对于相关技术测量角度固定的传统光学三角量测系统，不需要对光机件进行拆卸和重新组装即可改变测量角度、实现对不同尺寸凸块的量测，避免了对光机件进行拆卸和重新组装工作和所需时间，提高了测量效率，拓宽了测量范围。

24、下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。