Tsv测量装置及测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及TSV测量装置及测量方法，更详细的说涉及利用适用数字可变光圈的 干涉仪能够测量诸如TSV的通孔的TSV测量装置及测量方法。
【背景技术】
[0002] 为了实现高密度的半导体回路，通过曝光来实现精细线宽，但是因衍射限度能够 实现的线宽受到了限制。
[0003] 为了克服这一问题，提出了利用波长比诸如极紫外线（EUV)的可视光短的光来减 少衍射限度的方法、垂直层叠已完成工艺的多个的晶圆芯片来提高密度的3D半导体封装 (3D semi-conductor packaging)工艺等。
[0004] 在垂直层叠多个晶圆芯片的3D半导体封装工艺中，为了在多个层叠晶圆芯片之 间构成收发电气性信号的回路，各个晶圆层的回路应该相互电气性连接。为了晶圆层之间 的电气性连接，在娃晶圆形成称为TSV(Through Silicon Via，娃通孔）的细长的孔（以下， 称为通孔），在其通孔填充导电物质来连接晶圆层之间的回路。一般地说，TSV工艺可通过 深度蚀刻（deep etching)等来实现。
[0005] 另外，通孔应当形成为在一个晶圆上全部具有相同的深度与直径，在形成相互不 同的直径或深度的情况下，在研磨之后与其他晶片层叠时无法电气性连接一部分回路，因 此可能产生不良产品。因此，检查是否以固定的深度与直径制作形成在晶圆的通孔可以是 3D半导体封装的制造工艺中重要的过程之一。
[0006] 作为用于检查TSV (通孔）形成状态的TSV测量方法，有利用干涉仪的方法，及切 割形成TSV的晶圆剖面并用扫描电子显微镜（SEM, scanning electron microscope)进行 检查的方法等。
[0007] 其中，在利用干涉仪的方法中使用的最具代表性的干涉仪为白光干涉（WLI，White Light Interferometer)，将在一个光源射出的光一分为二，并使分出来的两个光构成直角 之后重新汇合，由两个的光的光程差来形成干涉纹路的方法。
[0008] 但是，在利用现有的利用干涉仪的方法的情况下，使光向TSV射出的透镜通过广 角镜射出时，入射TSV的光的入射角大于TSV的直径，因此实际上入射TSV内部的光量小， 进而无法到达TSV底面，因此存在事实上不可能测量TSV或很难测量TSV的问题。
[0009] 并且，就算替换光源使到达TSV底面的光的强度变强，由以形成TSV的方向每预定 距离测量向TSV发射到光的焦点，因此测量时间长并且结果数据的容量也非常大，因此成 为了整体系统的超负荷的原因。
[0010] 据此，在最近正在提出能够提高TSV的测量准确度的TSV测量装置的部分对策，但 是还是不足，因此切实需要对TSV测量装置的开发。
【发明内容】
[0011] (要解决的技术问题）
[0012] 本发明提供能够准确地测量TSV (通孔）形成状态的TSV测量装置及测量方法。
[0013] 尤其是，本发明提供利用数字可变光圈能够准确地测量TSV形成状态的TSV测量 装置及测量方法。
[0014] 并且，本发明提供可将构造简单化并且能够进行更加有效且精密的测量的TSV测 量装置及测量方法。
[0015] 并且，本发明能够提高TSV测量的便利性并且能够缩短测量时间的TSV测量装置 及测量方法。
[0016] (解决问题的手段）
[0017] 为了达成上述的目的，本发明的TSV测量装置，根据用于测量形成在测量对象物 的TSV的TSV测量装置，包括：光源；数字可变光圈部，被提供于从所述光源照射的光的路 径上，并且根据所述TSV的纵横比调节从所述光源照射的光的照射面积；分束器，以相互垂 直的第一方向与第二方向分割并输出通过所述数字可变光圈部的光，并且结合第一反射光 及第二反射光来输出其结合光，其中所述第一反射光为从配置在所述第一方向的所述测量 对象物反射的光，第二反射光为从配置在所述第二方向的镜面反射的光；及检测部，利用从 所述分束器引导出的所述结合光来测量所述TSV，其中，所述数字可变光圈部无物理性的移 动且对应于TSV的纵横比来选择性地具有相互不同的口径大小的执行光圈功能。
[0018] 根据本发明的TSV测量装置中，可利用LCD (Liquid Crystal Display，液晶显示 器）提供所述数字可变光圈部。
[0019] 根据本发明的TSV测量装置中，还可包括光量调节部，所述光量调节部被提供于 在所述分束器分割而入射到所述镜面的光的路径上，并且选择性地调节入射所述镜面的光 的光量。
[0020] 根据本发明的TSV测量装置中，所述光量调节部根据所述TSV的纵横比调节入射 所述镜面的光的光量，由数学式【1】来计算从所述测量对象物反射的所述第一反射光。
[0021] 数学式【1】
[0023] 所述光量调节部调节入射到所述镜面的光的光量，以使其具有所述第一反射光的 光量的〇. 5~2倍的倍率。
[0024] 根据本发明的TSV测量装置中，可利用LCD (Liquid Crystal Display)来提供所 述光量调节部。
[0025] 在根据本发明的TSV测量装置中，还可包括光学系，在所述数字可变光圈部与所 述分束器之间及所述分束器与所述检测部之间中的至少一处提供所述光学系。
[0026] 并且，为了达成上述目的，本发明的TSV测量方法，根据用于测量形成在测量对象 物的TSV的TSV测量方法，其特征在于，包括：从光源照射光的步骤；利用数字可变光圈部， 根据TSV的纵横比调节从光源照射的光的照射面积的步骤；以相互垂直的第一方向与第二 方向分割并输出通过数字可变光圈部的光，并结合第一反射光及第二反射光来输出其结合 光的步骤，其中第一反射光为从配置在第一方向的测量对象物反射的光，第二反射光为从 配置在第二方向的镜面反射的光；及利用结合光来测量TSV的步骤，其中，数字可变光圈部 对应于TSV的纵横比，执行无物理性移动且具有相互不同的口径大小的光圈功能。
[0027] (发明效果）
[0028] 根据本发明的TSV测量装置及测量方法，能够准确地测量TSV (通孔）的形成状 ??τ O
[0029] 尤其是，根据本发明，利用数字可变光圈能够更加快速且准确地测量TSV形成状 ??τ O
[0030] 并且，根据本发明，能够使充分的光到达TSV的内部底面，进而能够防止因在TSV 内部中的光量不足而无法测量的现象，并且能够更加有效且精密地进行测量。
[0031] 并且，根据本发明，由于是利用数字可变光圈，因此对光圈口径大小没有限制且根 据要求的条件可自由地调节光圈口径大小。
[0032] 并且，根据本发明，由于利用数字可变光圈来代替利用电机等的模拟光圈，因此可 将构造简单化，并且能够更加易于调节光圈口径大小。
[0033] 并且，根据本发明，无需根据TSV的纵横比物理性地改变光圈，因此能够提高测量 的便利性，并且能够缩短测量时间。
【附图说明】
[0034] 图1是示出根据本发明的TSV测量装置的图面。
[0035] 图2是作为根据本发明的TSV测量装置，是用于说明第一反射光（样本光）及第 二反射光（基准光）的图面。
[0036] 图3是作为根据本发明的TSV测量装置，是用于说明数字可变光圈的图面。
[0037] 图4是作为根据本发明的TSV测量装置，是用于说明光量调节部的图面。
[0038] 图5是作为根据本发明的TSV测量装置，是用于说明从测量目标物反射的第一反 射光的计算方式的图面。
[0039] 图6及图7是用于说明根据本发明的TSV测量装置的干涉现象的图面。
[0040] 图8是用于说明利用根据本发明的TSV测量装置的TSV的测量示例的图面。
【具体实施方式】
[0041] 以下，参照附图详细说明本发明的实施例，但是本发明并不被实施例限制或限定。 在说明本发明时，为了明确本发明的要点，可省略对于公知的功能或构成的具体说明。
[0042] 图1是示出根据本发明的TSV测量装置的图面。图2是作为根据本发明的TSV测 量装置，是用于说明第一反射光（样本光）及第二反射光（基准光）的图面。图3是作为 根据本发明的TSV测量装置，是用于说明数字可变光圈的图面。图4是作为根据本发明的 TSV测量装置，是用于说明光量调节部的图面。图5是作为根据本发