光干涉移相方法檢測芯片基板形貌缺陷關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、基于光干涉移相原理的三維測量方法具有全自動化、高精度、無接觸、快速等的優(yōu)點。在光干涉移相法中，移相的關(guān)鍵目的在于通過對步距的精確控制來獲得具有不同相位分布的多幅干涉圖，并根據(jù)相應(yīng)的公式進行計算得到包裹相位，然后對包裹相位進行有效地去包裹運算后，結(jié)合相位-高度映射公式還原其表面三維形貌真實分布。該技術(shù)應(yīng)用于芯片封裝工藝處理等過程中的產(chǎn)品失效檢測，可實現(xiàn)芯片基板表面三維形貌的檢測與分析，達到快速篩檢因形變導(dǎo)致不合格產(chǎn)品的目的。
　　在

2、本文中，通過分析芯片封裝處理過程中檢測的基本要求，并基于四步相移法測量原理，搭建了芯片基板表面三維形貌測量的硬件實驗平臺，并圍繞包裹相位噪聲的去除、理想包裹相位的重建與解包、相位包裹現(xiàn)象判定以及芯片表面合格性檢驗方案等系列問題進行了細致研究，主要完成工作包括如下：
　　1）結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際要求，搭建了基于四步相移法原理的芯片基板表面三維檢測系統(tǒng)硬件平臺，并完成了該平臺的校準，使其滿足快速、無接觸的表面三維形貌檢測基本需求；

3、　　2）利用實驗平臺進行了待測物表面相移干涉圖采集實驗，然后根據(jù)相應(yīng)公式計算得到對應(yīng)的包裹相位，及結(jié)合包裹相位值分布情況，對相位噪聲及相位截斷現(xiàn)象進行了分析，為合格性檢驗方案的提出提供了基礎(chǔ)；
　　3）在詳細闡述去包裹算法數(shù)學(xué)模型及算法原理基礎(chǔ)上，選用多個典型去包裹算法對有翹曲芯片的包裹相位進行去包裹運算，然后根據(jù)各類去包裹算法結(jié)果進行總結(jié)分析，討論了各類去包裹算法的優(yōu)劣，并分析了傳統(tǒng)去包裹算法應(yīng)用于芯片表面形貌檢測的局限所在；<

4、br>　　4）結(jié)合行列掃描的方式，詳細分析了包裹相位的噪聲來源，并基于圖像濾波、最小二乘擬合及樣條插值等理論相結(jié)合的方法，完成了相位圖的噪聲去除和理想包裹相位的重建，并結(jié)合行列逐差法，實現(xiàn)了快速去包裹運算；
　　5）考慮到目前各類去包裹算法的精度低、通用性差等特點，給出了一種通過先判定包裹現(xiàn)象是否存在，然后對不存在包裹現(xiàn)象的相位圖進行相位-高度映射還原真實三維形貌，并基于基板表面平整度檢測方法，提出了合格性的快速判定方法；