測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力的方法和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力的方法和設(shè)備。該方法包括：提供受測器件，該受測器件包括下測試層和層疊在下測試層上并且包括懸伸部的上測試層，該懸伸部超過所述下測試層的邊緣突出預(yù)定長度；將所述下測試層固定到安裝臺上；以及通過在第一方向上向所述上測試層的所述懸伸部的底表面施加載荷，測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力。該設(shè)備包括：安裝臺，該安裝臺固定所述受測器件；載荷施加端頭，該載荷施加端頭向所述懸伸部的底表面施加載荷；位置調(diào)節(jié)器，該位置調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)所述受測器件和所述載荷施加端頭之間的距離；測壓元件，該測壓元件檢測已施加載荷的大小；以及控制器，該控制器控制所述位置調(diào)節(jié)器和所述測壓元件。
【專利說明】
測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力的方法和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種測量用于層疊半導(dǎo)體器件的層間粘合層的拉伸模式的粘合力的 方法W及一種用于測量該粘合力的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體忍片（晶片)被封裝并電連接至外部電路W構(gòu)成電子器件。當(dāng)半導(dǎo)體忍片被 封裝時，半導(dǎo)體忍片憑借層間粘合層(諸如粘合劑或粘合膜)附裝在另一個半導(dǎo)體忍片或者 諸如印刷電路板(PCB)的基板上。
[0003] 在包括層間粘合層的半導(dǎo)體封裝中，如果層間粘合層的粘合強(qiáng)度不足，則可能在 半導(dǎo)體封裝的制作或使用期間在相鄰層之間的接合界面處出現(xiàn)開裂或剝落，從而在半導(dǎo)體 忍片之間的電連接中或半導(dǎo)體和基板之間的電連接中產(chǎn)生缺陷，并且在一些情況下在半導(dǎo) 體封裝的層疊結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生斷裂。近來，隨著半導(dǎo)體器件變得小型化，層間粘合層的厚度W及 半導(dǎo)體封裝的厚度大大減小，并且因而層間粘合層可能更易出現(xiàn)接合界面的開裂或剝落。 然而，不論層間粘合層的厚度減小多少，都更需要半導(dǎo)體封裝的可靠性，并且因而粘合層必 須具有十分可靠的粘合力。因此，期望一種作為評估半導(dǎo)體封裝的可靠性的方法的測量粘 合力的量化方法。
[0004] MIL-812是一種用于量化測量的標(biāo)準(zhǔn)。MIL-812限于針對受測器件(DUT)測量剪切 模式的粘合力。在封裝過程期間，與層間粘合層關(guān)聯(lián)的層間剝落可能不僅由剪切應(yīng)力而且 由拉伸應(yīng)力引起。因此，在基于MIk812的測量中，不可能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體封裝的層間粘合 層的缺陷原因。
[0005] 為了測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力，必須給層間粘合層施加拉力。為此，用 于施加載荷的夾具（jig)可W固定到層疊半導(dǎo)體忍片中的任一個忍片，所述層疊半導(dǎo)體忍 片相互組合，W使得層間粘合層布置在相鄰忍片之間。然后，可W拉動固定到對應(yīng)半導(dǎo)體忍 片的夾具。然而，難于將夾具牢固地固定到具有小厚度或小尺寸的半導(dǎo)體忍片上。另外，層 間粘合層的具體材料屬性(諸如厚度或粘合力）可能在夾具固定期間發(fā)生改變。因而，準(zhǔn)確 W及可靠的測量是困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本公開內(nèi)容提供一種測量拉伸模式的粘合力的方法，W用于在沒有將單獨的夾具 機(jī)械地固定至層間粘合層或其中一個層疊半導(dǎo)體元件的情況下評價應(yīng)用于層疊半導(dǎo)體元 件的層間粘合層的粘合力和可靠性，其中所述方法可W應(yīng)用于傳統(tǒng)的已有的大規(guī)模生產(chǎn)過 程，W用于直接評價來自從大規(guī)模生產(chǎn)過程得到的受測器件的層間粘合層的粘合力和可靠 性。
[0007] 本公開內(nèi)容還提供一種測量用于層疊半導(dǎo)體元件的層間粘合層的拉伸模式的粘 合力的設(shè)備，該設(shè)備具有上述優(yōu)點。
[000引根據(jù)一實施方式，一種測量用于層疊半導(dǎo)體元件的層間粘合層的粘合力的方法包 括:提供受測器件，該受測器件包括:下測試層;上測試層，該上測試層層疊在所述下測試層 上并且包括懸伸部，該懸伸部超過所述下測試層的邊緣突出預(yù)定長度；W及所述層間粘合 層，該層間粘合層布置在所述下測試層和所述上測試層之間并且接合至所述下測試層和所 述上測試層;將所述下測試層固定到安裝臺上；W及通過在第一方向上向所述上測試層的 所述懸伸部的底表面施加載荷，測量所述層間粘合層的拉伸模式的粘合力。
[0009] 所述下測試層和所述上測試層每個都是器件層、基板、兩個或更多個層疊器件層、 兩個或更多個層疊基板、或者是包括一個或多個器件層和一個或多個基板的層疊結(jié)構(gòu)。所 述器件層包括半導(dǎo)體忍片、半導(dǎo)體晶片、晶圓、封裝包或者它們的組合;并且其中，所述基板 包括晶圓、引線框、晶片焊盤、中介層、印刷電路板、柔性印刷電路板、膜引線或者它們的組 厶 1=1 O
[0010] 所述層間粘合層包括粘合膜或粘合劑。所述受測器件為來自半導(dǎo)體封裝的制作過 程的中間結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體封裝可W包括多個相同類型或不同類型的器件層。
[0011] 提供受測器件的步驟可W包括:對第一測試層和第二測試層執(zhí)行旋轉(zhuǎn)過程、平移 過程、翻轉(zhuǎn)過程及它們的組合中的一種，W使得所述第一測試層和所述第二測試層中的一 者對應(yīng)所述上測試層并且所述第一測試層和所述第二測試層中的另一者對應(yīng)所述下測試 層。所述上測試層的所述懸伸部的所述底表面對應(yīng)純化層或增強(qiáng)層的表面。
[0012] 所述受測器件具有模形結(jié)構(gòu)，W使得所述下測試層在第二方向上的長度大于所述 上測試層的所述懸伸部在所述第二方向上的長度，所述第二方向垂直于所述第一方向，從 而將拉伸應(yīng)力集中在所述上測試層的所述懸伸部和所述下測試層的所述邊緣之間的交叉 線的兩個端部。所述載荷可W由載荷施加端頭施加，并且所述載荷施加端頭包括突出部分。 所述突出部分可W包括在施加所述載荷期間與所述懸伸部的所述底表面接觸的凸形彎曲 表面。
[0013] 在所述凸形彎曲表面的至少一部分和所述懸伸部的所述底表面之間的接觸界面 為在第二方向上延伸的線性接觸界面，所述第二方向?qū)?yīng)所述懸伸部的縱向。所述載荷可 W由載荷施加端頭施加，其中，所述載荷施加端頭包括支架和基座，所述基座安裝在所述支 架上;其中，所述基座接觸所述懸伸部的所述底表面，并且所述基座根據(jù)所述懸伸部的傾斜 而傾斜。
[0014] 所述基座可W圍繞在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第=方向上的旋轉(zhuǎn) 軸線傾斜。所述第=方向可W對應(yīng)所述層間粘合層中的開裂擴(kuò)展方向。所述載荷施加端頭 還包括:傾斜支撐部，該傾斜支撐部布置在所述支架和所述基座之間并且將所述支架和所 述基座相互分離；W及溝槽，該溝槽容納所述傾斜支撐部并且允許所述傾斜支撐部圍繞所 述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)W使所述基座傾斜。所述溝槽可W設(shè)置在所述支架或所述基座上。
[0015] 所述傾斜支撐部的截面為具有第一曲率的弧形或圓形，該截面垂直于第=方向， 并且所述第=方向垂直于所述第一方向和所述第二方向并且對應(yīng)所述懸伸部的橫向。所述 溝槽具有與所述傾斜支撐部的所述第一曲率相等的第二曲率。
[0016] 可W通過根據(jù)在所述層間粘合層和所述上測試層的第一接合界面處、在所述層間 粘合層和所述下測試層的第二接合界面處或者在所述第一接合界面和所述第二接合界面 二者處的開裂擴(kuò)展來計算能量釋放率來測量所述粘合力。在一實施方式中，在開裂開始時 刻或開裂中止時刻計算所述能量釋放率。另外，所述粘合力可W由在第一次開裂中止時刻 的能量釋放率限定。
[0017] 根據(jù)一實施方式，一種設(shè)備測量用于層疊半導(dǎo)體器件的層間粘合層的粘合力，其 中所述層間半導(dǎo)體器件為受測器件，該受測器件包括下測試層和層疊在所述下測試層上的 上測試層。所述上測試層可W包括懸伸部，該懸伸部超過所述下測試層的邊緣突出預(yù)定長 度。所述下測試層和所述上測試層可W通過所述層間粘合層接合在一起。所述設(shè)備包括:安 裝臺，該安裝臺固定所述受測器件;載荷施加端頭，該載荷施加端頭在第一方向上向所述懸 伸部的底表面施加載荷;位置調(diào)節(jié)器，該位置調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)所述受測器件和所述載荷施加端 頭之間的距離，從而向所述懸伸部的所述底表面施加所述載荷;測壓元件，該測壓元件檢測 已施加載荷的大??；W及控制器，該控制器控制所述位置調(diào)節(jié)器和所述測壓元件。
[0018] 所述層間粘合層包括粘合膜或粘合劑。另外，所述上測試層的所述懸伸部的所述 底表面包括純化層或增強(qiáng)層。在一實施方式中，所述受測器件具有模形結(jié)構(gòu)，W使得所述下 測試層在第二方向上的長度大于所述上測試層的所述懸伸部在所述第二方向上的長度，從 而將拉伸應(yīng)力集中在所述上測試層的所述懸伸部和所述下測試層的所述邊緣之間的交叉 線的兩個端部。
[0019] 所述載荷施加端頭可W包括突出部分。所述突出部分可W包括在施加所述載荷期 間與所述懸伸部的所述底表面接觸的凸形彎曲表面。所述凸形彎曲表面的至少一部分可W 沿在第二方向上延伸的直線接觸所述懸伸部的所述底表面。所述第二方向可W對應(yīng)所述懸 伸部的縱向。所述載荷施加端頭可W包括支架和基座，所述基座安裝在所述支架上。所述基 座可W接觸所述懸伸部的所述底表面，并且所述基座可W根據(jù)所述懸伸部的傾斜而傾斜。
[0020] 所述基座可W圍繞在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第=方向上的旋轉(zhuǎn) 軸線傾斜。所述第=方向可W對應(yīng)所述層間粘合層中的開裂擴(kuò)展方向。在一實施例中，所述 載荷施加端頭包括:傾斜支撐部，該傾斜支撐部布置在所述支架和所述基座之間并且將所 述支架和所述基座相互分離；W及溝槽，該溝槽容納所述傾斜支撐部并且允許所述傾斜支 撐部圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)W使所述基座傾斜。所述溝槽可W設(shè)置在所述支架或所述基座上。 [0021 ]所述傾斜支撐部的截面為具有第一曲率的弧形或圓形。該截面可W垂直于第=方 向。所述第=方向可W垂直于所述第一方向和所述第二方向并且對應(yīng)所述懸伸部的橫向。 所述溝槽可W具有與所述傾斜支撐部的所述第一曲率相等的第二曲率。所述傾斜支撐部和 所述溝槽在第=方向上延伸。所述第=方向可W垂直于所述第一方向和所述第二方向并且 對應(yīng)所述懸伸部的橫向。所述控制器可W根據(jù)在所述層間粘合層和所述上測試層的第一接 合界面處、在所述層間粘合層和所述下測試層的第二接合界面處或者在所述第一接合界面 和所述第二接合界面二者處的開裂擴(kuò)展來計算能量釋放率。
【附圖說明】
[0022] 通過參照附圖詳細(xì)描述本公開內(nèi)容的示例性實施方式，本公開內(nèi)容的實施方式的 上述W及其他特征和有利特性將變得明顯，其中：
[0023] 圖IA是示出用于測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力的受測器件的圖，并且圖IB 和圖IC是用于描繪測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力的方法的截面圖；
[0024] 圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的一實施方式用于描繪已施加載荷和層間粘合層的粘合力 之間的關(guān)系的截面圖；
[0025] 圖3A和圖3B是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的不同實施方式的制備受測器件的方法的立 體圖；
[0026] 圖4A是根據(jù)實施方式的受測器件的截面圖，并且圖4B是基于有限元模擬示出圖4A 的受測器件的應(yīng)力分布的圖；
[0027] 圖5A是根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的載荷施加端頭的分解立體圖，圖5B是圖5A的 載荷施加端頭的工作機(jī)構(gòu)的截面圖，并且圖5C是根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式的載荷施 加端頭的截面圖；
[0028] 圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式的載荷施加端頭的分解立體圖；
[0029] 圖7是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的用于測量層間粘合層的粘合力的設(shè)備的 圖；
[0030] 圖8A至圖8D是層疊半導(dǎo)體器件的截面圖，根據(jù)一實施方式，可W通過使用懸伸部 將測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力的方法應(yīng)用于所述層疊半導(dǎo)體器件；
[0031] 圖9是根據(jù)一實施方式示出五個受測器件的載荷-位移曲線的圖，每個受測器件都 包括20WI1厚的晶片附裝膜；
[0032] 圖10是根據(jù)一實施方式示出五個受測器件的載荷-位移曲線的圖，每個受測器件 都包括IOwii厚的晶片附裝膜;并且
[0033] 圖11是根據(jù)一實施方式示出五個受測器件的載荷-位移曲線的圖，每個受測器件 都包括如m厚的晶片附裝膜。
【具體實施方式】
[0034] 現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開內(nèi)容的實施方式。
[0035] 然而，本公開內(nèi)容的實施方式可W W許多不同的形式來實現(xiàn)，且不應(yīng)解釋為受限 于文中列出的實施方式;相反，提供運(yùn)些實施方式，是為了本公開內(nèi)容是詳盡且完整的，并 且會將本公開內(nèi)容的構(gòu)思完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。同時，文中所用的術(shù)語僅為了描 述【具體實施方式】的目的，不旨在對實施方式進(jìn)行限制。
[0036] 此外，附圖中層的厚度或尺寸可能為了便于解釋和清楚起見被放大，并且相同的 參考數(shù)字在附圖中表示相同的元件。如文中所用的，術(shù)語"和/或"表示相關(guān)列出項目中的一 個或多個項目的任意和所有組合。
[0037] 文中所用的術(shù)語僅為了描述【具體實施方式】的目的，不旨在對實施方式進(jìn)行限制。 如文中所用的，單數(shù)形式"一"、"一個"W及"所述"旨在還包括復(fù)數(shù)形式，除非文中另有明確 說明。還應(yīng)理解，文中所用的術(shù)語"包括"表示存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、構(gòu)件、部 件和/或其組合，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、構(gòu)件、部件 和/或其組合。
[0038] 應(yīng)理解，當(dāng)提到層"形成在另一層上"，該層可W直接形成在另一個層上或者可W 在運(yùn)兩個層之間存在中間層。同樣，當(dāng)提到材料與另一材料相鄰時，可W在運(yùn)兩個材料之間 存在中間材料。相比之下，當(dāng)提到材料或?qū)?直接"形成在另一層或材料上或者與另一層或 材料"直接"相鄰或接觸時，在運(yùn)兩個層或材料之間不存在中間材料或?qū)印?br>[0039] 包括"之上"、"之下"、"上"、"下"、"水平"和"豎直"的相對術(shù)語可W用來描述如在 附圖中所示的元件、層或者區(qū)域與另一元件、另一層或另一區(qū)域之間的關(guān)系。應(yīng)理解，運(yùn)些 術(shù)語不限于附圖中示出的方位。
[0040] 文中所用的術(shù)語"器件層"例如是指半導(dǎo)體忍片、半導(dǎo)體晶片、晶圓、封裝包、層疊 結(jié)構(gòu)及它們的組合中的任一者，電路一一諸如模擬電路和/或數(shù)字電路(包括晶體管、存儲 單元、邏輯電路、開關(guān)電路、圖像獲取器件、傳感器、濾波器或RF電路)一一形成在所述器件 層。在本公開內(nèi)容全文中，術(shù)語"基板"是指晶圓、引線框、晶片焊盤、中介層、印刷電路板或 柔性電路板。另外，術(shù)語"基板"不限于所列出的器件層，并且它可W是在其表面上可W層疊 器件層的任意結(jié)構(gòu)。例如，由柔性聚合物絕緣層電絕緣的柔性膜型互聯(lián)件可W屬于基板，運(yùn) 是因為上述器件可W層疊在所述柔性膜型互聯(lián)件的表面上。在本公開內(nèi)容中，術(shù)語"測試 層"可W指上述器件層、基板、具有兩個或更多個基板的層疊基板、具有兩個或更多個層的 層疊器件層、或者具有至少一個器件層W及在該器件層上的至少一個基板的層疊結(jié)構(gòu)。層 疊器件層和層疊基板為多個相同類型或不同類型的層。層疊器件層和層疊基板還具有相同 形狀或尺寸或具有不同形狀或尺寸。
[0041] 圖1是示出用于測量層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力的受測器件100的圖，并且 圖IB和圖IC是用于描繪測量層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力的方法的截面圖。
[0042] 參見圖1A，受測器件100包括層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括第一測試層10和第二測試 層20。第一測試層10和第二測試層20通過層間粘合層AL相互接合。第一測試層10和第二測 試層20可W為相同類型的器件層，例如用于增加半導(dǎo)體器件的容量，或者可W為不同類型 的器件層，例如用于實現(xiàn)復(fù)合半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)內(nèi)封裝(SIP)。在一實施方式中，第一測試 層10和第二測試層20中的一者可W為半導(dǎo)體器件，而第一測試層10和第二測試層20中的另 一者可W為基板。在另一實施方式中，第一測試層10和第二測試層20中的至少一者可W具 有:包括兩個或更多個半導(dǎo)體器件的層疊結(jié)構(gòu)、包括兩個或更多個基板的層疊結(jié)構(gòu)、或者包 括一個或多個半導(dǎo)體器件和一個或多個基板的層疊結(jié)構(gòu)。
[0043] 根據(jù)一實施方式，如果第一測試層10為第一半導(dǎo)體忍片，則第一測試層10的頂表 面IOSa可W為有源表面，電子電路布置在該有源表面中。在一實施方式中，頂表面IOSa可W 為圖IA中示出的第一純化層化1的表面，第一純化層化1例如為包括氮化娃、二氧化娃或聚 合物的電絕緣層。第一純化層PLl不限于電絕緣件，并且第一純化層PLl可W由磁屏蔽材料、 熱消散材料、隔熱材料或其他合適材料制成。第一測試層10的底表面IOSb可W為第一半導(dǎo) 體忍片的背表面。類似地，在一實施方式中，如果第二測試層20為第二半導(dǎo)體忍片，則第二 測試層20的頂表面20Sa也可W為有源表面，第二純化層化2的表面在該有源表面上，而第二 測試層20的底表面20Sb可W為第二半導(dǎo)體忍片的背表面。在另一實施方式(未示出）中，第 二測試層20的頂表面20Sa也可W為半導(dǎo)體忍片的背表面，而底表面20Sb可W為由純化層保 護(hù)的有源表面。
[0044] 半導(dǎo)體忍片的包括純化層的有源表面可W比裸露的娃表面更能抵抗拉伸應(yīng)力。例 如，如果純化層包含聚合物（諸如聚酷亞胺、聚乙締或聚丙締），有源表面比裸露的娃表面 (該娃表面對應(yīng)半導(dǎo)體忍片的底表面)更能抵抗拉伸應(yīng)力。因此，如下所述的，測試層的在測 量層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力期間出現(xiàn)大拉伸應(yīng)變的表面，例如，由載荷施加端頭 接觸的表面，可W為半導(dǎo)體的有源表面，在該有源表面上形成有純化層。
[0045] 層間粘合層AL可W包括至少一個粘合膜(例如晶片附裝膜）、至少一種粘合劑(例 如環(huán)氧樹脂粘合劑、娃酬粘合劑或其他)或其組合。在一實施方式中，層間粘合層AL可W為 適合用在超薄半導(dǎo)體封裝中的晶片附裝膜。層間粘合層AL不限于電絕緣件，并且可W包括 用于在第一測試層10和第二測試層20之間進(jìn)行電連接的導(dǎo)電材料和/或引線。另外，層間粘 合層AL可W在第一測試層10和第二測試層20重疊的整個區(qū)域中展開。層間粘合層AL可W具 有一個或多個按圖案布置的通孔，用于電連接或用來使熱量流(例如冷卻流)通過。因此，層 間粘合層AL可W局部展開，W使得第一測試層10和第二測試層20之間的重疊區(qū)域未完全由 層間粘合層AL覆蓋。
[0046] 根據(jù)一實施方式，受測器件100可W為在制作半導(dǎo)體封裝的過程期間的中間結(jié)構(gòu)。 例如，該中間結(jié)構(gòu)可W為在將第一測試層10電連接至第二測試層20的引線接合過程之前的 結(jié)構(gòu)。在圖IA中示出的實施方式中，電極墊EPl和EP2可W分別布置在第一測試層10和第二 測試層20的端部。
[0047] 根據(jù)一實施方式，第一測試層10的寬度可W不同于第二測試層20的寬度。圖IA示 出了第一測試層10的在X軸方向上的寬度大于第二測試層20的在X軸方向上的寬度的實施 方式。第一測試層10可W具有超過第二測試層20的對應(yīng)邊緣突出的部分，并且因而提供突 出部分〇V_l和〇V_2。包括突出部分0V_1和0V_2的受測器件100可W為在制作層疊半導(dǎo)體器 件期間獲得的中間結(jié)構(gòu)。W下將參照圖8A至圖8D給出各種層疊半導(dǎo)體器件的詳細(xì)描述。
[0048] 在作為中間結(jié)構(gòu)的包括突出部分0V_1和0V_2的受測器件100中，用于引線接合的 第一電極墊EPl可W布置在突出部分0V_1或0V_2的頂表面上。類似地，第二電極墊EP2可W 布置在第二測試層20上。電極墊EPl和EP2可W相互電連接，或者電極墊EPl和EP2每個都可 W通過引線接合（例如使用圖8A至圖8D中示出的導(dǎo)電引線WB)電連接至其他忍片和/或基 板。
[0049] 包括突出部分0V_1和0V_2的受測器件100不限于從層疊半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)獲得的 中間結(jié)構(gòu)。受測器件100可W是為測試目的而有意制作的器件，或者可W是從生產(chǎn)運(yùn)行中取 樣的器件。受測器件100可W為用于測量層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力的測試載體。作 為測試載體，受測器件100可W被制備為使得第一測試層10和第二測試層20中的一者具有 一個或多個突出部分。用于測量拉伸模式的粘合力的、具有突出部分〇V_l和〇V_2的受測器 件100可W通過使第一測試層10和第二測試層20相對于彼此旋轉(zhuǎn)、平移或者翻轉(zhuǎn)來制作，而 不論第一測試層10和第二測試層20是否具有相同尺寸和相同形狀。W下將參照圖3A至圖3C 給出詳細(xì)描述。
[0050] 圖IA示出第一測試層10在X軸方向上延伸超過第二測試層20的兩個相對邊緣，并 且包括突出部分〇V_l和〇V_2。然而，本公開內(nèi)容的實施方式不限于此。例如，突出部分0V_1 和0V_2可W在第一方向（例如圖IA中示出的X軸方向）上延伸僅超過第二測試層20的第一對 應(yīng)邊緣和/或在第二方向（例如圖IA中示出的與X軸方向垂直的y軸方向）上延伸僅超過第二 測試層20的第二對應(yīng)邊緣。突出部分(未示出）可W在兩個方向（例如X軸方向和y軸方向）上 平行于第二測試層20的頂表面20Sa展開，W使得突出部分延伸超過第二測試層20的=個或 四個邊緣。換句話說，在各個實施方式中，一個或多個突出部分可W在一個或多個方向上延 伸W懸伸于第二測試層20之上。另外，雖然未示出，但是第二測試層20還可W在X方向上延 伸超過第一測試層10的邊緣，W使得第二測試層20可W具有突出部分。
[0051] 參見圖1B，為了測量層間粘合層AL的粘合力，圖IA的受測器件100可W上下顛倒， W使得圖IA的包括突出部分0V_1和0V_2的第一測試層10變成圖IB的上測試層化U。因此，第 一測試層10的突出部分〇V_l和〇V_2中的一個突出部分對應(yīng)延伸超過下測試層化L的邊緣的 懸伸部OV。在本公開內(nèi)容中，懸伸部OV是指運(yùn)樣的突出部分，載荷施加端頭300接觸該突出 部分并且向該突出部分施加載荷P，W用于測量層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力。
[0052] 在下文中，如圖IB所示，對應(yīng)圖IA的第一測試層10的層(在測量拉伸模式的粘合力 期間，第一測試層10被提供作為受測器件100的頂層并包括懸伸部OV)將被稱為上測試層 化U，而對應(yīng)圖IA的第二測試層20的層(第二測試層20布置在上測試層化U之下)將被稱為下 測試層化L。
[0053] 為了測量層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力，受測器件100的下測試層化L的底表 面化LSb(底表面化LSb對應(yīng)于圖IA的第二測試層20的頂表面20Sa)可W固定在安裝元件上。 安裝元件可W是安裝臺200,安裝臺200可W包括金屬塊或架子。安裝臺200可W機(jī)械地固定 受測器件100。在一實施方式中，受測器件100可W通過將固定粘合元件(或者固定粘合層） AL '布置在下測試層化L的底表面化LSb和安裝臺200的頂表面之間而固定在安裝臺200上。 固定粘合元件AL'可W包括牢固且強(qiáng)力的粘合材料，該粘合材料具有比層間粘合層AL更大 的拉伸模式的粘合力和更大的剪切模式的粘合力。固定粘合元件AL'的變形在測量拉伸模 式的粘合力期間小得不足W影響上測試層TLU的柔量kompliance)。在一實施方式中，固定 粘合元件AL '可W為環(huán)氧樹脂粘合劑或雙面膠帶。
[0054] 參照圖IC與圖1B，如箭頭K所指示的，通過在第=方向（例如Z軸方向）上移動載荷 施加端頭300而向上測試層化U的懸伸部OV的底表面OVSb施加載荷P。在Z軸方向上移動的載 荷施加端頭300接觸懸伸部OV的底表面OVSb,并且在基本垂直的方向上向懸伸部OV的底表 面OVSb施加載荷P。隨著載荷P向上推動上測試層化U的懸伸部OV，向布置在上測試層化U和 下測試層化L之間的層間粘合層AL施加拉伸應(yīng)力0,如圖IC所示。上測試層TLU可W經(jīng)受因懸 伸部OV的彎曲而引起的變形。此外，如果載荷P增加，可W在上測試層化U和下測試層化L之 間的粘合界面處產(chǎn)生開裂。可能產(chǎn)生運(yùn)種開裂的位置可能根據(jù)上測試層化U、下測試層化L 和層間粘合層AL的材料屬性或根據(jù)層間粘合層AL相對于上測試層化U和下測試層化L的粘 合力而變化。例如，如圖IC所示，可能在層間粘合層AL和上測試層TLU之間產(chǎn)生開裂。在其他 實施方式中，可能在層間粘合層AL和下測試層化L之間或在在層間粘合層AL內(nèi)部產(chǎn)生開裂。 術(shù)語"開裂"在此用來描述因拉伸試驗而導(dǎo)致的各種失效模式，運(yùn)些失效模式包括:粘合元 件和半導(dǎo)體元件之間的粘合接合的失效；W及粘合元件內(nèi)部的機(jī)械分離或分層。
[0055] 開裂可W從在上測試層化U和下測試層化L之間的重疊區(qū)域的邊緣部分IP穿過粘 合界面的內(nèi)側(cè)擴(kuò)展，如箭頭M所指示的。開裂可W從在上測試層TLU和下測試層T化之間的重 疊區(qū)域的邊緣部分IP經(jīng)由層間粘合層AL穿過粘合界面的內(nèi)側(cè)擴(kuò)展，如箭頭M所指示的。重疊 區(qū)域的邊緣部分IP可W為在上測試層TLU和下測試層化L之間的重疊區(qū)域的一部分，并且邊 緣部分可W與懸伸部OV相鄰。在圖IC中示出的直角坐標(biāo)系中，開裂可W在垂直于Z軸方向的 X軸方向上擴(kuò)展，載荷P是在Z軸方向上施加的。在本公開內(nèi)容的下文中，X軸方向（或第一方 向）也可W被稱為懸伸部OV的縱向（或者上測試層TLU的縱向），而y軸方向（或第二方向）也 可W被稱為懸伸部OV的橫向（或者上測試層TLU的橫向）。在一實施方式中，懸伸部OV的縱向 長度大于懸伸部OV的橫向長度。
[0056] 參考標(biāo)記DA和TA分別是指在上測試層化U和下測試層化L之間的開裂區(qū)域和未開 裂區(qū)域（即接合區(qū)域）。載荷P在開始開裂之后逐漸減小，并且如下所述的，可W通過使用基 于開裂擴(kuò)展的能量釋放率Ge來計算層間粘合層AL的粘合力。
[0057] 當(dāng)懸伸部OV彎曲時，在懸伸部OV的頂表面OVSa上出現(xiàn)壓縮應(yīng)力，而在懸伸部OV的 底表面OVSb上出現(xiàn)拉伸應(yīng)力。通常，相比壓縮應(yīng)力，半導(dǎo)體忍片更易受到拉伸應(yīng)力的傷害。 因此，可能期望懸伸部OV的施加有拉伸應(yīng)力的底表面OVSb得到增強(qiáng)W變得更抗拉伸變形。 例如，懸伸部OV的底表面可W為半導(dǎo)體忍片的由純化層化增強(qiáng)的有源表面。為此，受測器件 100可W如圖IB所示上下顛倒，從而可W進(jìn)行拉伸模式的粘合力的測量。
[0058] 在一實施方式中，類似于純化層化的額外增強(qiáng)層可W形成在懸伸部OV的底表面 OVSb上。在一實施方式中，當(dāng)受測器件100為測試載體時，類似于純化層化的增強(qiáng)層可W有 意地形成在懸伸部OV的底表面OVSb上，從而可W使懸伸部OV的底表面OVSb更抗拉伸變形。 增強(qiáng)層可W包括聚合樹脂材料、氧化物或者氮化物。增強(qiáng)層可能在載荷施加端頭300按壓增 強(qiáng)層時不嚴(yán)重變形。由于層間粘合層的粘合力可W根據(jù)增強(qiáng)層的材料而變化，所W可W選 擇具體材料作為用于測量粘合力的基準(zhǔn)。
[0059] 載荷施加端頭300為移動部件，諸如為可W接觸上測試層化U的懸伸部OV的底表面 OVSb的夾具或桿。為了施加載荷P，載荷施加端頭300在底表面OVSb上施加預(yù)定力。載荷施加 端頭300可W在向懸伸部OV的底表面OVSb施加載荷P的同時與底表面OVSb保持接觸。
[0060] 在一實施方式中，如圖IB和圖IC所示，載荷施加端部300可W包括突出部分300P， 突出部分300P具有與懸伸部OV的底表面OVSb接觸的凸形彎曲表面300PS。突出部分300P可 W在懸伸部OV的橫向或y軸方向上延伸，從而在突出部分300P和懸伸部OV的底表面OVSb之 間產(chǎn)生線接觸。在另一實施方式中，突出部分300P可W被設(shè)計為在突出部分300P和懸伸部 OV的底表面OVSb之間產(chǎn)生面接觸，而不是線接觸。換句話說，拉伸載荷可W通過接觸點、線 性接觸面或二維接觸面施加至底表面OVSb。優(yōu)選地，在一實施方式中，突出部分300P和懸伸 部的底表面OVSb之間的接觸界面為在第二方向（y方向，即懸伸部的橫向）上延伸的線性接 觸界面。
[0061 ] 在懸伸部OV由載荷P彎曲的同時，在懸伸部OV的底表面OV訊和載荷施加端部300的 突出部分300P之間的接觸區(qū)域(例如線接觸區(qū)域)可W在X軸方向上沿著載荷施加端部300 的表面3001?微小地移動，由此減小或消除對彎曲的懸伸部OV的柔量的影響。
[0062] 圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的一實施方式用于描繪已施加載荷P和層間粘合層AL的粘 合力之間的關(guān)系的截面圖。
[0063] 參照圖2,可W根據(jù)歐拉-伯努利梁理論或文克爾地基模型來描述包括懸伸部OV的 上測試層化U在載荷施加端部300在Z軸方向上豎直地施加載荷P并移動距離S時的變形。在 圖2中，參考標(biāo)記a，C和k分別表示開裂長度、未開裂結(jié)合長度W及基礎(chǔ)模量。在圖2示出的該 實施方式中，可W根據(jù)公式1從上測試層TLU的變形來計算能量釋放率Gc。
[0064] [公式 1]
[00 化]
[0066] 在公式1中，P康示臨界載荷，a表示開裂長度，b表示懸伸部OV在垂直于圖2的X和Z 方向的方向上的長度，并且C表示上測試層TLU的柔量。可W根據(jù)公式2獲得柔量。
[0067] [公式 2]
[006引
[0069] 在公式2中，波數(shù)A和基礎(chǔ)模量k可W分別根據(jù)公式3和公式4獲得。
[0070] 「公式 31
[0071]
[0072]
[0073]
[0074] 在公式4中，E和V分別表示彈性模量和泊松比，t表示厚度。下標(biāo)f和S分別表示層間 粘合層AL和用作懸臂梁的上測試層化U。根據(jù)上述公式，公式1的能量釋放率可W如下所示 W公式5表達(dá)。
[007引[公式引
[0076]
[0077] 化惦公巧5, W 確足化惦升殺擴(kuò)展的能量釋放率Gc并且可W獲得層間粘合層AL 的粘合力。能量釋放率Gc的單位為J/mm2，能量釋放率Gc表示層間粘合層AL的粘合力。
[007引圖3A和圖3B是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的各個實施方式的提供受測器件IOOA和IOOB 的方法的立體圖。
[0079] 參見圖3A，為了提供根據(jù)一實施方式的具有第一懸伸部OV的受測器件100A，可W 對第一測試層和第二測試層執(zhí)行旋轉(zhuǎn)過程、平移過程或者翻轉(zhuǎn)過程。例如，可W具有相同寬 度、相同長度和相同形狀(例如長方體形狀）的第一測試層和第二測試層可W相對于彼此旋 轉(zhuǎn)某一角度(例如90°)或者線性平移某一距離，然后翻轉(zhuǎn)，W使得第一測試層和第二測試層 中的一者可W對應(yīng)提供了受測器件IOOA的第一懸伸部OV的上測試層TLU。換句話說，在一些 實施方式中，層疊半導(dǎo)體器件的各個層的取向可W相對于生產(chǎn)型器件的標(biāo)稱取向被調(diào)整， W提供一個或多個懸伸部0V。第一懸伸部OV可W在與施加載荷即寸開裂擴(kuò)展的方向平行的X 軸方向（或第一懸伸部OV的縱向）上具有長度I，并且在與X軸方向垂直的y軸方向（或第一懸 伸部OV的橫向）上具有長度d。
[0080] 在一實施方式中，可W通過上下顛倒第一測試層和第二測試層的豎直堆或者翻轉(zhuǎn) 該堆來將原始布置在另一層之下的層布置在另一層之上，由此提供受測器件IOOA的懸伸單 元0V。在一實施方式中，懸伸部OV的底表面OVSb可W包括純化層或抗拉伸變形和撞擊的增 強(qiáng)層。
[0081] 旋轉(zhuǎn)過程、平移過程或翻轉(zhuǎn)過程可W是用于制作層疊半導(dǎo)體封裝的過程。因此，根 據(jù)本公開內(nèi)容的一實施方式的受測器件IOOA可W為最終產(chǎn)品之前的中間結(jié)構(gòu)。
[0082] 通過對第一測試層和第二測試層執(zhí)行上述過程，如圖3A所示，上測試層化U布置在 下測試層化L上W具有懸伸部OV。上測試層化U和下測試層化L的相互面對的表面通過使用 層間粘合層AL而接合在一起W確定層間粘合層AL的粘合力，由此提供具有懸伸部OV的受測 器件100A。接下來，可W通過在Z軸方向（即豎直向上方向）上向懸伸部OV的底表面OVSb施加 載荷來確定層間粘合層AL的粘合力。為此，例如，下測試層化L的底表面化LSb可W固定至圖 IA的安裝臺200,并且載荷可W施加至上測試層化U的懸伸部OV的底表面OVSb,然后可W確 定層間粘合層AL的粘合力。
[0083] 根據(jù)另一實施方式，為了通過向下測試層化L的第二懸伸部0V'施加載荷來確定層 間粘合層AL的粘合力，可W上下顛倒圖3A中示出的受測器件100A。在運(yùn)種情況下，受測器件 IOOA的上測試層化U的頂表面化USa可W固定到安裝臺上。然后，可W向下測試層化L的第二 懸伸部0V'的下表面施加載荷，W測量層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力。
[0084] 參見圖3B，受測器件IOOB可W包括經(jīng)由層間粘合層AL相互組合并具有不同尺寸和 形狀的測試層。例如，受測器件IOOB可W為由不同類型的器件層組成的層疊結(jié)構(gòu)或者為由 器件層和基板組成的層疊結(jié)構(gòu)。圖3B示出在上下顛倒受測器件IOOBW施加載荷來確定層間 粘合層AL的粘合力之前的受測器件100B。因此，當(dāng)受測器件IOOB如由箭頭"翻轉(zhuǎn)"所示翻轉(zhuǎn) 時，層疊結(jié)構(gòu)的底層變成上測試層化U，并且上測試層化U的突出部分對應(yīng)適用于評估拉伸 模式的粘合力的懸伸部0V。在運(yùn)種情況下，載荷施加端頭會接觸懸伸部OV的底表面OVSb,并 且將測量層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力。
[0085] 如果受測器件的測試層如圖3B所示具有不同尺寸和形狀，則用于執(zhí)行過程(諸如 旋轉(zhuǎn)過程、平移過程、翻轉(zhuǎn)過程或其組合似制備懸伸部OA的自由度可能增加。因此，受測器 件IOOB的層疊結(jié)構(gòu)W及用于測量層間粘合層AL的粘合力的懸伸部OV的形狀和尺寸可能W 多種不同構(gòu)造提供。
[0086] 圖4A是根據(jù)一實施方式的受測器件100的截面圖，并且圖4B是基于有限元模擬示 出圖4A的受測器件100的應(yīng)力分布的圖。
[0087] 參見圖4A，沿平行于y軸方向（例如圖3A的懸伸部OA的橫向）的直線III-Iir示出 了受測器件100的截面圖。直線III-Iir是平行于上測試層化U的懸伸部OV和下測試層化L 的圖3A的邊緣化L_EG之間的交叉線的直線。受測器件100可W具有模形結(jié)構(gòu)(其中基層寬于 頂層，如圖4A所示），W使得在向上測試層TLU的懸伸部OV的底表面施加在載荷時，可W容易 地出現(xiàn)初始層間開裂。
[0088] 在模形結(jié)構(gòu)中，下測試層化L的邊緣^L_EG的長度L大于上測試層化U的懸伸部OV 的長度d。模形結(jié)構(gòu)的實施例在圖4B中示出。通常，如果層間粘合層AL的粘合力高，則難于使 得上測試層化U或下測試層化L與層間粘合層AL分離。因此，為了便于測量層間粘合層AL的 粘合力，可能期望使得初始開裂容易地出現(xiàn)在上測試層TLU和下測試層化L的界面區(qū)域處。
[0089] 模形結(jié)構(gòu)可W將應(yīng)力集中在模形結(jié)構(gòu)的兩個端部IP，運(yùn)兩個端部IP對應(yīng)在上測試 層化U的懸伸部OV的底表面和下測試層化L的邊緣化L_EG之間的交叉線的兩個端部。應(yīng)力集 中有利于層間粘合層Al的初始開裂的形成，并且因此變得容易根據(jù)開裂的擴(kuò)展測量層間粘 合層AL的粘合力。
[0090] 參照圖4B，示出了與在上測試層化U的懸伸部OV的底表面和下測試層化L的邊緣 ^L_EG之間的交叉線鄰近的應(yīng)力分布。應(yīng)力大小在由箭頭H所示的方向上增力日。在此，越靠 近運(yùn)兩個端部IP，應(yīng)力線變得越密。由于集中在模形結(jié)構(gòu)的運(yùn)兩個端部IP處的應(yīng)力較高，所 W可能易于在運(yùn)兩個端部IP處產(chǎn)生開裂。因此，模形結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致受測器件100的初始開 裂，并且因而可W容易地測量層間粘合層AL的粘合力。
[0091] 圖5A是根據(jù)一實施方式的載荷施加端頭300A的分解立體圖，圖5B是圖5A的載荷施 加端頭300A的工作機(jī)構(gòu)的截面圖，并且圖5C是根據(jù)另一實施方式的載荷施加端頭300B的截 面圖。
[0092] 參照圖5A和圖5B，載荷施加端頭300A包括支撐元件(或支架)300S和基座元件(或 基座)300L?；?0化安裝在支撐元件300S上并且與支撐元件300S分離，從而基座元件 30化可W相對于支撐元件300S傾斜?；?0化接觸懸伸部OV的底表面，W向上測試層 的懸伸部OV施加豎直向上的載荷。參考數(shù)字300P是指被構(gòu)造為從外部動力裝置(例如馬達(dá)） 向懸伸部OV的底表面?zhèn)鬟f力并且使載荷施加端頭300A移動的連接部或夾緊部。
[0093] 載荷施加端頭300A可W包括設(shè)置在支撐元件300S和基座元件30化之間的傾斜支 撐部310。例如，傾斜支撐部310可W為支撐元件300S或基座元件30化的一部分。在一實施方 式中，傾斜支撐部310可W設(shè)置在基座元件30化的底表面上，如圖5A所示。在該實施方式中， 傾斜支撐部310可W與基座元件30化的底表面成一體。
[0094] 傾斜支撐部310的截面的至少一部分一一該截面平行于z-y平面或者垂直于層間 粘合層的開裂隨著施加載荷P而擴(kuò)展的方向（例如X軸方向或者懸伸部的縱向）一一為具有 預(yù)定曲率的弧形，并且該弧形可W在X軸方向上延伸。傾斜支撐部310用作由支撐元件300S 和基座元件30化形成的杠桿的支點，W使得載荷施加端頭300A的基座元件30化可W像曉曉 板一樣傾斜。如果傾斜支撐部310的截面為弧形，則弧屯、角0可W為180°。然而，運(yùn)僅是實施 例，并且弧屯、角目可W大于0°且小于或等于180°。
[00M]支撐元件300S可W還包括溝槽320,溝槽320容納傾斜支撐部310并且允許傾斜支 撐部310圍繞X軸旋轉(zhuǎn)，W使得基座元件30化可W傾斜。在一實施方式中，溝槽320可W具有 與傾斜支撐部310的弧的曲率基本相同的曲率。在該實施方式中，溝槽320可W像傾斜支撐 部310-樣在X軸方向上延伸。
[0096] 在一實施方式中，如箭頭E所示，通過將基座元件30化放置在支撐元件300S上，基 座元件30化的傾斜支撐部310配合支撐元件300S的溝槽320,并且因而基座元件30化可W與 支撐元件300S組合并且構(gòu)造為圍繞作為中屯、旋轉(zhuǎn)軸線的X軸傾斜。在一實施方式中，傾斜支 撐部310和溝槽320可W穿過基座元件30化的質(zhì)量中屯、。
[0097] 如圖IC所示，為了精確地在豎直向上方向（例如Z軸方向）上向懸伸部OV施加載荷P 并且準(zhǔn)確地測量上測試層化U的柔量，期望在將受測器件100固定到安裝元件200上時準(zhǔn)確 地對齊受測器件100。在制作受測器件100或?qū)⑹軠y器件100固定到安裝臺200上時，受測器 件100可能偶然是傾斜的，并且更具體地，懸伸部OV可能是傾斜的，因而受測器件100可能未 被精確對齊。
[0098] 可W通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整測量設(shè)備基本防止懸伸部OV圍繞y軸或Z軸的傾斜影響粘合 力的測量值。然而，由于層間粘合層AL的厚度變化，懸伸部OV可能圍繞X軸傾斜。在運(yùn)種情況 下，懸伸部OV圍繞X軸的傾斜導(dǎo)致載荷施加端頭300和懸伸部OV的底表面OVSb之間的接觸區(qū) 域在y軸方向上不均勻，由此妨礙精確地在豎直向上方向（例如Z軸方向）上向懸伸部OV施加 載荷P。因此，期望減小或補(bǔ)償在測量拉伸模式的粘合力期間懸伸部OV圍繞X軸的運(yùn)種傾斜。
[0099] 如圖5B所示，如果懸伸部OV圍繞作為中屯、旋轉(zhuǎn)軸線的X軸傾斜，則根據(jù)一實施方式 的載荷施加端頭300A的基座元件30化圍繞X軸傾斜W補(bǔ)償懸伸部OV圍繞X軸的傾斜角，由此 補(bǔ)償圍繞X軸傾斜的受測器件100的不對齊。因此，可W精確地在正交于粘合界面的方向上 向懸伸部OV施加載荷P，該方向可W是豎直向上方向（例如Z軸方向）。
[0100] 在一實施方式中，為了使基座元件30化順楊地傾斜，傾斜支撐部310的高度可W大 于溝槽320的深度W在基座元件30化的底表面和支撐元件300S的頂表面之間提供間隙G。例 如，間隙G可W在從大約50WI1到大約700WI1的范圍內(nèi)。
[0101] 雖然未示出，但是根據(jù)另一實施方式，與圖5A中示出的結(jié)構(gòu)不同，具有第一弧形部 的溝槽可W形成在基座元件30化的底表面上，并且具有第二弧形部W配合所述溝槽的傾斜 支撐部可W設(shè)置在支撐元件300S的頂表面上。在該實施方式中，傾斜支撐部可W與支撐元 件300S的頂表面成一體。
[0102] 參見圖5C，根據(jù)一實施方式的載荷施加端頭300B的傾斜支撐部310'的截面平行于 z-y平面并且垂直于層間粘合層的開裂隨著施加載荷P擴(kuò)展的方向（例如X軸方向或者懸伸 部的縱向），并且可W為具有預(yù)定曲率的弧形。在該實施方式中，傾斜支撐部310'可W為具 有在X軸方向延伸的中屯、軸線CM的圓柱形，該圓柱形具有預(yù)定半徑。在該實施方式中，溝槽 部320a和320b--溝槽部320a和320b容納傾斜支撐部310 '并且允許傾斜支撐部310 '相對 于基座元件30化的底表面和支撐元件300S的頂表面移動一一可W分別形成在基座元件 30化的底表面上和支撐元件300S的頂表面上。溝槽320a和320b的曲率可W與傾斜支撐部 310'的曲率基本相等。
[0103] 在W上參照圖5A至圖5C描述的實施方式中，用于減小或基本消除傾斜支撐部310 或310'和溝槽320,320a或32化之間的摩擦的潤滑界面可W設(shè)置在傾斜支撐部310或310'和 溝槽320，320a或320b之間的界面上。在一實施方式中，還可W在支撐元件300S和基座元件 30化的至少一者上設(shè)置軸承。
[0104] 基座元件30化可W包括具有凸形彎曲表面300PS的突出部分300P1。為了提供突出 部分300P1，基座元件30化的整個頂表面可W為凸形彎曲表面300PS。圖5A示出了為半圓柱 形的突出部分300P1。突出部分300P1的凸形彎曲表面300PS可W確保載荷施加端頭300A和 懸伸部OV之間的線性接觸界面，其中所述線性界面在y軸方向上延伸。
[0105] 在一實施方式中，突出部分300P1的至少一部分可W具有具有預(yù)定曲率的彎曲表 面。在一實施方式中，當(dāng)懸伸部OV彎曲時，突出部分300P1可W減小或消除對彎曲的懸伸部 OV的柔量的影響，運(yùn)是因為懸伸部OV的底表面OVSb和載荷施加端頭300的突出部分300P1之 間的接觸區(qū)域(即在y軸方向上延伸的直線)沿著表面3001?微小地移動。
[0106] 圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式的載荷施加端頭300C的分解立體圖。
[0107] 參見圖6,載荷施加端頭300C包括支撐元件300S和基座元件30化'，基座元件30化' W能夠傾斜的方式安裝在支撐元件300S上。載荷施加端頭300C包括傾斜支撐部310和溝槽 320，W使得基座元件30化'傾斜W補(bǔ)償懸伸部圍繞X軸的傾斜。
[010引具有凸形彎曲表面3001?的突出部分或凸起部300P2可W布置在基座元件30化'的 頂表面300SU的一部分上。突出部分300P2的平行于z-y平面的截面形狀不可能是水平對稱 的。突出部分300P2可W在y軸方向（或者懸伸部的橫向）上延伸，并且凸形彎曲表面3001?可 W是運(yùn)樣的彎曲表面，該彎曲表面的曲率適合于確保在y軸方向上在突出部分300P2和懸伸 部(例如圖IC的彎曲懸伸部OV)之間的線性界面。在另一實施方式中，雖然未示出，突出部分 300P2的表面3001?可W被設(shè)計為產(chǎn)生在突出部分300P2和懸伸部的至少一部分之間的面接 觸。另外，如在圖5A中所示，突出部分300P2可W被修改為具有弧形的凸形彎曲表面或者具 有弧形，W使得突出部分300P2的平行于y-平面的截面是水平對稱的。
[0109] 傾斜支撐部的實施方式不限于參照圖5A至圖6上面描述的實施方式。在另一實施 方式中，傾斜支撐部可W為可W像杠桿支點一樣工作的間隔件W產(chǎn)生基座元件300L或 300L'的傾斜，從而補(bǔ)償懸伸部的傾斜。例如，具有罐狀結(jié)構(gòu)的間隔件可W設(shè)置作為支撐元 件300S的杠桿支點，并且基座元件30化的質(zhì)量中屯、可W W可旋轉(zhuǎn)的方式附接至該罐狀結(jié)構(gòu) 的頂部。換句話說，在另一實施方式中，基座元件30化可W圍繞直線支點樞轉(zhuǎn)。
[0110] 圖7是示出根據(jù)一實施方式的用于測量層間粘合層的粘合力的設(shè)備1000的圖。
[0111] 參見圖7,設(shè)備100可W包括:安裝元件200,該安裝元件固定受測器件100;載荷施 加端頭300，該載荷施加端頭可W接觸懸伸部OV的底表面W向受測器件100施加拉伸模式的 載荷;位置調(diào)節(jié)器400,該位置調(diào)節(jié)器移動載荷施加端頭300W通過在預(yù)定方向（例如Z軸方 向）上推動受測器件100的懸伸單元OV的底表面來施加載荷；W及測壓元件500,該測壓元件 檢測施加到載荷施加端頭300的載荷。
[0112] 在一實施方式中，測量設(shè)備1000還可W包括顯示器600，該顯示器用于顯示與施加 到測壓元件500的載荷有關(guān)的信息，該顯示器可W為液晶顯示器化CD)元件或有機(jī)/無機(jī)發(fā) 光二極管化抓）顯示器。另外，設(shè)備1000還可W包括控制器700,該控制器控制位置調(diào)節(jié)器 400、測壓元件500和顯示器600的運(yùn)行。顯示器600和控制器700可W被包含在單個計算機(jī)系 統(tǒng)800中。然而，實施方式不限于此。在另一實施方式中，控制器700和顯示器600可W分離地 位于遠(yuǎn)程位置，并且控制器700和顯示器600每個都可W為由通過網(wǎng)絡(luò)相互連接的多個電子 器件組成的云資源。
[0113] 安裝元件(或安裝臺）200不限于固定臺。例如，安裝元件200可W為在兩個維度上 (例如在X軸方向和y軸方向上)能夠移動W使受測器件100和載荷施加端頭300對齊的臺。載 荷施加端頭300可W包括參照圖5A至圖6如上所述的能夠傾斜的結(jié)構(gòu)。
[0114] 位置調(diào)節(jié)器400可W包括:電機(jī)，諸如伺服電機(jī)，用于精確的位置控制;合適的傳動 裝置，諸如螺桿，用于將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動；W及固定元件，諸如卡盤，用于固 定載荷施加端頭300。位置調(diào)節(jié)器400可W與載荷施加端頭300組合并且例如在Z軸方向上來 回移動載荷施加端頭300, W使得載荷施加端頭300與受測器件100的懸伸部OV的底表面接 觸或分離。因此，根據(jù)一實施方式，可W在測量拉伸模式的粘合力期間在未將載荷施加端頭 300固定至受測器件的情況下測量層間粘合層AL的粘合力。
[0115] 在一實施方式中，還可W設(shè)置檢測載荷施加端頭300的位移的位置傳感器。例如， 位置傳感器可W為使用包括激光發(fā)射器和光接收器的陣列的激光位移測量傳感器。替代 地，用于監(jiān)視懸伸部OV的變形的光學(xué)攝像機(jī)可W與設(shè)備1000組合。
[0116] 測壓元件500可W固定至支架900,例如臺架，并且可W與載荷施加端頭300組合。 測壓元件500可W包括換能器，該換能器測量通過將諸如力或載荷的物理量轉(zhuǎn)換成電信號 來測量力或載荷。換能器可W為彈性元件或者應(yīng)變儀，該彈性元件或者應(yīng)變儀通過使用根 據(jù)彈性元件或應(yīng)變儀的變形而改變的電阻值基于電信號的變化來檢測載荷大小。換能器可 W為壓電元件，該壓電元件通過使用根據(jù)變形而改變的電容值基于電信號的變化來檢測載 荷大小。
[0117] 控制器700可W為:硬件，諸如電子控制單元化CU)或者微控制單元(MCU);在硬件 上執(zhí)行的軟件;或者硬件和軟件的組合。在一實施方式中，控制單元700還可W包括被構(gòu)造 為放大信號和/或過濾噪音的電路，或者控制單元700可W連接至加熱設(shè)備、溫度檢測傳感 器或者濕度傳感器，所述加熱設(shè)備、溫度檢測傳感器或者濕度傳感器布置在外部W在測量 層間粘合層AL的拉伸模式的粘合力期間控制諸如溫度或濕度的環(huán)境條件。在一實施方式 中，控制器700根據(jù)在層間粘合層和上或下測試層之間的接合界面處的開裂擴(kuò)展計算能量 釋放率。
[0118] 圖8A至圖8D是層疊半導(dǎo)體器件IOOKl、100K2、100K3和100K4的截面圖，可W根據(jù)一 實施方式通過使用懸伸部將測量層間粘合層ALUAL2的拉伸模式的粘合力的方法應(yīng)用于所 述層疊半導(dǎo)體器件。
[0119] 在圖8A的層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)IOOKl中，四個器件層20W梯級或臺階形層疊在基板10 上。
[0120] 在圖8B的層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100K2中，器件層200交替地層疊。在圖8C的層疊半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)100K3中，器件層20使用中介層25交替地層疊，所述中介層為間隔基板。作為非限制性 實施例，層間粘合層AL2可W為晶片附裝膜。晶片附裝膜可W制備在相鄰層疊的兩個器件層 中的一個上，之后銀開或切開加工的晶圓或者中間封裝包結(jié)構(gòu)W制作單個的器件層20,例 如忍片或封裝。
[0121] 在圖8C的層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100K3中，參考數(shù)字26表示將層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)連接至外 部電路的電極(例如錫球）。器件層20,20'層疊或者使用中介層25層疊，W使得器件層20和 20'露出了通過引線WB相互連接的電極極板。作為非限制性實施例，下器件層20'可W通過 使用倒裝晶片層疊技術(shù)經(jīng)由晶片附裝膜AL2布置在基板上。在一實施例中，下器件層20'可 W合適的通孔導(dǎo)體，例如貫通的娃通孔，用于將器件層連接至導(dǎo)電引線WB。
[0122] 在另一實施例中，在圖8D的層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100K4中，器件層20可W層疊在基板10 的兩側(cè)。在一個實施方式中，下器件層20'可W設(shè)有通過使用倒裝忍片技術(shù)安裝在基板10上 的倒裝忍片20a。
[0123] 根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式，通過參照圖8A至圖8D所公開的上述實施例的任意特 征、結(jié)構(gòu)或?qū)盈B方法可W獨立地或與其他特征、結(jié)構(gòu)或?qū)盈B方法組合地實施，并且本發(fā)明的 實施方式不應(yīng)解釋為限于圖8A至圖8D中的實施方式。在根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式中，至 少一個懸伸部OA可W由至少一個器件層20和20'或者基板10提供，W使得可W通過使用所 述至少一個懸伸部OA來執(zhí)行對層間粘合層ALl或AL2的拉伸模式的粘合力的測量。
[0124] 根據(jù)一實施方式，層間粘合層ALl或AL2的拉伸模式的粘合力的測量可W用于基于 合格/不合格測試的產(chǎn)品檢驗，例如通過對從示出的層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)IOOKl、100K2、100K3和 100K4獲得的預(yù)制線接合層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的一些進(jìn)行采樣。在另一實施方式中，用于測量 層間粘合層ALl或AL2的拉伸模式的粘合力的受測器件可W制備為測試載體，該測試載體具 有與最終半導(dǎo)體器件的尺寸相同或類似的尺寸。實施方式不限于上述的層疊半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)， 并且可W通過考慮各種因素(包括減小形狀系數(shù)、減小功率消耗等)來進(jìn)行各種修改。例如， 層疊半導(dǎo)體器件可W不限于具有使用引線接合的電連接，但是可W具有使用娃通孔(TSV) 的S維層疊結(jié)構(gòu)。
[0125] 下文中，將基于從上述實施方式中選出的實施方式來描述本公開內(nèi)容的特性和有 益特性。W下描述僅是示例性的，并且本公開內(nèi)容的實施方式不限于此。
[01%] 試驗性實施例
[0127] 兩個娃忍片被制備作為S個測試組DUT Al-DUT A5、DUT Bl-DUT B5和DUT Cl-DUT 巧中每個測試組的下測試層和上測試層，每個測試組包括五個受測器件。娃忍片是矩形忍 片，所述矩形忍片是通過對娃晶圓執(zhí)行背面磨削過程W將娃晶圓的厚度減小至550WI1并且 通過將拋光的娃晶圓切割成每個尺寸為9.6mm X 15.2mm的忍片。厚度為4.5皿的聚酷亞胺純 化層施加至娃忍片的頂表面，該頂表面為有源表面。下測試層安裝在印刷電路板上，上測試 層旋轉(zhuǎn)90%然后層疊在下測試層上。結(jié)果，在上測試層上提供了懸伸部。上測試層和下測試 層通過使用晶片附裝膜相互組合并且在15(TC熱硬化2小時。
[01%]在層疊的受測器件與印刷電路板分離之后，受測器件上下顛倒并且通過使用由3M 銷售的SCOTCH-WELD?環(huán)氧樹脂粘合劑粘附于侶塊，該侶塊對應(yīng)安裝元件。為了使環(huán)氧樹脂 粘合劑活化，在60°C執(zhí)行熱硬化操作大約四小時。結(jié)果，制作了多個受測器件。
[0129] 各自布置在各個受測器件的對應(yīng)下測試層和對應(yīng)上測試層之間的晶片附裝膜的 厚度為20皿(DUT Al-DUT A5)、10皿(DUT Bl-DUT B5)和扣m(DUT Cl-DUT C5)。在室溫（25 °C )測量晶片附裝膜的粘合力。通過使用由56化〇提供的動態(tài)機(jī)械分析儀EXSTAR 6000來測 量晶片附裝膜的機(jī)械性能。晶片附裝膜的彈性模量和泊松比分別為l.〇5GPa和0.3,并且晶 片附裝膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度為43°C。通過假定在（100)晶圓在方向[110]上彎曲時具有機(jī)械 性能的各向同性測量來簡化娃忍片的材料各向異性，其中娃忍片的彈性模量和泊松比分別 為 169G 化和0.064。
[0130] 使用如圖5A所示的具有能夠傾斜的結(jié)構(gòu)的載荷施加端頭300A。載荷施加端頭300A 的基座元件30化的突出部分300P1具有半徑為大約0.75mm的半圓柱體形狀。基座元件30化 可W具有大約3.5mm的高度(Z-方向似及大約3.Omm的寬度(X-方向似在施加載荷期間具 有足夠剛性。載荷施加端頭300A在豎直向上方向上(例如在Z方向上)移動，并且向受測器件 的懸伸部的底表面施加載荷，其中Wl〇Mi/s的速度施加載荷。
[0131] 圖9是根據(jù)試驗性實施例示出五個受測器件DUT Al-DUT A5的載荷-位移曲線的 圖，每個受測器件都包括20皿厚的晶片附裝膜。X軸的值對應(yīng)載荷施加端頭的位移，而y軸的 值對應(yīng)已施加載荷的大小。
[0132] 參見圖9,已施加載荷隨著載荷施加端頭移動而線性增加，而觀察到兩次載荷下 降。在載荷為28NW及位移為大約IlWIi時，觀察到第一次載荷下降或者不可逆應(yīng)變，并且該 不可逆應(yīng)變可W表示在接合界面出現(xiàn)開裂。隨著位移在此之后增加，開裂在接合界面處擴(kuò) 展，并且觀察到第二次彈性斜坡。接下來，觀察到第二次載荷下降，并且接合界面處的開裂 進(jìn)一步擴(kuò)展。第二次載荷下降可能是由于在懸伸部中出現(xiàn)開裂，所述開裂由層間粘合層的 嚴(yán)重變形或塑性變形導(dǎo)致。
[0133] 層間粘合層的拉伸模式的粘合力可W被限定為在開裂開始或者開裂中止時刻期 間的能量釋放率。然而，在實際的受測器件的情況下，在開裂開始期間的能量釋放率可W不 僅反映界面的粘合力而且反映與塑性相關(guān)的因素。因此，在開裂中止時刻期間的能量釋放 率可能比在開裂開始期間測量的能量釋放率更適合于確定層間粘合層的拉伸模式的粘合 力。
[0134] 另外，根據(jù)層間粘合層的各種參數(shù)(包括厚度或尺寸），開裂開始和開裂中止可W 出現(xiàn)一次或多次。因此，為了使量化測量標(biāo)準(zhǔn)化，層間粘合層的粘合力可W被限定為在第一 次開裂中止時刻的能量釋放率，所述第一開裂中止時刻是出現(xiàn)初始開裂中止的時刻。
[0135] 在一實施方式中，層間粘合層的拉伸模式的粘合力可W被限定為開裂開始時刻的 能量釋放率。在一實施方式中，拉伸模式的粘合力可W被限定為在開裂中止時刻的能量釋 放率。拉伸模式的粘合力可W被限定為在初始開裂中止時刻(或者第一次開裂中止時刻）的 能量釋放率。下面將更詳細(xì)地描述初始開裂中止時刻的確定。
[0136] 表1示出了從受測器件DUT Al-DUT A5測量的柔量、長度和能量釋放率的值，每個 受測器件包括20WI1厚的晶片附裝膜。參見表1，開裂長度可W根據(jù)公式2和測得的柔量值確 定。在開裂中止時刻的臨界載荷(在公式1中被稱為基準(zhǔn)特性"Pc")可W從載荷減小線和后 續(xù)柔量線之間的交叉點獲得。例如，當(dāng)獲得在第一載荷減小線和第二載荷增加線之間的交 叉點IC時，交叉點IC處的載荷值對應(yīng)于在第一次開裂中止時刻的初始臨界載荷或初始能量 釋放率。接下來，可W根據(jù)上面的公式5計算能量釋放率。
[0137] 【表1】
[013 引
[0139] 參見表1，在對應(yīng)的第一次開裂中止時刻的能量釋放率的平均值為2.875mJ/mm2。 在第一次開裂中止時刻的標(biāo)準(zhǔn)差的小值（即0.039) W及變異系數(shù)CV的小值（即0.014)表示 對粘合力進(jìn)行了可靠測量。開裂長度在從大約6.56mm到大約7.39mm的范圍內(nèi)變化。在對應(yīng) 的第一次開裂開始期限處的能量釋放率的平均值為10.161mJ/mm2,該平均值比在第一次開 裂中止期限處的能量釋放率的平均值大得多。在第一次開裂開始時刻測得的能量釋放率比 在第一次開裂中止時刻測得的能量釋放率高的原因是：由受測器件的塑性變形引起的額外 能量釋放率對在第一次開裂開始時刻測得的能量釋放率具有累積影響。另外，在第一次開 裂開始時刻的能量釋放率的CV值比在第一次開裂中止時刻的能量釋放率的CV值大大約8.7 倍。
[0140] 圖10是根據(jù)一實施方式示出五個受測器件DUT Bl-DUT B5的載荷-位移曲線的圖， 每個受測器件都包括IOwii厚的晶片附裝膜。表2示出了從受測器件DUT Bl-DUT B5測量的柔 量、長度和能量釋放率。
[0141] 參見圖10,觀察到S次載荷下降。與圖9的載荷下降相比，第一次載荷下載的峰值 低，在第一次開裂開始時刻的開裂長度較小。參見表2,在對應(yīng)的第一次開裂中止時刻的能 量釋放率的平均值為2.48mJ/mm2,該平均值小于圖9的受測器件DUT Al-DUT A5的平均值。 在對應(yīng)的第二次開裂開始時刻的能量釋放率的平均值為2.53mJ/mm2,該平均值與在第一次 開裂中止時刻的平均值基本相等。
[0142] 【表2】
[0143]
[0144] 圖11是根據(jù)一實施方式示出五個受測器件DUT Cl-DUT巧的載荷-位移曲線的圖， 每個受測器件都包括扣m厚的晶片附裝膜。表3示出了從受測器件DUT Cl-DUT巧測量的柔 量、長度和能量釋放率。
[0145] 參見圖11，類似于圖9的受測器件DUT Al-DUT A5,觀察到兩次載荷下降。然而，在 第一次載荷下降時觀察到十分高的約為35N的載荷，并且在對應(yīng)的第一次開裂中止時刻觀 察到更高的為3.51mJ/mm2的能量釋放率的平均值。另外，在第二次載荷下降出現(xiàn)之前，觀察 到明顯的非線性表現(xiàn)。
[0146] 【表3】
[0147]
[0148] 在上面參照圖9至圖11描述的試驗性實施例中，從通過應(yīng)用文克爾地基模型測得 的柔量來計算=種類型的受測器件的開裂長度。觀察到兩次或=次載荷下降，并且在第一 次開裂中止時刻測得的粘合力對于包括20皿、10皿和50WI1厚的晶片附裝膜的受測器件來說 分別為2.88mJ/mm2、2.48mJ/mm2和3.5 ImJ/mm2。如上所述，根據(jù)本公開內(nèi)容的一實施方式，測 量拉伸模式的粘合力的方法使得能夠獨立于開裂長度測量層間粘合層的拉伸模式的粘合 力。
[0149] 如上面在試驗性實施方式中所示的，能量釋放率Gc可W在開裂中止時刻測量，W 使得諸如非線性變形或塑性變形的不利影響可能不顯著。另外，能量釋放率可W在第一開 裂中止時刻測量。根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式，測量拉伸模式的粘合力的方法使得能夠獨 立于開裂長度測量層間粘合層的拉伸模式的粘合力。
[0150] 在本發(fā)明的示例性實施方式中，層間粘合層的拉伸模式的粘合力通過如下步驟確 定:提供受測器件的上測試層處的懸伸部;在豎直方向上向所述懸伸部的露出的底表面施 加載荷；W及基于在上測試層和下測試層之間的接合界面處的開裂擴(kuò)展來計算能量釋放 率。因此，層間粘合層的粘合力和可靠性可W通過向懸伸部的底表面施加載荷而不是將單 獨的夾具機(jī)械地固定在上測試層的上表面上來定量地測量。另外，包括具有懸伸部的上測 試層的受測器件可W為在制作常見的層疊半導(dǎo)體封裝的過程期間形成的中間結(jié)構(gòu)，或者可 W使用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體封裝制作過程來制作。因此，本公開內(nèi)容提供了一種具有良好的過程 兼容性的定量測量拉伸模式的粘合力的方法。
[0151] 另外，根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實施方式，可W提供一種用于定量測量用于層疊半 導(dǎo)體元件的層間粘合層的粘合力和可靠性的設(shè)備，該設(shè)備具有上述的有益特性。
[0152] 雖然已參照本公開內(nèi)容的實施方式具體地示出和描述了本公開內(nèi)容，但是本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)理解，可W在形式和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行各種改變。
[0153] 相關(guān)申請的交叉引用
[0154] 本申請要求申請日為2015年3月2日、名稱為"量化用于層疊半導(dǎo)體器件的層間粘 合層的拉伸模式的粘合力的方法W及用于量化該粘合力的設(shè)備"的韓國專利申請第10- 2015-0029375號的權(quán)益，該韓國專利申請?zhí)卮送ㄟ^引用全文納入本申請中。
【主權(quán)項】
1. 一種測量用于層疊半導(dǎo)體器件的層間粘合層的粘合力的方法，該方法包括： 提供受測器件，該受測器件包括： 下測試層； 上測試層，該上測試層層疊在所述下測試層上并且包括懸伸部，該懸伸部超過所述下 測試層的邊緣突出預(yù)定長度；以及 所述層間粘合層，該層間粘合層布置在所述下測試層和所述上測試層之間并且接合至 所述下測試層和所述上測試層； 將所述下測試層固定到安裝臺上；以及 通過在第一方向上向所述上測試層的所述懸伸部的底表面施加載荷，測量所述層間粘 合層的拉伸模式的粘合力。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述下測試層和所述上測試層每個都是器件層、 基板、兩個或更多個層疊器件層、兩個或更多個層疊基板、或者是包括一個或多個器件層和 一個或多個基板的層疊結(jié)構(gòu)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述器件層包括半導(dǎo)體芯片、半導(dǎo)體晶片、晶圓、 封裝包或者它們的組合;并且 其中，所述基板包括晶圓、引線框、晶片焊盤、中介層、印刷電路板、柔性印刷電路板、膜 引線或者它們的組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述層間粘合層包括粘合膜或粘合劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述受測器件為來自半導(dǎo)體封裝的制作過程的中 間結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體封裝包括多個相同類型或不同類型的器件層。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，提供受測器件包括： 對第一測試層和第二測試層執(zhí)行旋轉(zhuǎn)過程、平移過程、翻轉(zhuǎn)過程及它們的組合中的一 種，以使得所述第一測試層和所述第二測試層中的一者對應(yīng)所述上測試層并且所述第一測 試層和所述第二測試層中的另一者對應(yīng)所述下測試層。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述上測試層的所述懸伸部的所述底表面對應(yīng)鈍 化層或增強(qiáng)層的表面。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述受測器件具有楔形結(jié)構(gòu)，以使得所述下測試 層在第二方向上的長度大于所述上測試層的所述懸伸部在所述第二方向上的長度，所述第 二方向垂直于所述第一方向。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述載荷由載荷施加端頭施加，并且 其中，所述載荷施加端頭包括突出部分，所述突出部分包括在施加所述載荷期間與所 述懸伸部的所述底表面接觸的凸形彎曲表面。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述凸形彎曲表面的至少一部分和所述懸伸 部的所述底表面之間的接觸界面為在第二方向上延伸的線性接觸界面，所述第二方向?qū)?yīng) 所述懸伸部的縱向。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述載荷由載荷施加端頭施加； 其中，所述載荷施加端頭包括支架和基座，所述基座安裝在所述支架上； 其中，所述基座接觸所述懸伸部的所述底表面;并且 其中，所述基座根據(jù)所述懸伸部的傾斜而傾斜。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述基座圍繞在垂直于所述第一方向和所述第 二方向的第三方向上的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜，所述第三方向?qū)?yīng)所述層間粘合層中的開裂擴(kuò)展方 向。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述載荷施加端頭還包括： 傾斜支撐部，該傾斜支撐部布置在所述支架和所述基座之間并且將所述支架和所述基 座相互分離；以及 溝槽，該溝槽容納所述傾斜支撐部并且允許所述傾斜支撐部圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)以 使所述基座傾斜，所述溝槽設(shè)置在所述支架或所述基座上。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述傾斜支撐部的截面為具有第一曲率的弧形 或圓形，該截面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向并且 對應(yīng)所述懸伸部的橫向；并且 其中，所述溝槽具有與所述傾斜支撐部的所述第一曲率相等的第二曲率。15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述傾斜支撐部和所述溝槽在所述第三方向上 延伸。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，測量所述粘合力包括根據(jù)在所述層間粘合層和 所述上測試層的第一接合界面處、在所述層間粘合層和所述下測試層的第二接合界面處或 者在所述第一接合界面和所述第二接合界面二者處的開裂擴(kuò)展來計算能量釋放率。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在開裂開始時刻或開裂中止時刻計算所述能量 釋放率。18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述拉伸模式的所述粘合力由在第一次開裂中 止時刻的能量釋放率限定，所述方法還包括： 獲得載荷-位移圖，該圖包括第一次載荷增加線、載荷減小線以及第二次載荷增加線， 所述載荷減小線緊接著所述第一次載荷增加線，所述第二次載荷增加線緊接著所述載荷減 小線；以及 確定所述載荷減小線和所述第二次載荷增加線之間的交叉點，所述交叉點對應(yīng)所述第 一次開裂中止時刻。19. 一種測量用于層疊半導(dǎo)體器件的層間粘合層的粘合力的設(shè)備，其中所述層間半導(dǎo) 體器件為受測器件，該受測器件包括下測試層和層疊在所述下測試層上的上測試層，所述 上測試層包括懸伸部，該懸伸部超過所述下測試層的邊緣突出預(yù)定長度，所述下測試層和 所述上測試層通過所述層間粘合層接合在一起，所述設(shè)備包括： 安裝臺，該安裝臺固定所述受測器件； 載荷施加端頭，該載荷施加端頭在第一方向上向所述懸伸部的底表面施加載荷； 位置調(diào)節(jié)器，該位置調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)所述受測器件和所述載荷施加端頭之間的距離，從而 向所述懸伸部的所述底表面施加所述載荷； 測壓元件，該測壓元件檢測已施加載荷的大小；以及 控制器，該控制器控制所述位置調(diào)節(jié)器和所述測壓元件。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述載荷施加端頭包括突出部分，所述突出部 分包括在施加所述載荷期間與所述懸伸部的所述底表面接觸的凸形彎曲表面。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述凸形彎曲表面的至少一部分沿在第二方向 上延伸的直線接觸所述懸伸部的所述底表面，所述第二方向?qū)?yīng)所述懸伸部的縱向。22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述載荷施加端頭包括支架和基座，所述基座 安裝在所述支架上； 其中，所述基座接觸所述懸伸部的所述底表面;并且 其中，所述基座根據(jù)所述懸伸部的傾斜而傾斜。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述基座圍繞在垂直于所述第一方向和所述第 二方向的第三方向上的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜，所述第三方向?qū)?yīng)所述層間粘合層中的開裂擴(kuò)展方 向。24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述載荷施加端頭包括： 傾斜支撐部，該傾斜支撐部布置在所述支架和所述基座之間并且將所述支架和所述基 座相互分離；以及 溝槽，該溝槽容納所述傾斜支撐部并且允許所述傾斜支撐部圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)以使所 述基座傾斜，所述溝槽設(shè)置在所述支架或所述基座上。25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述傾斜支撐部的截面為具有第一曲率的弧形 或圓形，該截面垂直于第三方向，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向并且 對應(yīng)所述懸伸部的橫向；并且 其中，所述溝槽具有與所述傾斜支撐部的所述第一曲率相等的第二曲率。26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述傾斜支撐部和所述溝槽在第三方向上延 伸，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向并且對應(yīng)所述懸伸部的橫向。27. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述控制器根據(jù)在所述層間粘合層和所述上測 試層的第一接合界面處、在所述層間粘合層和所述下測試層的第二接合界面處或者在所述 第一接合界面和所述第二接合界面二者處的開裂擴(kuò)展來計算能量釋放率。
【文檔編號】H01L21/66GK105938806SQ201610115735
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月1日
【發(fā)明人】申東吉, 尹喆根, 姜敃圭, 李圭濟(jì)
【申請人】愛思開海力士有限公司, 嶺南大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)