CN100465625C - 晶片影像检视方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种晶片影像检视方法及系统。首先，设好默认值，然后撷取晶粒表面的影像，再增强所撷取影像的对比度。接着，计数增强影像的像素数目(例如计数代表黑色的像素数目)；比较像素数目与一默认值，如果像素数目大于默认值，则判定晶粒表面具有油墨(ink)，否则即判定晶粒表面不具有油墨。藉由本发明可以正确、快速，且简易地判别出有油墨及无油墨的晶粒，以利后续封装的有效进行，提高集成电路的产出率，并简化整个制造的流程。

Description

晶片影像检视方法及系统

技术领域

本发明涉及一种晶片影像检视方法及系统，特别是涉及使用对比度增强的影像处理，以判定晶粒表面是否具有油墨(ink)。

背景技术

图1显示一般集成电路的主要制造过程。晶圆由晶圆厂(Fab)进行晶圆制造10完成之后，送至测试厂作晶圆针测/探测(probe test)11，电性测试晶圆上面每一晶粒(die/chip)的好坏。对于无法通过测试的晶粒，则在其表面上打上油墨(ink)12；由于以有色的墨汁盖印上记号，可以称为油墨。接着，晶圆会送至封装厂进行封装(或构装)制程(packaging)。首先将晶圆予以切割(saw)13；由于切割后难免会造成一些晶粒的缺陷，因此有些制程会再进行检视，并将有缺陷者作记号(ink)14(但此步骤不一定需要)。在进行上片或黏贴晶粒(die bond)16以真正开始进行封装之前，必须检视所要吸取的晶粒是否具有油墨(步骤15)；如果发现晶粒上具有油墨，则不予以吸取，而继续寻找下一晶粒。如果晶粒上不具有油墨，表示该晶粒通过之前的晶圆针测/探测(probe test)11，为功能正常的晶粒，可以用来进行后续的封装制程。最后，当晶粒封装完成后，即形成具有封装的集成电路；此时会送至测试厂，进行最终的测试17。

前述步骤15的油墨检视，一般以目测或机器(全自动或半自动)检视。若使用目测，由于人为因素，亟容易发生错误，此自不待言。至于传统以机器来进行(全自动或半自动)的检视，使用一般模拟/数字影像处理(image data processing/image processing)技术，其原理及过程乃先撷取晶粒上的撷取油墨影像，再将此撷取影像与数据库中的标准油墨影像作对比；如果两者的位置、灰阶度(brightness)、形状皆互相吻合(match)，则判定为有油墨，亦即，该晶片为坏的晶粒；否则即为无油墨，亦即，该晶片为好的晶粒。

然而，传统的以机器所作的检视，经常发生许多的误判，例如会将有油墨的晶粒误判为无油墨晶粒。图2A上方为晶粒撷取影像20，下方为数据库标准影像21。由于当初盖印油墨时有所偏移(偏右)，因此经由传统的影像检视对比后，发现撷取的影像20与标准影像21并不吻合，因此产生“误”判定该晶粒为无油墨晶粒。图2B中，虽然晶粒的油墨位置正确，但是由于当初盖印油墨时的力量较小，或者墨汁不够，或甚至墨汁干枯，因此晶粒撷取影像22的大小远比数据库标准影像23来得小，因此也同样“误”判定该晶粒为无油墨晶粒。图2C中，虽然晶粒的油墨位置及大小皆正确，但是由于当初盖印油墨所采用的墨汁调得较淡，因此该晶粒撷取影像24的灰阶度与数据库标准影像25的灰阶度相差太大，因此也会“误”判定该晶粒为无油墨晶粒。图2D显示晶粒撷取影像26与数据库标准影像27的墨汁颜色不同。传统用来作记号的墨汁颜色一般有红、蓝、黑各种颜色；为了配合这些不同的墨汁颜色，因此必须在数据库中储存各种颜色的标准油墨影像；因此造成数据库存储器储器空间的浪费，和增加管理及执行上的复杂性。再者，每一次盖印时所调的墨汁颜色并不会都一样，因此也会造成和图2C类似的误判情形。图2E显示晶粒撷取影像28与数据库标准影像29所使用的形状不相同，此由于业界缺乏一个标准来订定出统一的形状格式，因此，也会造成晶粒油墨的误判。

前述传统以机器所作的检视，当好晶粒被误判为坏晶粒时，会造成晶粒的浪费，或者当坏晶粒被误判为好晶粒时，会造成后续最终测试(如步骤17)的无谓负担，减少整体封装、测试的效能。

鉴于上述传统影像检视的诸多缺点，亟需提出一种新的晶片影像检视方法及系统，希望能正确、快速、且简易地判别出有油墨及无油墨的晶粒，以利于封装的有效进行，提高集成电路的产出率，并简化整个制造的流程。

发明内容

本发明的目的的一在于提出一种新的晶片影像检视方法及系统，能正确、快速、且简易地判别出有油墨及无油墨的晶粒，以利于封装的有效进行，提高集成电路的产出率，并简化整个制造的流程。

本发明的另一目的在于免去传统影像检视系统中必须预先储存许多的标准油墨影像，更不需要为了各种不同油墨颜色而担心，还可以避免因为油墨时的偏移、油墨干湿、油墨浓淡、及油墨形状所产生的油墨误判。

根据上述的目的，本发明提供一种晶片影像检视方法。首先，撷取晶粒表面的影像，再增强所撷取影像的对比度。接着，计数增强影像的像素数目(例如计数代表黑色的像素数目)；比较像素数目与一默认值，如果像素数目大于默认值，则判定晶粒表面具有油墨(ink)，否则即判定晶粒表面不具有油墨。

在本发明另一实施例中，提出一种晶片影像检视系统，其包含撷取装置，用以撷取晶粒表面的影像；影像处理单元，用以增强撷取影像的对比度；计数单元，用以计数增强影像的像素数目；及比较单元，用以比较计数像素数目与一默认值，如果像素数目大于默认值，则判定晶粒表面具有油墨(ink)。

本发明可以通过软件程序来实施，其储存于计算机可读取媒体中，可用于晶片影像检视系统中执行前述的步骤或功能，针对系统所撷取的晶粒表面影像进行处理以判定晶粒是否具有油墨(ink)。

本发明也可以通过程序化计算机系统来实施，该系统内具有软件程序，于执行此软件程序后可以针对撷取的晶粒表面影像进行处理以判定晶粒是否具有油墨(ink)。

附图说明

图1显示一般集成电路的主要制造过程。

图2A至图2E显示传统油墨检视时存在问题的实例。

图3显示本发明实施例的晶片影像检视系统方块图。

图4显示本发明实施例的晶片影像检视方法流程图。

图5显示本发明另一实施例对于晶粒影像的有效像素的配置。

图6A显示本发明实施例的影像处理单元的输入与输出关系图。

图6B显示一个晶粒影像的灰阶分布图(histogram)例子。

图6C及图6D例示经过本发明的影像处理后，所得到的灰阶分布图(histogram)输出结果。

图6E显示本发明另一实施例的影像处理单元的输入与输出关系图。

图中符号说明：

10       晶圆制造(Fab)

11       晶圆针测/探测(probe test)

12       打上油墨

13       晶圆切割(saw)

14       作记号

15       油墨检视

16       上片

17       最终测试

20       晶粒撷取影像

21       数据库标准影像

22       晶粒撷取影像

23       数据库标准影像

24       晶粒撷取影像

25       数据库标准影像

26       晶粒撷取影像

27       数据库标准影像

28       晶粒撷取影像

29       数据库标准影像

30       本发明系统方块图

31       晶片/晶圆

312      晶粒

32       影像撷取装置

33       影像处理、像素数目计数、及与默认值的比较

332      影像处理(对比度增强)单元

334      像素数目的计数单元

336      与默认值N作比较的单元

34       存储器

35       中央处理单元(CPU)

41       撷取影像

42       调整对比度

43       计数像素的数目步骤

44       将黑色像素数目与一默认值N作比较

45       判定为无油墨的好晶粒

46       判定为有油墨的坏晶粒

具体实施方式

图3显示本发明实施例的晶片影像检视系统，并请同时配合参阅图4的晶片影像检视方法。于图3所示的本发明系统方块图30中，以影像撷取装置32来撷取晶片/晶圆(wafer)31表面的影像(步骤41)。这里的影像撷取装置32可以是照相机或摄影机，也可以是一种扫瞄装置。根据封装厂的作业方式与便利性，此处影像撷取装置32的影像撷取可以有几种方式：一种方式是撷取整个晶片/晶圆31的影像，将其储存于存储器34里面；当需要某一晶粒(die/chip)的影像时，再将该晶粒位置的影像单独取出使用。另一种影像撷取方式是每一次仅针对一个晶粒312进行影像撷取。不管是采用哪一种影像撷取方式，对于每一晶粒影像，根据影像撷取装置32的传感器(sensors，例如CCD)数目，可以决定出其像素(pixels)数目(亦即分辨率)。当然，有时候为了增加后续步骤中的计算速度，或者为了减少存储器的负担，本发明的实施例可以仅使用(或储存)部分的像素；例如图5所示的晶粒影像像素配置中，仅取部分的像素(斜线表示者)来作为有效像素。

步骤41所撷取得到的晶粒影像，接着进行特殊的影像处理(imagedata processing/image processing)332(步骤42)。在本发明实施例中，将前一步骤所得到的影像的对比度(contrast)予以增强(因此又称为contrast enhancement)；也就是说，将接近黑色的像素变得更黑，将接近白色的像素变得更白。以八位的数字影像技术而言，其灰阶值从0至255总共分为256阶，其中黑色像素的灰阶值为0，而白色的灰阶值为255。图6A显示本发明实施例的影像处理单元332的输入与输出关系图，其中横轴代表输入影像的灰阶值，而纵轴表示经处理后的输出影像灰阶值。当输入灰阶值超过一预设的临界值(threshold)时，则输出为一固定高灰阶值(例如代表白色的255)；当输入灰阶值小于此预设临界值(threshold)时，则输出为一固定低灰阶值(例如代表黑色的0)。由于使用一临界值，因此此种对比度增强的影像处理技术，一般又称为thresholding(临界处理)。图6B显示一个晶粒影像的灰阶分布图(histogram)的例子，其横轴代表各个灰阶值，而纵轴代表像素的数目。若将图6B的影像经过图6A的处理，则可能得到像图6C或图6D的输出结果。

经过了步骤42的对比度增强处理之后，接着针对所得到的处理后影像(例如图6C或图6D)，计数其像素的数目(步骤43及方块334)。在本发明实施例中，计数黑色(灰阶值0)像素的数目。接着，将所计得的像素数目与另一默认值N作比较(步骤44及方块336)—若黑色(灰阶值0)像素的数目小于(或等于)默认值N，如图6C所例示，即判定该晶粒为无油墨的好晶粒(步骤45)；若黑色(灰阶值0)像素的数目大于默认值N，如图6D所例示，即判定该晶粒为有油墨的坏晶粒(步骤46)。

通过上述本发明实施例对晶粒所进行的影像撷取、影像处理，并进行像素数目的计数及数值比较，因而可以正确、快速、且简易地判别出有油墨及无油墨的晶粒，有利后续封装的有效进行，提高集成电路的产出率，并简化整个制造的流程。藉由本发明，可以免去传统影像检视系统中必须预先储存许多的标准油墨影像，更不需要为了各种不同油墨颜色而担心，还可以避免因为油墨时的偏移、油墨干湿、油墨浓淡、及油墨形状所产生的油墨误判。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所述的申请专利范围内。例如，传统以有油墨来代表坏晶粒，以无油墨来代表好晶粒；然而，本发明也可以适用于完全相反的标记体当中—亦即，以无油墨来代表坏晶粒，以有油墨来代表好晶粒。

另外在实施例中，影像处理的输入与输出关系是以图6A来表示；然而，本发明也可以适用于完全相反的输入与输出关系，例如图6E所示的输入输出关系。亦即，当输入灰阶值小于一预设的临界值(threshold)时，则输出为一固定高灰阶值(例如代表白色的255)；当输入灰阶值超过此预设临界值(threshold)时，则输出为一固定低灰阶值(例如代表黑色的0)。

另外，图6A中的高输出灰阶值(白色)不一定要使用255，且其低输出灰阶值(黑色)也不一定要使用0。再者，图6A中的临界值并不一定是固定的(fixed)，其也可以采取变动的方式，甚至是采适应性(adaptive)方式。

本发明实施例中，于每一次欲进行上片或黏贴晶粒(die bond)(图1的16)之前，才进行前述的撷取影像41、调整对比度42、计数像素的数目43、及与默认值N作比较44各步骤；然而，在本发明的其它实施例中，则可以将晶片上面的所有晶粒一次统筹来进行撷取影像41、调整对比度42、计数像素的数目43、及与默认值N作比较44各步骤，并将处理结果(亦即，好晶粒或坏晶粒)储存于存储器34中；当欲进行上片或黏贴晶粒(die bond)时，只要从存储器34读取，即可知道所欲吸取的晶粒究竟是好晶粒或是坏晶粒。

上述实施例中的影像处理(对比度增强)332、像素数目计数334、及与默认值的比较336，这三者一般是以软件程序的方式配合中央处理单元(CPU)35来实施；然而，这三者全部(或其中一部份)也可以使用电子硬件的方式来实施。不管是以软件或者硬件方式，其个别部分乃熟悉电子、软件领域的人士可以进行实施的，因此，其细节就不在本说明书中赘述。上述的软件程序，可以储存于计算机可读取媒体中，例如光盘或者计算机系统中的存储器；当这些软件被加载计算机后，即可由中央处理单元(CPU)35来执行其指令。

Claims (12)

1.一种晶片影像检视方法，其特征是，包含：

撷取一晶粒表面的影像；

调整增强该撷取影像的对比度；

计数该对比增强影像的像素数目；及

比较该计数像素数目与一默认值，如果该计数像素数目大于该默认值，则判定该晶粒表面具有油墨。

2.如权利要求1所述的晶片影像检视方法，其中上述影像的撷取使用摄影机、照相机或显微镜。

3.如权利要求1所述的晶片影像检视方法，更包含：

选取该撷取影像的一部份作为有效像素。

4.如权利要求1所述的晶片影像检视方法，其中上述对比度的调整步骤处理该撷取影像的像素，当像素的灰阶值超过一预设临界值时，则输出一高灰阶值；当像素的灰阶值低于一预设临界值时，则输出一低灰阶值。

5.如权利要求4所述的晶片影像检视方法，其中上述像素的计数步骤中，计数经对比增强的影像中，具有该低灰阶值的像素数目。

6.如权利要求1所述的晶片影像检视方法，更包含：

将比较后的结果储存于一存储器中。

7.一种晶片影像检视系统，包含：

一撷取装置，用以撷取一晶粒表面的影像；

一影像处理单元，用以调整增强该撷取影像的对比度；

一计数单元，用以计数该对比增强影像的像素数目；及

一比较单元，用以比较该计数像素数目与一默认值，如果该计数像素数目大于该默认值，则判定该晶粒表面具有油墨。

8.如权利要求7所述的晶片影像检视系统，其中上述的撷取装置包含摄影机或照相机。

9.如权利要求7所述的晶片影像检视系统，于该撷取装置与该影像处理单元之间，更包含一装置用以选取该撷取影像的一部份作为有效像素。

10.如权利要求7所述的晶片影像检视系统，其中上述的影像处理单元处理该撷取影像的像素，当像素的灰阶值超过一预设临界值时，则输出一高灰阶值；当像素的灰阶值低于一预设临界值时，则输出一低灰阶值。

11.如权利要求10所述的晶片影像检视系统，其中上述的计数单元计数经对比增强的影像中，具有该低灰阶值的像素数目。

12.如权利要求7所述的晶片影像检视系统，更包含一存储器，用以储存该比较单元所比较后的结果。

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