CN101127315A - 晶片和半导体器件的检查方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶片检查方法和装置。适于半导体芯片的单独隔离的晶片经历检查，其中红外线照射到其表面用树脂层密封的晶片的背侧，使得红外线的光轴垂直地或倾斜地与晶片的表面相交，由此基于反射线产生清晰地显示形成于晶片中的裂纹的图像。在外部检查工艺之前或之后，通过使用划片带的表面的图像来进行带检查工艺，其中多个半导体芯片被先贴附到划片带上且然后从其分离，从而相对于经历检查的半导体芯片探测有缺陷的元件、裂纹标记和异物标记的至少一种。

Description

晶片和半导体器件的检查方法和装置

技术领域

本发明涉及一种晶片的检查方法和装置，具体而言，涉及探测在划片过程中形成于晶片中的裂纹的方法和装置。本发明还涉及一种在制造过程中形成于半导体器件中的裂纹和缺陷的检查方法。

背景技术

由于比如便携终端的电子器件在多功能和高复杂功能方面的最新发展，强烈要求在电子器件中使用的半导体芯片尺寸缩小和厚度减小，且能够进行高速处理。为了满足这样的要求，封装在比如WL-CSP(即晶片级芯片尺寸封装)壳体内的半导体芯片吸引了工程师和制造商的注意。将参考图10和11描述WL-CSP的一个典型示例，即WL-CSP1。在具有盘状形状的由多晶硅或单晶硅构成的晶片2的表面2a上形成了IC3、焊垫电极4、经由焊垫电极4电连接到IC3的重布线5和电极端子(例如金属柱)6。另外，在晶片2的表面2a上还进行了用于保护IC3免受热、曝光和物理冲击影响的树脂密封(即树脂层7的形式)。在制造的最后阶段，单独的IC通过沿划片线8的划片彼此隔离。由此，通过使用具有盘状形状的单个晶片2，可以同时生产多个半导体芯片1，每个半导体芯片1具有在平面图中为矩形形状的隔离的晶片部分(即基板)。这显著改善了制造效率，且这使得可以实现半导体芯片1的显著的尺寸缩小，该半导体芯片1的尺寸在封装后基本等于IC3的尺寸。

在封装于WL-CSP中的半导体芯片1的制造过程中，或在其中具有盘状形状的晶片被预先划片以生产半导体芯片的传统已知的制造中，从晶片2的切割表面在半导体芯片1内延伸的裂纹可能由于划片的切割阻力而产生。为此，对单独隔离的半导体芯片(或晶片的单独隔离的部分，即基板)进行了检查以确定裂纹是否产生，由此检查产品的质量。

日本未审专利申请公开No.H06-148144教导了检查装置的一个示例，其中利用超声图像装置对半导体芯片(或单独隔离的晶片)进行了检查，该超声图像装置装配有存储纯水的水箱和设置于水箱的纯水中的超声探针。在该检查装置中，半导体芯片(或被检查的物体)部分地浸在纯水中，其中超声探针扫描半导体芯片的下部同时经由纯水传输和接收超声波，由此半导体的内部基于接收的反射信号被转换为可视图像。这使得可以进行无损检查来确定在半导体芯片或晶片的内部中是否产生裂纹。

在利用超声图像装置的超声检查中，需要提供半导体芯片(或单独隔离的晶片)部分浸没于其中的纯水，且需要使用干燥焙烘来去除在检查后附着于半导体芯片的水分。即，在超声检查中需要复杂和麻烦的操作。另外，超声检查需要人力来维护投入纯水中的超声探针。另外，由于在检查过程中半导体芯片浸没在纯水中，半导体芯片遭受二次表观缺陷，比如由于附着于其的水分引起的污渍。

为了准确探测在倾斜方向延伸的裂纹，需要减小超声探针的扫描速度，或需要在一个点多次进行扫描。这增加了检查时间。因为在检查过程中半导体芯片部分地浸没在纯水中，所以非常难于同时在单独隔离的晶片的下表面和侧面(或切割面)进行检查。这还增加了检查时间。

日本未审专利中请公开No.2003-51518教导了一种半导体器件的制造方法，其中IC和焊垫电极形成于具有盘状形状的由多晶硅或单晶硅构成的晶片的表面上，然后，将在划片中使用的延伸片(或划片带)附着到晶片的背侧。在该状态，使用探针检查形成于晶片上的半导体芯片的电特性，以检查半导体芯片的质量，其中检查结果记录在划片带上对应于半导体芯片的预定位置。其后，晶片被切割(或划片)以隔离单独的半导体芯片，其中当半导体芯片从划片带分离时，单独的半导体芯片基于检查结果被筛选。

在划片过程中，裂纹可能形成于利用晶片生产的半导体芯片的背侧，或半导体芯片可能为部分有缺陷的。前述的文件仅教导了在划片之前的半导体芯片的电特性的检查，但是这对于半导体芯片的检查是不充分的方法。

其他常规已知技术教导了外部检查，其中在划片之后，半导体芯片都从划片带分离以摄取其背侧图像，从而可以视觉探测半导体芯片的背侧中形成的裂纹和缺陷；然而，该方法不能总是探测到细小裂纹和细小缺陷。在划片之前，形成半导体芯片的晶片的背侧被使用研磨机抛光，从而半导体芯片均在厚度上被减小，其中抛光标记(mark)保留在半导体芯片的背侧，其使得非常难于通过外部检查来探测裂纹。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检查晶片的方法和装置，其可以实现在被划片的单独隔离的晶片中产生的裂纹的有效和可靠的探测。

本发明的另一目的是提供一种容易地探测在半导体芯片中形成的细小裂纹和细小缺陷的方法。

在本发明的第一方面，提供有一种晶片检查方法，用于检查在划片之后单独隔离的晶片，其中红外线被照射到其表面用树脂层密封的晶片的背侧上，从而所述红外线的光轴与所述晶片的表面交叉，然后，基于反射线产生图像，以探测在所述晶片中形成的裂纹。优选的是所述红外线的光轴倾斜地与所述晶片的表面交叉。优选的是多束红外线被同时照射到在平面图中具有矩形形状的晶片的四边上。

一种用于检查其表面用树脂层密封的晶片的裂纹检查装置，其构成为：照明单元，用于向所述晶片输出红外线；和图像拍摄单元，接收照射到所述晶片上的红外线的反射线从而产生图像。优选的是多束红外线被同时照射到在平面图中具有矩形形状的晶片的四边上。优选的是所述照明单元还包括红外线偏振滤波器。

在以上，红外线照射到通过划片单独隔离的晶片的背侧上，其中所述红外线透射通过晶片，其中由于在形成于晶片中裂纹的界面处红外线的不规则反射产生了反射线。基于反射线产生了图像，从而探测在晶片中形成的裂纹。与使用超声图像装置的常规已知技术相比，这是非常简单的方法，该常规已知技术需要在检查之后应被移除的纯水且在检查过程中在晶片中导致了比如污渍的外部缺陷。另外，可以准确地探测在晶片中倾斜延伸的裂纹的边缘，而无论裂纹的长度如何；且可以减少晶片的总检查时间。

当红外线照射使得其光轴倾斜与晶片的表面相交时，可以产生清楚地显示和突出形成于晶片中的裂纹的图像。这是因为到达晶片的矩形表面的红外线被不规则反射，而且到达裂纹的红外线由于裂纹的界面形状被不规则反射。为此，当红外线垂直照射到晶片的表面上时，在垂直于晶片的表面的方向上产生了反射线；由此，基于反射线产生的图像显示了裂纹以及在表面中形成的IC图案。当红外线倾斜地照射到晶片的表面上时，图像拍摄单元不接收由于晶片的表面上的规则反射产生的反射线而接收由于依据裂纹的形状的不规则反射产生的反射线；因此，基于接收的反射线产生的图像清楚地显示了裂纹，裂纹与晶片的其他部分相比在对比度上被突出。这使得可以可靠地并视觉识别在晶片中形成的裂纹的存在。

当多束红外线同时照射到具有矩形形状的四边上时，可以同时探测从晶片的四边延伸入晶片的内部的裂纹。这实现了减少检查时间的晶片检查的有效方法。当红外线偏振滤波器安装于照明单元中时，可以可靠地避免照射到晶片的四边上的多束红外线之间的干涉，且因此可以产生清楚地显示裂纹的图像。

在本发明的第二方面，引入了一种检查方法，以检查具有集成电路的多个半导体芯片，所述多个半导体芯片形成于晶片的表面上且通过划片被单独隔离，且其中所述晶片的背侧被贴附到形成于划片带表面上的粘接层上，其中通过使用所述划片带的图像来进行带检查工艺，所述多个半导体芯片从该划片带被分离，且该划片带指示贴附到所述粘接层上的半导体芯片的有缺陷的元件、形成于所述划片带表面上的半导体芯片的裂纹标记、和形成于所述划片带表面上的异物标记中至少之一。这里，从贴附到划片带上的半导体芯片探测有缺陷的元件。裂纹标记由没有贴附到在半导体芯片的背侧暴露的裂纹的粘接层的预定部分形成，其中仅在半导体芯片的背侧中暴露的裂纹的周围部分仍贴附到粘接层，由此清楚地显示了在划片带的表面上的裂纹标记。比如皱纹的异物标记由比如在划片带和安装台之间或在划片带和晶片之间引入的灰尘的异物形成。由于异物的存在，降低了划片精度，使得比如缺陷和裂纹的不规则形状在对应于晶片的切割面的半导体芯片的侧面上产生。

因为划片带的材料有缺陷的元件的材料不同，所以可以容易突出在带检查工艺中拍摄的划片带的图像中的有缺陷的元件和划片带之间的对比度；这使得可以容易探测半导体芯片的细小缺陷。具体而言，可以通过带检测工艺探测其尺寸就半导体芯片的背侧而言比较小而就半导体芯片的侧面而言比较大的缺陷。

在以上，当在划片线的一侧上的划片带表面上探测到所述有缺陷的元件、裂纹标记和异物标记中至少之一时，贴附到所述划片线的两侧的两个半导体芯片均被确定为有缺陷的产品。另外，在所述带检查工艺之前或之后，通过使用从所述划片带表面分离的半导体芯片的背侧的图像来进行外部检查工艺，由此探测在所述半导体芯片的背侧上暴露的缺陷或裂纹。或者，在所述带检查工艺之前，通过使用从所述划片带表面分离的半导体芯片的背侧的图像来进行外部检查工艺，从而探测在所述半导体芯片的背侧上暴露的缺陷或裂纹，其中将在所述外部检查工艺中没有探测到缺陷或裂纹的半导体芯片进行所述带检查工艺。

通过进行外部检查工艺和带检查工艺，可以可靠地移除“有缺陷的”半导体芯片。当外部检查工艺在带检查工艺之前进行时，其中包括比较大尺寸的裂纹和缺陷的半导体芯片被预先判定为有缺陷的产品，则可以减小用于检查细小有缺陷元件、裂纹标记和异物标记的带检查工艺的半导体芯片的数量；由此可以改善相对于半导体芯片的检查效率。

附图说明

将参考附图更详细地描述本发明的这些和其他目的、方面和实施方式，在附图中：

图1是显示根据本发明的第一实施方式适于晶片的裂纹检查装置的总体结构的平面图；

图2是显示裂纹检查装置的示意侧视图，该裂纹检查装置包括用于安装包括多个半导体芯片的第一芯片托盘的第一安装台、图像拍摄部分和传输部分；

图3是显示包括在图像拍摄部分中的照明单元和图像拍摄单元以及由包括在传输部分的多关节臂夹头固定的半导体芯片；

图4是显示传输部分的夹头以及图像拍摄部分的变体的部分剖面侧视图；

图5是显示半导体芯片的剖面图，其中裂纹检查装置将红外线照射到晶片；

图6显示了通过裂纹检查装置从晶片拍摄的图像；

图7显示了使得红外线的光轴垂直与晶片的表面交叉而产生的图像；

图8是显示根据第一实施方式的变体的裂纹检查装置的构成的部分剖面侧视图；

图9是显示根据第二实施方式的裂纹检查装置的构成的部分剖面侧视图；

图10是显示划片之前的晶片(实现晶片级芯片尺寸封装)的平面图；

图11是晶片的剖面图；

图12是显示被检查且贴附到划片带上的多个半导体芯片的示意平面图；

图13是显示半导体芯片的构成的剖面图，每个半导体芯片使用晶片形成且贴附到划片带；

图14是显示半导体芯片的示意平面图，半导体芯片从划片带分离且然后被传输到芯片托盘；

图15显示了一图像，该图像显示了半导体芯片从其分离的划片带的表面；

图16包括显示保留在半导体芯片从其分离的划片带的表面上的有缺陷的元件的剖面图；

图17包括显示保留在半导体芯片从其分离的划片带的表面上的有缺陷的元件的剖面图；和

图18是显示贴附到图15所述的图像的预定区域上的半导体芯片的透视图。

具体实施方式

将参考附图通过示例进一步详细描述本发明。

1、第一实施方式

将参考图1到7描述根据本发明的第一实施方式的检查芯片的方法和装置，具体而言，用于检查在被划片的单独隔离的晶片中产生的裂纹的方法和装置。

具体而言，第一实施方式涉及晶片2的检查方法和晶片2的裂纹检查装置A，该晶片2形成了封装在晶片级芯片尺寸封装(WL-CSP)中的半导体芯片1。这里，在具有盘状形状的由多晶硅或单晶硅构成的晶片2的表面2a上形成了IC3、焊垫电极4、经由焊垫电极4电连接IC3的重布线5和电极端子(例如金属柱)6，其中在晶片2的表面2a上还进行了用于保护IC3免受热、曝光和物理冲击影响的树脂密封(即树脂层7的形式)，并且其中在制造的最后阶段，将晶片2沿划片线8进行划片从而生产单独隔离的半导体芯片(或WL-CSP)1。顺便提及，第一实施方式不必限于WL-CSP1的检查，而是可以应用于半导体芯片1的检查，其中IC3、重布线5和树脂层6形成于被划片的晶片的单独隔离的部分上。

接下来，将参考图1和2描述适于晶片2的裂纹检查装置A。裂纹检查装置A构成为：第一安装台11，用于安装在检查之前存储多个半导体芯片1的第一芯片托盘10；第二安装台13，用于安装在检查之后存储多个半导体芯片1的第二芯片托盘12；图像拍摄部分14，用于通过在半导体芯片1的单独隔离的晶片2上照射红外线并接收反射的光来产生图像；传输部分15，用于将在检查之前存储半导体芯片1的第一芯片托盘10传输到检查位置以及在检查之后将半导体芯片1存储于第二芯片托盘13。图像拍摄部分14通过传输部分15与第一安装台11和第二安装台13相对设置。

如图1到3所示，传输部分15由XY台15a、在垂直方向安装于XY台15a上的旋转驱动器15b、和连接到旋转驱动器15b的旋转轴15c的上端的多关节臂16构成。多关节臂16由第一臂16a、第二臂16b和第三臂16c构成，所有臂在水平方向彼此平行排列。第一臂16a的第一端连接旋转轴15c的上端使得第一臂16a跟随旋转轴15c的旋转而移动。第二臂16b的第一端以可旋转的方式由第一臂16a的第二端轴向支撑，其中第二臂16b通过在其中引入的带传输装置16d可围绕第一臂16a的第二端旋转。第三臂16c的第一端以可旋转的方式由第二臂16b的第二端轴向支撑，其中第三臂16c通过在其中引入的带传输装置16e可围绕第二臂16b的第二端旋转。夹头(collet)16f从第三臂16c的第二端向下突出且吸附到半导体芯片1的上表面从而固定半导体芯片1。真空吸附装置(未显示)排列在第一臂16c的夹头16f的内部，其中通过该真空吸附装置，半导体芯片1的上表面被吸附到夹头16f的开口，使得半导体芯片1可靠地由夹头16f固定。当如图4所示凸块9形成于半导体芯片1中时，夹头16f被成形以牢固地固定半导体芯片1的侧面(对应于晶片2的切割面2b)。

如图1到3所示，图像拍摄部分14布置于通过传输部分15被传输到预定位置的半导体芯片1的下方，使得红外线照射到半导体芯片的背侧(对应于晶片2的背侧2c)，其中图像拍摄部分14由照明单元23和IR相机(即红外线相机或图像拍摄单元)26构成。具体而言，照明单元23包括能够输出例如波长为1100nm的红外线的IR源(即红外源或光源)20、用于限制从IR源20输出的红外线的光路的光纤束21、和用于改变从光纤束21的末端输出的红外线的方向的反射镜22；且IR相机26包括透镜24和图像拍摄元件25。

照明单元23的IR源20收容于具有矩形盒子形状的壳体内。光纤束21之一排列在该壳体内部，而且光纤21的末端邻近布置在IR相机26内的反射镜22延伸。即，光纤束21的一端接收从IR源20输出的红外线，其中所接收的红外线经由光纤束21的末端向反射镜输出。反射镜22布置在IR相机26的壳体26a内且适当设置以改变红外线的方向，红外线从光纤束21的末端输出，然后照射到设置于其上的半导体芯片1的晶片2，从而红外线的光轴O1倾斜地与晶片2的表面2a相交。反射镜22为连接到用于改变反射镜22的角度的控制器(未显示)的半透明反射镜。这使得可以自由改变红外线的光轴O1的方向。

IR相机26可安装于具有例如圆柱形状的壳体26a内，其中该IR相机26装配有透镜24和设置于透镜24下方的图像拍摄元件25。连接图像拍摄元件25的导线在壳体26a的下端之外延伸且连接到比如监视器的显示器26b。反射镜22布置在透镜24上方，从而其方向被反射镜22改变的红外线的光轴O1与IR相机26的光学系统的光轴O2交叉。

接下来，参考图1到3和图5到7描述通过使用裂纹检查装置A检查在晶片2中产生的裂纹S的方法。

首先，存储多个半导体芯片1的第一芯片托盘10安装于第一安装台11上，且“空”的第二芯片托盘12安装于第二安装台13上。接下来，驱动传输部分15，使得附着到第三臂16c的第二端的夹头16f移动到第一芯片托盘10上，从而固定被传输的每个半导体芯片1。固定的半导体芯片1顺序从第一芯片托盘10提取且然后传输到图像拍摄部分14，其中每个半导体芯片1设置于预定的检查位置，在该位置下方设置有图像拍摄部分14的反射镜22。

接下来，图像拍摄部分14的IR源20将红外线照射到半导体芯片1的背侧，即晶片2的背侧2c。红外线传输通过光纤束21，然后从其第二端向反射镜22输出。然后，反射镜22改变了方向，从而红外线的光轴O1倾斜地与晶片2的表面2a交叉，使得红外线对应地照射到晶片2的背侧2c。

具体而言，如图5所示，每个具有1110nm的预定波长且照射到晶片2的背侧2c的红外线T透射通过晶片2。透射的红外线T具有其中红外线T在预定的波长范围被树脂层7吸收的比较低的吸收率，和其中红外线T透射通过树脂层7的比较小的透射率；因此，许多红外线T在树脂层7和晶片2的表面2a之间的结合表面上反射。此时，红外线T均照射到晶片2的表面2a上，从而红外线T的光轴O1倾斜地与晶片2的表面2a交叉；因此到达表面2a的红外线T在表面2a上被规则反射。由此，即使当被规则反射的反射线T1再次透射通过晶片2且然后向晶片2的外部输出时，它们也偏离IR相机26的透镜24的光转换范围，使得它们不被图像拍摄元件25进行成像。

当裂纹S形成于晶片2中，且由于单独隔离每个半导体芯片1的划片过程中的切割阻力而从晶片2的切割表面(或侧面)2b向内延伸时，透射通过晶片2的红外线T在符合裂纹S的界面形状的方向上被散射或不规则反射。与被规则反射的红外线T1无关，被不规则反射的一些反射线T2透射通过半透明反射镜，即反射镜22，使得它们被IR相机26的透镜24接收。由此在裂纹S处被不规则反射的反射线T2在透镜24会聚，使得图像拍摄元件25对应地产生图像。图6显示了由图像拍摄元件25拍摄的图像的示例，其中突出了在不规则反射部分(其在裂纹S的界面上不规则反射)和规则反射部分(在晶片2的表面2a上被规则反射)之间的对比度，由此可以清楚地显示裂纹S的边缘。通过使用将红外线照射到半导体芯片1的简单操作所产生的图像，操作者可以视觉识别是否在半导体芯片1中产生裂纹S；这使得可以容易检查产品的质量。即使当裂纹S倾斜形成于半导体芯片1中时，当红外线T照射到半导体芯片1时，基于在裂纹S上被不规则反射的反射线T2产生了图像；这使得可以可靠地产生清楚显示裂纹S的边缘的图像。

当红外线T照射到晶片2的表面2a上从而其光轴O1垂直地与晶片2的表面2a交叉时，图像拍摄元件25在接收在裂纹S的界面上不规则反射的反射线T2的不规则反射的部分和在晶片2的表面2a上规则反射的反射线T2的规则反射的部分时产生图像，其中图像同时显示了如图7所示的形成于表面2a上的IC3的图案。这减小了裂纹S和半导体芯片1的其他部分之间的对比度的差别，由此变得稍微难于分辨形成于半导体芯片1中的裂纹S。

在完成显示形成于晶片2的裂纹S的图像的产生之后，半导体芯片1均由传输部分15传送，然后存储于第二芯片托盘12中。此时，可以响应于与裂纹S相关的检查结果分拣半导体芯片1，使得具有裂纹S的半导体芯片1返回到第一芯片托盘10。

在根据第一实施方式的晶片检查方法和裂纹检查装置A中，红外线T照射到晶片2的背侧2a以允许红外线T透射通过晶片2，其中红外线T在晶片2中形成的裂纹S的界面上被不规则反射。图像拍摄元件25在接收被不规则反射的反射线T2时产生图像，由此可以进行与形成于晶片2的裂纹S相关的检查。即，采用红外线T照射到晶片2上从而基于反射线T2产生图像的简单操作，可以可靠地探测在晶片2中形成的裂纹。与使用常规已知的超声图像装置进行在先检查相比，本实施方式具有的优点在于，其不需要纯水，不需要在检查之后从晶片2(或半导体芯片1)移除水分，且避免了比如晶片2的污渍的外部缺陷的产生。通过使用红外线的检查，本实施方式能够准确地探测“倾斜形成的”裂纹S，由此可以减少总的检查时间。

当红外线T照射到晶片2的表面2a上从而光轴O1倾斜地与表面2a交叉时，可以产生具有在裂纹S和半导体芯片1中的其他部分之间对比度突出的清晰图像。这使得可以仅基于与反射线S的形状相符的被不规则反射的反射线T2而不接收在表面2a被规则反射的反射线T1，产生突出裂纹S的清晰图像。

第一实施方式不一定限于上述内容且可以以各种方式修改。第一实施方式教导了，裂纹检查装置A包括图像拍摄部分14、第一安装台11、第二安装台13和传输部分15。这里，裂纹检查装置A可以被重新设计以至少包括图像拍摄部分14。图像拍摄部分14不一定由照明单元20(由IR20、光纤束21和反射镜22构成)和图像拾取单元26(由透镜24和图像拾取元件25构成)构成。即，图像拾取部分14可以被重新设计，使得照明单元23至少包括用于输出红外线T的IR源20。在该情形，需要提供用于接收和会聚从IR源20输出的红外线T的透镜，由此红外线T经由透镜照射到晶片2上。

就此而言，可以通过比如具有图像拍摄部分14的外部检查装置(用于半导体芯片1的制造工艺)的另一装置，由此通过使用与外部检查装置装配的已有的传输部分和芯片托盘安装台来进行外部检查，同时在晶片2上进行裂纹检查。

本实施方式设计为IR源20收容于照明单元23的矩形盒子形状的壳体中，且包括在图像拍摄单元26中的透镜24和图像拍摄元件25收容于圆柱形状的壳体26a中，其中这些壳体不一定限于上述的形状。本实施方式设计来使得照明单元23的反射镜22布置在图像拍摄单元26的壳体26a内，但是其也可以如图8所示重新设计为反射镜22与连接到照明单元23的光纤束21的第二端的盒子22a一体形成，使得反射镜22独立于图像拍摄单元26布置。在该情形，由反射镜22偏振的红外线T的光轴O1通过控制装置(未显示)变化，使得其与晶片2的表面2a交叉，其中可以通过将反射镜22布置在图像拍摄单元26和晶片2之间来探测裂纹S。顺便提及，当反射镜22没有布置在图像拍摄单元26的光学系统的光轴O2上时，其不一定用作半透明反射镜。

本实施方式描述了IR源20输出其波长为1100nm以上的红外线T。当然，波长不一定限于1100nm以上，只要IR源20的输出光束属于红外范围即可。本实施方式描述了晶片2由多晶硅或单晶硅构成，然而晶片2不一定由硅材料构成。本实施方式可以容易地被修改以用于其他类型的晶片，比如其中划片带贴附到背侧的晶片和在划片之后使用划片带固定的晶片，其中从照明单元23输出的红外线可以透射通过划片带以探测裂纹。

接下来，即将参考图9描述第一实施方式的变体，其中被划片的单独隔离的晶片被检查以探测裂纹。即，图9所示的裂纹检查装置B基本与图3所示的裂纹检查装置A相似，除了图像拍摄部分14的结构之外。在裂纹检查装置B中，与裂纹检查装置A的相同的部件由相同的参考标号指示，因此，将省略其详细的描述。

图像拍摄部分14由四个照明单元23和一个图像拍摄单元26构成，其中图9仅显示了两个照明单元23。每个照明单元23由IR源20、光纤束21和反射镜22构成；且图像拍摄单元26由透镜24和图像拍摄元件25构成。

四个照明单元23分别沿在平面图中具有矩形形状的半导体芯片的四边排列，即沿晶片2的四个侧面(或四个切割面)2b排列。调整每个照明单元23以输出红外线T，从而光轴O1倾斜与晶片2的表面2a相交。即，排列四个照明单元23来使得红外线T从其四边分别照射到半导体芯片1的内部。

每个照明单元23包括用于偏振从其输出的红外线T的红外线偏振滤波器30。

通过该红外线偏振滤波器30，调整从四个照明单元23输出的红外线T以彼此不干涉。图像拍摄单元26恰布置在半导体芯片1下方，从而其光学系统的光轴O2垂直与晶片2的表面2a相交。

在具有前述结构的裂纹检查装置B中，四个照明单元23同时将红外线T(如图5所示)照射到晶片2的四个侧面2b。然后，由于形成于晶片2中的裂纹S的不规则反射引起的反射线T2部分地由图像拍摄单元26接收，从而产生清晰地显示裂纹S的图像。在第一实施方式的变体中，红外线T被同时照射到晶片2的四个侧面2b，且被红外线偏振滤波器30调整从而彼此不干涉；因此，单次检查就可以产生清晰地显示从晶片2的四个侧面2b延伸到晶片2的内部的裂纹的图像。

在使用裂纹检查装置B的检查方法中，红外线T被同时照射到在平面图中具有矩形形状的晶片2的四个侧面2b上，从而同时探测从晶片2的四个侧面延伸到晶片2的内部的裂纹。这使得可以高效地进行检查；因此，可以减少总的检查时间。这里，通过安装于照明单元23的红外线偏振滤波器30，可以避免照射到晶片2的四个侧面2b的红外线T之间的干涉；因此可以可靠地产生清晰显示裂纹S的图像。

第一实施方式的前述变体可以在本发明的范围内被进一步修改。例如，红外线偏振滤波器30不一定被安装于照明单元23中。即，当假设在从照明单元23输出的红外线T之间不产生干涉时，则可以省略红外线偏振滤波器30。

第一实施方式的前述变体设计来使用四个照明单元23，每个照明单元23由IR源20、光纤束21和反射镜22构成，其中红外线T被同时照射到晶片2的四个侧面2b上，但是这不是限制性的。其可以被进一步修改为四个光纤束21连接到单个IR源20从而同时将红外线T照射到晶片2的四个侧面2b。

2、第二实施方式

将参考图12到18描述根据本发明的第二实施方式的半导体芯片的检查方法。如图12和13所示，被检查的多个半导体芯片101由具有盘状形状的由多晶硅或单晶硅构成的晶片103生产。

在晶片103的表面103a上形成多个IC 105、焊垫电极107、经由焊垫电极107电连接IC 105的重布线109、电极端子(或金属柱)111和用于保护IC 105免受热、光辐射和物理冲击的树脂层113。然后，使用具有盘状形状的薄研磨石沿表面103a上的划片线(或切割线)对晶片103进行切割(或划片)，由此单独隔离多个半导体芯片101。

在前述的划片工艺中，划片带119(即，可拉伸和缩短的片)贴附到安装台117的表面117a，其中晶片103的与表面103a相对的背侧103b恰设置在划片带119的表面119a上方。具有粘接性能的粘接层121(见图16和17)形成于划片带119的表面119a上；由此，晶片103的背侧103b贴附到划片带119的表面119a。

前述的半导体芯片101封装于晶片级芯片尺寸封装(即，WL-CSP)中。邻接划片线115的晶片103的切割面103c形成了半导体芯片101的侧面101c；且晶片103的背侧103b形成了半导体芯片101的背侧101b。

在完成划片工艺之后，相互彼此邻接的半导体芯片101通过拉伸或延展划片带119而稍微彼此离开，其中半导体芯片101通过夹头(未显示)分别从划片带119分离且然后被传输到芯片托盘123，如图14所示。

在图12和14所示的传输工艺中，在多个单独彼此隔离的半导体芯片101内，设置于晶片103的周边内的预定数量(例如二十四个)的半导体芯片101从划片带119分离，但是没有被传输到芯片托盘123，然而设置于晶片103的周边向内的有效区域中的剩余半导体芯片101(例如三十六个)仅被传输到芯片托盘123。

传输到芯片托盘123的晶片103的有效区域的半导体芯片101的位置数据与对应于半导体芯片101的在划片带129上记录的位置数据相关联。半导体芯片101的位置数据存储于例如个人计算机(未显示)的存储装置中。

本发明的检查方法包括了与设置于晶片103的有效区域中的半导体芯片101相关的电特性检查工艺、外部检查工艺和带检查工艺。

在电特性检查工艺中，探针(未显示)被用于检查半导体芯片101的电特性且检查相对于IC 105、焊垫电极107、重布线109和电极电子111的电导通。电特性检查工艺在划片工艺和传输工艺之间进行。检查结果存储于与半导体芯片101的位置数据相关的存储装置中。

以下的外部检查工艺和带检查工艺不需要在其质量在电特性检查工艺中被判定为有缺陷的半导体芯片101上进行。这减少了进行外部检查工艺和带检查工艺的半导体芯片的总数量，由此改善了检查效率。在传输工艺中，其质量在电特性检查工艺中被判定为有缺陷的半导体芯片101从划片带119分离但不需要传输到芯片托盘123。换言之，可以仅将其质量在电特性检查工艺中被判定为好的半导体芯片101传输到芯片托盘123。

在外部检查工艺中，图像拍摄装置(未显示)拍摄了在传输工艺中从划片带119分离的半导体芯片101的背侧101b的图像，其中基于该图像，对应暴露于半导体芯片101的背面101b上的缺陷LP和裂纹CP(见图16和18)进行了检查。缺陷LP和裂纹CP通过探测在该图像中视觉观察的相对于在半导体芯片101的背侧101b上暴露的缺陷LP和裂纹CP的对比度而被探测。

在外部检查工艺中，可以探测有缺陷的产品，该有缺陷的产品对应于其中就背侧101b而言探测了缺陷LP和裂纹CP中至少一种的半导体芯片101。检查结果存储于与在划片带119上的半导体芯片101的位置数据相关的存储装置中。

在外部检查工艺完成之后，可以将在外部检查工艺中完成的所有半导体芯片101传输到芯片托盘123。或者，可以仅将好的产品传输到芯片托盘123，该好的产品对应于其中在外部检查工艺中没有探测到缺陷LP或裂纹CP的半导体芯片101。

在传输工艺的完成之后进行的带检查工艺中，图像拍摄装置(未显示)拍摄了划片带119的表面119a的图像，从而进行贴附到粘接层121的半导体芯片101的裂纹或缺陷、形成于粘接层121中的半导体芯片101的裂纹标记、和形成于划片带119中的异物标记的检查。

划片带119的表面119a的图像如此产生，光或激光束照射到划片带119的表面119a，然后反射光由图像拍摄装置会聚以产生图像。

如图15所示，划片带119的表面119a的图像清晰地显示了比如在划片线115上的印记(imprint)(其后，称为划片印记115a)、有缺陷的元件BP、裂纹标记CM和异物标记DM的印记。图15的图像显示了在由划片印记115a包围的表面119a的预定区域内、其上贴附半导体芯片101的四个粘接区S1到S4。

具有比较大尺寸的有缺陷的元件BP1在与第二粘接区S2(即图15的右上区)的划片印记115a相邻的位置贴附到第一粘接区S1(即图15中的左上区)上。另外，均具有比较小尺寸的有缺陷的元件BP2和BP3在与划片印记115a相邻的位置贴附到第二粘接区S2上，且均具有比较小尺寸的有缺陷的元件BP4和BP5在与第四粘接区S4(即图15的右下区)的划片印记115a相邻的位置贴附到第三粘接区S3(即图15的左下区)上。另外，均具有比较小尺寸的有缺陷的元件BP6和BP7在与划片印记115a不邻接的位置贴附到第三粘接区S3上。

有缺陷的元件BP为从半导体芯片101保留的硅缺陷，该半导体芯片101被贴附到划片带119上且然后从划片带119分离，其中它们均对应于图16和17所示的半导体芯片101的缺陷LP。

因为划片带119的材料与由硅构成的有缺陷的元件BP不同，可以清楚地在图15的图像中探测有缺陷的元件BP和划片带119的对比度。具体而言，由硅构成的有缺陷的元件BP的反射率高于划片带119的表面119a的反射率；因此，划片带119的表面119a在图15的图像中比有缺陷的元件BP更亮。因此，即使当与半导体芯片101的缺陷LP相对应的细小的有缺陷的元件BP保留在划片带119的表面119a上时，由于有缺陷的元件BP和划片带119之间的对比度，也可以容易地探测细小的有缺陷的元件BP。

各种类型的有缺陷的元件BP保留在划片带119的表面119a上。例如，图16显示了有缺陷的元件BP保留在划片带119的表面119a上对应于缺陷LP，其尺寸就半导体芯片101的背侧101b和侧面101c而言比较大。图17显示了有缺陷的元件BP保留在划片带119的表面119a上对应于缺陷LP，其尺寸就背侧101b而言比较小但就半导体芯片101的侧表面101c而言比较大。

通过外部检查工艺和带检查工艺，易于探测其尺寸就图16所示的半导体芯片101的背侧101b而言比较大的半导体芯片101的缺陷LP和有缺陷的元件BP。相反，通过外部检查工艺，难于探测其尺寸就图17所示的半导体芯片101的背侧101b而言比较小的半导体芯片101的缺陷LP和有缺陷的元件BP。然而，通过其中可以突出有缺陷的元件BP和划片带119之间的对比度的带检查工艺，易于探测图17所示的缺陷LP和有缺陷的元件BP。

在图15中，薄线性裂纹标记CM形成于第四粘接区S4中，其中其从第三粘接区S3和第四粘接区S4之间的划片印记115a延伸，且其末端不到达另一划片印记115a而是停止于第三粘接区S4内。

即，裂纹标记CM为裂纹CP的标记(见图18)，且通过没有贴附到保留在半导体芯片101的背侧101b上裂纹CP的粘接层121形成。换言之，对应于裂纹CP的半导体芯片101的背侧101b的预定部分没有贴附到粘接层121上，但裂纹CP的周围部分贴附到粘接层121上。由于半导体芯片101在粘接层121上的粘接，而这使得裂纹标记CM可以显示在划片带119的表面119a上。

在以上，与半导体芯片101的背侧和暴露在背侧101b上的裂纹CP相比，没有贴附到裂纹CP的粘接层121的预定部分(对应于裂纹标记CM)和贴附到半导体芯片101的背侧101b上的粘接层121的其他部分之间的对比度被突出。具体而言，没有贴附到裂纹CP的粘接层121的预定部的反射率高于贴附到半导体芯片101的背侧101b上的粘接层121的其他部分的反射率；因此，在图15的图像中，裂纹标记CM比贴附到半导体芯片101的背侧101b上的划片带119的表面119a更亮。

如上所述，可以易于探测在半导体芯片101的背侧101b上暴露的细小裂纹CP和形成于划片带119的表面119a上形成的裂纹标记CM。

当使用如图7所示的放大显微镜视觉观察贴附到第三粘接区S4的半导体芯片101时，可以确认裂纹CP暴露在背侧101b上，与裂纹标记M相对应。具体而言，确认了裂纹CP延伸通过由硅构成的半导体芯片101的内部，从而到达侧面101c，且暴露在背侧101b上的裂纹CP比暴露在侧面101c上的裂纹CP更薄。即，暴露在背侧101b的裂纹CP的第一部分小于暴露在侧面101c上的裂纹CP的第二部分，且因此非常难于通过外部检查工艺探测。

当在划片工艺中在半导体芯片101的侧面101c(对应于晶片103的切割面103c)上形成的裂纹延伸通过半导体芯片101的内部以到达背侧101b时，在半导体芯片101的背侧暴露的具有非常小尺寸的细小裂纹CP可以形成。因此，通过带检查工艺可以易于探测在划片工艺中在半导体芯片101的侧面101c上形成的细小裂纹CP。

如图15所示，异物标记DM在与第一粘接区S1的划片印记115a相邻的位置形成于第三粘接区S3中。

在图15的图像中可视觉识别的异物印记DM为由于比如灰尘的异物而形成于划片带119中比如皱纹的异物印记，当在划片工艺中划片带119安装于安装台117上时该异物被引入划片带119和安装台117之间，或当晶片103贴附到划片带119的表面119a上时该异物被引入在划片带119和晶片103之间。

由于异物的存在，降低了划片工艺的划片精确度，使得比如缺陷或裂纹的不规则形状可以形成于对应于半导体芯片101的侧面101c的晶片103的切割表面103c上。前述异物标记形成于半导体芯片101的背侧101b上的可能性低。

在带检查工艺中，照射到进行图像拍摄工艺的划片带119的表面119a上的光在比如皱纹的异物标记DM被不规则反射，因此在图15的图像中，异物标记DM与划片带119的表面119a相比更亮也更清晰。

为此，易于通过简单地拍摄划片带119的图像而探测异物标记DM；由此，可以易于探测在半导体芯片101的侧面101c中的不规则形状的产生。

在带检查工艺中，当基于前述的图像在贴附到半导体芯片101的划片带119的粘接区中探测到有缺陷的元件BP、裂纹标记CM和异物标记DM中的至少一种时，半导体芯片101被判定为有缺陷的产品。基于半导体芯片101在划片带119上的位置数据以及基于半导体芯片101在芯片托盘123中的位置数据，被判定为有缺陷的产品的半导体芯片101从芯片托盘123移除，该两种位置数据均存储于存储装置中。

在图15所示的划片带119的图像中，四个粘接区S1到S4的每个包括有缺陷的元件BP、裂纹标记CM和异物标记DM的至少一种；因此所有的分别贴附到四个粘接区S 1到S4的四个半导体芯片101被探测为有缺陷的产品。

前述的带检查工艺可以相对于完成外部检查工艺的所有的半导体芯片101进行。或者，可以仅在因为在外部检查工艺中没有探测到缺陷或裂纹而被判定为好产品的半导体芯片101上进行带检查工艺。

在前述的检查方法中，贴附到多个半导体芯片101的划片带119在划片工艺之后仅被进行图像拍摄工艺，因此易于探测在半导体芯片101中形成的细小缺陷LP和细小裂纹CP。因为异物标记DM可以仅通过拍摄划片带119的图像而被探测，所以可以容易探测在半导体芯片的侧面101c上的不规则形状的存在。简言之，基于带检查工艺的结果，可以准确地判定半导体芯片101的质量。

本实施方式通过使用常规使用的划片带119检查了半导体芯片101，这消除了使用附加检查装置的需要；因此这实现了低成本检查。

本实施方式进行了外部检查工艺和带检查工艺，由此可靠地移除了“有缺陷的”半导体芯片101。

具体而言，在带检查工艺之前进行了外部检查工艺，且带检查工艺仅对在外部检查工艺中没有探测到缺陷LP或裂纹CP的“好”半导体芯片101进行。这通过外部检查工艺可靠地预先移除了具有比较大的缺陷LP和比较大的裂纹CP的“有缺陷的”半导体芯片101。这减少了进行用于探测细小的有缺陷的元件BP以及裂纹标记CM和异物标记DM的带检查工艺的半导体芯片101的数量；因此，可以相对于半导体芯片101改善检查效率。

本实施方式被设计为在划片带119的表面119a上反射的光被会聚和图像拍摄处理从而在带检查工艺中产生划片带119的图像。即，本实施方式仅需要产生分辨有缺陷的元件BP、裂纹标记CM和异物标记DM的划片带119的图像。

例如，划片带119进行了使用透明膜或半透明膜的图像拍摄处理，其中光照射到划片带119的表面119a上，使得图像拍摄装置(未显示)对于透射通过划片带的光进行会聚和图像拍摄处理。在该情形，照射到划片带119的表面119a上的光在贴附到划片带119的表面119a的有缺陷的元件BP处以及在形成于表面119a上的裂纹标记CM和异物标记DM处被反射，因此，划片带119的图像清楚地显示了有缺陷的元件BP、裂纹标记CM和异物标记DM。

就带检查工艺中半导体芯片101的质量判定而言，本发明不一定限于本实施方式。例如，当在分隔两个半导体芯片101的划片线115的一侧上的划片带119的表面119a的预定粘接区中探测到有缺陷的元件BP、裂纹标记CM和异物标记DM中的至少一种时，可以判定贴附到划片线115的两侧上的两个半导体芯片101为有缺陷的产品。

假设图15的图像没有清晰地显示贴附到第二粘接区S2的有缺陷的元件BP2和BP3。在该情形，基于在与第二粘接区S2邻接的划片印记115a的位置贴附到第一粘接区S1的比较大的有缺陷的元件BP1，分别贴附到第一粘接区S1和第二粘接区S2的半导体芯片101均被判定为有缺陷的产品。

假设图15的图像没有清晰地显示贴附到第三粘接区S3的有缺陷的元件BP4到BP7和异物标记DM。在该情形，基于在与第三粘接区S3邻接的划片印记115a的位置在第四粘接区S4中形成的裂纹标记CM，分别贴附到第三粘接区S3和第四粘接区S4的半导体芯片101均被判定为有缺陷的产品。

假设图15的图像没有清晰地显示贴附到第一粘接区S1的有缺陷的元件BP1。在该情形，基于在与第一粘接区S1邻接的划片印记115a的位置在第三粘接区S3中形成的异物标记DM，分别贴附到第一粘接区S1和第三粘接区S3的半导体芯片101均被判定为有缺陷的产品。

半导体芯片101的质量如上所示判定的原因在于，当缺陷LP和裂纹CP形成在贴附到划片线115的一侧的半导体芯片101的侧面101c和背侧101b上时，比如缺陷LP和裂纹CP的不规则形状很可能在邻接半导体芯片101的侧面101c的另一半导体芯片101的侧面101c中产生。即通过前述的质量判定，可以可靠地移除“有缺陷的”半导体芯片101。

本实施方式描述在带检查工艺之前进行外部检查工艺，但这不是限制性的。即，外部检查工艺可以在带检查工艺之后进行。在该情形，可以可靠地移除“有缺陷的”半导体芯片101。当然，可以仅进行带检查工艺而不进行外部检查工艺。

在本实施方式中，半导体芯片101由形成于晶片103的表面103a上的重布线109、电极端子111和树脂层113构成，但这不是限制性的。本实施方式要求至少IC105和焊垫电极107形成于晶片103的表面103a上。换言之，可以对具有其上形成有IC105和焊垫电极107的表面103a的晶片103进行划片工艺。

最后，本发明不必限于前述的实施方式，因此其可以在由权利要求所界定的本发明的范围内以各种方法进一步修改。

本专利申请要求日本专利申请No.2006-220898和日本专利申请No.2006-277490的优先权，将它们全文引用以结合于此。

Claims (12)

1.一种晶片检查方法，用于检查在划片之后单独隔离的晶片，其中红外线被照射到其表面用树脂层密封的晶片的背侧，从而所述红外线的光轴与所述晶片的表面交叉，然后，基于反射线产生图像，以探测在所述晶片中形成的裂纹。

2.根据权利要求1所述的晶片检查方法，其中所述红外线被照射到所述晶片的背侧上，从而所述红外线的光轴倾斜地与所述晶片的表面交叉。

3.根据权利要求2所述的晶片检查方法，其中多束红外线被同时照射到在平面图中具有矩形形状的晶片的四边上。

4.一种裂纹检查装置，用于检查其表面用树脂层密封的晶片，包括：

照明单元，用于向所述晶片输出红外线；和

图像拍摄单元，接收照射到所述晶片上的红外线的反射线从而产生图像。

5.根据权利要求4的裂纹检查装置，其中所述照明单元被布置来使得多束红外线被同时照射到在平面图中具有矩形形状的晶片的四边上。

6.根据权利要求5的裂纹检查装置，其中所述照明单元还包括红外线偏振滤波器。

7.一种检查方法，用于检查具有集成电路的多个半导体芯片，所述多个半导体芯片形成于晶片的表面上且通过划片被单独隔离，其中所述晶片的背侧被贴附到形成于划片带表面上的粘接层上，其中通过使用所述划片带的图像来进行带检查工艺，从所述划片带所述多个半导体芯片被分离，且所述划片带指示贴附到所述粘接层上的半导体芯片的有缺陷的元件、形成于所述划片带表面上的半导体芯片的裂纹标记、和形成于所述划片带表面上的异物标记中至少之一。

8.根据权利要求7所述的检查方法，其中当在划片线的一侧上的划片带表面上探测到所述有缺陷的元件、裂纹标记和异物标记中至少之一时，贴附到所述划片线的两侧的两个半导体芯片均被确定为有缺陷的产品。

9.根据权利要求7所述的检查方法，其中在所述带检查工艺之前或之后，通过使用从所述划片带表面分离的半导体芯片的背侧的图像来进行外部检查工艺，由此探测在所述半导体芯片的背侧上暴露的缺陷或裂纹。

10.根据权利要求8所述的检查方法，其中在所述带检查工艺之前或之后，通过使用从所述划片带表面分离的半导体芯片的背侧的图像来进行外部检查工艺，由此探测在所述半导体芯片的背侧上暴露的缺陷或裂纹。

11.根据权利要求7所述的检查方法，其中在所述带检查工艺之前，通过使用从所述划片带表面分离的半导体芯片的背侧的图像来进行外部检查工艺，从而探测在所述半导体芯片的背侧上暴露的缺陷或裂纹，且其中将在所述外部检查工艺中没有探测到缺陷或裂纹的半导体芯片进行所述带检查工艺。

12.根据权利要求8所述的检查方法，其中在所述带检查工艺之前，通过使用从所述划片带表面分离的半导体芯片的背侧的图像来进行外部检查工艺，从而探测在所述半导体芯片的背侧上暴露的缺陷或裂纹，且其中将在所述外部检查工艺中没有探测到缺陷或裂纹的半导体芯片进行所述带检查工艺。

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