CN103871920A - 晶圆切割道的检测方法及其检测治具 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种晶圆切割道的检测方法及其检测治具，其中检测方法包括下列步骤：提供待检测晶圆、结合透光载具及进行切割道检测。首先，提供具有多个晶粒的待检测晶圆，且晶粒间形成切割道，而待检测晶圆的下表面黏附有晶圆切割膜。接着，使晶圆切割膜结合于承载有第一液态介质的透光载具，并与第一液态介质密合，其中第一液态介质的折射率与晶圆切割膜的折射率间的差值不超过0.3。最后，将光学检测器的检测镜头从待检测晶圆的下表面通过透光载具检测切割道。本发明可以提升晶圆切割道的影像解析度以利切割道的下表面损裂的检测。

Description

晶圆切割道的检测方法及其检测治具

技术领域

本发明为一种晶圆的检测方法及其检测治具，特别是一种晶圆切割道的检测方法及其检测治具。

背景技术

图1为习知的一种待检测晶圆的示意图。如图1所示，在集成电路封装制造过程中，先在加工完成的待检测晶圆10背面贴上晶圆切割膜(DicingTape)20，再将切割待检测晶圆10的步骤称作晶圆切割(Wafer Dicing)。

若在晶圆切割的过程中造成晶粒11的损伤，且损伤的晶粒11若没有被即时检测出而被使用于后续制造过程，则会生产出不良的成品。因此若没有检测出不良的晶粒11，便会在后续制造过程中浪费许多宝贵的时间及材料。若能在晶圆切割后对待检测晶圆10进行检测以及早发现损伤的晶粒11，可以避免对已损伤的晶粒11进行后续制造过程。

图2为习知的一种切割道的剖视图。如图1及图2所示，一般来说晶圆切割所造成的晶粒11损伤常常发生于切割道12附近，使切割道表面产生不平整的现象。通常切割道12附近的晶粒11边缘上方的损伤称作上表面损裂111，而切割道12附近的晶粒11边缘下方的损伤则称作下表面损裂112。无论是切割道12的上表面损裂111的检测还是切割道12的下表面损裂112的检测皆是同样重要的课题。然而，位于晶圆10下方的晶圆切割膜20却会严重阻隔下表面损裂112的检测。

图3为习知的一种下表面损裂的检测示意图。如图3所示，光线总是沿着其散射能量分布方向(如区块A所示)的路径行进。进行下表面损裂的检测时，若要得到真实的下表面影像，检测的光线应该沿着理想影像光线路径L行进。然而由于晶圆切割膜20的表面不是理想的光滑光学面，因此晶圆切割膜20表面介面对于光线的极化能力影响了光线在介质表面的极化散射能量分布，而使得光线因散射作用而在折射介面发生能量分布方向的改变，使光线改沿着光路径L’方向分布，最后造成得到的检测影像失真而无法用以判断是否有下表面损裂112。

因此亟需一种能清晰检测是否有下表面损裂112的晶圆切割道检测方法及其设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆切割道的检测方法及其检测治具，可以提升晶圆切割道的影像解析度，以利于检测晶圆切割道的下表面损裂。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种晶圆切割道的检测方法，其包括下列步骤：提供待检测晶圆，待检测晶圆具有多个晶粒，每两个晶粒间形成切割道，且待检测晶圆的下表面黏附有晶圆切割膜；结合透光载具，其中透光载具上乘载有第一液态介质，且晶圆切割膜设置于透光载具上并与第一液态介质密合，第一液态介质的折射率与晶圆切割膜的折射率间的差值不超过0.3；以及进行切割道检测，其是将光学检测器的检测镜头从下表面通过透光载具对准切割道以进行检测。

本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的检测方法，其中该第一液态介质为水、甘油或乙醇。

前述的检测方法，其中该透光载具及该检测镜头间存在有空气介质。

前述的检测方法，其进一步包括结合第二液态介质步骤，其是在该透光载具及该检测镜头间施加第二液态介质。

前述的检测方法，其中该第二液态介质为水、甘油或乙醇。

前述的检测方法，其中该透光载具为玻璃。

前述的检测方法，其中该光学检测器接收的检测光线为可见光或红外光。

本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明又提供一种晶圆切割道的检测治具，其包括：晶圆切割膜，其黏附于待检测晶圆的下表面；以及透光载具，其用以乘载第一液态介质使第一液态介质与晶圆切割膜相密合，第一液态介质的折射率与晶圆切割膜的折射率间的差值不超过0.3。

本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的检测治具，其进一步包括一组夹持件，其夹持并固定该晶圆切割膜的两端。

前述的检测治具，其中该第一液态介质为水、甘油或乙醇。

前述的检测治具，其中该透光载具为玻璃。

借由本发明的实施，至少可达到下列进步功效：

一、可以提升晶圆切割道的影像解析度，以利于切割道的下表面损裂的检测。

二、可以使用易于取得且便宜的材料改善晶圆切割道的检测，以降低检测的成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为习知的一种待检测晶圆的示意图。

图2为习知的一种切割道的剖视图。

图3为习知的一种下表面损裂的检测示意图。

图4为本发明实施例的一种晶圆切割道的检测方法流程图。

图5为本发明实施例的一种待检测晶圆的剖视图。

图6为本发明实施例的一种检测示意图。

图7为本发明实施例的另一种检测示意图。

图8为本发明实施例的一种检测治具剖视图。

图9为本发明实施例的另一种检测治具剖视图。

【主要元件符号说明】

10：  晶圆11：晶粒

111： 上表面损裂        112：下表面损裂

12：  切割道            13：下表面

20：  晶圆切割膜        30：光学检测器

31：  检测镜头          40：第一液态介质

50：  透光载具          60：第二液态介质

61：  空气介质          70：检测治具

80：  夹持件            A：区块

L：   理想影像光线路径  L’：光路径

L’’：光路径            L’’’：光路径

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种晶圆切割道的检测方法及其检测治具的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图4为本发明实施例的一种晶圆切割道的检测方法流程图。图5为本发明实施例的一种待检测晶圆的剖视图。图6为本发明实施例的一种检测示意图。图7为本发明实施例的另一种检测示意图。图8为本发明实施例的一种检测治具剖视图。图9为本发明实施例的另一种检测治具剖视图。

如图4所示，本发明实施例为一种晶圆切割道的检测方法S100，其包括下列步骤：提供待检测晶圆(步骤S10)；结合透光载具(步骤S20)；以及进行切割道检测(步骤S40)。

如图5所示，提供待检测晶圆(步骤S10)，待检测晶圆10具有多个晶粒11，每两个晶粒11间形成切割道12。同时，为了在进行晶圆切割时能将待检测晶圆10固定，因此在待检测晶圆10的下表面13黏附有晶圆切割膜20，以使得切割后的晶粒11可以在晶圆切割膜20上排列成阵列。其中，晶圆切割膜20可以为蓝膜(Blue Tape)。

如图6所示，结合透光载具(步骤S20)，其中透光载具50上乘载有第一液态介质40。当将晶圆切割膜20设置于透光载具50上时，因为透光载具50上承载了第一液态介质40，所以第一液态介质40的表面附着力会使晶圆切割膜20与第一液态介质40完全密合。

由于在未设置透光载具50及第一液态介质40时，检测光线是由空气介质61直接入射至晶圆切割膜20，又因为晶圆切割膜20对于光线的极化能力影响了光线在介质表面的极化散射能量分布，导致经由晶圆切割膜20反射的光线被散射而远离理想影像光线路径L，进而造成了检测影像的失真。因此若可以改变介质介面的相对折射率以降低晶圆切割膜20表面对光线的极化散射能力，便能影响极化散射能量分布，将原本被散射而远离理像影像光线路径L的光线调整回接近理像影像光线路径L行进，以改善检测影像的解析度。

光线在介质间的散射现象与介质对光线的极化能力有关。若将光线传递视为电磁波处理，并以电场描述光线极化行为，则电场极化能力(Electronic Polarizability)可以极化能力张量

表示：

${\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}^e=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\α}}_{11}^e& 0& 0\\ 0& {\mathrm{\α}}_{22}^e& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\α}}_{33}^e\end{array}\right]$

上述极化能力张量与介质介面的相对折射率有关，简化的描述方式可以ρ_A(光)表示：

其中n代表介质介面的相对折射率，λ为光线的波长，dn/dc代表单位体积(dc)的折射率变化(dn)，当dn/dc≈0则可使介质介面对于光线的极化能力ρ_A(光)≈0，如此便可减少晶圆切割膜20的干扰，而清晰地取得切割道12下表面13的检测影像。

因此只要将下表面13到检测镜头31之间光路径上所经过的介质介面调整到介质折射率参数趋近一致，使晶圆切割膜20对光线的极化散射能力降低，则可取得更清晰的检测影像。所以为了使介质折射率参数趋近一致，第一液态介质40需选用折射率与晶圆切割膜20的折射率间的差值不超过0.3的材料。

进行切割道检测(步骤S40)，其是将光学检测器30的检测镜头31从下表面13通过透光载具50对准切割道12进行检测。光学检测器30接收的检测光线为可见光或红外光。

由于晶圆切割膜20的折射率n约为1.544，因此第一液态介质40可以选用水、甘油或乙醇，其中水的折射率n约为1.333，甘油的折射率n约为1.473，而乙醇的折射率n约为1.36。另外，透光载具50可以为玻璃，其折射率n约为1.52。因此，可以看到由于介质折射率参数趋近一致，因此检测光线在由晶圆切割膜20反射后通过第一液态介质40及透光载具50时，光线虽是沿着光路径L’’行进，但仍是非常趋近理想影像光线路径L。

光路径L’’与理想影像光线路径L之间仍有些许差距是由于透光载具50及检测镜头31间存在有空气介质61，空气介质61的折射率n约为1，因此检测光线的光路径L’’在透光载具50与空气介质61的介面会有些许偏折。即便如此，由理想影像光线路径L与光路径L’’相差无几可知，本发明实施例的检测方法S100已经较习知的检测方法能得到解析度更高的切割道12的下表面影像。

如图4及图7所示，为了改善上述现象，检测方法S100还可以进一步在步骤S40前包括结合第二液态介质步骤(步骤S30)，借此再进一步提升影像解析度。步骤S30是在透光载具50及检测镜头31间施加第二液态介质60。第二液态介质亦可以为水、甘油或乙醇。由于第二液态介质60的加入可以改善前述空气介质61所造成的光路径偏折，并使晶圆切割膜20、第一液态介质40、透光载具50及第二液态介质60的介质折射率参数趋近一致，而使检测光线在由晶圆切割膜20反射后通过第一液态介质40、透光载具50及第二液态介质60时，光线的能量分布方向不会因为散射作用而改变，使光线仍大致沿着理想影像光线路径L行进(如光路径L’’’)，使得光学检测器30可以获得足够清晰的检测影像，进而提供判断切割道12是否具有下表面损裂112的依据。

如图8所示，本发明的另一实施例为一种晶圆切割道的检测治具70，其包括：晶圆切割膜20以及透光载具50。将检测治具70应用于切割道12的检测可以有助于提高影像解析度。

晶圆切割膜20，其黏附于待检测晶圆10的下表面13，待检测晶圆10具有多个晶粒11，且每两个晶粒11间形成切割道12。

透光载具50，其用以乘载第一液态介质40，当将晶圆切割膜20设置于透光载具50上时，因为透光载具50上承载了第一液态介质40，所以第一液态介质40的表面附着力会使晶圆切割膜20与第一液态介质40完全密合。

由于当介质折射率参数趋近一致时，可以取得较不受晶圆切割膜20表面散射干扰的检测影像。因此，第一液态介质40需选用折射率与晶圆切割膜20的折射率间的差值不超过0.3的材料。例如，第一液态介质40可以为水、甘油或乙醇。另外，透光载具50可以为玻璃，其折射率n约为1.52，亦与晶圆切割膜20的折射率(1.544)相当，故可使检测光线在由晶圆切割膜20反射后通过第一液态介质40及透光载具50时，仍大致沿着理想影像光线路径L行进，进而得到解析度较高且不失真的检测影像。

如图9所示，检测治具70可以进一步包括一组夹持件80。夹持件80用以夹持并固定晶圆切割膜20的两端，由于待检测晶圆10是黏贴于晶圆切割膜20上，因此可以借由夹持件80固定待检测晶圆10，以利于光学检测器检测每个切割道12。另外夹持件80夹持晶圆切割膜20亦有助于搬移待检测晶圆10以供进行后续检测或制造过程。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种晶圆切割道的检测方法，其特征在于其包括下列步骤：

提供待检测晶圆，该待检测晶圆具有多个晶粒，每两个晶粒间形成切割道，且该待检测晶圆的下表面黏附有晶圆切割膜；

结合透光载具，其中该透光载具上乘载有第一液态介质，且该晶圆切割膜设置于该透光载具上并与该第一液态介质密合，该第一液态介质的折射率与该晶圆切割膜的折射率间的差值不超过0.3；以及

进行切割道检测，其是将光学检测器的检测镜头从该下表面通过该透光载具对准该切割道以进行检测。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于其中该第一液态介质为水、甘油或乙醇。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于其中该透光载具及该检测镜头间存在有空气介质。

4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于其进一步包括结合第二液态介质步骤，其是在该透光载具及该检测镜头间施加第二液态介质。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于其中该第二液态介质为水、甘油或乙醇。

6.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于其中该透光载具为玻璃。

7.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于其中该光学检测器接收的检测光线为可见光或红外光。

8.一种晶圆切割道的检测治具，其特征在于其包括：

晶圆切割膜，其黏附于待检测晶圆的下表面；以及

透光载具，其用以乘载第一液态介质使该第一液态介质与该晶圆切割膜相密合，该第一液态介质的折射率与该晶圆切割膜的折射率间的差值不超过0.3。

9.如权利要求8所述的检测治具，其特征在于其进一步包括一组夹持件，其夹持并固定该晶圆切割膜的两端。

10.如权利要求8所述的检测治具，其特征在于其中该第一液态介质为水、甘油或乙醇。

11.如权利要求8所述的检测治具，其特征在于其中该透光载具为玻璃。

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