CN107256835A - 一种凸块缺陷检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种凸块缺陷检测方法，包括：获取第一标准影像；获取不完整裸片的黑白图像；将不完整裸片的黑白图像与第一标准影像对比，将缺失部分定义为白色缺陷并过滤掉，利用第一算法检测出不完整裸片表面的凸块缺陷；采用相同方法检测完整裸片的凸块缺陷，或者获取第二标准影像；获取完整裸片的灰度图像；将完整裸片的灰度图像与第二标准影像比对，根据第二算法筛查出完整裸片表面的凸块缺陷。本发明对不完整裸片进行表面缺陷的扫描，通过机台光学原理获取黑白图像，调用算法过滤白色缺陷，对尺寸、面积进行卡控，进而准确扫描凸块缺陷，效率和准确性都大大提高。

Description

一种凸块缺陷检测方法
技术领域
本发明涉及半导体可靠性测试领域，特别是涉及一种凸块缺陷检测方法。
背景技术
在半导体器件的大规模生产中，通过对后段制程中的半导体器件进行可靠性测试，可以发现和纠正缺陷以解决缺陷产生的问题，因此，半导体器件的可靠性测试对于提高良率、改善工艺技术的可靠性和稳定性非常重要。
其中，通过探针实现对裸片上器件的性能测试是十分常见的方法。但是在半导体Bumping工艺过程中，由于制备工艺或制备方法的缺陷，往往会在裸片的表面形成凸块缺陷，表现为大球或者球桥接，大球或者球桥接凸起于裸片的表面；由于凸块缺陷的尺寸面积高度比较大，当后续进行探针测试时，在探针移动的过程中如果碰撞到凸块会直接导致探针损坏，严重影响测试进度，同时带来经济损失。
因此，为了避免探针的损失、提高探针测试的效率，需要对裸片表面的凸块进行检测，现有技术中可以通过Camtek机台对晶圆上的完整裸片1进行凸块的检测，但是Camtek机台无法对不完整裸片2进行表面缺陷的扫描，如图1所示。因此，晶圆边缘的不完整裸片2的凸块检测需要工作人员通过显微镜以肉眼进行检查，这样的检查耗时耗力，长时间这样用眼会对工作人员的视力造成极大的损害，造成眼疲劳；同时在用眼过度的情况下，容易产生模糊和重影，导致漏检的风险大大增加，效率极低。
如何提高不完整裸片的表面缺陷检测效率、同时提高检测准确性，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种凸块缺陷检测方法，用于解决现有技术中不完整裸片的表面缺陷检测效率低、准确性差等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种不完整裸片的凸块缺陷检测方法，所述不完整裸片的凸块缺陷检测方法至少包括：
步骤S1：挑选待测晶圆上的多个完整裸片，获取所述多个完整裸片的黑白图像，将所述多个完整裸片的黑白图像进行影像叠加，以获取第一标准影像；
步骤S2：对所述待测晶圆上所有的不完整裸片进行扫描，获取各不完整裸片的黑白图像；
步骤S3：将不完整裸片的黑白图像与所述第一标准影像进行对比，将不完整裸片缺失部分定义为白色缺陷；
步骤S4：过滤掉所述白色缺陷后，利用第一算法对不完整裸片的黑白图像进行黑色缺陷检测，以检测出各不完整裸片表面的凸块缺陷。
优选地，利用机台对所述待测晶圆进行2D扫描，以获取图像信息。
优选地，将扫描灯光设置于白色饱和状态，过滤掉底材异常及灰阶影像干扰，以此获取黑白图像信息。
优选地，进行影像叠加时完整裸片的黑白图像的数量不少于6个。
优选地，各裸片表面的凸块缺陷包括金属大球或球桥接。
优选地，所述黑色缺陷检测具体包括：利用所述第一算法对裸片的黑白图像上的黑色区域的尺寸或面积进行缺陷卡控，若所述黑色区域的尺寸或面积大于设定尺寸或设定面积则判定所述黑色区域为凸块缺陷。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种裸片的凸块缺陷检测方法，基于上述不完整裸片的凸块缺陷检测方法，所述裸片的凸块缺陷检测方法至少包括：
将所述步骤S2替换为：在获取各不完整裸片的黑白图像的同时，对所述待测晶圆上所有的裸片进行扫描，获取所有裸片的黑白图像；
将所述步骤S4替换为：过滤掉所述白色缺陷后，利用第一算法对所有裸片的黑白图像进行黑色缺陷检测，以检测出所有裸片表面的凸块缺陷。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种裸片的凸块缺陷检测方法，基于上述不完整裸片的凸块缺陷检测方法，所述裸片的凸块缺陷检测方法至少包括：在步骤S1之前或步骤S4之后对完整裸片进行凸块缺陷检测，具体包括：
步骤S5：挑选所述待测晶圆上的多个完整裸片，获取所述多个完整裸片的灰度图像，将所述多个完整裸片的灰度图像进行影像叠加，以获取第二标准影像；
步骤S6：对所述待测晶圆上所有的完整裸片进行扫描，获取各完整裸片的灰度图像；
步骤S7：将所有完整裸片的灰度图像与所述第二标准影像进行比对，根据第二算法对完整裸片的灰度图像进行检测，以筛查出各完整裸片表面的凸块缺陷。
优选地，在步骤S7中，所述第二算法根据尺寸或面积对完整裸片的灰度图像进行检测，对所述待测区域进行尺寸或面积的缺陷卡控，若尺寸或面积大于所述设定尺寸或所述设定面积则判定所述待测区域为凸块缺陷。
优选地，在步骤S7中，所述第二算法根据灰阶对完整裸片的灰度图像进行检测；将各完整裸片的灰度图像中各像素点的灰阶与所述第二标准影像相应位置的灰阶进行比较，若像素点的灰阶超出所述第二标准影像相应位置的灰阶±20％则判定对应位置为凸块缺陷。
如上所述，本发明的凸块缺陷检测方法，具有以下有益效果：
本发明的凸块缺陷检测方法采用2D方式对不完整裸片进行表面缺陷的扫描，通过机台光学原理获取黑白图像，再调用算法过滤白色缺陷，对尺寸、面积进行卡控，进而准确扫描凸块缺陷，效率和准确性都大大提高。
附图说明
图1显示为裸片的灰度图像。
图2显示为本发明的凸块缺陷检测方法的一种流程示意图。
图3显示为本发明的完整裸片的黑白图像。
图4显示为本发明的不完整裸片的黑白图像。
图5显示为本发明的不完整裸片检测到凸块缺陷的原理示意图。
图6显示为本发明的凸块缺陷检测方法的另一种流程示意图。
图7显示为本发明的完整裸片的灰度图像。
图8显示为本发明的完整裸片检测到凸块缺陷的原理示意图。
元件标号说明
1 完整裸片
2 不完整裸片
3 不完整裸片缺失部分
4 凸块缺陷
S1～S7 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2～图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
如图2所示，本实施例提供一种裸片的凸块缺陷检测方法，所述裸片的凸块缺陷检测方法至少包括：
步骤S1：挑选待测晶圆上的多个完整裸片，获取所述多个完整裸片的黑白图像，将所述多个完整裸片的黑白图像进行影像叠加，以获取第一标准影像。
具体地，在本实施例中，利用Camtek机台对所述待测晶圆进行2D扫描，同时将所述Camtek机台的扫描灯光设置于白色饱和状态(在本实施例中，底材的灰阶度达到255)，过滤掉底材异常及灰阶影像干扰，以此获取黑白图像信息。获取的黑白图像仅包括黑色和白色，不存在灰度信息，如图3所示。
具体地，进行影像叠加时完整裸片的黑白图像的数量不少于6个，影像叠加时完整裸片的黑白图像的数量越多，所述第一标准影像的准确性越高；但是影像的叠加需要对准操作，图像越多，对准所需花费的时间越长；工作人员可根据实际需要进行两者的权衡。在本实施例中优选为6～8个。
步骤S2：对所述待测晶圆上所有的不完整裸片进行扫描，获取各不完整裸片的黑白图像。
具体地，采用与所述步骤S1相同的方法获取各不完整裸片的黑白图像，具体方法在此不一一赘述。
步骤S3：将不完整裸片的黑白图像与所述第一标准影像进行对比，将不完整裸片缺失部分定义为白色缺陷。
具体地，如图4所示，不完整裸片缺失部分3为大片的白色区域，将此区域定义为白色缺陷(Brightness缺陷)。
步骤S4：过滤掉所述白色缺陷后，利用第一算法对裸片的黑白图像进行黑色缺陷检测，以检测出裸片表面的凸块缺陷。
具体地，如图5所示，首先将所述白色缺陷过滤掉，然后利用所述第一算法对所有裸片(完整裸片及不完整裸片)的黑白图像上的黑色区域的尺寸(size)或面积(area)进行缺陷卡控，若所述黑色区域的尺寸大于设定尺寸，或面积大于设定面积，则判定所述黑色区域为凸块缺陷4。各裸片表面的凸块缺陷4包括但不限于金属大球或球桥接。
实施例二
如图6～图8所示，本实施例提供一种裸片的凸块缺陷检测方法，所述裸片的凸块缺陷检测方法与实施例一的不同之处在于，在实施例一的步骤S4中仅对不完整裸片进行凸块缺陷的检测，然后在步骤S1之前或步骤S4之后对完整裸片进行凸块缺陷检测，在本实施例中，在所述步骤S4之后对完整裸片进行凸块缺陷检测，具体包括以下步骤：
步骤S5：挑选所述待测晶圆上的多个完整裸片，获取所述多个完整裸片的灰度图像，将所述多个完整裸片的灰度图像进行影像叠加，以获取第二标准影像。
具体地，在本实施例中，利用Camtek机台对所述待测晶圆进行2D扫描，以此获取灰度图像信息。获取的灰度图像包括黑色、白色以及具有从0％(白色)到灰度条100％(黑色)的灰度对象，如图7所示。所述Camtek机台的扫描灯光的灰阶度设置为100～120。
具体地，在本实施例中选取10个完整裸片的灰度图像进行影像叠加。
步骤S6：对所述待测晶圆上所有的完整裸片进行扫描，获取各完整裸片的灰度图像。
具体地，采用与所述步骤S5相同的方法获取各不完整裸片的黑白图像，具体方法在此不一一赘述。
步骤S7：将所有完整裸片的灰度图像与所述第二标准影像进行比对，根据第二算法对完整裸片的灰度图像进行检测，以筛查出各完整裸片表面的凸块缺陷。
具体地，如图8所示，在步骤S7中，所述第二算法根据尺寸、面积或灰阶对完整裸片的灰度图像进行检测。具体地，各完整裸片的灰度图像被划分为多个像素点，将各像素点的灰阶与所述第二标准影像相应位置的灰阶进行比较，若像素点的灰阶超出所述第二标准影像相应位置的灰阶±20％则判定对应位置为凸块缺陷。具体地，对所述待测区域进行尺寸或面积的缺陷卡控，若尺寸大于所述设定尺寸，或面积大于所述设定面积，则判定所述待测区域为凸块缺陷4。
在所述步骤S1之前对完整裸片进行凸块缺陷检测的方法相同，在此不一一赘述。
本发明的凸块缺陷检测方法采用2D方式对不完整裸片进行表面缺陷的扫描，通过机台光学原理获取黑白图像，再调用算法过滤白色缺陷，对尺寸、面积进行卡控，进而准确扫描凸块缺陷，效率和准确性都大大提高。
综上所述，本发明提供一种凸块缺陷检测方法，包括：挑选待测晶圆上的多个完整裸片，获取所述多个完整裸片的黑白图像，将所述多个完整裸片的黑白图像进行影像叠加，以获取第一标准影像；对所述待测晶圆上所有的不完整裸片进行扫描，获取各不完整裸片的黑白图像；将不完整裸片的黑白图像与所述第一标准影像进行对比，将不完整裸片缺失部分定义为白色缺陷；过滤掉所述白色缺陷后，利用第一算法对不完整裸片的黑白图像进行黑色缺陷检测，以检测出各不完整裸片表面的凸块缺陷。采用相同方法检测完整裸片的凸块缺陷，或者挑选所述待测晶圆上的多个完整裸片，获取所述多个完整裸片的灰度图像，将所述多个完整裸片的灰度图像进行影像叠加，以获取第二标准影像；对所述待测晶圆上所有的完整裸片进行扫描，获取各完整裸片的灰度图像；将所有完整裸片的灰度图像与所述第二标准影像进行比对，根据第二算法对完整裸片的灰度图像进行检测，以筛查出各完整裸片表面的凸块缺陷。本发明的凸块缺陷检测方法采用2D方式对不完整裸片进行表面缺陷的扫描，通过机台光学原理获取黑白图像，再调用算法过滤白色缺陷，对尺寸、面积进行卡控，进而准确扫描凸块缺陷，效率和准确性都大大提高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种不完整裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于，所述不完整裸片的凸块缺陷检测方法至少包括：
步骤S1：挑选待测晶圆上的多个完整裸片，获取所述多个完整裸片的黑白图像，将所述多个完整裸片的黑白图像进行影像叠加，以获取第一标准影像；
步骤S2：对所述待测晶圆上所有的不完整裸片进行扫描，获取各不完整裸片的黑白图像；
步骤S3：将不完整裸片的黑白图像与所述第一标准影像进行对比，将不完整裸片缺失部分定义为白色缺陷；
步骤S4：过滤掉所述白色缺陷后，利用第一算法对不完整裸片的黑白图像进行黑色缺陷检测，以检测出各不完整裸片表面的凸块缺陷。
2.根据权利要求1所述的不完整裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：利用机台对所述待测晶圆进行2D扫描，以获取图像信息。
3.根据权利要求1所述的不完整裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：将扫描灯光设置于白色饱和状态，过滤掉底材异常及灰阶影像干扰，以此获取黑白图像信息。
4.根据权利要求1所述的不完整裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：进行影像叠加时完整裸片的黑白图像的数量不少于6个。
5.根据权利要求1所述的不完整裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：各裸片表面的凸块缺陷包括金属大球或球桥接。
6.根据权利要求1所述的不完整裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：所述黑色缺陷检测具体包括：利用所述第一算法对裸片的黑白图像上的黑色区域的尺寸或面积进行缺陷卡控，若所述黑色区域的尺寸或面积大于设定尺寸或设定面积则判定所述黑色区域为凸块缺陷。
7.一种裸片的凸块缺陷检测方法，基于权利要求1～6任意一项所述的不完整裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：
将所述步骤S2替换为：在获取各不完整裸片的黑白图像的同时，对所述待测晶圆上所有的裸片进行扫描，获取所有裸片的黑白图像；
将所述步骤S4替换为：过滤掉所述白色缺陷后，利用第一算法对所有裸片的黑白图像进行黑色缺陷检测，以检测出所有裸片表面的凸块缺陷。
8.一种裸片的凸块缺陷检测方法，基于权利要求1～6任意一项所述的不完整裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：在步骤S1之前或步骤S4之后对完整裸片进行凸块缺陷检测，具体包括：
步骤S5：挑选所述待测晶圆上的多个完整裸片，获取所述多个完整裸片的灰度图像，将所述多个完整裸片的灰度图像进行影像叠加，以获取第二标准影像；
步骤S6：对所述待测晶圆上所有的完整裸片进行扫描，获取各完整裸片的灰度图像；
步骤S7：将所有完整裸片的灰度图像与所述第二标准影像进行比对，根据第二算法对完整裸片的灰度图像进行检测，以筛查出各完整裸片表面的凸块缺陷。
9.根据权利要求8所述的裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：在步骤S7中，所述第二算法根据尺寸或面积对完整裸片的灰度图像进行检测；对所述待测区域进行尺寸或面积的缺陷卡控，若尺寸或面积大于所述设定尺寸或所述设定面积则判定所述待测区域为凸块缺陷。
10.根据权利要求8所述的裸片的凸块缺陷检测方法，其特征在于：在步骤S7中，所述第二算法根据灰阶对完整裸片的灰度图像进行检测；将各完整裸片的灰度图像中各像素点点的灰阶与所述第二标准影像相应位置的灰阶进行比较，若像素点的灰阶超出所述第二标准影像相应位置的灰阶±20％则判定对应位置为凸块缺陷。
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