CN111106025B - 边缘缺陷检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种边缘缺陷检查方法，包括以下步骤：获取一目标元件的外观以取得一外观图像；依据外观图像决定出多个参考点；依据参考点形成一识别图案；以及依据识别图案及外观图像产生一检查结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种检查方法，且尤其涉及一种边缘缺陷检查方法。
背景技术
在半导体产业中，晶片(wafer)在制作完集成电路之后，需通过芯片封装制造来避免集成电路受到外界污染，并使得芯片与电子系统间形成电性连接的路径。现行普遍应用的芯片封装方式有两种：一是先将加工完成的晶片切割成多个晶粒后，再进行后续的封装制造；另一则是晶片级封装，即直接于整个晶片上进行封装制造，制作完成后再切割晶片以形成多个独立的芯片封装体。然而，无论是单分后的晶粒或晶片级芯片封装体，经切割后皆可能在晶粒/芯片边缘产生崩缺(chipping)或裂缝(crack)等边缘缺陷。因此，需通过芯片边缘缺陷检查过程，挑选出不良的晶粒或晶片级芯片封装体，以确保产品质量与生产良率。
目前的芯片边缘缺陷检查方法以图像检测技术最为常见。图像检测技术是利用晶粒的边缘结构所造成图像中的灰阶值差异以搜寻晶粒边缘。当晶粒边缘确定后，通过晶粒崩缺参数规格设定(例如崩缺深度30μm)加以定义晶粒边缘检查范围。一般而言，晶粒在邻近其边缘处会设置一保护结构，例如是密封环(seal ring)，保护结构通常是环绕晶粒边缘，以保护晶粒内部的线路结构，而晶粒崩缺参数规格会参考晶粒上的保护结构所在位置作设定，使得可能损及保护结构的崩缺或裂缝确实被检出。更具体而言，目前的检查方式是以图像获取装置检查是否有崩缺或裂缝自晶粒边缘向内延伸的深度超出晶粒崩缺参数规格，若检查到，则判定产品不良。然而，由于图像灰阶值差异取决于光源的调整、光源衰弱周期及产品表面反射程度，这些不确定因素容易造成晶粒边缘的搜寻失真。在晶粒边缘已失真的情况下，由晶粒边缘以固定的晶粒崩缺参数规格进行判定时，可能发生实际上已损及保护结构的崩缺或裂缝未被检出的情况。除此之外，当晶片切割发生偏移时，晶粒的四个边至保护结构的距离将产生差异，以上述方式进行检查，即可能发生在某个或某些边上实际已损及保护结构的崩缺或裂缝未被检出的状况。有鉴于此，开发新模式的边缘缺陷检查方法为本领域技术人员共同致力于研究的。
发明内容
本发明提供一种边缘缺陷检查方法，可提高缺陷检查的准确率。
本发明提供了一种边缘缺陷检查方法，包括以下步骤：获取目标元件的外观以取得外观图像；依据外观图像决定出多个参考点；依据参考点形成识别图案；以及依据识别图案及外观图像产生检查结果。
在本发明的一实施例中，上述的目标元件包括多个子元件，且依据外观图像决定出多个参考点的方法还包括：依据外观图像选择出目标元件的子元件的其中一部分；以及依据所选择的子元件标记参考点。
在本发明的一实施例中，上述的各参考点为对应的各子元件的中心。
在本发明的一实施例中，上述的子元件为焊球、接垫、线路或上述任意至少两者的组合。
在本发明的一实施例中，上述依据参考点形成识别图案的方法还包括：依据参考点取得识别图案数据；以及依据识别图案数据在外观图像上形成识别图案。
在本发明的一实施例中，上述的依据参考点取得识别图案数据的方法还包括：依据参考点形成参考图案；以及依据参考图案取得识别图案数据。
在本发明的一实施例中，上述依据识别图案及外观图像产生检查结果的方法还包括：比对外观图像的边界与识别图案；依据外观图像的边界与识别图案间的距离产生检查结果。
在本发明的一实施例中，上述的缺陷检查方法还包括：依据检查结果保留或抛除目标元件。
在本发明的一实施例中，上述的参考点的数量为至少三个。
在本发明的一实施例中，上述的目标元件包括由晶片切割出的至少一晶粒及至少一晶片级芯片封装体。
基于上述，本发明的边缘缺陷检查方法，先通过拍摄目标元件形成外观图像，再通过外观图像取得参考点并进一步形成用以与外观图像比对的识别图案，进而将外观图像与识别图案比对而产生检查结果。因此，在传统的边缘检查方式中，以待测元件的边缘图像为检查依据，易因待测元件所显示的图像质量不佳或灰阶值差异过低造成待测元件的边缘搜寻失真而导致检查结果错误的问题可有效被解决。此外，因切割偏移而导致待测元件边缘至保护结构的距离不一致时，还可避免传统方式中采用待测元件的边缘图像配合固定的缺陷参数进行检查可能导致部分区域的边缘缺陷未被检出的情况发生。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的边缘缺陷检查方法的步骤流程图。
图2为本发明一实施例中切割出目标元件的示意图。
图3为本发明一实施例中获取目标元件的外观的示意图。
图4A至图4D为本发明一实施例中目标元件边缘缺陷检查方法的俯视图。
图5为本发明一实施例中比对外观图像边界与识别图案的放大俯视图。
【符号说明】
70：图像获取装置
80：切割设备
90：晶片
100：目标元件
110：子元件
120：保护结构
I1：参考图案
I2：识别图案
IM：外观图像
P：参考点
A：检查范围
B：区域
S200、S210、S220、S230：步骤
具体实施方式
图1为本发明一实施例的边缘缺陷检查方法的步骤流程图。图2为本发明一实施例中切割出目标元件的示意图。请参考图1及图2。本实施例提供一种边缘缺陷检查方法，且此边缘缺陷检查方法适于对一目标元件100进行检查，例如是由晶片切割单分出的晶粒或晶片级芯片封装体。在本实施例中，目标元件100为经切割设备80由一晶片90切割出的晶片级芯片封装体，如图2所示出，但本发明并不限于此。
图3为本发明一实施例中获取目标元件的外观的示意图。图4A至图4D为本发明一实施例中目标元件的边缘缺陷检查方法的俯视图。请先同时参考图1、图3及图4A。在本实施例中，图1的步骤流程至少可应用于图2及图3所示出的目标元件100。因此，下述将以图2及图3的实施例为例说明，但本发明并不限于此。
在本实施例中，首先，执行步骤S200，获取目标元件100的外观以取得外观图像IM。目标元件100包括多个子元件110及邻近目标元件100的边缘且围绕多个子元件110的保护结构120，保护结构120例如是密封环，且在对目标元件100进行检查的过程中，首先使用图像获取装置70对目标元件100进行拍摄。详细而言，图像获取装置70对目标元件100中的主动面进行拍摄，进而可得到含有多个子元件110或其他细部结构图像的一外观图像IM。
请同时参考图1及图4B。在完成上述步骤S200之后，执行步骤S210，依据外观图像IM决定出多个参考点P。详细而言，首先依据外观图像IM选择出目标元件100的子元件110的其中一部分，例如是晶片级芯片封装体上的焊球，如图4B所示。但在一些实施例中，这些子元件110可包含焊球、接垫、线路或上述任意至少两者的组合，本发明并不限于此。选择出子元件110的方式可以背景软件运算或人工选择的方式进行，本发明也不限于此。
在选择出子元件110之后，则依据所选择的子元件110标记参考点P。在本实施例中，各参考点P为对应的各子元件110的中心，也就是焊球的中心，但本发明并不限于此。此外，在本实施例中，参考点P的数量为至少三个，因此可进一步增加后续形成识别图案的位置精准度，但本发明并不限于此。更具体而言，在本实施例中，参考点P为呈矩形排列的四个焊球的中心点。然而，在一些实施例中，参考点P的数量也可以为两个。
请同时参考图1、图4C及图4D。在完成上述步骤S210之后，执行步骤S220，依据这些参考点P形成一识别图案I2，如图4D所示。在本实施例中，识别图案I2是参考保护结构120的位置而设定，例如是设定于保护结构120的外缘，后续即可通过识别图案I2来检查目标元件100是否产生触及保护结构120的边缘缺陷，因此可称此识别图案I2为一虚拟保护结构。详细而言，在本实施例中，可先依据这些参考点P取得一识别图案数据，此识别图案数据可事前储存于存储装置或云端存储空间等可储存数据的载体。在本实施例中，识别图案数据可由已储存于数据库中的目标元件100的设计图面相关信息直接或经过后端软件运算而取得。接着，依据识别图案数据在外观图像IM上形成识别图案I2。换句话说，在一些具有相同或相似子元件的目标元件100的检查中，可使用已储存的识别图案数据形成识别图案I2以减少检查过程花费的时间。
具体而言，在本实施例中，在选定一些子元件110(即焊球)并标记参考点P(即焊球的中心)之后，即可通过数据库中的目标元件100的设计图面相关信息取得选定的子元件110及参考点P的位置信息，接着根据参考点P与保护结构120的相对位置信息通过后端软件运算而取得识别图案数据。更详细而言，在本实施例中，在上述取得识别图案数据的方法中可以先依据参考点P形成一参考图案I1。具体而言，在本实施例中，将选定的参考点P相互连线形成一大概呈矩形的参考图案I1，如图4C所示。接着，再依据此参考图案I1通过后端软件运算取得识别图案数据，也就是从数据库中的目标元件100的设计图面相关信息取得参考点P/参考图案I1的位置信息，并根据参考点P/参考图案I1与保护结构120的相对位置信息通过后端软件运算而取得识别图案数据，进一步在外观图像IM上形成识别图案I2以进行后续检查流程。在本实施例中，识别图案I2即是由参考图案I1向外偏移一特定距离而产生。在形成识别图案I2之后，可以依据外观图像IM与识别图案I2定义出一检查范围A，并在此检查范围内通过比对外观图像IM的边界与识别图案I2来进行检查。
图5为本发明一实施例中比对外观图像边界与识别图案的放大俯视图。请参考图1及图5。在完成上述步骤S220之后，执行步骤S230，依据识别图案I2及外观图像IM产生一检查结果。具体而言，在本实施例中，上述检查过程中所获得的识别图案I2形成于外观图像IM上后，进一步比对外观图像IM的边界与识别图案I2，再依据外观图像IM的边界至识别图案I2的距离产生检查结果。
举例而言，如图5所示出，本实施例的外观图像IM的边界至识别图案I2的距离不可小于等于0，也就是外观图像IM的边界不可触及识别图案I2或延伸入识别图案I2的范围内。当图像获取装置70检查到如区域B中外观图像IM的边界至识别图案I2的距离等于0(即外观图像IM的边界触及识别图案I2)的边缘缺陷时，代表目标元件100具有已损及保护结构120的边缘缺陷，需判定此目标元件100不符合规格，并进一步依据此检查结果抛除此目标元件100。亦即，在上述产生检查结果的步骤之后，还可以进行依据检查结果保留或抛除目标元件的步骤。然而，在一些实施例中，也可以依据检查结果而给予额外的指示或步骤，本发明并不限于此。
综上所述，本发明的边缘缺陷检查方法，先通过拍摄目标元件形成外观图像，再通过外观图像取得参考点并进一步形成用以与外观图像比对的识别图案，进而将外观图像与识别图案比对而产生检查结果。因此，在传统的边缘检查方式中，以待测元件的边缘图像为检查依据，易因待测元件所显示的图像质量不佳或灰阶值差异过低造成待测元件的边缘搜寻失真而导致检查结果错误的问题可有效被解决。此外，因切割偏移而导致待测元件边缘至保护结构的距离不一致时，还可避免传统方式中采用待测元件的边缘图像配合固定的缺陷参数进行检查可能导致部分区域的边缘缺陷未被检出的情况发生。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
Claims (7)
1.一种边缘缺陷检查方法，包括：
获取目标元件的外观以取得外观图像，其中所述目标元件的主动面上包括多个子元件及邻近所述目标元件的边缘且围绕所述多个子元件的保护结构，其中所述多个子元件为焊球、接垫、线路或上述任意至少两者的组合；
依据所述外观图像决定出多个参考点，其中依据所述外观图像选择出所述目标元件的所述主动面上的所述多个子元件的其中一部分，且依据所选择的所述多个子元件标记所述多个参考点；
依据所述多个参考点取得识别图案数据，其中所述识别图案数据 是藉由数据库中的所述目标元件的设计图面相关信息取得选定的所述多个子元件及所述多个参考点的位置信息，且依据所述多个参考点与所述保护结构的相对位置信息透过后端软件运算而取得；
依据所述识别图案数据在所述外观影像上形成识别图案；以及
依据所述识别图案及所述外观图像产生检查结果。
2.根据权利要求1所述的边缘缺陷检查方法，其中各所述参考点为对应的各所述子元件的中心。
3.根据权利要求1所述的边缘缺陷检查方法，其中依据所述多个参考点取得所述识别图案数据的方法还包括：
依据所述多个参考点形成参考图案；以及
依据所述参考图案取得所述识别图案数据。
4.根据权利要求1所述的边缘缺陷检查方法，其中依据所述识别图案及所述外观图像产生所述检查结果的方法还包括：
比对所述外观图像的边界与所述识别图案；
依据所述外观图像的边界与所述识别图案间的距离产生所述检查结果。
5.根据权利要求1所述的边缘缺陷检查方法，还包括：
依据所述检查结果保留或抛除所述目标元件。
6.根据权利要求1所述的边缘缺陷检查方法，其中所述多个参考点的数量为至少三个。
7.根据权利要求1所述的边缘缺陷检查方法，其中所述目标元件包括由晶片切割出的至少一晶粒及至少一晶片级芯片封装体。
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