CN116380930A - 一种等离子切割的滤波器芯片aoi不良检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及滤波器芯片技术领域，具体为一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其能够方便有效的检测出缺陷不良问题，提高产品质量稳定性，步骤为：（a）将等离子切割后的滤波器晶圆芯片的正面朝上放置并在AOI检测设备的真空吸盘上固定；（b）开启AOI检测设备的光学镜头，对滤波器晶圆芯片进行光学影像对位，扫描出单颗目标芯片的标准形貌图以及晶圆芯片整体的芯片分布图；（c）对步骤（b）中扫描出的单颗目标芯片的标准形貌图进行不良缺陷图层设定；（d）对步骤（c）中设定的不良缺陷图层进行参数设定和算法设定；（e）对设置好参数和算法的待测晶圆芯片进行扫描并核查最终扫描结果的准确性；（f）输出目标晶圆芯片的良率结果和不良缺陷的分布图。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器芯片技术领域，具体为一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法。
背景技术
随着智能手机，便携式穿戴设备等电子产品朝着轻薄化和短小化的方向发展，这对滤波器芯片的尺寸以及品质提出了更高的要求。传统的滤波器芯片切割主要使用机械切割和激光切割，但切割后带来大量崩边，芯片强度下降和热影响区等成为难以解决的问题，通常做法是在芯片设计时，留有大量的切割道余量以避免对芯片功能区产生影响，而这越来越背离目前芯片微型化的发展趋势，因此等离子切割逐渐受到人们的青睐。等离子切割作为一种典型的干法蚀刻工艺，主要通过高压放电产生等离子体，在偏压下与硅基芯片发生化学反应，不会带来芯片崩边以及芯片强度下降等问题，同时也十分契合窄切割道晶圆的芯片分离。目前主流的等离子切割工艺主要包括晶圆贴膜、研磨、涂敷保护液、切割道开槽、等离子切割、倒膜等工序。滤波器芯片主要分为芯片切割道区域和功能区域，滤波器芯片在进行等离子切割工艺中有可能会引入一些缺陷不良，像切割道未被完全蚀刻导致的桥连、切割道切痕偏移中心、过蚀刻导致的切割道 notching 过大；像功能区域的导电凸球缺失、叉指电极损伤及芯片功能区颗粒物沾污等等。这些缺陷不良目前没有相关检测方法，影响了产品切割后的质量稳定性。
发明内容
为了解决现有滤波器芯片等离子切割后产生的缺陷不良无法检测，影响产品质量稳定性的问题，本发明提供了一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其能够方便有效的检测出缺陷不良问题，提高产品质量稳定性。
其技术方案是这样的：一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（a）将等离子切割后的滤波器晶圆芯片的正面朝上放置并在 AOI 检测设备的真空吸盘上固定；
（b）开启AOI 检测设备的光学镜头，对滤波器晶圆芯片进行光学影像对位，扫描出单颗目标芯片的标准形貌图以及晶圆芯片整体的芯片分布图；
（c）对步骤（b）中扫描出的单颗目标芯片的标准形貌图进行不良缺陷图层设定；
（d）对步骤（c）中设定的不良缺陷图层进行参数设定和算法设定；
（e）对设置好参数和算法的待测晶圆芯片进行扫描并核查最终扫描结果的准确性；
（f）输出目标晶圆芯片的良率结果和不良缺陷的分布图。
其进一步特征在于，步骤（a）中，滤波器晶圆芯片为晶圆级薄膜封装芯片，晶圆尺寸为 4 英寸、6 英寸、8 英寸中的任一种， 晶圆芯片表面由滤波器芯片和参考芯片组成，横纵相邻参考芯片之间分布的滤波器芯片数量分别为 10~20个和20~30 个，且参考芯片表面带有特征图案；
滤波器晶圆芯片包含功能区域与切割道区域，其中功能区域表面包括叉指电极、金属电极，苯并环丁烯、导电凸球，导电凸球材质为锡且数量为 5~12个，切割道区域由硅组成，宽度为 3~12μm，芯片功能区最外层由氮化硅薄膜密封，厚度为1~10μm，芯片面积为 0.1~2mm2；
步骤（b）中的设备光源为 LED光，光照形式为直射光，光学镜头距离晶圆表面的距离为 5~20mm，采用的放大倍数为 5X或10X中的一种；
步骤（b）中扫描晶圆芯片整体的芯片分布图和标准形貌图的详细步骤主要为：先对芯片进行横纵边界确认，横纵边界距离滤波器切割道边缘 5~20μm，再通过芯片功能区导电凸球及边缘轮廓识别芯片 表面特征扫描出晶圆整体的芯片分布图，最后通过扫描滤波器晶圆芯片不同位置的 5~30 颗滤波器芯片，经过图像处理和算法计算，合成确定出单颗芯片的标准形貌图，标准形貌图中的切割道区域灰阶值 为100~150，导电凸球表面灰阶值为5~20，叉指电极灰阶值为80~120，金属电极灰阶值为150~200；
步骤（c）中不良缺陷图层的具体设定步骤和检测目的为：首先在距离标准形貌图切割道10~20μm 的位置设置未切割矩形图层以检测切割道桥连，未切割矩形图层长度等于切割道边缘长度，宽度为 3~5μ m，其次在标准形貌图切割道四周边缘位置设置偏移矩形图层以检测notching和切痕偏移，偏移矩形图层长度等于切割道边缘长度，宽度为 3~5μm；对于功能区域，首先设置椭圆形凸球表面图层覆盖导电凸球以检测凸球缺失，凸球图层数量与凸球数量一致；其次再设置叉指表面矩形图层覆盖叉指电极以检测叉指损伤，叉指表面矩形图层数量与叉指电极数量保持一致，最后设置覆盖整个功能区域的颗粒物矩形图层以检测颗粒物沾污；
设定所述未切割图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为 20~50，明状态下的最小缺陷面积检测值为5~90μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为5~30μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为1~3μm；设定所述偏移图层中与标准形貌图相同位置的暗灰阶对比差值为20~50，暗状态下的最小缺陷面积检测值5000~10000 μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为1~3μm；设定所述凸球表面图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为1000~5000μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为60~120μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为3~10μm；设定所述叉指表面图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，暗灰阶对比差值为 15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为100~500 μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6 μm，暗状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm；设定所述颗粒物图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，暗灰阶对比差值为15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为 10~50μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm，暗状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm；以上各缺陷的检测规则为：只要目标缺陷满足设定的各状态下的最小缺陷面积，长度和宽度检测值其中一个，就可被筛选出；
设定所述未切割图层的算法为切割偏移算法；设定所述偏移图层的算法为切割偏移算法；设定所述凸球表面图层的算法为凸球丢失算法；设定所述叉指表面图层的算法为外部沾污算法；设定所述颗粒物图层的算法为外部沾污算法；
步骤（e）中的核查最终扫描结果的具体步骤为：操作人员待机器扫描完成后，在导出的晶圆缺陷图中随机挑选 10~15 颗不良缺陷的芯片，仔细对比芯片实际不良缺陷与AOI设备检验的不良缺陷日志结果是否一致，二者匹配需完全一致。
采用本发明后，利用AOI 检测设备对等离子切割后的滤波器晶圆芯片进行AIO检测，得到晶圆芯片的良率结果和不良缺陷的分布图，可以方便的检出不良问题，提高了产品质量稳定性。
附图说明
图1为等离子切割后相邻两颗芯片示意图。
具体实施方式
一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其包括以下步骤：
（a）将等离子切割后的的滤波器晶圆芯片背面（非图案面）固定在带有框架的 UV膜上，滤波器晶圆芯片的正面（图案面）朝上放置并在 AOI 检测设备的真空吸盘上固定；滤波器晶圆芯片为晶圆级薄膜封装芯片，晶圆尺寸为 4 英寸、6 英寸、8 英寸中的任一种，晶圆芯片表面由滤波器芯片和参考芯片组成，横纵相邻参考芯片之间分布的滤波器芯片数量分别为 10~20个和20~30 个，且参考芯片表面带有特征图案，滤波器晶圆芯片包含功能区域与切割道区域，其中功能区域表面包括叉指电极、金属电极，苯并环丁烯、导电凸球，导电凸球材质为锡且数量为 5~12个，切割道区域由硅组成，宽度为 3~12μm，芯片功能区最外层由氮化硅薄膜密封，厚度为1~10μm，芯片面积为 0.1~2mm2；
（b）开启AOI 检测设备的光学镜头，对滤波器晶圆芯片进行光学影像对位，扫描出单颗目标芯片的标准形貌图以及晶圆芯片整体的芯片分布图；设备光源为 LED光，光照形式为直射光，光学镜头距离晶圆表面的距离为 5~20mm，采用的放大倍数为 5X或10X中的一种；扫描晶圆芯片整体的芯片分布图和标准形貌图的详细步骤主要为：先对芯片进行横纵边界确认，横纵边界距离滤波器切割道边缘 5~20μm，再通过芯片功能区导电凸球及边缘轮廓识别芯片 表面特征扫描出晶圆整体的芯片分布图，最后通过扫描滤波器晶圆芯片不同位置的 5~30 颗滤波器芯片，经过图像处理和算法计算，合成确定出单颗芯片的标准形貌图，标准形貌图中的切割道区域灰阶值 为100~150，导电凸球表面灰阶值为5~20，叉指电极灰阶值为80~120，金属电极灰阶值为150~200；
（c）对步骤（b）中扫描出的单颗目标芯片的标准形貌图进行不良缺陷图层设定；不良缺陷图层的具体设定步骤和检测目的为：首先在距离标准形貌图切割道10~20μm 的位置设置未切割矩形图层以检测切割道桥连，未切割矩形图层长度等于切割道边缘长度，宽度为 3~5μ m，其次在标准形貌图切割道四周边缘位置设置偏移矩形图层以检测notching和切痕偏移，偏移矩形图层长度等于切割道边缘长度，宽度为 3~5μm；对于功能区域，首先设置椭圆形凸球表面图层覆盖导电凸球以检测凸球缺失，凸球图层数量与凸球数量一致；其次再设置叉指表面矩形图层覆盖叉指电极以检测叉指损伤，叉指表面矩形图层数量与叉指电极数量保持一致，最后设置覆盖整个功能区域的颗粒物矩形图层以检测颗粒物沾污；
（d）对步骤（c）中设定的不良缺陷图层进行参数设定和算法设定；设定未切割图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为 20~50，明状态下的最小缺陷面积检测值为5~90μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为5~30μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为1~3μm；设定偏移图层中与标准形貌图相同位置的暗灰阶对比差值为20~50，暗状态下的最小缺陷面积检测值5000~10000 μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为1~3μm；设定凸球表面图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为 1000~5000μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为60~120μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为3~10μm；设定叉指表面图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，暗灰阶对比差值为 15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为100~500 μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6 μm，暗状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm；设定颗粒物图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，暗灰阶对比差值为15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为 10~50μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm，暗状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm；以上各缺陷的检测规则为：只要目标缺陷满足设定的各状态下的最小缺陷面积，长度和宽度检测值其中一个，就可被筛选出；设定未切割图层的算法为切割偏移算法；设定偏移图层的算法为切割偏移算法；设定凸球表面图层的算法为凸球丢失算法；设定叉指表面图层的算法为外部沾污算法；设定颗粒物图层的算法为外部沾污算法；
（e）对设置好参数和算法的待测晶圆芯片进行扫描并核查最终扫描结果的准确性，核查最终扫描结果的具体步骤为：操作人员待机器扫描完成后，在导出的晶圆缺陷图中随机挑选 10~15 颗不良缺陷的芯片，仔细对比芯片实际不良缺陷与 AOI设备检验的不良缺陷日志结果是否一致，二者匹配需完全一致；
（f）输出目标晶圆芯片的良率结果和不良缺陷的分布图。
图1中，中1是切痕，2是氮化硅薄膜，3是切割道上剩余的硅，4是叉指电极，5是金属电极，6是导电凸球；1和3属于芯片切割道区域；2、4、5、6属于芯片功能区域。
针对等离子切割的滤波器芯片可能会出现的一些不良，像切割道区域的硅桥连，切痕偏移中心， 过刻蚀导致的 notching 过大；以及功能区域的导电凸球缺失，叉指电极损伤，颗粒物沾污等等，本利用 AOI 检测方法，解决了相应目标不良无法被有效检出的问题，提高了产品良率，避免了缺陷产品流向客户从而产生客诉等一系列后果，对公司口碑产生了积极的影响。
Claims (9)
1.一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（a）将等离子切割后的滤波器晶圆芯片的正面朝上放置并在 AOI 检测设备的真空吸盘上固定；
（b）开启AOI 检测设备的光学镜头，对滤波器晶圆芯片进行光学影像对位，扫描出单颗目标芯片的标准形貌图以及晶圆芯片整体的芯片分布图；
（c）对步骤（b）中扫描出的单颗目标芯片的标准形貌图进行不良缺陷图层设定；
（d）对步骤（c）中设定的不良缺陷图层进行参数设定和算法设定；
（e）对设置好参数和算法的待测晶圆芯片进行扫描并核查最终扫描结果的准确性；
（f）输出目标晶圆芯片的良率结果和不良缺陷的分布图。
2.根据权利要求1所述的一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，步骤（a）中，滤波器晶圆芯片为晶圆级薄膜封装芯片，晶圆尺寸为 4 英寸、6 英寸、8 英寸中的任一种， 晶圆芯片表面由滤波器芯片和参考芯片组成，横纵相邻参考芯片之间分布的滤波器芯片数量分别为 10~20个和20~30 个，且参考芯片表面带有特征图案。
3.根据权利要求2所述的一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，滤波器晶圆芯片包含功能区域与切割道区域，其中功能区域表面包括叉指电极、金属电极，苯并环丁烯、导电凸球，导电凸球材质为锡且数量为 5~12个，切割道区域由硅组成，宽度为 3~12μm，芯片功能区最外层由氮化硅薄膜密封，厚度为1~10μm，芯片面积为 0.1~2mm2。
4.根据权利要求1所述的一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，步骤（b）中的设备光源为 LED光，光照形式为直射光，光学镜头距离晶圆表面的距离为5~20mm，采用的放大倍数为 5X或10X中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，步骤（b）中扫描晶圆芯片整体的芯片分布图和标准形貌图的详细步骤主要为：先对芯片进行横纵边界确认，横纵边界距离滤波器切割道边缘 5~20μm，再通过芯片功能区导电凸球及边缘轮廓识别芯片 表面特征扫描出晶圆整体的芯片分布图，最后通过扫描滤波器晶圆芯片不同位置的 5~30 颗滤波器芯片，经过图像处理和算法计算，合成确定出单颗芯片的标准形貌图，标准形貌图中的切割道区域灰阶值 为100~150，导电凸球表面灰阶值为5~20，叉指电极灰阶值为80~120，金属电极灰阶值为150~200。
6.根据权利要求1所述的一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，步骤（c）中不良缺陷图层的具体设定步骤和检测目的为：首先在距离标准形貌图切割道10~20μm 的位置设置未切割矩形图层以检测切割道桥连，未切割矩形图层长度等于切割道边缘长度，宽度为 3~5μ m，其次在标准形貌图切割道四周边缘位置设置偏移矩形图层以检测notching和切痕偏移，偏移矩形图层长度等于切割道边缘长度，宽度为 3~5μm；对于功能区域，首先设置椭圆形凸球表面图层覆盖导电凸球以检测凸球缺失，凸球图层数量与凸球数量一致；其次再设置叉指表面矩形图层覆盖叉指电极以检测叉指损伤，叉指表面矩形图层数量与叉指电极数量保持一致，最后设置覆盖整个功能区域的颗粒物矩形图层以检测颗粒物沾污。
7.根据权利要求6所述的一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，设定所述未切割图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为 20~50，明状态下的最小缺陷面积检测值为5~90μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为5~30μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为1~3μm；设定所述偏移图层中与标准形貌图相同位置的暗灰阶对比差值为20~50，暗状态下的最小缺陷面积检测值5000~10000 μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为1~3μm；设定所述凸球表面图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为 1000~5000μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为60~120μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为3~10μm；设定所述叉指表面图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，暗灰阶对比差值为 15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为100~500 μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6 μm，暗状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm；设定所述颗粒物图层中与标准形貌图相同位置的明灰阶对比差值为15~45，暗灰阶对比差值为15~45，明状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，明状态下的最小缺陷长度检测值为 10~50μm，明状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm，暗状态下的最小缺陷面积检测值为100~500μm2，暗状态下的最小缺陷长度检测值为10~50μm，暗状态下的最小缺陷宽度检测值为2~6μm；以上各缺陷的检测规则为：只要目标缺陷满足设定的各状态下的最小缺陷面积，长度和宽度检测值其中一个，就可被筛选出。
8.根据权利要求7所述的一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，设定所述未切割图层的算法为切割偏移算法；设定所述偏移图层的算法为切割偏移算法；设定所述凸球表面图层的算法为凸球丢失算法；设定所述叉指表面图层的算法为外部沾污算法；设定所述颗粒物图层的算法为外部沾污算法。
9.根据权利要求1所述的一种等离子切割的滤波器芯片AOI不良检测方法，其特征在于，步骤（e）中的核查最终扫描结果的具体步骤为：操作人员待机器扫描完成后，在导出的晶圆缺陷图中随机挑选 10~15 颗不良缺陷的芯片，仔细对比芯片实际不良缺陷与 AOI设备检验的不良缺陷日志结果是否一致，二者匹配需完全一致。
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