TW201320232A

TW201320232A - 首顆晶粒之自動定位方法

Info

Publication number: TW201320232A
Application number: TW100140900A
Authority: TW
Inventors: I-Hsing Tsai
Original assignee: I-Hsing Tsai
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-05-16
Also published as: TWI498993B

Abstract

一種首顆晶粒之自動定位方法，其使用一移動式承載台、一影像擷取單元及一影像處理裝置，該移動式承載台自動步進移動一晶圓；該影像擷取單元在該晶圓上由一缺槽晶粒開始先沿X軸依序擷取預定格數之各晶粒影像，再沿Y軸依序擷取預定格數之各晶粒影像；該影像處理裝置則對各晶粒影像進行分析及座標定位，以便藉此快速且準確的定位尋找出一首顆晶粒之正確位置，進而有利于提升定位首顆晶粒之準確性及加速定位作業。

Description

首顆晶粒之自動定位方法

本發明係關於一種首顆晶粒之自動定位方法，特別是關於一種以自動化之步進移動及影像定位方式在晶圓上快速且準確的尋找首顆晶粒之方法。

現今，半導體封裝產業為了滿足各種高密度封裝的需求，逐漸發展出各種不同型式的封裝設計，其中常用來承載半導體晶片的封裝載板(carrier)包含具有多層印刷電路的封裝基板(substrate)以及由金屬板衝壓或蝕刻而成的導線架(leadframe)。再者，封裝用之半導體晶片係來自於晶圓廠製造之晶圓，該晶圓具有一半導體基板幷且在其表面形成有許多IC電路布局。在進行封裝前，該晶圓通常先被固定在一承載膠帶(tape)上，再接著進行晶圓切割(wafer saw)，以切割出數個晶粒(die/chip)，此時這些晶粒尚未彼此分離。接著，已切割過之晶圓被運送至測試廠進行測試，以先取得一晶圓圖(map)之記錄檔，以記錄良品及不良品的位置。隨後，已測試過之晶圓再運送至封裝廠中，幷搭配該晶圓圖來以機械手臂將良品晶粒逐一取出，並固定(die attach)至封裝基板或導線架上之晶片承載區。隨後，再進行打線、封膠、單離等後段封裝作業後，即可得到半導體封裝產品。

在以機械手臂吸取良品晶粒的步驟前，通常操作員必需預先找出依各晶圓產品預定的首顆晶粒之位置，以便使機械手臂由該首顆晶粒處開始進行吸取動作。請參照第1圖所示，其揭示現有在晶圓上定位首顆晶粒之方法的概要示意圖，該方法主要是先以操作員目視判斷一晶圓10上具有缺槽(V notch)之一缺槽晶粒11的位置，接著再沿著該晶圓10的周緣逆時針(或順時針)依序目視計算晶粒數量，在累計到一預定數量後，即可目視找到一首顆晶粒12之位置，接著只要在該首顆晶粒12旁之二顆無效晶粒13、14標示記號後，即可得知該首顆晶粒12之確切位置。最後，只要使機械手臂之控制電腦讀取晶圓圖幷使機械手臂由該首顆晶粒12開始吸取晶粒，整個吸取晶粒之動作即不致發生錯誤吸取不正確位置之晶粒的問題。

然而，上述現有在晶圓上定位首顆晶粒之方法在實際操作上仍具有下述問題，例如：當晶粒尺寸較大時，雖操作員目視尋找晶粒較不致發生誤判問題，但是其人工定位作業耗時較多。再者，當晶粒尺寸微小化並且小於10×10 mm時，操作員目視尋找晶粒則容易因尺寸過小及晶粒數量過多，而容易誤判首顆晶粒12之位置。一旦誤判首顆晶粒12之位置，後續機械手臂之整個吸取晶粒動作將會吸取不正確位置之晶粒，因而導致整批固晶後之半成品全部必需重工(rework)或銷毀，進而大幅降低整體封裝良率。

故，有必要提供一種首顆晶粒之自動定位方法，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種首顆晶粒之自動定位方法，其使用移動式承載台、影像擷取單元及影像處理裝置，該移動式承載台自動步進移動晶圓；該影像擷取單元在晶圓上由缺槽晶粒開始先沿X軸依序擷取預定格數之各晶粒影像，再沿Y軸依序擷取預定格數之各晶粒影像；該影像處理裝置則對各晶粒影像進行分析及座標定位，以便藉此快速且準確的定位尋找出首顆晶粒之正確位置，進而有利於提升定位首顆晶粒之準確性及加速定位作業。

本發明之次要目的在於提供一種首顆晶粒之自動定位方法，其係在以移動式承載臺步進移動晶圓之期間，利用影像擷取單元擷取各格晶粒之影像來進行自動影像分析，以定義出各格晶粒之座標位置，同時可以在判斷座標位置有誤時進行位置補償動作，因而有利於確保每一格移動作業之正確性。

本發明之另一目的在於提供一種首顆晶粒之自動定位方法，其係具有標準定位模式與快速定位模式可供選擇，以便在處理數片同一規格之晶圓時，可以利用快速定位模式來加速處理第二片或以後之晶圓，以快速自動定位出各晶圓上首顆晶粒之位置，因而有利於加速定位作業。

為達上述之目的，本發明提供一種首顆晶粒之自動定位方法，其包含下列步驟：

(S01)、將一晶圓固定在一移動式承載臺上，其中該晶圓包含數顆晶粒及數道切割溝槽，該些晶粒之長寬尺寸小於10×10毫米(mm)，該些晶粒中包含一缺槽晶粒d₀；

(S02)、使一影像擷取單元對位於該晶圓之缺槽晶粒d₀，利用該影像擷取單元擷取該缺槽晶粒d₀之影像，及藉由一影像處理裝置進行影像分析並將該缺槽晶粒d₀之位置定義為座標位置(0,0)；

(S03)、使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元沿X軸步進位移一格晶粒之距離，利用該影像擷取單元擷取鄰接在該缺槽晶粒d₀內側之下一晶粒d₁之影像，及藉由該影像處理裝置進行影像分析並將該晶粒d₁之座標位置定義為(1,0)；

(S04)、若沿X軸欲移動之晶粒總格數m等於1，則進行下一步驟(S05)；若沿X軸欲移動之晶粒總格數m為2或以上之整數，則以相似步驟(S03)之方式沿X軸依序擷取數顆晶粒d₂...d_m之影像，以便將該些晶粒d₂...d_m之座標位置分別定義為(2,0)...(m,0)；

(S05)、使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元沿Y軸步進位移一格晶粒之距離，利用該影像擷取單元擷取鄰接在該晶粒d_m旁側之另一晶粒d_m+1之影像，及藉由該影像處理裝置進行影像分析並將該晶粒d_m+1之座標位置定義為(m,1)；

(S06)、若沿Y軸欲移動之晶粒總格數n等於1，則進行下一步驟(S07)；若沿Y軸欲移動之晶粒總格數n為2或以上之整數，則以相似步驟(S05)之方式沿Y軸依序擷取數顆晶粒d_m+2...d_m+n之影像，以便將該些晶粒d_m+2...d_m+n之座標位置分別定義為(m,2)...(m,n)；以及

(S07)、將座標位置為(m,n)之該晶粒d_m+n定義為一首顆晶粒，並在該首顆晶粒旁側之二顆無效晶粒上分別標示一輔助定位記號。

做為本發明之一實施例，步驟(S01)之該晶圓係先貼在一支撐框之一承載膠帶上，再與該支撐框及承載膠帶一起固定在該移動式承載臺上。

做為本發明之一實施例，在步驟(S03)至(S06)中，在使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元步進位移時，係藉由該移動式承載台移動該晶圓，同時保持該影像擷取單元固定不動；或是保持該移動式承載台及晶圓固定不動，同時移動該影像擷取單元。

做為本發明之一實施例，在步驟(S03)至(S06)中，每當利用該影像擷取單元擷取一顆晶粒之影像時，該影像即被傳送到該影像處理裝置，該影像處理裝置自動省略分析該影像之一中間方塊區域，而僅分析該影像之一周邊方框區域，其中：若該周邊方框區域包含相交排列之四條該切割溝槽的影像，則判斷該晶粒之影像正確無誤，並結束定義該晶粒之座標位置的動作；或者若該周邊方框區域不包含相交排列之四條該切割溝槽的完整影像，則判斷該晶粒之影像不正確，此時使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元微幅移動以進行位置補償，並利用該影像擷取單元重新擷取該晶粒之影像，直到該影像處理裝置分析並判斷該晶粒之影像正確無誤為止。

做為本發明之一實施例，在步驟(S07)之後另包含下述步驟：

(S08)、使一機械手臂對位到該晶圓之首顆晶粒，並由該首顆晶粒開始進行吸取晶粒之動作。

做為本發明之一實施例，在步驟(S08)之後另包含下述步驟：

(S09)、移除該晶圓，幷在同一該移動式承載臺上放置同一規格之第二片晶圓；

(S10)、將步驟(S02)之缺槽晶粒d₀兩側沿X軸延伸之其中二條該切割溝槽定義為X軸之二移動基準線，以便直接使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元準確的沿X軸進行m格晶粒距離之移動；

(S11)、將步驟(S05)之晶粒d_m兩側沿Y軸延伸之其中二條該切割溝槽定義為Y軸之二移動基準線，以便直接使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元準確的沿Y軸進行n格晶粒距離之移動；以及

(S12)、在沿X、Y軸移動後將該影像擷取單元對位到及擷取到影像之晶粒d_m+n直接定義為一首顆晶粒，幷在該首顆晶粒旁側之二顆無效晶粒上分別標示一輔助定位記號。

做為本發明之一實施例，步驟(S07)或(S12)係利用雷射光刻、油墨蓋印、墨筆或刀刻之方式在該無效晶粒上標示該輔助定位記號。

做為本發明之一實施例，該晶圓為用以生產半導體或光電元件之晶圓，例如該晶圓選自矽晶圓、砷化鎵晶圓或藍寶石晶圓。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，幷配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」或「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

本發明於下述較佳實施例將提供一種首顆晶粒之自動定位方法，該方法是在晶圓完成測試之後及以機械手臂進行吸取晶粒之前實施，以便自動定位晶圓找出首顆晶粒之位置，如此機械手臂之控制電腦即可開始讀取晶圓圖，幷使機械手臂由首顆晶粒開始按順序吸取晶粒，以進行後續固晶(die attach)作業。本發明將於下文利用第2至8圖逐一詳細說明較佳實施例之上述各步驟的實施細節及其原理。

請參照第2、3、3A圖所示，本發明較佳實施例之首顆晶粒之自動定位方法的步驟(S01)係：將一晶圓20固定在一移動式承載台30上。在本步驟中，該晶圓20通常是指用以生產半導體元件(如各種IC)或光電元件(如太陽能電池或LED)而使用之晶圓，例如矽晶圓、砷化鎵晶圓或藍寶石晶圓，但並不限於此。當該晶圓20所包含之晶粒(die)的長x寬之尺寸小於10×10毫米(mm)時，本發明特別適用於在該晶圓20上自動定位出首顆晶粒。再者，該晶圓20包含數顆晶粒及數道切割溝槽21、22，該切割溝槽21、22係分別指沿該晶圓20之X軸及Y軸切割出之溝槽，該切割溝槽21、22可以交叉排列，幷定義出許多晶粒之區域，且在該些晶粒中係包含一缺槽晶粒d₀。該缺槽晶粒d₀係指位於該晶圓20周緣且具有一V形缺口(V notch)之晶粒，其可用以做為定位各晶粒座標位置之基準點。

另外，在本步驟中，該移動式承載台30係至少具有沿X軸及Y軸移動之二維移動機構，且通常該晶圓20係先貼在一支撐框32之一承載膠帶31上之後，接著再與該支撐框32及承載膠帶31一起固定在該移動式承載台30上。值得注意的是，本發明所指之X軸及Y軸僅是指二個相互垂直之方向，其較佳係指分別與該切割溝槽21、22平行或約略保持平行的兩個延伸方向，該X軸及Y軸亦可表示為橫向與縱向，或水平方向與垂直方向等。

請參照第2、3及3A圖所示，本發明較佳實施例之首顆晶粒之自動定位方法的步驟(S02)係：使一影像擷取單元40對位於該晶圓20之缺槽晶粒d₀，利用該影像擷取單元40擷取該缺槽晶粒d₀之影像41，及藉由一影像處理裝置50進行影像分析並將該缺槽晶粒d₀之位置定義為座標位置(0,0)。在本步驟中，該影像擷取單元40係位於該晶圓20之上方，並保持一段預定距離(例如1至50公分)，且如第3及3A圖所示，本步驟首先係由一操作員以手動的方式調整該移動式承載台30或該影像擷取單元40之位置，以使該影像擷取單元40對位於該晶圓20之缺槽晶粒d₀，接著利用該影像擷取單元40擷取該缺槽晶粒d₀(及其鄰近區域)之影像41，隨後再藉由該影像處理裝置50(例如個人電腦、筆記型電腦或伺服器電腦等)將該影像41中包含V形缺口影像特徵之晶粒區域定義為該缺槽晶粒d₀，並將該缺槽晶粒d₀之位置(例如其中心點位置)定義為座標位置(0,0)。

請參照第2、4、4A及4B圖所示，本發明較佳實施例之首顆晶粒之自動定位方法的步驟(S03)係：使該移動式承載台30及晶圓20相對該影像擷取單元40沿X軸步進位移一格晶粒之距離，利用該影像擷取單元40擷取鄰接在該缺槽晶粒d₀內側之下一晶粒d₁之影像，及藉由該影像處理裝置50進行影像分析並將該晶粒d₁之座標位置定義為(1,0)。在本步驟中，該晶粒d₁即為不計該缺槽晶粒d₀的第1次移動後的第1顆晶粒，本發明係藉由該移動式承載台30來移動該晶圓20，同時保持該影像擷取單元40固定不動；但在另一實施方式中，也可能是保持該移動式承載台30及晶圓20固定不動，但移動該影像擷取單元40。該晶粒d₁係指鄰接在該缺槽晶粒d₀徑向內側之最接近的一顆晶粒。在步進位移後，該影像擷取單元40之取像窗口將沿X軸步進位移一格晶粒之距離(例如10 mm)，也就是其取像窗口對位到鄰接在該缺槽晶粒d₀內側之下一晶粒d₁之區域。此時，可擷取該晶粒d₁(及其鄰近區域)之影像41，其中要將該晶粒d₁之座標位置定義為(1,0)之詳細步驟係如下所述：首先，將該晶粒d₁(及其鄰近區域)之影像41傳送到該影像處理裝置50，接著該影像處理裝置50自動省略分析該影像之一中間方塊區域43(如第4B圖所示)，而僅分析該影像之一周邊方框區域42，其中：(1)若該周邊方框區域42包含相交排列之四條該切割溝槽21、22的影像，則判斷該晶粒d₁之影像正確無誤，並結束定義該晶粒d₁之座標位置為(1,0)的動作；或者(2)若該周邊方框區域42不包含相交排列之四條該切割溝槽21、22的完整影像，則判斷該晶粒d₁之影像41不正確，此時使該移動式承載台30及晶圓20相對該影像擷取單元40微幅移動以進行位置補償，並接著再利用該影像擷取單元40重新擷取該晶粒d₁之影像41，直到該影像處理裝置50分析並判斷該晶粒d₁之影像41正確無誤足以供定義出座標位置為(1,0)為止。再者，上述自動省略分析該影像之中間方塊區域43的用意在於直接省略不分析較不可能存在切割溝槽之無意義中央區域，以便相對減少影像分析之工作負擔，並可相對加速影像分析速度。

請參照第2及5圖所示，本發明較佳實施例之首顆晶粒之自動定位方法的步驟(S04)係：若沿X軸欲移動之晶粒總格數m等於1，則進行下一步驟(S05)；若沿X軸欲移動之晶粒總格數m為2或以上之整數，則以相似步驟(S03)之方式沿X軸依序擷取數顆晶粒d₂...d_m之影像，以便將該些晶粒d₂...d_m之座標位置分別定義為(2,0)...(m,0)。在本步驟中，該晶粒d₂...d_m即為不計該缺槽晶粒d₀的第2...m次移動後的第2...m顆晶粒，欲移動之晶粒總格數m係根據該晶圓20預設之首顆晶粒的座標位置(x,y)之x值來設定的。若為第1種情況(m等於1)則在完成步驟(S03)後即可直接進行步驟(S05)；若為第2種情況(m為2或以上之整數)則在完成步驟(S03)後則繼續進行類似步驟(S03)之步進位移、影像定位及位置補償等動作，例如：在步驟(S03)後，接著使該移動式承載台30及晶圓20相對該影像擷取單元40沿X軸再步進移動一格晶粒之距離(例如10 mm)，並利用該影像擷取單元40擷取鄰接在該晶粒d₁內側之下一晶粒d₂之影像，及藉由該影像處理裝置50進行影像分析並將該晶粒d₂之座標位置定義為(2,0)；接著，並以相似上述步驟之方式沿X軸依序擷取數顆晶粒d₃、d₄...d_m之影像，以便藉由該影像處理裝置50將該些晶粒d₃、d₄...d_m之座標位置分別定義為(3,0)、(4,0)...(m,0)，此時m例如為3或以上之正整數。

請參照第2及6圖所示，本發明較佳實施例之首顆晶粒之自動定位方法的步驟(S05)係：使該移動式承載台30及晶圓20相對該影像擷取單元40沿Y軸步進位移一格晶粒之距離，利用該影像擷取單元40擷取鄰接在該晶粒d_m旁側之另一晶粒d_m+1之影像，及藉由該影像處理裝置進行影像分析並將該晶粒d_m+1之座標位置定義為(m,1)。在本步驟中，該晶粒d_m+1即為不計該缺槽晶粒d₀的第m+1次移動後的第m+1顆晶粒，該晶粒d_m+1係指鄰接在該晶粒d_m其中一側(如第6圖之晶粒d_m的下側或上側)之最接近的一顆晶粒。本步驟除了是沿Y軸移動外，其步進位移、影像定位及位置補償等動作及原理則皆相似於步驟(S03)，故於此不再予詳細描述。

請參照第2及7圖所示，本發明較佳實施例之首顆晶粒之自動定位方法的步驟(S06)係：若沿Y軸欲移動之晶粒總格數n等於1，則進行下一步驟(S07)；若沿Y軸欲移動之晶粒總格數n為2或以上之整數，則以相似步驟(S05)之方式沿Y軸依序擷取數顆晶粒d_m+2...d_m+n之影像，以便將該些晶粒d_m+2...d_m+n之座標位置分別定義為(m,2)...(m,n)。在本步驟中，該晶粒d_m+2...d_m+n即為不計該缺槽晶粒d₀的第m+2...m+n次移動後的第m+2...m+n顆晶粒，欲移動之晶粒總格數n係根據該晶圓20預設之首顆晶粒的座標位置(x,y)之y值來設定的。若為第1種情況(n等於1)則在完成步驟(S05)後即可直接進行步驟(S07)；若為第2種情況(n為2或以上之整數)則在完成步驟(S05)後則繼續進行類似步驟(S05)之步進位移、影像定位及位置補償等動作，例如：在步驟(S05)後，接著使該移動式承載台30及晶圓20相對該影像擷取單元40沿Y軸再步進移動一格晶粒之距離(例如10 mm)，並利用該影像擷取單元40擷取鄰接在該晶粒d_m+1下側(或上側)之下一晶粒d_m+2之影像，及藉由該影像處理裝置50進行影像分析並將該晶粒d_m+2之座標位置定義為(m,2)；接著，並以相似上述步驟之方式沿Y軸依序擷取數顆晶粒d_m+3、d_m+4...d_m+n之影像，以便藉由該影像處理裝置50將該些晶粒d_m+3、d_m+4...d_m+n之座標位置分別定義為(m,3)、(m,4)...(m,n)，此時m例如為3或以上之正整數。

請參照第2及8圖所示，本發明較佳實施例之首顆晶粒之自動定位方法的步驟(S07)係：將座標位置為(m,n)之該晶粒d_m+n定義為一首顆晶粒，幷在該首顆晶粒旁側之二顆無效晶粒d_x1、d_x2上分別標示一輔助定位記號。在本步驟中，當該移動式承載台30及晶圓20相對該影像擷取單元40已依序沿X軸及Y軸分別步進移動了m格及n格晶粒距離後，表示已相對應的完成了m次及n次之「步進位移與影像定位」之自動化動作，其中每一次自動化動作中則可能包含或不包含位置補償這一選擇性動作。最後，本步驟係可利用雷射光刻、油墨蓋印、墨筆或刀刻之方式(例如使用油性墨水的簽字筆)在該二無效晶粒d_x1、d_x2上標示該輔助定位記號，此標記動作可以選擇使用自動化機具或以人工來完成。

在步驟(S07)之後則可另包含下述步驟：(S08)、使一機械手臂(未繪示)對位到該晶圓20之首顆晶粒，並由該首顆晶粒開始進行吸取晶粒之動作。值得注意的是，本發明上述步驟(S01)至(S07)係屬於一種標準定位模式之流程作業方式，本發明另亦提供一種快速定位模式可供選擇，以便在處理數片同一規格之晶圓20時，可以利用快速定位模式來加速處理第二片或以後之晶圓20，以快速自動定位出各晶圓20上首顆晶粒之位置，因而有利於加速定位作業。

該快速定位模式即在步驟(S08)之後另包含下述步驟：

(S09)、移除該晶圓20，幷在同一該移動式承載臺上放置同一規格之第二片晶圓20；

(S10)、將步驟(S02)之缺槽晶粒d₀兩側沿X軸延伸之其中二條該切割溝槽21定義為X軸之二移動基準綫，以便直接使該移動式承載台30及晶圓20相對該影像擷取單元40準確的沿X軸進行m格晶粒距離之移動；

(S11)、將步驟(S05)之晶粒d_m兩側沿Y軸延伸之其中二條該切割溝槽22定義為Y軸之二移動基準綫，以便直接使該移動式承載台30及晶圓20相對該影像擷取單元40準確的沿Y軸進行n格晶粒距離之移動；以及

(S12)、在沿X、Y軸移動後將該影像擷取單元40對位到及擷取到影像之晶粒d_m+n直接定義為一首顆晶粒，幷在該首顆晶粒旁側之二顆無效晶粒d_x1、d_x2上分別標示一輔助定位記號。

如上所述，相較於現有以人工目測方式在晶圓上定位首顆晶粒之方法耗時較多且容易因尺寸過小及晶粒數量過多而導致誤判首顆晶粒位置等缺點，第2至8圖之本發明係使用該移動式承載台30、影像擷取單元40及影像處理裝置50，該移動式承載台30自動步進移動一晶圓20；該影像擷取單元40在該晶圓20上由一缺槽晶粒d₀開始先沿X軸依序擷取預定格數之各晶粒影像，再沿Y軸依序擷取預定格數之各晶粒影像；該影像處理裝置50則對各晶粒影像進行分析及座標定位，以便藉此快速且準確的定位尋找出首顆晶粒之正確位置，進而有利於提升定位首顆晶粒之準確性及加速定位作業。再者，本發明也可在以該移動式承載台30步進移動該晶圓20之期間，利用該影像擷取單元40擷取各格晶粒之影像來進行自動影像分析，以定義出各格晶粒之座標位置，同時可以在判斷座標位置有誤時進行位置補償動作，因而有利於確保每一格移動作業之正確性。另外，本發明係具有標準定位模式與快速定位模式可供選擇，以便在處理數片同一規格之晶圓20時，可以利用快速定位模式來加速處理第二片或以後之晶圓20，以快速自動定位出各晶圓20上首顆晶粒之位置，因而有利於加速定位作業。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其幷非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．晶圓

11．．．缺槽晶粒

12．．．首顆晶粒

13．．．無效晶粒

14．．．無效晶粒

20．．．晶圓

21．．．切割溝槽

22．．．切割溝槽

30．．．移動式承載台

31．．．承載膠帶

32．．．支撐框

40．．．影像擷取單元

41．．．影像

42．．．周邊方框區域

43．．．中間方塊區域

50．．．影像處理裝置

d₀．．．缺槽晶粒

d₁、d_m、d_m+1、d_m+n．．．晶粒

d_x1、d_x2．．．無效晶粒

第1圖：現有在晶圓上定位首顆晶粒之方法的概要示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例首顆晶粒之自動定位方法的步驟(S01)相關設備之概要示意圖。

第3圖：本發明較佳實施例之步驟(S02)之操作示意圖。

第3A圖：本發明較佳實施例之步驟(S02)擷取之缺槽晶粒影像之概要示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例之步驟(S03)之操作示意圖。

第4A圖：本發明較佳實施例之步驟(S03)擷取之下一晶粒影像之概要示意圖。

第4B圖：本發明較佳實施例分析處理第4A圖之晶粒影像處理之概要示意圖。

第5、6、7及8圖：本發明較佳實施例之步驟(S04)、(S05)、(S06)及(S07)之操作示意圖。

20．．．晶圓

d₀．．．缺槽晶粒

d_m+n．．．晶粒

d_x1．．．無效晶粒

d_x2．．．無效晶粒

Claims

一種首顆晶粒之自動定位方法，其包含步驟：(S01)、將一晶圓固定在一移動式承載臺上，其中該晶圓包含數顆晶粒及數道切割溝槽，該些晶粒之長寬尺寸小于10×10毫米，該些晶粒中包含一缺槽晶粒d₀；(S02)、使一影像擷取單元對位於該晶圓之缺槽晶粒d₀，利用該影像擷取單元擷取該缺槽晶粒d₀之影像，及藉由一影像處理裝置進行影像分析並將該缺槽晶粒d₀之位置定義為座標位置(0,0)；(S03)、使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元沿X軸步進位移一格晶粒之距離，利用該影像擷取單元擷取鄰接在該缺槽晶粒d₀內側之下一晶粒d₁之影像，及藉由該影像處理裝置進行影像分析並將該晶粒d₁之座標位置定義為(1,0)；(S04)、若沿X軸欲移動之晶粒總格數m等於1，則進行下一步驟(S05)；若沿X軸欲移動之晶粒總格數m為2或以上之整數，則以相似步驟(S03)之方式沿X軸依序擷取數顆晶粒d₂...d_m之影像，以便將該些晶粒d₂...d_m之座標位置分別定義為(2,0)...(m,0)；(S05)、使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元沿Y軸步進位移一格晶粒之距離，利用該影像擷取單元擷取鄰接在該晶粒d_m旁側之另一晶粒d_m+1之影像，及藉由該影像處理裝置進行影像分析並將該晶粒d_m+1之座標位置定義為(m,1)；(S06)、若沿Y軸欲移動之晶粒總格數n等於1，則進行下一步驟(S07)；若沿Y軸欲移動之晶粒總格數n為2或以上之整數，則以相似步驟(S05)之方式沿Y軸依序擷取數顆晶粒d_m+2...d_m+n之影像，以便將該些晶粒d_m+2...d_m+n之座標位置分別定義為(m,2)...(m,n)；以及(S07)、將座標位置為(m,n)之該晶粒d_m+n定義為一首顆晶粒，幷在該首顆晶粒旁側之二顆無效晶粒上分別標示一輔助定位記號。
如申請專利範圍第1項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中步驟(S01)之該晶圓係先貼在一支撑框之一承載膠帶上，再與該支撑框及承載膠帶一起固定在該移動式承載臺上。
如申請專利範圍第1項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中在步驟(S03)至(S06)中，在使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元步進位移時，係藉由該移動式承載台移動該晶圓，同時保持該影像擷取單元固定不動。
如申請專利範圍第1項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中在步驟(S03)至(S06)中，在使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元步進位移時，係保持該移動式承載台及晶圓固定不動，同時移動該影像擷取單元。
如申請專利範圍第1項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中在步驟(S03)至(S06)中，每當利用該影像擷取單元擷取一顆晶粒之影像時，該影像即被傳送到該影像處理裝置，該影像處理裝置自動省略分析該影像之一中間方塊區域，而僅分析該影像之一周邊方框區域，其中：若該周邊方框區域包含相交排列之四條該切割溝槽的影像，則判斷該晶粒之影像正確無誤，幷結束定義該晶粒之座標位置的動作；或者若該周邊方框區域不包含相交排列之四條該切割溝槽的完整影像，則判斷該晶粒之影像不正確，此時使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元微幅移動以進行位置補償，幷利用該影像擷取單元重新擷取該晶粒之影像，直到該影像處理裝置分析並判斷該晶粒之影像正確無誤為止。
如申請專利範圍第1項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中在步驟(S07)之後另包含步驟：(S08)、使一機械手臂對位到該晶圓之首顆晶粒，並由該首顆晶粒開始進行吸取晶粒之動作。
如申請專利範圍第6項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中在步驟(S08)之後另包含步驟：(S09)、移除該晶圓，幷在同一該移動式承載臺上放置同一規格之第二片晶圓；(S10)、將步驟(S02)之缺槽晶粒d₀兩側沿X軸延伸之其中二條該切割溝槽定義為X軸之二移動基準綫，以便直接使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元準確的沿X軸進行m格晶粒距離之移動；(S11)、將步驟(S05)之晶粒d_m兩側沿Y軸延伸之其中二條該切割溝槽定義為Y軸之二移動基準綫，以便直接使該移動式承載台及晶圓相對該影像擷取單元準確的沿Y軸進行n格晶粒距離之移動；以及(S12)、在沿X、Y軸移動後將該影像擷取單元對位到及擷取到影像之晶粒d_m+n直接定義為一首顆晶粒，幷在該首顆晶粒旁側之二顆無效晶粒上分別標示一輔助定位記號。
如申請專利範圍第1項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中步驟(S07)係利用雷射光刻、油墨蓋印、墨筆或刀刻之方式在該無效晶粒上標示該輔助定位記號。
如申請專利範圍第7項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中步驟(S12)係利用雷射光刻、油墨蓋印、墨筆或刀刻之方式在該無效晶粒上標示該輔助定位記號。
如申請專利範圍第1項所述之首顆晶粒之自動定位方法，其中該晶圓選自矽晶圓、砷化鎵晶圓或藍寶石晶圓。