TW202144768A

TW202144768A - 用於檢測電子元件中的內部缺陷的裝置和方法

Info

Publication number: TW202144768A
Application number: TW110106043A
Authority: TW
Inventors: 志川唐
Original assignee: 馬來西亞商正齊科技有限公司
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2021-12-01
Also published as: TWI771920B; PH12021050081A1; KR20210143648A; TWM629845U

Abstract

本發明涉及一種用於檢測電子元件中的內部缺陷的裝置（1）和方法（2），包括：面對該電子元件（101）的第一表面（106）的成像單元（102），其中該第一表面（106）包括該電子元件（101）的凸出側；至少一個紅外線光源（103、105），其能夠照亮由雷射開槽製程引起的內部缺陷（108），例如該電子元件（101）的微裂紋或內部裂紋；該紅外線光源（103、105）和該電子元件（101）相對於它們各自的水平面（LSHP，ECHP）傾斜0°至90°的角度。

Description

用於檢測電子元件中的內部缺陷的裝置和方法

本發明涉及一種用於檢測電子元件中的內部缺陷的裝置和方法，該裝置和方法包括：面向所述電子元件的第一表面的成像單元，其中所述第一表面包括所述電子元件的凸出側；至少一個紅外線光源，其能夠照亮由雷射開槽製程引起的內部缺陷，例如所述電子元件的微裂紋或內部裂紋；所述紅外線光源和所述電子元件相對於它們各自的水平面傾斜0°至90°的角度。

晶圓切割是任何半導體積體電路（IC）生產基地的重要製程，它是將單個半導體晶粒與晶圓分開的切割製程，因此可以透過機械切割製程或雷射開槽製程來完成該切割製程。眾所周知，與使用刀片的傳統機械鋸切製程相比，雷射開槽技術是最先進的技術。儘管如此，雷射開槽製程會引起半導體晶粒的微裂紋或內部裂紋，並導致低產能。半導體晶粒的側壁紅外線（IR）檢查無法檢查由雷射開槽引起的內部缺陷，而紅外線表面檢查將難以識別背景和缺陷之間的灰度差值。

Kyung Beom Kim於KR101234603B1公開了一種使用拉曼散射進行表面缺陷檢查的裝置。被檢體表面缺陷的檢查裝置包括：被檢體安裝於其上的安放部；一光源單元，其投射拉曼雷射光至被檢體；一光檢測器，用於檢測被檢體散射的散射光；以及用以判斷是否存在缺陷以及缺陷的類型的一缺陷判斷單元，其電性連接到光檢測器，並從檢測到的散射光測量拉曼光譜和拉曼位移量，並將測得的拉曼位移量與為每種缺陷類型預先設定的多個判斷缺陷的拉曼位移量進行比較。此發明還提供一種使用拉曼散射檢查樣本表面缺陷的方法。但是，KR101234603B1存在一些限制，因為它僅用於表面缺陷檢查，並且不能檢測半導體器件內部缺陷的存在與否。

除了KR101234603B1以外，Wack等人於US6818459B2中公開了一種判斷宏觀缺陷是否存在的方法和系統。該系統可以包括被配置為支撐樣本並耦合到測量裝置的一平臺。該測量裝置可以包括一照明系統和一檢測系統。該照明系統和該檢測系統可以被配置為使得系統可以被配置為判斷樣本的多種特性。例如，該系統可以被配置為判斷樣本的多種性質，包括但不限於樣本的宏觀缺陷和覆蓋物的存在。以這種方式，測量裝置可以執行多種光學和/或非光學計量和/或檢查技術。該方法遇到了與KR101234603B1一樣的一些缺點，因為該系統和方法用於確定宏觀缺陷的存在，但不包含內部缺陷（例如微裂紋）。

因此，有利的是，透過具有用於檢測電子元件的內部缺陷（諸如微裂紋或內部裂紋）的裝置和方法來減輕缺點，該裝置和方法透過以不同角度的紅外線燈光投射，以及以不同角度的照相機位置朝向該電子元件，來檢測該電子元件，從而至少一個紅外線光源和該電子元件相對於它們各自的水平面傾斜到0°至90°的角度。

因此，本發明的主要目的是提供一種，透過以不同角度的紅外線燈光投射以及不同角度的攝像頭位置朝向電子元件，來實現用於檢測電子元件中的微裂紋或內部裂紋內部缺陷的裝置和方法。

本發明的又一個目的是提供一種用於檢測電子元件中的內部缺陷的裝置和方法，其中該裝置和方法能夠拍攝內部缺陷的圖像，且此圖像具有最少的雜訊。

本發明的又一個目的是提供一種用於檢測電子元件中的內部缺陷的裝置和方法，藉此該裝置和方法能夠提高生產能力。

本發明的又一個目的是提供一種用於檢測電子元件中的內部缺陷的裝置和方法，其中該方法能夠更精確和更準確無誤地檢測和檢查微裂紋。

透過理解以下對本發明的詳細描述或在實踐中採用本發明，本發明的其他目的將變得顯而易見。

根據本發明的較佳實施例，提供了以下內容：一種用於檢測電子元件中的內部缺陷的裝置包括：一成像單元，面對該電子元件的第一表面，其中該第一表面包括該電子元件的凸出側；至少一個紅外光源；其特徵在於：該紅外線光源被定位成使得該紅外線光源能夠照亮由雷射開槽製程引起的該電子元件的內部缺陷；以及該紅外線光源和該電子元件相對於它們各自的水平面傾斜0°至90°的角度。

在本發明的另一個實施例中，提供一種用於檢測電子元件中的內部缺陷的方法（2），包括以下步驟：（i）將該電子元件從一旋轉台站傳送到一檢查站；（ii）在該電子元件沿X軸方向移動時，透過一成像單元配合至少一個紅外光源，檢查該電子元件的第一側壁；（iii）使該電子元件沿該電子元件的平面旋轉，並在該電子元件旋轉後，透過該成像單元檢查該電子元件的第二側壁；（iv）重複該步驟（iii），使該電子元件沿該電子元件的該平面旋轉，並在該電子元件旋轉後，透過該成像單元檢查該電子元件的該第二側壁，藉此檢查該電子元件的四個側壁；（v）將該電子元件沿X軸方向移至一待機位置；以及（vi）將該電子元件送回該旋轉台站；其特徵在於：該紅外線光源被定位成使得該紅外線光源能夠照亮由雷射開槽製程引起的該電子元件的內部缺陷；以及該紅外線光源和該電子元件相對於它們各自的水平面傾斜0°至90°的角度。

在下面的詳細描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的透徹理解。但是，本領域普通技術人員應能理解，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。在其他情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法，過程和/或元件，以免使本發明不清楚。

從下面對本發明的實施例的描述中將更清楚地理解本發明，這些實施例僅以參考附圖的方式展現，這些附圖不是按比例繪製的。

如在本公開和本文的所附申請專利範圍中所使用的，單數形式的“一個”，“一種”和“該”包括複數指示物，除非上下文清楚地指示或另外指出。

在本說明書的整個公開和申請專利範圍中，單詞“包括”和該單詞的變體，諸如“包括”和“包括”，意指“包括但不限於”，並且不意圖排除例如其他元件，整數或步驟。“示例性”是指“的示例”，並且不意圖傳達優選或理想實施例的指示，“例如”不是限制性的，而是用於說明目的。

通常，本發明要求保護一種用於檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108）的裝置（1），該裝置（1）包括：面向該電子元件（101）的第一表面（106）的一成像單元（102），以拍攝該內部缺陷（108）的圖像，其中該第一表面（106）包括該電子元件（101）的凸出側；至少一個紅外線光源（103、105），其被定位成使該紅外線光源（103、105）能夠照亮由雷射開槽製程引起的該電子元件（101）的內部缺陷（108）的配置；該紅外線光源（103、105）和該電子元件（101）相對於它們各自的水平面（LSHP，ECHP）傾斜0°至90°的角度。成像單元（102）和紅外線光源（103、105）的不同構造或設置將在圖1A至圖1D中描述。

參考圖1A，其為檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108），諸如微裂紋或內部裂紋，的示例性示圖，其中該內部缺陷（108）可以在整個電子元件（101）中發生。該成像單元（102）面對該電子元件（101）的第一表面（106），藉此該電子元件（101）相對於其水平面（ECHP）傾斜0°至90°的角度(傾斜角X)。該紅外線光源（103）面向該電子元件（101）的第二表面（109）。該第一表面（106）包括該電子元件（101）的凸出側，而該第二表面（109）是指該電子元件（101）的背側。或者，該紅外線光源（105）可以相對於該紅外線光源（105）的水平面（LSHP），以0°至90°的傾斜角Y101）的一個側壁（111）上，如圖1B所示。

現在請參考圖1C，其展示了該成像單元（102）和紅外線光源（103、105）的另一種設置。在這種設置下，該成像單元（102）面對該電子元件（101）的第一表面（106），並且該電子元件（101）相對於其水平面（ECHP）傾斜0°至90°的角度(傾斜角X)。將有兩個紅外線光源（103、105），其中一個紅外線光源（103）面向該電子元件（101）的第二表面（109），而第二個紅外線光源（105）位於該電子元件（101）的一個側壁（111）且相對於該紅外線光源（105）的水平面（LSHP）具有0°至90°的傾斜角Y該成像單元（102）包括嵌入式紅外線光源（107），藉此該成像單元（102）與該嵌入式紅外線光源（107）一起作為一體操作。具有該嵌入式紅外光源（107）的該成像單元（102）設置在該電子元件（101）的第二表面（109）上，且該紅外光源（107）能夠照亮由雷射開槽製程引起的內部缺陷，而該成像單元（102）能夠拍攝內部缺陷的更清晰圖像，如圖1D所示。

如圖2和圖3所示，其展示了用於在檢查站（113）處檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108）的示例性方法和裝置。首先，（i）將電子元件（101）從旋轉台站（112）轉移到檢查站（113）（201）；接著，（ii）在該電子元件（101）沿X軸方向做直線線性移動時，透過一成像單元（102）結合至少一個紅外線光源（103、105），檢查該電子元件（101）的第一側壁（203）；然後，（iii）沿該電子元件（101）的平面旋轉該電子元件（101），並在該電子元件（101）旋轉之後，透過該成像單元（102）檢查該電子元件（101）的第二側壁（205）。

重複執行該步驟（iii）(沿該電子元件（101）的平面旋轉該電子元件（101），並在該電子元件（101）旋轉之後，透過該成像單元（102）檢查該電子元件（101）的第二側壁（205）)，以進行該電子元件（101）的四個側壁的檢查（207）；該電子元件（101）沿X軸方向轉移到一待機位置（209）。最後，該電子元件（101）被傳送回該旋轉台站（112）（211）。最重要的是，該紅外線光源（103、105）能夠照亮由雷射開槽製程引起的內部缺陷（108），例如該電子元件（101）的微裂紋和內部裂紋；並且，該紅外線光源（103、105）和該電子元件（101）相對於它們各自的水平面（LSHP，ECHP）傾斜0°至90°的角度(如傾斜角X)。此外，該方法（1）還包括以下步驟：如果需要縫合圖像，則在步驟（v）將該電子元件（101）沿著X軸方向轉移到待機位置（209）之後，使該電子元件（101）沿Y軸方向移動（線性運動）。

透過讓燈光投射的角度不同，例如其中一個紅外線光源（103）位於電子元件（101）的第二表面（109）之下，和/或另一個紅外線光源（105）位於該電子元件（101）的一側壁（111）且相對於該紅外線光源（105）的水平面（LSHP）具有0°至90°的傾斜角，可以在最小雜訊的情況下檢測和檢查內部缺陷或微裂紋，因為與常規檢查系統相比，該成像單元（102）可以拍攝到更清晰的圖像。本發明透過使用反射和折射原理來聚集由成像單元（102）拍攝的圖像來獲得顯著結果。

1:裝置 101:電子元件 102:成像單元 103:紅外光源 105:紅外光源 106:第一表面 107:嵌入式紅外光源 108:內部缺陷 109:第二表面 111:側壁 112:旋轉台站 113:檢查站 ECHP:水平面 LSHP:水平面 X,Y:傾斜角

在結合附圖研究了詳細說明之後，將發現本發明的其他的方面及其優點：圖1A為本發明的示例性圖，其中成像單元面向該電子元件的第一表面，而紅外線光源面向該電子元件的第二表面；圖1B為本發明的另一示例性圖，其中成像單元面向該電子元件的第一表，而該紅外線光源位於該電子元件的一個側壁處；圖1C為本發明的另一示例圖，其中該成像單元面向該電子元件的第一表面，而其中一個紅外線光源面向該電子元件的第二表面，而另一個紅外線光源位於該電子元件的一個側壁上；圖1D為本發明的另一示例性示圖，其中該成像單元嵌設有嵌入式紅外線光源；圖2呈現本發明檢測電子元件中的內部缺陷的示例性方法流程；及圖3為本發明的示例性圖，其展示在檢查站檢測電子元件中的內部缺陷。

1:裝置

101:電子元件

102:成像單元

103:紅外光源

105:紅外光源

106:第一表面

109:第二表面

111:側壁

ECHP:水平面

LSHP:水平面

X°,Y°:傾斜角

Claims

一種用於檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108）的裝置（1），包括：一成像單元（102），面對該電子元件（101）的第一表面（106），其中該第一表面（106）包括該電子元件（101）的凸出側；至少一個紅外線線光源（103、105）；其特徵在於：該紅外線光源（103、105）被定位成使該紅外線光源（103、105）能夠照亮由雷射開槽製程引起的該電子元件（101）的內部缺陷（108）；以及該紅外線光源（103、105）和該電子元件（101）相對於它們各自的水平面（LSHP，ECHP）傾斜0°至90°的角度。
根據請求項1所述的用於檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108）的裝置（1），其中，一個該紅外線光源（103）面對該電子元件（101）的第二表面（109），該第二表面（109）包括該電子元件（101）的背面。
根據請求項1或2所述的用於檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108）的裝置（1），其中，一個該紅外線光源（105）位於該電子元件（101）的一個側壁（111）上且相對於該紅外線光源（105）的水平面（LSHP）具有0°至90°的傾斜角。
根據請求項1所述的用於檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108）的裝置（1），其中，該成像單元（102）包括一個嵌入式紅外線光源（107），藉此該成像單元（102）與該嵌入式紅外線光源（107）一起操作。
一種用於檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108）的方法（2），包括以下步驟：（i）將該電子元件（101）從一旋轉台站（112）傳送到一檢查站（113）（201）；（ii）在該電子元件（101）沿X軸方向移動時，透過一成像單元（102）搭配至少一個紅外線光源（103、105）檢查該電子元件（101）的第一側壁（203）；（iii）使該電子元件（101）沿該電子元件（101）的平面旋轉，並在該電子元件（101）旋轉後，透過該成像單元（102）檢查該電子元件（101）的第二側壁（205）；（iv）重複該步驟（iii），以檢查該電子元件（101）的四個側壁（207）；（v）使該電子元件（101）沿該X軸方向移至一待機位置（209）；以及（vi）將該電子元件（101）傳送回該旋轉台站（112）（211）；其特徵在於：該紅外線光源（103、105）被定位成使得該紅外線光源（103、105）能夠照亮由雷射開槽製程引起的該電子元件（101）的內部缺陷（108）；以及該紅外線光源（103、105）和該電子元件（101）相對於它們各自的水平面（LSHP，ECHP）傾斜0°至90°。
根據請求項5所述的用於檢測電子元件（101）中的內部缺陷（108）的方法（2），其中，該方法（1）還包括以下步驟：在步驟（v）之後，使該電子元件（101）沿Y軸方向移動，以縫合圖像。