TW452915B - Method of sorting and investigating automatic semiconductor wafer with extended optical inspection and apparatus for implementing the same - Google Patents

Description

4529 1 5 A7 ____B7_ 五、發明説明（l ) 發明背景 在半導體電路與其它產品例如記億體晶片的製造中， 晶片們通常是在一個圓形半導體材料上呈棋盤狀排列β而 在組合的過程中，一個個晶片被切開然後放置於導線架或 其它類似組件上以進行包裝及測試。在晶片被切開前會以 晶圓探測器先進行探針測試以免因包裝到不良的晶片而浪 費包裝成本。在探針測試中，晶片上的銲墊會與一組測試 針相接觸，這一組測試針再接到一電子測試器上《晶片的 功能被測試，不良的晶片會以點墨做區隔。通常並不會馬 上點上油墨，而是將測試結果記錄在儲存於系統記憶體中 的晶圓位置圖中，並在後續的測試或組合過程中被使用及 更新。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 大部分的晶圓探測器都有一載料臺及一探測臺，另舛 ，它們完全自動且晶片以每2 5片或5 0片形成一批。晶 圓被裝進晶圓架來搬運並放在探測器的載料臺上。用以傳 送晶圓的機械手臂依序將晶片從存放的晶圓架取出並送至 —預對裝置，該裝置會以晶圓上的平邊或其它記號例如一 個缺口爲基準來調整晶圓的中心及旋轉角度。晶圓接著被 送到測試台，並保持晶圓的中心與測試台的中心接近重合 ，且晶圓上晶片的方格圖秦近似於與測試台的X、γ運動 方向平行β晶圓的方位會調整得使晶片上的測試墊能與測 試針順利地配合。 從一片晶圓被送到測試台一直到測载完畢送回的這段 時間，前述之載料臺與測試臺是獨立運作的。在測試台的 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Λ4規格<(2^297公釐） " — 4 — 經濟部中央棋準局負工消費合作社印製 4529 1 5 A7 ____B7 _ 五、發明説明（2 ) 部分，晶圓首先被送到一對準單元，在這兒晶片的圖案被 探測並準確地被定位以配合測試針組的位置。接著，每個 晶片依序與探針相接觸並由測試器判定其功能否正常。依 測試的複雜度及晶圓尺寸的不同，這樣的過程所需時間可 從數分鐘到一個小時以上不等。相反地，載料臺的運作時 間不受晶片複雜度的影響而只需不到一分鐘，因此一片晶 圓可在載料臺等待操作達數個小時之久。 傳統的載料裝置並無提供任何有關晶片的詳細資料給 測試控制系統，該測試控制系統必須在沒有晶邊晶片的資 訊下計算晶片與晶圓邊緣的相對位置。許多在晶圓邊緣的 晶片實際上不完整而且測試結果爲不良，但上述之計算可 能判定它們爲完整並可能是正常的晶片。測試這種不完整 的晶片會浪費時間甚至會傷害那些滑過晶圓邊緣之極敏感 的探針《爲避免這種情況發生*測試器將不對晶圓邊緣可 能的不完整晶片作測試。然而，這種對於晶片實際情況的 不正確資訊可能導致部分正常的晶片未接受測試而被直接 標示爲不良。上述問題的改善方式通常是以人工產生一個 控制圖來引導測試器到真正需要測試的晶片上，但是這一 種控制圖並未考慮到不同晶圓間的差異而且要產生它也相 當費時。 晶片在探針測試前及測試中都很容易受損害。當這種 晶片無法通過探針電性測試時會導致低效率。但是這類的 損害也可能在電性測試中無法發覺而直到晶片包裝好並插 到電路板上後才會對晶片造成影響β爲避免這種會逃過電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4说格（210 X 297公釐） J----------A------IT------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 - 45 29 1 5 A7 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) 性測試的缺陷，晶圓在探針測試之前及之後都須做外觀檢 驗•在探針測試前檢驗方面’通常在不考慮晶片之差異的 情況下進行，也就是晶片並不加以分類。在探針測試後檢 驗則多半是依靠人工因爲至今仍沒有與探針測試比較起來 夠可靠的自動方法，因此，探針測試後之外觀檢驗就成爲 一獨立的步驟•需要額外的晶圓批處理方法及設備。 本發明是關於如何偵測出晶圓及晶片外觀上的缺陷且 將這些有缺陷並且無法在後續應用中正常運作的晶圓或晶 片區分出來。其中一個檢驗的對象是半導體晶圓，而其主 要的工作爲在晶片切割前將有缺陷的晶片分類出來_。另一 檢驗的對象是印刷電路板，必須檢驗出及成品外觀 上的缺陷。在這兩個領域中共同的目標則是使最多可長期 正常運作的產品通過，而消除任何在未來可能造成缺陷的 產品通過測試的可能性，因爲這些產品的通過可能在後續 的組合過程中造成可觀的成本損失。 發明簡略總結 本發明中的自動晶圓分類器是利用晶圓在自動探測器 的載料臺等待操作的時間對晶圓上的晶片進行光學的檢驗 以偵測出外觀上的缺陷。其中的影像分析程式乃是模仿有 經驗的檢驗人員所用的方法來發現缺陷並加以分類。預期 的缺陷檢出率爲9 5%。這是一種全自動的操作程序並可 安全地與探測器整合。 本發明的探針測試前光學檢驗爲每一片晶圓產生一份 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家梯率（CNS ) Α4規格（2丨0><297公釐） -6 - 經濟部中央標準局員工消资合作社印製 4529 1 5 A7 __B7_________ 五、發明説明（4 ) 獨特的晶片位置圖*有了這一份圖，之前對可測試晶片的 不確定問題就可完全解決•掃描得到的影像提供了可靠的 晶片座標參考系統，該系統使得晶圓的影像圖即使在晶圓 被切割開後仍然可用。因此這個檢驗系統可在晶片被切開 後檢査切割造成的損害|而晶圓影像圖則可用於自動撿置 的組合機β 本晶圓分類器的載料臺可做成一獨立的光學檢查站以 便於潔淨室中的操作以及一般的晶圓分類。因此，有缺陷 的晶片可在製程做完第一層金屬化後被記錄在對應晶圓編 號的晶圓圖中。另外，因爲這檢驗是對記億體中虛擬的影 像進行，實際的晶圓並不需要重定方位或對準，這使得在 現有的設備中裝設本系統的改變較爲可行。 前述之探針測試後檢査單元亦可裝設於取代測試針及 測試器的自動探針測試板上，這提供了一種利用自動的探 針測試機的方法，雖然自動探針測試機並不適用於先進的 晶片設計。 相同精密等級的高解析度掃描器與高放大倍率照像機 之組合乃是設計來提高可靠度並且提供較爲經濟的操作方 式以檢査電路板產業中的膠片及印刷電路板。 本發明的一個目標是定義一種自動的光學檢査系統1 該系統可用於檢測並分類半導體晶圓、印刷電路板、或其 它類似的產品上的缺陷8本檢測程序乃是改造於—已知爲 M AM Μ ΕΧ的系統，該系統爲美國專利第5 ’ 2 1 2 ’ 637號，建檔於1993年5月18曰。 本紙張尺度適用中國困家標準（CNS > Α4規格（2丨0>< 297公釐） — -7 - — τ---------^------,訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 45 29 1 5 ____B7 五、發明説明（5 ) 本發明的另一個目標是提供一種整體缺陷檢測單元I 該單元對每一晶圓做完整的掃描並將數位的影像資料存於 電腦記億體中。所有的檢測及分析都是對這些虛擬的晶圓 影像來進行，可解決晶圓定位、晶片位置、缺陷判別、及 晶圓編號判別的問題g在探針測試前之光學檢査中，對準 的基準是晶片上的圖案而不是晶固上的平邊，這樣的做法 解決了不同平邊與晶片圖案之不平行造成的問題及時間延 誤。針對每一晶片所做的外觀檢驗提供了正確決定可測試 晶片的基礎 > 這結果促使了良率及產出率達到最大。就一 個一般性的晶圓分類器而言，前述之整體缺陷檢測單元檢 査晶圓編號並產生獨特的晶圓控制圖β 另一個本發明的目標是建立一個由影像支援的晶片座 標參考系統，該系統可避免混淆並可確保在後續的步驟 中能正確地識別晶片。本參考系統即使在晶片被切割開後 仍然有用並且可應用於自動撿置的組合機。 再者，本發明中的設備產生一種以影像爲基準的晶圓 對照系統，該系統可經由光學字母辨識法（OCR)或是 條碼辨識法直接讀出晶圓的編號，因此不需設立額外的光 學字母辨識站或是條碼辨識站。同樣地，整體的缺陷被分 類並記錄在晶圓圖像中》 本發明的又一個目標是提供一種晶片撿測站用以找到 在單一晶片上的外觀缺陷，這外觀檢查的影像是從一電荷 控制裝置（C C D )照像光學系統得來的。對於這種探針 測試後之晶片檢査系統，檢査的動作發生於晶圓原本等待 氏張尺度遥用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------Λ------訂------味 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4529 1 5 A7 ____B7_ 五 '發明説明（6 ) 操作的時間，所以並不需要額外的時間。一種選用的上墨 機可以程式控制在實際的晶片或電腦影像中的晶片上做記 號，這樣的方法可更進一步地增加分類製程在探測階段的 產出率》 另外，本發明提供的是一種獨立的外觀檢查系統，它 只需要最少的晶圓處理及定位，在整個晶圓製造循環中皆 適用》 附圖簡述 本發明的其它特點及目標將在配合附圖並讀完詳細說 明及申請專利範圍後更爲清楚。本文的附圓說明如下： 圖1是本發明之自動分類器/探測器的概要上視圖， 圖2 A是本發明中檢測整體缺陷之探針測試前檢査單 元的概要上視圖， 圖2 B圖2 A中之檢査單元的概要側視圖， 圖3是一張晶圓的影像圖，它是用來判識晶圓及晶圓 上的影像資料， 圓4是相似於圖3的晶圓影像之上視圖，上面有從前 述影像中得到的詳細資料， 圓5是本發明中檢測單一晶片缺陷之探針測試後檢查 單元的概要上視圖， 圖6是一張從探針測試後檢査單元得到的晶圓影像圓 * 圖7 A是一張探針測試後檢査單元的上視圖，可看出 本紙伕尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

----------士衣------1T------I (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁J 45 29 1 5 A7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 ______B7_五 '發明説明（7 ) 照像機正在定位以攝取某一晶片的影像， 圖7 B是圖7 A所述之晶片的詳細影像， 圖8 A類似於圖7A，但繪出另一種照像機的安裝方 式， 圄8 B是圖8 A所述之晶片的詳細影像。 較佳應用實例的詳細說明 參考圖1，可看到一個分類器/探測器1 1的整體結 構，它包含了一個載料臺1 3及一個探測臺1 5。載料臺 13有一個探針測試前整體缺陷檢査單元17及一個探針 測試後單一晶片檢查單元1 9 »因爲與傅統的自動探測器 比較起來它們並不需較多的人工操作，所以前述之兩種檢 査單元可容許在自動探測器中運作。該測試的程序是利用 晶圓待操作的時間進行；另外，測試的產出率及良率也提 高，這歸因於需測試的晶片被明確地定義，可能爲正常 的晶片不會被任意淘汰，不完整的晶片也不會浪費時間去 測試它。 載料臺1 3裝配有一個晶圓傳送機械手臂2 1 ，它負 責每次將一片晶圓2 3 a從兩個晶圓存放架2 5或2 7中 的一個取出並送至探針測試前檢查單元1 7，做完再將它 送至探測臺1 5。最後，該機械手臂2 1會將做完探測的 晶圓從探測蠆1 5送至探針測試後檢查單元1 9。 探測臺1 5包含一個由探針卡環3 1緊密固定住的探 針卡2 9。另外，它亦包含了探針測試台3 3及一個對準 〔請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 唪 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ 297公釐） -10 - 452915 A7 經濟部中央榇準局員工消費合作社印製 _____B7_五、發明説明（8 ) 單位3 5 ;該對準單位可對晶片2 3 b完成一般對準及定 位的工作，以便於在電性測試時能將晶片上的銲墊與探針 卡上的探針正確地相接。 探針測試前檢查單元1 7對每一片晶圓進行預對、識 別、對照、及整體缺陷檢查的程序。上述之每一程序都有 傳統的分類或探試過程所沒有的優點，將描述於下》 在預對程序中，除了以晶圓的平邊爲基準外，亦以晶 片上圖案的平邊爲基準，如此可避免因晶圓平邊與晶片圖 案平邊的不平行導致後續製程的退料，並可加快探測臺的 對準動作。 晶圓識別位置可從掃描後的影像直接取得，而不需要 額外的光學字母辨識站（OCR)或是條碼辨識站（ B C R )。即使在晶圓運送到別的操作姑後，該檢測軟體 仍可從晶圓影像中得到需要的部分及識別號碼。 接著在對照程序中會得到每片晶圓獨特的對照圖，該 圖精確定義晶片的中心及實際的晶圓外形》可能的正常晶 片之判定乃是基於圓案的完整性，該完整性是將實際圖案 影像與以實際可重複確認的晶邊影像爲基準的座標參考比 較後之結果。 探針測試前檢査單元採用一種精確影像爲基礎的座標 系統。在一個由許多標準晶片組成的完整影像中定義許多 次影像，指定每一個次影像一個任意的數字（例如1，2 ，4 ，6 ，16)來判識晶片的完整性。如果比較後有任 何一個次影像漏失，則該晶片的積分就被扣掉該次影像所 ------------士农------、訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 11 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 4529 1 5 a? __87 五、發明説明（9 ) 代表的數字》前述之晶圓影像中顯示了一些晶邊晶片的分 數，很楚清地，此座標系統即使在晶片被切開後仍可提 供晶片一對一的識別。 在整體缺陷傷害檢測中，例如多晶片刮傷、大型異物 、及金靥線的錯誤將被找出，而找出的方式是一種模仿操 作員以目力尋找此類缺陷之搜尋程序。在隨機出現的缺陷 方面，如果不能認明爲圖案的缺陷，將在晶圓影像圖中註 明並跳過之後的檢査項目。重複的損傷可找出其相對關係 並將統計圖送至品質控制部門。 圖2 A及2 B繪出了圖1中所述之探針測試前整體缺 陷檢查單元1 7的一種應用實例。其中之晶圓2 3 b由傳 送臂4 1以真空吸住，該傳送臂可吸著晶圓在掃描軌道 3 7之下等速移動也可在垂直方向（2 )移動以便於讀取 影像資料。該傳送臂並與真空吸頭3 9保持一段距離" 詳細檢視圖2A及2 B，前述之探針測試前檢査單元 1 7包含一個掃描軌道3 7及一個真空吸頭3 9，我們可 控制該吸頭旋轉一個精確的角度。機械傳送臂4 1可提供 晶圓在Y方向的水平位移1如圓中的箭頭4 3所示；它也 可提供必要的2：方向的移動，如圖中的箭頭4 5所示》上 述之機械傳送臂4 1以真空將晶圓吸住，將之送到探針測 試前撿査站1 7，接著使晶圓等速地自掃描矩陣下經過’ 該掃描器則在此時將從晶圓反射回來的影像記錄在記憶體 中。 在另一種方式中，移動的是掃描軌道而非晶圓’這在 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） I-----------*4------tx------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12 - 4 5 2 9 1 5 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（10 ) 某些機件配置中考慮可用的空間及現有的元件關係下是較 爲可行的》 參考圖3，圖中繪出一個從探針測試前掃描器得到之 未經角度校正的影像。該影像首先被用來計算晶圓平邊的 位置、晶圓中心位置、以及晶圓與上述真空吸頭的關係位 置》在本例中的影像並非以最佳的解析度來呈現，使用一 種圖點門檻解析值而非最詳細的灰色階值。該影像控制軟 體計算平邊的角度並將影像資料旋轉到一個正規化的位置 ，接著精確的晶片位置被決定·在探測器部分，晶圓必須 以一特定的角度送入以使探針與銲墊配合。因此，系統控 制器獲得了晶圓的中心與角度校正值後，就控制真空吸頭 3 9及傳送臂4 1以將晶圓送到探針台的正確中心位置並 旋轉一特定的角度以配合探針卡的位置。但如果晶圓是被 送回兩個晶圓存放架2 5或2 7的其中一個而不是直接送 去做探針電性測試，則上述操作程序就不需要了 = 探針測試前檢查站1 7與晶圓傳送臂2 1 、掃描器 3 7、真空吸頭3 9以及一個專用的影像處理單元之間的 介面是由一個獨立的微處理器來控制。這個控制系統執行 一次掃描的動作然後把資料依序以二維陣列的方式儲存起 來；該陣列的位址由兩個維度來決定•其中處理臂的位置 爲一個維度而掃描線上的圖像資料點爲另一個維度。在這 種效果下，硬體的配置會將掃描矩陣中心的圖點資料儲存 在所規劃的記憶區塊的中間位置·如同圖3所示的。真空 吸頭3 9的中心點則位於掃描矩陣的圖點線上。 本紙張尺度適用中國國家揲率（CNS ) Μ洗格（210X 297公釐） I.---------襄------訂------束 C请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -13 - 4 5 2 9 1 5 at Β7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印褽 五、發明説明（11 ) 影像分析的目的是要決定晶圓平邊4 7以及中心4 9 的位置。完成這樣的分析需要考慮從第一條掃描線5 1到 最後一條掃描線5 3的資料。在前述的第一條與最後一條 掃描線之間，晶圓上出現了兩個平邊，一個小平邊5 5以 及一個主平邊4 7。從掃描線5 1到平邊5 5之前，每一 條掃描線的中點計算都得到相同的值，由此我們可決定X 方向中線的位置，在掃描線被該中線分隔的兩邊因圓周的 特性而呈現對稱的情況。從平邊5 5開始，中線的右半邊 的變化較一個圓弧應有的曲率爲快；而到了平邊4 7之後 ，左半邊開始偏離圓形的曲率，從這些資料系統可確認出 較大的平邊就是我們所要尋找的定位平邊而終點座標可提 供正確的平邊角度。類似的情況，我們也可藉X及Y方向 中線的決定將對稱的資料轉化以得到晶圓的中心位置。 有一點需提出說明的是，圖3中所示的晶圓上，平邊 4 7內側的那一個大型、黑色的不反光條可被測知是晶圓 編號的位置，因此，可決定線6 1是晶片圖案的平邊，這 個平邊是我們較需要的因爲它可提供較精確的資訊。這是 與傳統晶邊偵測比較下，晶圓掃描的另一個優點。 在得到了晶圓影像中心點4 9的位置與平邊角度的資 料後，此影像依中心點4 9旋轉直到該虛擬晶圓看起來如 同圖4中所示。這樣的角度有時可使晶片捜尋較容易。如 果我們必須重新定位真實的晶圓，如同在探測程序中一般 ，則影像控制需提供兩個角度及一個Υ方向的修正值。因 爲晶圓只能在Υ方向移動’我們首先須將此晶圓依真空吸 ---------Α,------訂------t (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家梯準（CNS M4規格（210X297公1 ) 4 5 291 5 Α7 Β7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（12 ) 頭的中心6 3順時針旋轉（在本例中是從分類器往Y軸的 方向），直到線65經過真空吸頭的中心63以及晶圓的 中心4 9M與該吸頭3 9的X方向中線重合。以上的動作 過程是將晶圓送低以由真空吸頭取代機械手臂將晶圓吸住 。該吸頭接著帶著晶圓沿其中心6 3旋轉一特定的角度， 吸頭的中心6 3即是吸頭X方向中線與Y方向中線的交點 。然後機械臂41再重新吸起晶圓並將之沿Y方向移動直 到晶圚中心與真空吸頭的中心重合*最後，機械臂4 1再 將晶圓傳給真空吸頭3 9並旋轉晶圓以控制晶圓上的定位 平邊或是晶片圖案平邊到達探測程序所要求的最終位置。 要到達這個如圖4中的位置，該晶圓必須再逆時針旋轉 1 8 0度加上線7 1與線6 5間的夾角，其中線7 1經過 晶圓中心並與晶片圖案平邊相垂直。 如圖4所示，記憶體中經旋轉後的虛擬晶圓影像資料 提供了足夠的資訊以決定正確的晶片位置、晶片識別號碼 ，以及整體缺陷· 在探針探試前檢査單元1 7操作的同時，探針探試後 檢查單元1 9將可獨立地檢測晶圓。圖1中應用實例的精 神就是探測臺15之電性測試與載料臺13的外觀檢査的 非同步操作。其中探測器是瓶頸所在，所以分配器優先操 作載料與卸料以達到最大產出率。第二晶圓存放架2 7則 提供了系統在批與批之間連續運作的方法》 待晶圓做完電性測試後它就直接被送至探針探試後檢 査單元19 (如圖1)。當晶圓傅送機械臂運送下一片晶 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -15 - 4 5 2 9 15 Α7 Β7 經濟部中央榡準局負工消費合作社印製 五、發明説明（13 ) 圓到探測器以及當該機械臂在探試前檢査站17預先定位 與檢査晶圓時，在探試後檢查站的晶圓是以真空吸住等待 操作。探試後檢查站的主要架構如圖5所示》 圖5是探針探試後檢査站的一種應用實例。如詳圖中 所示，晶圓傳送器7 2己準備好將晶圓傳送至大型真空吸 頭7 3。晶圓可能已在剛完成的電性測試中做好對準或是 處於一個任意的方位》前述之傳送器7 2將晶圓傳送至吸 頭7 3接著一個專用的控制系統開始進行探針探試後缺陷 檢査的程序。必須說明的是|雖然爲了達到高度放大對焦 的穩定度，吸頭的直徑須較晶圓直徑稍大，但因吸頭的外 環是黑色而不反光的，掃描該晶圓仍可得到如圖6的影像 〇 此階段的檢査首先是一次類似整體缺陷檢查站所做的 完全掃描》如同在探試前檢査站，記億體中的位址取決於 X、Υ方向的位置|但此時，掃描軌在Υ方向移動而吸頭 保持靜止。X方向的值是直接取決於掃描矩陣中的點元素 。圖6中的虛擬晶圓影像與從探測程序中得到的晶圓測試 圖有相關，該測試圖記錄有待測晶片的中心點的ΧΥ座標 。從以上的資訊我們可建立一個表並依序用以調整電荷控 制裝置（C C D )照像機的位置使其對到晶片的中心點* 箭頭7 7所示的掃描軌運動則重新計算以考慮固定的照像 機偏移值8 0以及真實晶圓的角度。經過一次裝設的程序 後，含有一伸縮鏡頭的照像機光學系統被調整以攝取一個 晶片的影像•前述之偏移也調整得使鏡頭的中心點與晶片 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS Μ4現格（210Χ297公釐） _ 16 _ 經濟部中央標準局—工消费合作社印裝 452915 A7 ------ B7 五、發明説明（Η ) @ +心點重合。精確度的需求是決定於攝取一個目標晶片 的影像然後觀察這整個晶片》而需了解的是微調機構也可 裝配到此照像機中。圖7A顯示前述之照像機7 9正在晶 圓2 3的上方藉由掃描軌7 5的運動調整其位置。參考到 B ’由此照像機攝取到的影像詳圖9 5上，一個可疑 的採針點被觀察到。 圓8 A所示是上述探試後缺陷檢查站或稱單一晶片檢 査站的另一應用實例。在此例中，照像機由一個特殊的插 入環固定在探測中心點，而晶圓2 3由探測台帶著移動。 因此’由探測控制系統全權負責晶片的位置調整以便在照 像機下取得如圖8 B所看到的影像。檢測的程序作用在記 憶中的虛擬晶圓影像，所以在晶片間移動的時間也可用來 做檢測，使得此過程非常有效率。 前述之探試後缺陷檢查站可經由改造後用於印刷電路 板的檢査，只要更換一個適合於方形之印刷電路板或膠片 的傳送器及夾持裝置即可。粗檢針對掃描所得與真實晶圓 有直接位置對應關係的影像資料以初步找出疑似缺陷的部 分》在經過掃描器的解析後通常可判定那些是無害而那些 是有害的缺陷。如果還是無法判定，則照像機會自動移近 以得到足夠判定的詳細影像。 探試後缺陷檢査站通常設計對每一片晶片都檢查，並 會初步檢査每一片晶圓上有限數目的晶片*如果初步檢査 的晶片無法通過測試，則可能會對其餘的晶片做百分之百 全檢》只有通過電性測試的晶片才在此站檢査，因此，此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） I.----------4------1T------味 (诗先閲讀背面之注意事項再填寫本買) -17 - 4 5 2 9 1 5 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印策 A7 B7五、發明説明（15 ) 站的主要檢査重點是那些會在組合時造成產品不正常，或 更嚴重的，會在晶片包裝完並安裝好後才造成功能失常的 缺陷。 傳統之檢査規則是依人工經驗之觀察及判斷方法來設 定的。整體缺陷檢查的結果在邏輯上會影響之後詳細檢查 之樣本的選擇β圖7 B顯示一個被發現在重要位置上的探 測記號，它可能會破壞晶片的玻璃化。而前述單一晶片檢 査的主要優點則爲在自動模式下採用ΜΑΜΜΕ X標準的 清楚的缺陷辨識能力。 在探試後缺陷檢査站中，除了一些吸頭爲了在掃描時 能得到最好聚焦而做的位置微調外，晶圓2 3大部分時間 是靜止地置於吸頭7 3上*相反地，掃描軌7 5可水平 地在Υ方向（7 7 )運動而掃描軌上的C CD照像機則可 在X方向（81)移動。以位置精確度而言，系統一定 要能做到從晶圓影像圖中找到任一晶片的正確位置。綜合 的效果則是一種能夠掃描一整片晶圓的影像然後移勤照像 機到任何一個特定晶片位置上的能力。藉著晶圓影像圖做 爲正常與不正常晶片的直接對照，此單一晶片檢查站對已 事先上印的晶圓也能夠處理得很好》 做完探試後缺陷檢査後，晶圓可選擇性地上墨或是更 新記憶體中的晶圓圖•然後就被送回原來存放的晶圓架上 9 其它的應用實例包括將前述載料臺的檢査站設計成一 個獨立的光學檢査系統。在此例中分配器將只負責晶圓在 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中國固家標率（CNS > A4規格（210X297公釐） _ 18 - 4529 1 5 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ____B7 五、發明説明（16 ) 檢査單元及存放架之間的傳送。這樣的檢查站可製造爲能 在潔淨度1的潔淨室中操作·另一種可能是將該探試後缺 陷檢査單元裝設於探針卡環的組合29，3 1上。在此例 中，探測器成爲一個專用的光學檢査站，並可切換成一般 ，探針測試的操作方式。 如同圖4中所示，影像資料可提供足夠詳細的資訊以 讀出晶圓編號83、晶片座標參考點101 ，103以及 105、特殊晶片107，109、與製程缺陷89， 9 1。當所有資料包括晶片尺寸都能從整體缺陷掃描中得 到時，這整個程序就簡化爲依不同的晶圓型式提供其標準 資料》這標準資料通常包括晶圓尺寸、晶片尺寸、平邊角 度、晶圓編號位置及其式樣。若爲簡化檢查的程序，將一 個標準晶片9 3的影像列入也是常有的。這種對系統的" 訓練"通常只需在第一片此類晶圓出現時做一次。以後相 關資料就會儲存，並成爲以此類晶圓爲名的可取出裝設資 料的一部分· 使用如同圖4中的標準晶片9 3爲一個模型，我們可 用記億體中的晶圓影像來分析並對其中每一晶片做判識及 分類。以一個已建立的標準爲基礎，座標參考晶片可被建 立，其鄰近的晶片也被記錄。在圖4中，晶片1 〇 3剛好 位於晶圓邊緣而1 0 5只有部分不完整的圖案。在這個例 子中’每一個晶片以其影像完整性被給予一個二進位數字 。道確實的晶片影像接著被儲存在一塊獨立的記憶中以備 將來之用》 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS )八4祝格（210X297公釐） A7 '4529 15 -*________B7 五、發明説明（17 ) 所有如同1 〇 7及1 0 9的特殊晶片之影像都被記錄 ’另外’像8 9與9 1等缺陷也被註記，而晶片則被分類 爲可測試或不可測試。每一個缺陷都被分析並以人工檢査 標準簡化爲一個數字代碼。結果的等效晶片記錄可適當地 以晶圓編號來識別，這是從實際晶圓所得到的最有效的一 種晶圓圖像’它提供最多的可能爲良品之可測試晶片資訊 並使測試時縮間到最短。由於此晶圓圖像是根據實際晶圓 而得’它即使在晶片被切開後仍然可用，因此，能應用在 自動撿置組合機上。 當我們檢視單一晶片影像圖時，所使用的技術是與前 述類似的《經由與正常圖形比較，每一個缺陷都可被檢出 並進行數值分析，此數值分析是依據不同企業的標準（客 戶可修改）以及有經驗操作者的檢査方法。本發明採用 MAMMEX的程序來提高檢出率及分類的可靠性》 --------Λ-------訂------味 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部-a-央橾率局員工消費合作社印f. 用 一適 i準 I標 一家 一國 I釐 公 20

Claims (1)

1. 4529 1 5 A8 B8 C8 D8 修止丨補充 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專帝I签.園 附件丨久第86109500號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 9年10月修正 1. 一種製造缺陷之電子電路裝置的檢測方法，包括 下述步驟： (a )將用以檢測製造缺陷之電子電路裝置的直覺準 則轉換成特定的數值準則： (b )以該數值準則來編程電腦； (c )藉由掃瞄該裝置之虛擬影像並對該虛擬影像操 作，而非操作實體裝置，以獲取在該編程之電腦中界定該 電子電路裝置的資訊； (d )使用該電腦，以將由該程式所界定之該特定的 數值準則應用至該資訊之子影像區域，來辨識即將被檢査 之該電子電路裝置的區域，該資訊對判定至少該電子電路 裝置之完整性上界定製造缺陷。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中使用該電腦 來應用特定之數值準則的步驟包括：應用該特定之數值準 則，其被應用來分離具有製造缺陷之該電子電路的區域， 並且該製造缺陷含有超過標準之缺陷特性，該標準係進一 步使用該電子電路的該區以處理成爲電子電路裝置產品所 需之標準。 3. 如申請專利範圍第1項之方法|配合導入影像控 制軸線參考系統之步驟，可於各處理步驟中再度可靠度地 I I I 裝 ^ ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS>A4規格（210X 297公釐} 1 經濟部智慧財·4局員工消費合作社印製 152915 韶 Cg D8六、申請專利範圍 辨識個別電路電路裝置。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電子電路 裝置係半導體晶圓，配合從掃瞄的晶圓影像中自動產生晶 圓圖*而無需實體地操作該晶圓並使用該圖以使C C D照 相機定位成相鄰該晶圓，以取得用於詳細晶圓檢測之高解 析度影像。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電子電路 裝置係半導體晶圓，具有根據晶片圖型以對齊該晶圓之步 驟。 6 . —種製造缺陷之半導體晶圓的檢測方法，包括下 述步驟： (a )以光電機構從界定該半導體晶圓之影像取得資 訊，其包含產生該影像之數位表示法及包括晶圓邊緣及平 面之晶圓圖像的步驟： (b)藉由施加預選準則至該資訊以便藉由具有製造 缺陷之該資訊辨識該半導體晶圓的區域： 該分析步驟包含偵測界定該半導體晶圓中的製造缺陷 之該表示法中的數位資訊· 7. —種用於半導體晶圓上的晶片之總缺陷光學檢測 單元，包括： 對準機構，用以根據晶片圖案將晶圓對準： 產生機構，用以對每一晶圓產生獨特圖； 儲存機構，藉由直接影像分析將晶片儲存至可測試及 不可測試分類中；及 (诗先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)- 本纸乐尺度適用中國面家榡準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） 一 2 - 4 5 2 9 1 5 Bg D8 六、申請專利範圍選取機構，僅選取分類爲可測試之晶片以進一步測試 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> -裝. 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙朵尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（2〗0x297公釐） _ 3 _