TWI353032B - - Google Patents

Description

1353032 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種晶圓裂片光學檢知設備，尤指該該 光學檢知設備中’具有協助提昇檢知晶圓裂片精確性之取 像裝置設計。 【先前技術】 在半導體元件之構裝製程中’其係利用裂片手段將晶 圓分割成多數顆晶粒’再將晶粒移置固定於載體上電性連 Φ 接’接續以膠體包覆晶粒封裝成形，而完成—具有特定功 •能的半導體元件。 . 於晶圓裂片製程中，為確保晶圓能夠完全分割成多數 顆晶粒，通常須進-步藉由人員目視檢知方式或機械式自 動檢知方式進行判斷。由於晶圓裂片的結果，易受作業中 許多因素影響而造成區段性裂開或完全未裂開等情形，且 未完全裂開的晶粒，會影響後續的構裝製程，因此晶圓裂 片後的檢知作業尤為重要。 # 前述的晶圓裂片檢知方法中，人員目視檢知方式因係 操作人員透過高倍率的放大鏡加以檢視，由於人眼在確認 晶圓是否完全劈裂的判斷上易發生遺漏’力口以晶圓劈裂的 切割道狹窄’檢視的速度十分緩慢，而有作業效率不佳之 缺點。至於機械式自動檢知方法，其係主要係透過裝設於 晶圓受台正下方的CCD攝影機與電腦結合之光學檢知設 備，其中透過攝影拍攝晶圓裂片前後的影像，傳送至電腦 進行比對分析’以自動化方式判斷晶圓是否劈裂完全，取 4 1353032 代人眼檢視判斷作業，以提高晶圓劈裂檢視作業效率。 惟前述利用電腦搭配如CCD攝影機之視覺化光學檢知 判斷技術’雖可與晶圓劈裂機具合併為一自動化作業系 統，然而，如第九圖所示，前述光學檢知設備的CCD攝影 機（7 )係裝設於晶圓受台（4 )正下方，而該CCD攝影 機（7 )的鏡頭正對著晶圓（5 )預定劈裂的切割道，因 晶圓（5 )切割道窄小，晶圓（5 )沿該切割道劈裂後的 裂縫甚小，造成晶圓（5 )劈裂前後之切割道影像差異較 小，造成電腦於影像比對上的困難，降低該光學檢知的精 確度，且5玄CCD攝影機（7 )係垂向組設於晶圓受台（5 ) 下方而有佔較多空間，不利於晶圓裂片設備的空間配置β 若進步將CCi)攝影機改用較大倍率的鏡頭作局部觀察， 或可改。如述光學檢知精確度不佳的缺陷，然而，對於該 較大倍率鏡頭的攝影機之使用，對於自動化晶圓裂片設備 設计而汁並不妥，且因該較大倍率攝影機僅能作局部觀 察’須耗費更多時間觀察晶圓的劈裂結果，是故，前揭之 光學檢知設備設計實有進一步加以改良之必要。 【發明内容】 本發明之主要目的在於提供晶圓裂片光學檢知設備之 取像裝置希藉设計提升晶圓裂片之光學檢知的精確性。 目的’本發明所設計之晶圓裂片光學檢知設備 :::裝置係包括-折射式影像擷取器’係可平行設置於 曰曰 方，其包括—影像擷取組件以及一影像轉向組件， 所〜像掏取組件包括有一鏡帛，所述之影像轉向組件 5 1353032 係設於該鏡頭前方，該影像轉向組件包 # 一傾斜狀反射 面’該反射面傾斜朝向於晶圓預定劈裂位置。

本發明以前揭取像裝置之設計，當其應用晶圓裂片設 備中，並結合電腦進行晶圓裂片的光學檢知步驟時，其係 利用影像擷取器直接傾斜設置於晶圓下方，使光自上方通 ，晶圓劈裂的裂縫的斷面折射後進人鏡頭，為該影=操頭 器擷取影像，或者，該影像擷取器進一步結合具有反射面 的影像轉向組件所組成之折射式影像擷取器橫向設置於晶 圓受台下彳，並以其鏡頭前方所設之影像轉向組件於晶圓 被劈裂時，使自晶圓上方向下投射的《，通過晶圓劈裂時 產生的裂縫經由該影像轉向組件傾斜反射面折射後進入鏡 頭為11亥衫像摘頭器擷取影像，再傳送至電腦判斷晶圓劈 裂與否，如此，本發明藉由斜向觀察通過晶圓裂縫而折射 之光學檢知方式，可讓晶圓劈裂前後的差異明化，可有效 提幵光學檢知判斷的精確性，因此，本發明之設計，可沿 用一般習用光學檢知設備相同倍率的影影擷取器即可完成 晶圓裂片的檢知作業。 此外’本發明係令該折射式影像擷取器呈橫向設置於 曰曰圓及晶圓受台的下方，與晶圓受台平行，使其晶圓劈片 設備具有較不佔空間的效果。 【實施方式】 本發明之取像裝置係應用於該晶圓裂片設備，用以結 合電腦提供視覺化光學檢知系統，用以擷取晶圓被劈裂切 J匕的衫像，提供電腦判斷晶圓被劈裂與否之用，如第— 6 1353032 裂開而產生/道裂缝，此時，該投光組件（2 )對該晶圓 (5 )被劈裂切割道（5 〇 )的狭縫投光，並透過該切割 道（50)裂縫壁面產生折射，而為傾斜設置於晶圓（5) 下方的影像擁取器榻取該晶圓（5 )被劈裂切割道（5 0 ) 的影像資科傳送至電腦，由電腦判斷該晶圓（5 )被劈裂 切割道是否完全斷開’達到該光學檢知晶圓是否劈裂完全 之目的。 前述之取像裝置尚可包括一驅動器連接該影像擷取器 籲 （1) ’所述之驅動器可包括一橫向驅動組件或一旋轉驅 動組件’用以驅動該影像擷取器（1 )橫移或旋轉，以擷 取該晶圓（5 )被劈裂切割道及其周邊的影像；另前述驅 動器尚可進一步包括一尚度調整組件，藉以，調整該影像 榻取器（1 )的視野位置’使該影像操取器（1 )可對晶 圓（5 )擷取到較清晰的影像。 〜小# /、闽^7不，係揭不本發明取

像裝置之第一及第二較佳實施例，由圖中可見纟該取像 裝置主要包括—折射式影像擷取器（1A)，又如第七圖 4取像裝置尚可再包括一位置調整器（3)，其中： 件（所述折射式影㈣取器（1 A )係包括像操取組 取組二◦()以及—影像轉向組件（2。）’所述之影像操 前方且設2二：丨CCD、…等數位式攝影器，其取像端 為—平 11) ’該影像轉向組件（20)可 卞面鏡並傾斜設署 (1 1 N 於邊衫像擷取組件（1 0 )之鏡頭 1 )則方處，使兮伞品拉 哀干面鏡之鏡面為一反射面（2 3 ) 8 並傾斜朝向該鏡頭（1 1 )，路 亦可為一菱Ρ班μ 所述之影像轉向組件（2〇 為曼鏡§又直於該影像擷取组件f 7 、 1)前方，該菱鏡上具有一反：二(1〇)的鏡頭Ο 像掏取組件（！ 0)的鏡頭（ ”傾斜朝向該影 像轉向組件（2〇)的反:： )，=線可經由該影 1)，所述反射面（23)^ )折射至該鏡頭（1 ^ 3)之傾斜角度以別〜40度（相對y 鏡頭的巾㈣）為佳，其巾度較佳。（對於 如第二、四圖以a筮 述之影像轉向组件（2〇) 了：圖所示之較佳實施例，所 組接於鏡頭⑴透過一中空定位件…） 且古 則端’該中空定位件（2 1 )頂而 具有-開口朝向該晶圓待劈 1 )頂面 〇)可固^於該定位件像轉向組件（2 示，於該定位件（21) 、"或者，如第七圖所 件（2 2)連接η °可進—步裝設-角度微調組 像轉向組件（2 千，用以改變該影 所、…)的反射面（23)傾斜角度。 斤述之折射式影像擷取器 圓裂片設備中呈^ θ < )係橫向設置於該晶 甲里杈向没置之晶圓受台 六圖所示’該鏡頭（丄丄w始 台⑷的劈裂槽道（：：心線可平行或垂直於晶圓受 之反射面（2 3、朽’）’泫影像轉向組件（2 〇 ) 3 )傾斜朝向於晶圓「 位置，該折射式& # 、圓（5 )預定劈裂切割道 了式衫像擷取組件（]Ω、 光源，可由該晶圓裂)於攝影時所須的背 衝擊組件（6 )側：位於晶圓受台（4 )上方之 光件組件（2々所歧的投光組件（2 )所提供’該投 之投光端偏位於晶圓（5)預定劈裂位置 1353032 之上方一側，所述投光組件（2 )之光源顏色以設定為藍 光為佳。 如第七圖所示，所述之折射式影像擷取器（1A)尚 可藉由該位置調整器（3 )裝設於該晶圓裂片設備的晶圓 受台（4)下方，所述位置調整器（3)可包括一旋轉驅 動、组件或一橫移驅動組件，其中當設於晶圓受台（4 )下 方的折射式影像擷取器（1 A )垂直於晶圓受台的劈裂溝 槽（4 〇 )時，該折射式影像擷取器（1 )以接設具有橫 移驅動組件的位置調整器（3 )為佳，用以驅動該折射式 影像掏取器（1 A )橫移；當設於晶圓受台（4 )下方的 折射式影像擷取器（1 A )平行於晶圓受台（4 )的劈裂 溝槽（4 〇 )時，該折射式影像擷取器（1 A )以接設具 有旋轉驅動組件的位置調整器（3 )為佳，用以驅動該折 射式影像擷取器（1 A )旋轉，用以擷取晶圓（5 )劈裂 切割道及其週邊部位的影像。 前述的位置調整器中，尚可再包括一高度調整組件， 藉以’調整該折射式影像擷取組件的視野位置，使該折射 式影像擷取組件可以擷取到較清晰的影像。 有關本發明取像裝置第二、第三較佳實施例應用於晶 圓裂片設備時，該取像裝置可以連接電腦，用以組成一曰 /八 日日 圓裂片光學檢知設備。於使用時，以該取像裝置之第二較 佳貫施例為例，如第八圖所示，晶圓（5 )係透過一膜片 被定位於晶圓裂片設備的晶圓受台（4 )上，並由晶圓受 台（4 )上方的衝擊組件（6 )朝向晶圓（5 )預定劈裂 10 1353032

切割道（5 0 )位置向下作動而施以一作用力，使晶圓（5 ) 沿文劈裂的切割道（5 〇 )裂開而產生一道裂縫，此時， 該技光組件（2 )對該晶圓（5 )被劈裂切割道（5 〇 ) 的狹縫投光，並透過該切割道（5 〇 )裂縫壁面的反射至 該影像轉向組件（2 〇 )之反射® ( 2 3 )上，再反射至 鏡頭（1 1 )中被取像，另可進一步利用位置調整器（3) 驅動遠折射式f彡像榻取胃（1A)橫移或旋轉，而完整地 取传阳圓（5 )劈裂切割道及其周邊部份的影像，並將該 曰曰圓（5 )被劈裂切割道（5 〇 )的影像資料傳送至電腦， 由電腦判斷該晶圓（5 )被劈裂切割道是否完全斷開，達 到該光學檢知晶圓（5)是否劈裂完全之目的。 。由以上5兒明中可知，當本發明以前述取像裝置應用晶 圓裂片叹備中，並結合電腦進行晶圓裂片的光學檢知步驟 時’♦其主要係利用影像榻取器直接傾斜設置於晶圓下方， 自上方通過晶圓劈裂的裂缝的斷面折射後進入鏡頭， :遠影像擷頭器擷取影像，或者，該影像擷取器進一步結 r #面的衫像轉向組件所組成之折射式影像擷取器 ,,^ 方並以其鏡頭前方所設之影像轉 向組件於晶圓被劈裂時 得 的裂縫經該影像轉向袓 ^座生 -亥影像擷頭器擷取影像， ^ 否，β # 進而傳送至電腦判斷晶圓劈裂與 疋故’本發明藉由該斜向 射之光學檢知方式，可令察=線通過晶Η裂縫而折 助雷腦於旦 身裂刖後的差異明顯化，辅 助電腦於影像判斷的準 X 進而有效提昇該光學檢知判 1353032 斷的精域性。 另一方面，本發明使用折射式影像擷取器時，可以橫 向設置於晶圓及晶圓受台的下方’與橫向設置之晶圓受台 平行，使其晶圓劈片設備具有較不佔空間的效果。 综上所述，本發明本發明取像裝置藉由該斜向觀察光 線通過晶圓裂縫而折身ί之光學檢知設計，彳有效提昇晶圓 #裂的檢知判斷此力’深具產業上利用價i，實為一項創 新的晶圓裂片光學檢知設備之取像裝置發明。 【圖式簡單說明】 —第一圖係本發明晶圓裂片光學檢知設備之取像裝置之 第一較佳實施例之側視平面示意圖。 第二圖係第一圖所示取像裝置第一較佳實施例之使用 狀態參考圖。 第三圖係本發明晶圓裂片光學檢知設備之取像裝置之 第二較佳實施例之側視平面示意圖。 第四圖係第二圖所示取傻梦番 取像裝置苐二較佳實施例之俯視 …第五圖係本發明晶圓裂片光學檢知設備之取像裝置之 第二較佳貫施例之側視平面示意圖。 第六圖係第五圖所示晶圓裂片 „^ ^ ^ 九予仏知設備之取像裝 置較佳實把例之俯視平面示意圖。 第七圖係第三圖所示取後联 备声較佳實施例中增設 角度彳政調組件以及位置調整器之 面示意圖。 較佳實施例之側視平 12 1353032 第八圖係本發明取像裝置第二較佳實施例之使用狀態 參考圖。 第九圖係已知晶圓裂片光學檢知設備之示意圖。 【主要元件符號說明】 (1 )影像擷取器 (1 A )折射式影像擷取器 (A )取像光路 (1 0 )影像擷取組件 （1 1 )鏡頭

(2 0 )影像轉向組件 （2 1 )定位件 (22)角度微調組件 （23)反射面 (2 )投光組件 (3 )位置調整器 (4 )晶圓受台 （4 0 )劈裂溝槽 (5 )晶圓 （5 0 )切割道 (6 )衝擊組件 (7 )攝影機

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Claims (1)

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十、申請專利範園： 1 種晶圓裂片光學檢知設備之取像裝置，係用以 ^ I sa 81被劈裂切割道的影像’提供判斷晶圓劈裂與否之 用所述之取像裝置係包括一影像操取器，用以傾斜設置 於sa圓下方，所述之影像擷取器包括一影像擷取組件以及 一設於該影像#1取組件取像端的鏡頭，該影像#|取器的取 像光路傾斜朝向晶圓預定劈裂位置。

2 .如申請專利範圍第1項所述之晶圓裂片光學檢知 $備之取像裝置’其中該影像擷取組件接設一位置調整 斋’用以裝設於該晶圓下方。 3 .如申請專利範圍第2項所述之晶圓裂片光學檢知 設備之取像m中所述之位置調整器包括—橫移驅動 組件。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之晶圓裂片光學檢知 設備之取像裝置，纟中所述之位置調整器包括—旋轉驅動 組件。 5 .如申請專利範圍第3或4項所述之晶圓裂片光學 檢知設備之取像裝置，其中所述之位置調整器尚包括一= 度調整組件。 ^ 6 . —種晶圓裂片光學檢知設備之取像裝置，係用γ 擷取晶圓被劈裂切割道的影像，提供判斷晶圓劈裂與U 用，所述之取像裝置係包括一折射式影像擷取 設置於晶圓下方，其包括一影像擷取組件以及—影像轉。 組件’所述之影像擷取組件於其取像端前方設有_鏡續向 14 1353032 所述之影像轉向組件係設於 包括一傾斜狀反射面，使該 反射面傾斜朝向晶圓預定劈 7 ·如申請專利範圍第 S史備之取像裝置，其中，該 斜設置於該影像擷取組件之 為一反射面傾斜朝向該鏡頭 8 .如申請專利範圍第 鲁設備之取像裝置，其中，該 該影像拍貞取組件的鏡頭前方 朝向該影像擷取組件的鏡頭 9 .如申請專利範圍第 光學檢知設備之取像裝置， 20〜40度。 1 0 ·如申請專利範圍 鲁片光學檢知設備之取像裝置 由一中空定位件组接於鏡頭 有一開口。 1 1 .如申請專利範圍 檢知設備之取像裝置，其中 件内部。 1 2 .如申請專利範圍 檢知設備之取像裝置，其中 、·'且件連接該影像轉向組件， 該鏡頭前方，該影像轉向組件 影像擷取器的取像光路通過該 裂位詈。 6項所述之晶圓裂片光學檢知 影像轉向組件為一平面鏡並傾 鏡頭前方處，該平面鏡之鏡面 〇 6項所述之晶圓裂片光學檢知 影像轉向組件為一菱鏡設置於 ’該菱鏡上具有一反射面傾斜 〇 6、7或8項所述之晶圓裂片 其中所述反射面之傾斜角度為 第6、7或8項所述之晶圓裂 ’其中所述之影像轉向組件藉 前端’該中空定位件頂面且具 第10項所述之晶圓裂片光學 該影像轉向組件固定於該定位 第10項所述之晶圓裂片光學 ’ S亥定位件上裝設—角度微調 用以改變該影像轉向組件的反 15 ^53032 射面傾斜角度。 "•如申請專利範圍第6、7 片光學檢知設備 項所述之曰曰圓裂 接設-位置” 折射式影像擷取組件 置3正态，用以裝設於該晶圓下方。 ^4 .如申請專利範圍第13項 拾知兮凡供4·^,* 4心曰曰圓裂片光学 °又 取像裝置’其中所述之位置調整，包括一橫移 驅動組件。 正态〇括杈移

如申％專利&圍第1 4項所述之晶圓裂片光學 :»又之取像裝置，其中所述之位置調整器尚包括一高 度調整組件。 人 6如申凊專利範圍第1 3項所述之晶圓裂片光學 又備之取像裝置，其中所述之位置調整器包括一旋轉 焉區動組件。 17 如申請專利範圍第1 6項所述之晶圓裂片光學 榀知。又備之取像裝置，其中所述之位置調整器尚包括一高 度調整組件。 1 8 ·如申請專利範圍第1 2項所述之晶圓裂片光學 °又備之取像裝置，其中該折射式影像榻取組件接設一 位置調整器，用以裝設於該晶圓下方。 1 9 _如申請專利範圍第1 8項所述之晶圓裂片光學 檢知設備之取像裝置，其中所述之位置調整器包括一橫移 驅動組件。 2 〇 ·如申請專利範園第1 9項所述之晶圓裂片光學 檢知設備之取像裝置，其中所述之位置調整器尚包括一高 16 1353032 度調整組件。 2 1 ·如申請專利範圍第12項所述之晶圓裂片 檢知設備之取像裝置，其中所述之位置調整器包括一 驅動組件。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項所述之晶圓裂片 檢知設備之取像裝置，其中所述之位置調整器尚包括 度調整組件。 • 十一、圖式： . 如次頁 光學 旋轉 光學 一高

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