TWI512867B - 晶圓切割道之檢測方法及其檢測治具 - Google Patents

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Description

晶圓切割道之檢測方法及其檢測治具
本發明係為一種晶圓之檢測方法及其檢測治具，特別是一種晶圓切割道之檢測方法及其檢測治具。
第1圖為習知之一種待檢測晶圓之示意圖。如第1圖所示，在積體電路封裝製程中，先在加工完成的待檢測晶圓10背面貼上晶圓切割膜(Dicing Tape)20，再將切割待檢測晶圓10之步驟稱作晶圓切割(Wafer Dicing)。
若在晶圓切割的過程中造成晶粒11的損傷，且損傷的晶粒11若沒有被即時檢測出而被使用於後續製程，則會生產出不良的成品。因此若沒有檢測出不良的晶粒11，便會在後續製程中浪費許多寶貴的時間及材料。若能在晶圓切割後對待檢測晶圓10進行檢測以及早發現損傷的晶粒11，可以避免對已損傷的晶粒11進行後續製程。
第2圖為習知之一種切割道之剖視圖。如第1圖及第2圖所示，一般來說晶圓切割所造成的晶粒11損傷常常發生於切割道12附近，使切割道表面產生不平整的現象。通常切割道12附近之晶粒11邊緣上方的損傷稱作上表面損裂111，而切割道12附近之晶粒11邊緣下方的損傷則稱作下表面損裂112。無論是切割道12之上表面損裂111之檢測還是切割道12之下表面損裂112之檢測皆是同樣重要的課題。然而，位在晶 圓10下方的晶圓切割膜20卻會嚴重阻隔下表面損裂112之檢測。
第3圖為習知之一種下表面損裂之檢測示意圖。如第3圖所示，光線總是沿著其散射能量分布方向(如區塊A所示)的路徑行進。進行下表面損裂之檢測時，若要得到真實的下表面影像，檢測之光線應該沿著理想影像光線路徑L行進。然而由於晶圓切割膜20的表面不是理想的光滑光學面，因此晶圓切割膜20表面介面對於光線的極化能力影響了光線在介質表面之極化散射能量分佈，而使得光線因散射作用而在折射介面發生能量分布方向的改變，使光線改沿著光路徑L’方向分布，最後造成得到的檢測影像失真而無法用以判斷是否有下表面損裂112。因此亟需一種能清晰檢測是否有下表面損裂112之晶圓切割道檢測方法及其設備。
本發明係為一種晶圓切割道之檢測方法及其檢測治具，其中檢測方法包括下列步驟：提供一待檢測晶圓、結合一透光載具及進行該些切割道檢測。本發明可以提升晶圓切割道的影像解析度以利檢測晶圓切割道之下表面損裂。
本發明係提供一種晶圓切割道之檢測方法，其包括下列步驟：提供一待檢測晶圓，待檢測晶圓具有複數個晶粒，每二晶粒間形成一切割道，且待檢測晶圓之一下表面黏附有一晶圓切割膜；結合一透光載具，其中透光載具上乘載有一第一液態介質，且晶圓切割膜設置於透光載具上並與第一液態介質密合， 第一液態介質之折射率與晶圓切割膜之折射率間之差值不超過0.3；以及進行該些切割道檢測，其係將一光學檢測器之一檢測鏡頭從下表面透過透光載具對準一切割道以進行檢測。
本發明又提供一種晶圓切割道之檢測治具，其包括：一晶圓切割膜，其黏附於一待檢測晶圓之一下表面；以及一透光載具，其用以乘載一第一液態介質使第一液態介質與晶圓切割膜相密合，第一液態介質之折射率與晶圓切割膜之折射率間之差值不超過0.3。
藉由本發明的實施，至少可達到下列進步功效：
一、可以提升晶圓切割道的影像解析度以利切割道之下表面損裂之檢測。
二、可以使用易於取得且便宜的材料改善晶圓切割道之檢測，以降低檢測之成本。
為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點。
第4圖為本發明實施例之一種晶圓切割道之檢測方法流程圖。第5圖為本發明實施例之一種待檢測晶圓之剖視圖。第6圖為本發明實施例之一種檢測示意圖。第7圖為本發明實施例之另一種檢測示意圖。第8圖為本發明實施例之一種檢測治具 剖視圖。第9圖為本發明實施例之另一種檢測治具剖視圖。
如第4圖所示，本發明實施例為一種晶圓切割道之檢測方法S100，其包括下列步驟：提供一待檢測晶圓(步驟S10)；結合一透光載具(步驟S20)；以及進行該些切割道檢測(步驟S40)。
如第5圖所示，提供一待檢測晶圓(步驟S10)，待檢測晶圓10具有複數個晶粒11，每二晶粒11間形成一切割道12。同時，為了在進行晶圓切割時能將待檢測晶圓10固定，因此在待檢測晶圓10之一下表面13黏附有一晶圓切割膜20，以使得切割後的晶粒11可以在晶圓切割膜20上排列成陣列。其中，晶圓切割膜20可以為一藍膜(Blue Tape)。
如第6圖所示，結合一透光載具(步驟S20)，其中透光載具50上乘載有一第一液態介質40。當將晶圓切割膜20設置於透光載具50上時，因為透光載具50上承載了第一液態介質40，所以第一液態介質40的表面附著力會使晶圓切割膜20與第一液態介質40完全密合。
由於在未設置透光載具50及第一液態介質40時，檢測光線是由空氣介質61直接入射至晶圓切割膜20，又因為晶圓切割膜20對於光線的極化能力影響了光線在介質表面之極化散射能量分佈，導致經由晶圓切割膜20反射的光線被散射而遠離理想影像光線路徑L，進而造成了檢測影像的失真。因此若可以改變介質介面的相對折射率以降低晶圓切割膜20表面對光線的極化散射能力，便能影響極化散射能量分佈，將原本被散射而遠離理像影像光線路徑L之光線調整回接近理像影像光線路徑L行進，以改善檢測影像的解析度。
光線在介質間的散射現象與介質對光線的極化能力有關。若將光線傳遞視為電磁波處理，並以電場描述光線極化行為，則電場極化能力(Electronic Polarizability)可以極化能力張量表示：
上述極化能力張量與介質介面的相對折射率有關，簡化的描述方式可以ρ A (光)表示：
其中n代表介質介面的相對折射率，λ為光線的波長，dn/dc代表單位體積(dc)的折射率變化(dn)，當dn/dc 0則可使介質介面對於光線的極化能力ρ A (光)0，如此便可減少晶圓切割膜20的干擾，而清晰地取得切割道12下表面13之檢測影像。
因此只要將下表面13到檢測鏡頭31之間光路徑上所經過的介質介面調整到介質折射率參數趨近一致，使晶圓切割膜20對光線的極化散射能力降低，則可取得更清晰的檢測影像。所以為了使介質折射率參數趨近一致，第一液態介質40需選用折射率與晶圓切割膜20之折射率間之差值不超過0.3的材料。
進行該些切割道檢測(步驟S40)，其係將一光學檢測器30之一檢測鏡頭31從下表面13透過透光載具50對準一切割道12進行檢測。光學檢測器30接收之檢測光線為一可見光或一紅外光。
由於晶圓切割膜20之折射率n約為1.544，因此第一液態介質40可以選用水、甘油或乙醇，其中水的折射率n約為1.333，甘油的折射率n約為1.473，而乙醇的折射率n約為1.36。另外，透光載具50可以為一玻璃，其折射率n約為1.52。因此，可以看到由於介質折射率參數趨近一致，因此檢測光線在由晶圓切割膜20反射後通過第一液態介質40及透光載具50時，光線雖是沿著光路徑L”行進，但仍是非常趨近理想影像光線路徑L。
光路徑L”與理想影像光線路徑L之間仍有些許差距是由於透光載具50及檢測鏡頭31間存在有一空氣介質61，空氣介質61之折射率n約為1，因此檢測光線的光路徑L”在透光載具50與空氣介質61之介面會有些許偏折。即便如此，由理想影像光線路徑L與光路徑L”相差無幾可知，本發明實施例之檢測方法S100已經較習知之檢測方法能得到解析度更高之切割道12之下表面影像。
如第4圖及第7圖所示，為了改善上述現象，檢測方法S100還可以進一步在步驟S40前包括一結合第二液態介質步驟(步驟S30)，藉此再進一步提升影像解析度。步驟S30係在透光載具50及檢測鏡頭31間施加一第二液態介質60。第二液態介質亦可以為空氣、水、甘油或乙醇。由於第二液態介質60的加入可以改善前述空氣介質61所造成之光路徑偏折，並使晶圓切割膜20、第一液態介質40、透光載具50及第二液態介質60之介質折射率參數趨近一致，而使檢測光線在由晶圓切割膜20反射後通過第一液態介質40、透光載具50及第二液態 介質60時，光線的能量分布方向不會因為散射作用而改變，使光線仍大致沿著理想影像光線路徑L行進(如光路徑L’’’)，使得光學檢測器30可以獲得足夠清晰的檢測影像，進而提供判斷切割道12是否具有下表面損裂112的依據。
如第8圖所示，本發明之另一實施例為一種晶圓切割道之檢測治具70，其包括：一晶圓切割膜20以及一透光載具50。將檢測治具70應用於切割道12之檢測可以有助於提高影像解析度。
晶圓切割膜20，其黏附於一待檢測晶圓10之一下表面13，待檢測晶圓10具有複數個晶粒11，且每兩晶粒11間形成一切割道12。
透光載具50，其用以乘載一第一液態介質40，當將晶圓切割膜20設置於透光載具50上時，因為透光載具50上承載了第一液態介質40，所以第一液態介質40的表面附著力會使晶圓切割膜20與第一液態介質40完全密合。
由於當介質折射率參數趨近一致時，可以取得較不受晶圓切割膜20表面散射干擾的檢測影像。因此，第一液態介質40需選用折射率與晶圓切割膜20之折射率間之差值不超過0.3之材料。例如，第一液態介質40可以為水、甘油或乙醇。另外，透光載具50可以為一玻璃，其折射率n約為1.52，亦與晶圓切割膜20之折射率(1.544)相當，故可使檢測光線在由晶圓切割膜20反射後通過第一液態介質40及透光載具50時，仍大致沿著理想影像光線路徑L行進，進而得到解析度較高且不失真之檢測影像。
如第9圖所示，檢測治具70可以進一步包括一組夾持件80。夾持件80係用以夾持並固定晶圓切割膜20之兩端，由於待檢測晶圓10是黏貼於晶圓切割膜20上，因此可以藉由夾持件80固定待檢測晶圓10，以利光學檢測器檢測每個切割道12。另外夾持件80夾持晶圓切割膜20亦有助於搬移待檢測晶圓10以供進行後續檢測或製程。
惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。
10‧‧‧晶圓
11‧‧‧晶粒
111‧‧‧上表面損裂
112‧‧‧下表面損裂
12‧‧‧切割道
13‧‧‧下表面
20‧‧‧晶圓切割膜
30‧‧‧光學檢測器
31‧‧‧檢測鏡頭
40‧‧‧第一液態介質
50‧‧‧透光載具
60‧‧‧第二液態介質
61‧‧‧空氣介質
70‧‧‧檢測治具
80‧‧‧夾持件
A‧‧‧區塊
L‧‧‧理想影像光線路徑
L’‧‧‧光路徑
L”‧‧‧光路徑
L’’’‧‧‧光路徑
第1圖為習知之一種待檢測晶圓之示意圖。
第2圖為習知之一種切割道之剖視圖。
第3圖為習知之一種下表面損裂之檢測示意圖。
第4圖為本發明實施例之一種晶圓切割道之檢測方法流程圖。
第5圖為本發明實施例之一種待檢測晶圓之剖視圖。
第6圖為本發明實施例之一種檢測示意圖。
第7圖為本發明實施例之另一種檢測示意圖。
第8圖為本發明實施例之一種檢測治具剖視圖。
第9圖為本發明實施例之另一種檢測治具剖視圖。
S100‧‧‧晶圓切割道之檢測方法
S10‧‧‧提供一待檢測晶圓
S20‧‧‧結合一透光載具
S30‧‧‧結合第二液態介質
S40‧‧‧進行切割道檢測

Claims (9)

  1. 一種晶圓切割道之檢測方法，其包括下列步驟：提供一待檢測晶圓，該待檢測晶圓具有複數個晶粒，每二該晶粒間形成一切割道，且該待檢測晶圓之一下表面黏附有一晶圓切割膜；結合一透光載具，其中該透光載具上乘載有一第一液態介質，且該晶圓切割膜設置於該透光載具上並與該第一液態介質密合，該第一液態介質之折射率與該晶圓切割膜之折射率間之差值不超過0.3；結合一第二液態介質，其中該第二液態介質係位於該透光載具及該檢測鏡頭間，且該第二液態介質可為水、甘油或乙醇；以及進行該些切割道檢測，其係將一光學檢測器之一檢測鏡頭從該下表面透過該透光載具對準一該切割道以進行檢測。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該第一液態介質為水、甘油或乙醇。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該透光載具及該檢測鏡頭間存在有一空氣介質。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該透光載具為一玻璃。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該光學檢測器接收之檢測光線為一可見光或一紅外光。
  6. 一種晶圓切割道之檢測治具，其包括： 一晶圓切割膜，其黏附於一待檢測晶圓之一下表面；一透光載具，其用以乘載一第一液態介質使該第一液態介質與該晶圓切割膜相密合，該第一液態介質之折射率與該晶圓切割膜之折射率間之差值不超過0.3；以及一第二液態介質，其中該第二液態介質係位於該透光載具及一檢測鏡頭間，且該第二液態介質為水、甘油或乙醇。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之檢測治具，其進一步包括一組夾持件，其夾持並固定該晶圓切割膜之兩端。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之檢測治具，其中該第一液態介質為水、甘油或乙醇。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之檢測治具，其中該透光載具為一玻璃。
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