TWI566841B - 點膠狀況的檢測方法及點膠狀況的檢測機構 - Google Patents

Description

點膠狀況的檢測方法及點膠狀況的檢測機構

本發明乃是關於一種點膠狀況的檢測方法及點膠狀況的檢測機構，特別是指一種檢測具有位於側面的待膠合處的加工件，在經過水平地噴射膠滴之後的膠體的附著及密封狀況。

利用立體堆疊技術來製造三維晶片(3D IC)，具有封裝體積小、高電氣效能與成本因素等三種優勢，將會驅動下一世代的電子產品以三維晶片製程來製作，在三維晶片的構裝技術中，晶片之間的堆疊(Stacking)技術是重要的關鍵。

在三維晶片的構裝技術中，晶片之間的接合技術是重要的關鍵。透過特定的接連方式與晶片薄化的技術，能有效增加空間與密集度，並縮短傳輸距離，提高電路系統的效能與減少能耗。晶圓接合有晶片到晶圓(Chip to Wafer；C2W)、晶片到晶片(Chip to Chip；C2C)、晶圓到晶圓(Wafer to Wafer；W2W)等三種型式。

二片晶圓接合的方法簡要的說，包括氧化物熔融接合(Oxide Fusion Bonding)、金屬對金屬接合(Metal-Metal Bonding)、以及聚合物黏著接合(Polymer Adhesive Bonding)等技術。之後，利用點膠機將二片晶圓的周圍縫隙封住以進行下一步的製程。

接合後的二片晶圓的待膠合處完全是水平狀，需要以正向側邊的點膠，先前控制點膠頭移動的升降裝置只從豎直方向調整點 膠頭的位置，傳統的點膠方式已無法適用，難以應付三維晶片的需求。不僅垂直方式點膠無法適用，傾斜狀的點膠裝置也難以應付。傾斜狀點膠只能斜向噴出膠滴，稍有偏差就可能使膠合劑落在晶圓上，而影響點膠品質，甚至損壞晶圓組合件。

為著合適地將膠體點著於二片晶圓的待膠合處，申請人已提出中華民國新型專利公告號M480428之「點膠裝置」，以將二片晶圓的周圍縫隙封住以進行下一步的製程。點膠完成後，如何確實的檢測二片晶圓的待膠合處之膠點狀況，是業界面臨的新課題。

本發明所要解決的技術問題，在於提供一種點膠狀況的檢測方法，以確認加工件的待膠合處之膠點狀況是否確實密封。更進一步的說，本發明更適合以立體整合構裝的晶圓接合技術的晶圓(基板)組合件，具有位於周邊的待膠合處在點膠之後，檢測膠體是否確實密封上述待膠合處。

為達上述目的，本發明提供一種點膠狀況的檢測方法，用以檢測一加工件的待膠合處的膠體狀況，包括至少下列步驟：沿正向面對該加工件的該待膠合處擷取一第一影像；沿該加工件周圍經過該待膠合處的切線方向擷取一第二影像；以及比對同一該待膠合處的該第一影像及該第二影像，以檢測膠體的狀況。

為達上述目的，本發明根據本發明之其中一種方案，提供一種點膠狀況的檢測機構，包括一承載平台、一第一鏡頭及一第二鏡頭。上述承載平台承載一待檢測的加工件，該加工件具有至少一待膠合處。上述第一鏡頭正向面對該加工件的該待膠合處以擷取一第一影像。上述第二鏡頭沿該加工件周圍經過該待膠合處的切線方向面對該加工件以擷取一第二影像。

為達上述目的，本發明根據本發明之其中一種方案，提供一 種點膠狀況的檢測機構，包括一承載平台及一第一鏡頭。上述承載平台承載一待檢測的加工件，該加工件具有至少一待膠合處。上述第一鏡頭正向面對該加工件的該待膠合處以擷取一第一影像；其中該第一鏡頭可移動至沿該加工件周圍經過該待膠合處的切線方向面對該加工件以擷取一第二影像。

本發明具有以下有益效果：本發明之點膠狀況的檢測方法藉由擷取上述加工件的待膠合處正面點膠後的第一影像、加上擷取上述加工件的待膠合處沿著切線方向點膠後的第二影像。比對同一該待膠合處的該第一影像及該第二影像，以檢測膠體的狀況。 二個影像的比對配合，可避免單一影像因為加工件周圍不平整以致對焦失準及影像模糊，而影響檢測的良率。經過正面檢測及切線方向的檢測，可確保每一待膠合處是否確實已被膠點密封，進而提升產品品質檢驗的準確度。

為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

100‧‧‧點膠裝置

9、9’‧‧‧加工件

9a、9b‧‧‧晶圓

90‧‧‧待膠合處

90B‧‧‧起始點

92‧‧‧識別缺口

10‧‧‧底座

12‧‧‧人機界面模組

121‧‧‧顯示器

122‧‧‧鍵盤

123‧‧‧滑鼠

14‧‧‧記錄暨控制裝置

20‧‧‧承載平台

30‧‧‧攝像模組

31‧‧‧俯視鏡頭

32‧‧‧側視鏡頭

35、45‧‧‧第一鏡頭

33、36‧‧‧第二鏡頭

Pa‧‧‧第一影像

Pb、Pc‧‧‧第二影像

40‧‧‧噴射點膠頭

51‧‧‧第一鏡頭

511‧‧‧凸透鏡

512‧‧‧分光鏡

514‧‧‧影像感應器

52‧‧‧第二鏡頭

521‧‧‧凸透鏡

522‧‧‧前反射鏡

523‧‧‧聚光透鏡

524‧‧‧後反射鏡

53‧‧‧遮蔽活動門

G‧‧‧膠體

R‧‧‧機械手臂

200、300、400、500‧‧‧點膠狀況的檢測機構

L‧‧‧光發射接收模組

圖1為依據中華民國新型專利公告號M480428之點膠裝置100的立體圖。

圖2為本發明之點膠狀況的檢測方法的流程圖。

圖3為本發明之點膠狀況的檢測機構第一實施例的俯視示意圖。

圖4為本發明之點膠狀況的檢測機構第一實施例的前視示意圖。

圖5為本發明之點膠狀況的檢測機構第二實施例的俯視示意圖。

圖6為本發明之點膠狀況的檢測機構第三實施例的俯視示意圖。

圖7為本發明之點膠狀況的檢測機構第四實施例的俯視示意圖。

圖8為本發明之點膠狀況的檢測機構第五實施例的俯視示意圖。

以下所描述之實施例有提及數量或其類似者，除非另作說明，否則本發明的應用範疇應不受其數量或其類似者之限制。本發明提及的方向用語，例如：左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向，是用來說明而並非用來限制本發明。

圖1為依據中華民國新型專利公告號M480428之點膠裝置100的立體圖。本實施例以立體整合構裝的接合二片晶圓的晶圓(基板)組合件為加工件9舉例說明。但是，本發明並不限制於晶圓組合件，也可以應用於其他具有側面膠合的加工件。接合後的晶圓的周圍縫隙需要進行膠合，包括晶圓的凹槽(notch)或平邊(Flat)。

點膠裝置100具有一底座10，底座10的一側設有一人機界面模組12。人機界面模組12包括顯示器121、鍵盤122及滑鼠123，但不限制於此。例如也可以是觸控螢幕。點膠的過程略述如下，首先，將需要點膠的加工件9搬到點膠裝置100的一承載平台20。針對該加工件9進行視覺掃描，目的是為著在點膠之前取得加工件9的待膠合處90之位置資訊。

本實施例藉由攝像模組30，用以擷取上述加工件的待膠合處90之位置資訊。其中攝像模組30包括一設於該加工件9上方並擷取該些待膠合處90水平位置資訊的俯視鏡頭31、及一置於該加工件9側面的側視鏡頭32，該俯視鏡頭31擷取該些待膠合處90垂直位置資訊。擷取位置的過程包括在承載平台20上旋轉該加工件9圈並且記錄於一記錄暨控制裝置14(如圖3所示)。

請參閱圖1，然後利用一噴射點膠頭40，沿水平方向朝向該加工件9的該些待膠合處90噴射多個膠滴。其中噴膠的起始點90B可以依晶圓的識別缺口92的轉折點。過程中，依加工件9(例如，基板組合件)的中心旋轉，繼續旋轉上述加工件9並噴射該些膠體G，直到該加工件9已旋轉360度，停止上述噴射點膠頭40。至 此，完成上述加工件9的點膠流程。

[檢測機構第一實施例]

請參閱圖2及圖3，圖2為本發明之點膠狀況的檢測方法的流程圖，圖3為本發明之點膠狀況的檢測機構第一實施例的俯視示意圖。本發明之點膠狀況的檢測方法先是步驟S10，載入一經過點膠後之待膠合處90的加工件9。其中本發明之點膠狀況的檢測機構可以是結合於圖1中的水平點膠裝置100，在此種狀況下，加工件9在點膠之後，繼續停留在上述承載平台20。另一種方式，本發明之點膠狀況的檢測機構可以是一獨立的檢測機台。在此種狀況，點膠後之待膠合處90的加工件9乃是被載入於另一獨立的檢測機台。

如圖2所示，本發明的點膠狀況的檢測方法還包括步驟S20，沿正向面對上述加工件9的待膠合處90擷取一第一影像；以及步驟S30，沿上述加工件9周圍經過待膠合處90的切線方向擷取一第二影像。

依據本發明圖3的點膠狀況的檢測機構，上述第一影像可以是利用上述置於加工件9側面的側視鏡頭32作為第一鏡頭以擷取影像。另外，本發明的點膠狀況的檢測機構還設有沿該加工件9周圍經過該待膠合處90的切線方向面對該加工件9的第二鏡頭33以擷取第二影像。

請配合參考圖4，為本發明之點膠狀況的檢測機構第一實施例的前視示意圖。被當作第一鏡頭的側視鏡頭32擷取的第一影像Pa輸出至人機界面模組12的顯示器121。藉由第二鏡頭33擷取的第二影像Pb輸出至人機界面模組12的顯示器121。其中該第一鏡頭(亦即側視鏡頭32)及該第二鏡頭33的取景方向相互垂直，並且位於同一水平面上。補充說明，第一鏡頭(亦即側視鏡頭32)及第二鏡頭33可以是感光耦合元件(CCD，Charge Coupled Device)或互補性氧化金屬半導體(CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)。此外，為著取得清楚的影像，通常需要配合補充光線以照明上述加工件9。

之後，配合圖4，以及圖2所示的步驟S40，比對同一該待膠合處的該第一影像Pa及該第二影像Pb，以檢測膠體G的狀況。本實施例檢測方法的優點如下。針對二片晶圓9a、9b的晶圓(基板)組合件，晶圓9a、9b的周圍，如第二影像Pb所示，一般而言並不會完全平整，可能呈現不規則的圓弧狀，因此容易導致補光的光線被向外漫射，而導致不易清楚對焦的糊模影像。特別是第一影像Pa，在上述晶圓9a、9b的狀況，第一影像Pa中的晶圓9a、9b的上下表面邊界可能無法清楚成像，因此不易明確判斷膠體G是否已經確實被點附於晶圓9a、9b之間。因此本實施例特別配合第二影像Pb，第二影像Pb是由晶圓9a、9b的切線方向擷取，可以相互輔助檢測在二晶圓9a、9b的最外緣是否確實有膠體G。

[檢測機構第二實施例]

請參閱圖5，為本發明之點膠狀況的檢測機構第二實施例的俯視示意圖。此實施例說明，點膠狀況的檢測機構200為一獨立的檢測機台，與點膠裝置100分開。類似於上一實施例，點膠狀況的檢測機構200包括第一鏡頭35、及第二鏡頭36，以分別擷取第一影像Pa、及第二影像Pb。

當上述加工件9點膠完成後，本實施例可以利用一機械手臂R將加工件9移載至點膠狀況的檢測機構200。點膠裝置100可以繼續進行另一加工件9’的點膠流程。藉此可以分工而加速點膠及檢測的流程。大致上，檢測的流程略快於點膠的流程，因此本發明還可以設置一部的點膠狀況的檢測機構200配合多部的點膠裝置100。

[檢測機構第三實施例]

請參閱圖6，為本發明之點膠狀況的檢測機構第三實施例的俯視示意圖。此實施例說明，點膠狀況的檢測機構300設有第一鏡 頭35正向面對該加工件9的該待膠合處以擷取該第一影像Pa。與上述實施例的差異在於，此實施例利用一光發射接收模組L以取得該第二影像Pc，其中該光發射接收模組L將強光沿著上述切線方向發射並接收光影以成為上述第二影像Pc。光發射接收模組L可以是一雷射發射及接收模組，利用強光沿著加工件9的切線方向投射於加工件9上，進而形成被加工件9遮住的光影，並接收上述光影而作為第二影像Pc，如圖6的第二影像Pc所示。若是未確實附著膠體的影像，在二晶圓9a、9b的外側邊緣將沒有點膠的影像，以輔助第一影像Pa判斷是否確實附著膠體。上述光線的發射元件與接收元件可以是結合於光發射接收模組L，或者也可以是分開的，分別位於加工件9的二側。

[檢測機構第四實施例]

請參閱圖7，為本發明之點膠狀況的檢測機構第四實施例的俯視示意圖。與上述實施例的差異在於，本實施例利用同一個第一鏡頭45正向面對該加工件9的待膠合處以擷取第一影像Pa；以及移動該第一鏡頭45而面向該加工件9的周圍沿著上述切線方向以擷取該第二影像Pb。換言之，一面，第一鏡頭45正向面對加工件9的待膠合處，此外，第一鏡頭45可移動至沿加工件9周圍經過待膠合處的切線方向面對加工件9以擷取第二影像Pb。

本實施例擷取影像的過程，可以是先正向面對加工件9並配合旋轉該加工件9一圈以擷取上述加工件9的整圈的多張第一影像Pa，過程中，每一張第一影像Pa可以配合記錄加工件9的位置或角度座標，例如以晶圓的識別缺口92為基準點。然後，再將第一鏡頭45移動至沿加工件9周圍經過待膠合處的切線方向面對加工件9以擷取第二影像，配合旋轉該加工件9一圈以擷取上述加工件9的整圈的多張第二影像Pb。同樣的，過程中，每一張第二影像Pb可以配合記錄加工件9的位置或角度座標，例如以晶圓的識別缺口92為基準點。然後，取出相同位置或角度座標的第一影 像Pa及第二影像Pb，進行比對以檢測膠體是否確實完全地附著於加工件9的周圍每一待膠合處。

[檢測機構第五實施例]

請參閱圖8，為本發明之點膠狀況的檢測機構第五實施例的俯視示意圖。與上述實施例的差異在於，第二鏡頭52還包括一前反射鏡522及一後反射鏡524，第一鏡頭51包括一分光鏡512以及一影像感應器514。第一影像Pa經過分光鏡512可以成像在影像感應器514。第二影像Pb經過前反射鏡522及後反射鏡524，投向上述分光鏡512並被部分反射至該影像感應器514。第一鏡頭51可以還包括一凸透鏡511。第二鏡頭52還可以進一步包括一凸透鏡521及一聚光透鏡523。

換言之，本實施例利用第一鏡頭51正向面對加工件9的待膠合處以擷取第一影像Pa以成像至影像感應器514；並利用第二鏡頭52沿著上述切線方向以擷取第二影像Pb，其中該第二影像Pb經過反射及分光與該第一影像Pa一同傳送到一影像感應器514。本實施例僅需要設置一個影像感應器514即可記錄第一影像Pa以及第二影像Pb。

為著分開擷取第一影像Pa及第二影像Pb，本實施例可以進一步在第一鏡頭51與第二鏡頭52之間可以設置一遮蔽活動門53。先擷取上述加工件9一圈的多張第一影像Pa，過程中可以關閉上述遮蔽活動門53，以遮蔽從第二鏡頭52來的光線。然後再擷取上述加工件9一圈的多張第二影像Pb。過程中，每一張影像可以配合記錄加工件9相對於識別缺口92的位置或角度座標。然後，取出相同位置或角度座標的第一影像Pa及第二影像Pb，進行比對以檢測膠體是否確實完全地附著於加工件9的周圍每一待膠合處。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

本指定代表圖為流程圖，無符號簡單說明。

Claims (14)

1. 一種點膠狀況的檢測方法，用以檢測一加工件的待膠合處的膠體狀況，包括至少下列步驟：沿正向面對該加工件的該待膠合處擷取一第一影像；沿該加工件周圍經過該待膠合處的切線方向擷取一第二影像；以及比對同一該待膠合處的該第一影像及該第二影像，以檢測膠體的狀況；其中該第一影像及該第二影像的取景方向相互垂直，並且位於同一水平面上。
2. 如請求項1所述之點膠狀況的檢測方法，其中進一步包括提供一人機界面模組，該人機界面模組包括一顯示器，將上述第一影像及上述第二影像傳送至上述顯示器。
3. 如請求項1所述之點膠狀況的檢測方法，其中包括利用一第一鏡頭正向面對該加工件的該待膠合處以擷取該第一影像，利用一第二鏡頭沿著上述切線方向以擷取該第二影像。
4. 如請求項1所述之點膠狀況的檢測方法，其中包括利用一第一鏡頭正向面對該加工件的該待膠合處以擷取該第一影像，利用一光發射接收模組以取得該第二影像，其中該光發射接收模組將強光沿著上述切線方向發射並接收光影以成為上述第二影像。
5. 如請求項1所述之點膠狀況的檢測方法，其中包括利用一第一鏡頭正向面對該加工件的該待膠合處以擷取該第一影像；以及移動該第一鏡頭而面向該加工件的周圍沿著上述切線方向以擷取該第二影像。
6. 如請求項5所述之點膠狀況的檢測方法，其中包括步驟：正向面對該加工件並配合旋轉該加工件一圈以擷取上述加工件的整圈的多張第一影像； 配合記錄該加工件每一張第一影像的座標；移動該第一鏡頭至沿該加工件周圍經過待膠合處的切線方向面對該加工件，配合旋轉該加工件一圈以擷取上述加工件的整圈的多張第二影像；配合記錄該加工件每一張第二影像的座標；以及取出相同位置或角度座標的第一影像及第二影像，進行比對以檢測膠體是否確實完全地附著於該加工件的周圍每一待膠合處。
7. 如請求項1所述之點膠狀況的檢測方法，其中包括利用一第一鏡頭正向面對該加工件的該待膠合處以擷取該第一影像；以及一第二鏡頭沿著上述切線方向以擷取該第二影像，其中該第二影像經過反射及分光與該第一影像一同傳送到一影像感應器。
8. 如請求項7所述之點膠狀況的檢測方法，其中包括步驟：正向面對該加工件並配合旋轉該加工件一圈以擷取上述加工件的整圈的多張第一影像；配合記錄該加工件每一張第一影像的座標；配合旋轉該加工件一圈以擷取上述加工件的整圈的多張第二影像；配合記錄該加工件每一張第二影像的座標；以及取出相同位置或角度座標的第一影像及第二影像，進行比對以檢測膠體是否確實完全地附著於該加工件的周圍每一待膠合處。
9. 如請求項8所述之點膠狀況的檢測方法，其中包括下列步驟：設置一遮蔽活動門在上述第一鏡頭與上述第二鏡頭之間；關閉上述遮蔽活動門以遮蔽從第二鏡頭來的光線；以及再擷取上述加工件一圈的多張第一影像。
10. 一種點膠狀況的檢測機構，包括： 一承載平台，以承載一待檢測的加工件，該加工件具有至少一待膠合處；一第一鏡頭，正向面對該加工件的該待膠合處以擷取一第一影像；以及一第二鏡頭，沿該加工件周圍經過該待膠合處的切線方向面對該加工件以擷取一第二影像；其中該第一鏡頭及該第二鏡頭的取景方向相互垂直，並且位於同一水平面上。
11. 如請求項10所述之點膠狀況的檢測機構，進一步包括一人機界面模組，該人機界面模組包括一顯示器以接收上述第一影像及上述第二影像。
12. 如請求項10所述之點膠狀況的檢測機構，其中該第二鏡頭還包括一前反射鏡及一後反射鏡，該第一鏡頭包括一分光鏡以及一影像感應器；其中該第二影像經過該前反射鏡及該後反射鏡，投向該分光鏡並被部分反射至該影像感應器。
13. 如請求項12所述之點膠狀況的檢測機構，其中還包括一遮蔽活動門，其設置在上述第一鏡頭與上述第二鏡頭之間。
14. 一種點膠狀況的檢測機構，包括：一承載平台，以承載一待檢測的加工件，該加工件具有至少一待膠合處；及一第一鏡頭，正向面對該加工件的該待膠合處以擷取一第一影像；其中該第一鏡頭，可移動至沿該加工件周圍經過該待膠合處的切線方向面對該加工件以擷取一第二影像。