TWI836876B - 晶圓切割道的檢測系統及檢測方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種晶圓切割道的檢測系統及檢測方法。檢測系統包括載台、散射光源、影像擷取裝置及影像處理單元。載台承載待檢測晶圓，待檢測晶圓具有正表面及背表面，且待檢測晶圓經切割以形成以多個切割道定義的多個晶片。紅外光源用於照射待檢測晶圓的背表面。影像擷取裝置經配置以擷取待檢測晶圓反射紅外光源後形成的多個檢測影像。影像處理單元連接至影像擷取裝置，接收該些檢測影像並產生深度影像組，以檢測待檢測晶圓的瑕疵。

Description

晶圓切割道的檢測系統及檢測方法

本發明涉及一種檢測系統及檢測方法，特別是涉及一種晶圓切割道的檢測系統及檢測方法。

晶圓需透過切割(sawing)製程將晶粒(die)切割分離後封裝。隨著晶片尺寸不斷微縮，相同晶圓尺寸內切割的晶粒數量愈來愈多，切割道也愈來愈窄，容易在晶圓切割製程中因各種應力機制導致晶片產生缺陷，例如在晶片表面、背面或是側面等表面處發生的正崩、背崩及側崩等缺陷，因此，檢測晶圓在切割製程產生的崩裂對於後續封裝製程的良率控制至關重要。

然而，晶圖內部的金屬層以及在晶圖切割過程中用來黏持晶圓的晶圓切割膜(dicing tape)將會在檢測時嚴重干擾及阻絕光源，而難以對特定的內層缺陷進行檢測。傳統破壞性的檢測方式不僅成本高、耗時，更容易影響對於缺陷產生原因的判斷。

有鑑於上述問題，本領域亟需一種非破壞性的檢測方法，以便在半導體切割製程中能夠降低對光源的干擾，並精確檢測出缺陷位置及形貌，進而改善切割製程並提升良率。

本發明提出一種晶圓切割道的檢測系統及檢測方法，用於光學檢測晶片裂痕或破損等瑕疵，特別是晶片內層的隱裂或破損。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種晶圓切割道的檢測系統，其包括載台、紅外光源、影像擷取裝置及影像處理單元。載台承載待檢測晶圓，待檢測晶圓具有正表面及背表面，且待檢測晶圓經切割以形成以多個切割道定義的多個晶片。紅外光源用於照射待檢測晶圓的背表面。影像擷取裝置經配置以擷取待檢測晶圓反射紅外光源後形成的多個檢測影像。影像處理單元，連接至該影像擷取裝置，接收該些檢測影像並產生深度影像組，以檢測待檢測晶圓的瑕疵。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種晶圓切割道的檢測方法，其包括：以載台承載待檢測晶圓，其中，待檢測晶圓具有正表面及背表面，且待檢測晶圓經切割以形成以多個切割道定義的多個晶片；配置紅外光源以照射待檢測晶圓的背表面；配置影像擷取裝置以擷取待檢測晶圓反射紅外光源所形成的多個檢測影像；以及配置一影像處理單元，接收該些檢測影像並產生一深度影像組，以檢測待檢測晶圓的瑕疵。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的晶圓切割道的檢測系統及檢測方法，採用了散射光源，當通過切割膜時，可使影像擷取裝置接收到更多方向的反射光資訊，以提升所擷取的檢測影像品質。

此外，在本發明所提供的晶圓切割道的檢測系統及檢測方法中，採用了分層景深追焦或立體視覺架構等影像擷取機制，可有效檢測出晶片內部裂紋或破損等瑕疵，同時測量出該等瑕疵的立體形貌及其位置。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“晶圓切割道的檢測系統及檢測方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

圖1為本發明實施例的晶圓切割道的檢測系統的系統架構示意圖。參閱圖1所示，本發明實施例提供一種晶圓切割道的檢測系統100，主要用於測量晶圓切割道中，各種晶片內層缺陷（例如晶片的內層裂紋Fx或破損Fy）的三維位置或形狀。其中，檢測系統100可包括載台1、紅外光源2、影像擷取裝置3及影像處理單元7。

請參考圖2，其為本發明實施例的待檢測晶圓的透視示意圖。需說明，圖1中的待檢測晶圓4及載台1僅示意性的繪示出局部。

如圖1及圖2所示，在進行檢測前，首先需要取得待檢測晶圓4，其具有正表面41及背表面42，選擇性地，背表面42覆有切割膜5，且待檢測晶圓4經切割以形成以多個切割道43定義的多個晶片44。舉例而言，每二晶片44間形成一切割道43。同時，為了在進行晶圓切割時能將待檢測晶圓4固定，因此在待檢測晶圓10之背表面42黏附有切割膜5，以使得切割後的晶片44可以在切割膜5上維持以陣列排列的形式。其中，切割膜5可以由基材膜及背膠層組成。其中，基材膜可例如是由合成樹脂，例如：聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC) 、 聚 對 苯 二 甲 酸 乙 二 酯 (polyethylene terephthalate, PET) 或 聚 烯 烴 (Polyolefin, PO)製成，而背膠層可以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA, ACRYL, poly methyl methacrylate)作為主要成份。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。

此外，待檢測晶圓4一般以半導體材料為基底來執行相關的多道元件製程，進而在正表面41處形成各種積體電路元件。因此，本發明實施例中提到的待檢測晶圓4可例如包括矽基板以及位於矽基板上方的金屬線路層40。然而，由於金屬線路層40會阻絕絕大多數波長的光線，而無法直接從正表面41以光學檢測方式來檢測待檢測晶圓4中的缺陷。因此，通常會考量由背表面42進行檢測。

請復參考圖1，載台1設計用於承載待檢測晶圓4，且為了能夠從背表面進行檢測，載台1可例如是一透光載台，例如以透明的玻璃或塑膠材質所形成；載台1亦可例如可是一中空載台，承載待檢測晶圓4的邊緣未檢測部分，而不遮蔽其待測區域。載台1可設置有凹槽，於載台1承載待檢測晶圓4時，載台1及切割膜5之間可選擇性的設置有液態介質膜6，以用於改善影像擷取裝置3的影像擷取品質。如圖1所示，載台1上可進一步容置有液態介質膜6。當將切割膜5設置於載台1上時，液態介質膜6與切割膜5可通過表面附著力密合。

需要說明的是，因為切割膜5為具有粗糙表面的透光膜，當需要進行光學檢測時，若採用同軸光方式，則被切割膜5所反射產生的不均勻光線會明顯影響自背表面42進行影像擷取的影像品質，最終影響光學檢測效果。

為此，在本發明實施例的檢測系統100中，可配置一或多個紅外光源2產生多個檢測子光束21，以照射待檢測晶圓4的背表面42。為了使檢測子光束21足以穿透散射的晶圓切割膜以及矽基材取得用於檢測待檢測晶圓4的瑕疵的檢測影像，需要慎重選擇紅外光源2的波長，並對應選擇具有適當折射率的液態介質膜6，以與波長匹配。為此，在本發明的實施例中，基於光線路徑所經過的切割膜5的材料穿透頻譜以及矽晶圓的穿透頻譜特性可知，較佳適用於紅外光源2的波長可在短波紅外光(SWIR)波段及近紅外光(NIR)波段，因此，檢測子光束21可各為短波紅外光(SWIR)光束或近紅外光(NIR)光束。

此外，可將切割膜5視為理想高分子散射膜，具有擴散粒子的表面，並依據其散射特性可知，若要抑制切割膜5產生的散射光強度，可通過減少切割膜5與周圍介質之間的相對折射率，或是將切割膜5的表面盡可能的平滑化。而選擇具有適當折射率的液態介質膜6為成本較低之方式，例如，對於波長 1100 nm 的紅外光源2而言，可選擇以水來形成液態介質膜6，因其具有匹配的折射率。

影像擷取裝置3可例如是電荷耦合元件(Charge-coupled Device, CCD)相機，適於接收短波紅外光(SWIR)光束或近紅外光(NIR)光束，可設置以將拍攝視野面對待檢測晶圓4的背表面42，以擷取待檢測晶圓4反射紅外光源2後形成的多個檢測影像，進而可檢測待檢測晶圓4是否具有瑕疵。

請參考圖3，其為本發明實施例的晶圓切割道的檢測方法的流程圖。需說明，檢測方法可適用於前述的檢測系統100，但本發明不以此為限。如圖3所示，檢測方法可包括下列步驟：

步驟S10：取得待檢測晶圓。

步驟S11：以載台承載待檢測晶圓。

步驟S12：配置散射光源以照射待檢測晶圓的背表面。

步驟S13：配置影像擷取裝置以擷取待檢測晶圓反射散射光源所形成的多個檢測影像。

步驟S14：配置影像處理單元接收檢測影像並產生深度影像組，以檢測待檢測晶圓的瑕疵。

需說明，可通過人工方式檢視該些檢測影像以判斷是否有隱裂、正崩、背崩、側崩或破損等瑕疵，或是以電腦執行瑕疵檢測軟體或經訓練的人工智慧模型來判斷該些檢測影像中是否有出現類似於該等瑕疵的特徵。然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。

請參考圖4，其為本發明實施例以影像擷取裝置執行分層景深追焦的示意圖。如圖4所示，影像擷取裝置3可進一步包括第一影像感測單元31、第一光學對焦模組32，且可電性連接於影像處理單元7。第一影像感測單元31可例如是電荷耦合元件(Charge-coupled Device, CCD)，第一光學對焦模組32則可例如包括一或多個透鏡320，以及用於改變該等透鏡的位置的伸縮機構，第一光學對焦模組32可經配置以依據使用者設定的焦距來調整影像擷取裝置3，使第一影像感測單元31擷取待檢測晶圓4於深度方向D1上的多個不同預定深度的檢測影像。舉例而言，深度方向D1可例如是垂直於正表面41及/或背表面42的方向，且該些預定深度可分佈於從正表面41至背表面42的範圍內，例如，可將焦距設定為預定深度Dp1、Dp2及Dp3，以分別擷取到檢測影像IM1、IM2及IM3。

在一些實施例中，該些預定深度可例如以第一預定間距作為間隔，每隔一段預定間距擷取一張檢測影像。

影像處理單元7可電性連接於第一影像感測單元31及第一光學對焦模組32，且可例如包括中央處理器及影像處理器等積體電路。影像處理單元7可用於控制第一光學對焦模組32調整至使用者設定的焦距，再控制第一影像感測單元31進行影像擷取。此外，當接收到第一影像感測單元31所擷取的檢測影像時，第一影像感測單元31可經配置以結合該些檢測影像，並產生一深度影像組。換言之，在本發明實施例中，可進一步採用分層景深追焦的方式，自待檢測晶圓4背面一層一層以不同焦距來擷取影像。在獲得每一層景深範圍中對焦清楚的影像後，可將其結合起來獲得深度影像組。

請參考圖5，其為本發明實施例的檢測方法的步驟S13的細節流程圖。以圖4的架構為基礎，步驟S13可進一步包括下列步驟：

步驟S130：配置第一光學對焦模組以依據深度方向上的多個預定深度調整焦距。

步驟S131：配置第一影像感測單元針對該些預定深度擷取檢測影像。

步驟S132：配置影像處理單元結合檢測影像以產生深度影像組。

需說明，深度影像組可將待檢測晶圓4的整體架構分為多層，並依據每一層所擷取的影像來檢測晶片44內部的裂紋或破損等瑕疵，且當檢測到瑕疵時，可進一步配置影像處理單元7根據瑕疵部位於深度影像組中的相對位置來判斷其實際於待檢測晶圓4中的位置，同時還可從深度影像組中取出與該瑕疵部位相關的檢測影像，以拼湊得到該瑕疵部位的立體形貌。

除了上述方式外，在產生每一張檢測影像時，本發明實施例的檢測方法還進一步執行一影像最佳化程序，以確保每一張檢測影像中的每個像素的對焦品質。

請進一步參考圖6及圖7，圖6為本發明實施例的影像最佳化程序的示意圖，圖7為本發明實施例的影像最佳化程序的流程圖。

如圖7所示，影像最佳化程序可包括下列步驟：

步驟S70：配置影像擷取裝置針對目標深度，擷取涵蓋目標深度的深度範圍內的多張候選影像。如圖6所示，以檢測影像IM1為例，影像擷取裝置可將目標深度設定為預定深度Dp1，並可取涵蓋預定深度Dp1的一個深度範圍（例如，以預定深度Dp1為中心取一深度範圍），來擷取n張候選影像IM11、IM12、IM13、…、IM1n。並且，如圖7所示，每一張候選影像可以第二預定間距作為間隔，且每一張候選影像各自包括多個像素。

接著，配置影像處理單元7以進一步執行下列步驟：

步驟S71：針對該些候選影像中，計算位於相同的位置上的多個像素的銳利度，並以具有最高銳利度的像素對應的該深度作為該位置的一最佳對焦深度。

在此步驟中，可先配置影像處理單元7對候選影像IM11、IM12、IM13、…、IM1n執行灰階化處理後計算每一張候選影像中的每個像素的銳利度，接著，針對位於相同的位置上的所有像素，例如像素P1、P2、P3、…、Pn，將銳利度進行排序，而具有最高銳利度的像素（例如像素P3）即是對應於最佳聚焦點，因此，將具有最高銳利度的像素對應的深度作為之後生成的檢測影像IM1於該位置上的最佳對焦深度。

步驟S72：合併所有具有最佳對焦深度的像素，以產生對應於目標深度的檢測影像。因此，在上述影像最佳化程序中，先從n張影像中，選擇灰階最銳利程度的像素位置，作為最佳對焦位置，再將n張影像中的個別最佳對焦位置的像素，組合成一張完整影像，以取得最佳化後的檢測影像IM1，以確保每個像素在預定深度Dp1附近有最高的灰階銳利度。

另一方面，在本發明的其他實施例中，更進一步在檢測到瑕疵後，提供一種可以精確判別瑕疵部位於待檢測晶圓4中的位置及立體形貌的方式。請參考圖8，其為本發明另一實施例的檢測系統的系統架構示意圖。如圖所示，影像擷取裝置3還包括第二光學對焦模組35及第二影像感測單元34。其中，第二光學對焦模組35及第二影像感測單元34分別類似於第一光學對焦模組32及第一影像感測單元31，且亦可電性連接於影像處理單元7以由類似方式控制。如圖8的架構所示，第一影像感測單元31及第二影像感測單元34的均經過設置以將待檢測晶圓4涵蓋在各自的視野內。為了方便說明，圖8省略了金屬線路層40。

當從檢測影像發現待檢測晶圓4具有瑕疵（例如瑕疵部位F1、F2、內層裂紋Fx或破損Fy），可進一步配置影像處理單元7利用第一影像感測單元31及第二影像感測單元34針對瑕疵部位F1、F2進行三角測量，以獲得瑕疵部位F1、F2、內層裂紋Fx或破損Fy的影像深度資訊。例如，針對瑕疵部位F1，可先取得瑕疵部位F1與第一影像感測單元31之間的距離、瑕疵部位F1與第二影像感測單元34之間的距離以及第一影像感測單元31及第二影像感測單元34之間的距離，再依據三者的距離得到準確的影像深度資訊。接著，便可配置影像處理單元7根據影像深度資訊計算得到瑕疵部位F1、F2、內層裂紋Fx或破損Fy的立體形貌及在待檢測晶圓4中於深度方向D1上的位置。

換言之，在本實施例中，係利用立體視覺(Stereo Vision)的概念，以雙攝影機測量待測物，再利用三角測量原理獲得攝影機與待測物間的距離，獲得影像深度影像資訊，藉此測量出瑕疵部位F1、F2、內層裂紋Fx或破損Fy的立體形狀與位置。

此外，為了節省運算資源，可以分階段來進行檢測。請參考圖9，其為本發明實施例的檢測方法的另一流程圖。如圖9所示，檢測方法可進一步包括下列步驟：

步驟S90：配置影像擷取裝置以第一解析度及第一景深取得檢測影像。舉例而言，在本實施例中，影像擷取裝置3可例如具有調整擷取影像時的解析度及景深的能力，且可例如調整為相對較低的第一解析度及相對較高的第二解析度，以及調整為具有相對較大範圍的第一景深及具有相對較小範圍的第二景深，也就是說，第二解析度高於該第一解析度，且第一景深的範圍大於該第二景深的範圍。需說明，影像擷取裝置3可進一步包括與景深相關的光學元件，例如光圈，而景深大小亦與光圈太小及焦距大小有關。一般而言，景深的範圍越大，畫面清晰範圍越廣，但畫面清晰度有限，而景深的範圍越小（淺），畫面清晰範圍越窄，但可提升畫面清晰度。因此，為了節省運算資源及加速處理速度，可先以相對較低的第一解析度及具有相對較大範圍的第一景深來擷取檢測影像。

步驟S91：根據檢測影像判斷待檢測晶圓具有瑕疵。此步驟類似於前述，故不再贅述。

當以人工或電腦自動化方式檢測到待檢測晶圓4具有瑕疵，由於可通過前述的深度影像組或是立體視覺方式得到瑕疵部位的位置，可進一步執行下列步驟：

步驟S92：配置影像擷取裝置以依據瑕疵部位的位置以第二解析度及第二景深取得多張精確檢測影像，藉以配置影像處理單元產生深度影像組。需要說明的，精確檢測影像的取得方式基本上與檢測影像的取得方式相同，差異僅在於使用的解析度及景深不同。因此，界定瑕疵部位的位置後，可使用高解析度與淺景深範圍方式，獲得精確的瑕疵深度資訊，並取得具有較高解析度的瑕疵部位的立體形貌。

請參閱圖10，圖10為本發明實施例的紅外光源的示意圖。需要說明的是，在特定實施例中，可選擇性採用散射光源作為主要照明的手段，並於檢測時照射待檢測晶圓4的背表面42。詳細而言，一或多個紅外光源2可各自為散射光源，各經配置以產生多個檢測子光束21，且該些檢測子光束21分別沿著不彼此平行的多個光軸行進。由於採用了散射光源，當通過切割膜5時，可使影像擷取裝置3接收到更多方向的反射光資訊，以提升所擷取的檢測影像品質。

如圖10所示，在上述諸實施例中使用的一或多個紅外光源2可包括多個第一發光單元201、多個第二發光單元202、聚光透鏡22、分光元件23、集光罩24、基板25及散熱模組26。其中，該些第一發光單元201、聚光透鏡22及分光元件23可設置於第一殼體27之中。第一殼體27可例如為柱體，柱體的其中一表面設有朝向集光罩24的第一出光口270。此外，多個第二發光單元202、集光罩24及散熱模組25可設置在第二殼體28內。

更具體而言，集光罩24可例如是半球形集光罩，且可例如是將正球體或橢球體剖半而得。集光罩24設置在基板25上，在半球形的一側可形成與半球形相切的切面以作為入光面241，入光面241上可設置有入光口2410。集光罩24的至少一部分可位於第二殼體28內，集光罩24的內表面界定有一腔體243，且內表面上可設置有高反射率材料製成的反光層，或集光罩24本身即由高反射率材料製成，以用於反射第二發光單元202產生的散射子光束212。此外，該些第二發光單元202設置在基板25上，且位於腔體243中。

聚光透鏡22可例如為凸透鏡，分光元件23可例如是反射鏡或半穿透半反射鏡，聚光透鏡22及分光元件23均設置在第一發光單元201的出光方向上。在上述架構下，第一發光單元201發出的散射子光束211可經過聚光透鏡22進行匯聚並由分光元件23反射，之後通過集光罩24的入光口241進入集光罩24。需說明，進入集光罩24的散射子光束211可不經反射而直接從基板25上的第二出光口250射出，可用於提供一部分散射光，其沿著與基板25基本上垂直的光軸行進。

此外，第二發光單元202可朝向集光罩24的內表面發出散射子光束212，經過集光罩24的內表面反射後，從貫穿基板25的出光口250射出，以提供另一部分的散射光，其可沿著與散射子光束211不同光軸方向的光軸行進。而散熱模組25可包括散熱風扇261及散熱鰭片262。散熱鰭片262設置在基板25上，散熱風扇261設置在散熱鰭片262上方，用於避免集光罩24或是第二發光單元202過熱。值得一提的，第一發光單元201及第二發光單元202可各自為短波紅外光或近紅外光發光二極體(LED)，以用於產生短波紅外光光束或近紅外光光束以進行晶圓切割道的檢測。

需要說明的，雖未繪示於圖中，基板25上還可設置用於控制第二發光單元202的光源控制電路、用於控制散熱風扇261的風扇控制電路及供電電路，且基板25及第二殼體28可例如包括是電路板，其中亦可設置驅動第二發光單元202進行發光所需的走線，以及驅動散射風扇261所需的走線。

需要說明的，上述架構僅為紅外光源2的其中一種實施方式，本發明不限於此。例如，在更簡化的架構中，紅外光源2可僅包括一或多個第一發光單元201及分光元件23，或是可僅包括一或多個第二發光單元202及集光罩24。或者，紅外光源2亦可僅包括一或多個第一發光單元201（或第二發光單元202）與設置在其前方的擴散片。上述多種方式均可用作在前述晶圓切割道的檢測系統及檢測方法的諸實施例中提到的一或多個紅外光源2及其提供的檢測子光束21。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的晶圓切割道的檢測系統及檢測方法，採用了散射光源，當通過切割膜時，可使影像擷取裝置接收到更多方向的反射光資訊，以提升所擷取的檢測影像品質。

此外，在本發明所提供的晶圓切割道的檢測系統及檢測方法中，進一步採用了分層景深追焦與立體視覺架構等影像擷取機制，可有效檢測出晶片內部裂紋或破損等瑕疵，同時測量出該等瑕疵的立體形貌及其位置。以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

100:檢測系統

1:載台

2:紅外光源

201:第一發光單元

202:第二發光單元

21:檢測子光束

211、212:散射子光束

22:聚光透鏡

23:分光元件

24:集光罩

241:入光面

2410:入光口

243:腔體

25:基板

250:第二出光口

26:散熱模組

261:散熱風扇

262:散熱鰭片

27:第一殼體

270:第一出光口

28:第二殼體

3:影像擷取裝置

31:第一影像感測單元

32:第一光學對焦模組

34:第二影像感測單元

35:第二光學對焦模組

4:待檢測晶圓

40:金屬線路層

41:正表面

42:背表面

43:切割道

44:晶片

5:切割膜

6:液態介質膜

7:影像處理單元

F1、F2:瑕疵部位

Fx:內層裂紋

Fy:破損

IM1、IM2、IM3:檢測影像

Dp1、Dp2、Dp3:預定深度

P1、P2、P3、…、Pn:像素

IM11、IM12、IM13、…、IM1n:候選影像

D1:深度方向

圖1為本發明實施例的晶圓切割道的檢測系統的系統架構示意圖。

圖2為本發明實施例的待檢測晶圓的透視示意圖。

圖3為本發明實施例的晶圓切割道的檢測方法的流程圖。

圖4為本發明實施例以影像擷取裝置執行分層追焦的示意圖。

圖5為本發明實施例的檢測方法的步驟S13的細節流程圖。

圖6為本發明實施例的影像最佳化程序的示意圖。

圖7為本發明實施例的影像最佳化程序的流程圖。

圖8為本發明另一實施例的檢測系統的系統架構示意圖。

圖9為本發明實施例的檢測方法的另一流程圖。

圖10為本發明實施例的紅外光源的示意圖。

100:檢測系統

1:載台

2:紅外光源

21:檢測子光束

3:影像擷取裝置

4:待檢測晶圓

40:金屬線路層

41:正表面

42:背表面

43:切割道

44:晶片

5:切割膜

6:液態介質膜

7:影像處理單元

Claims (18)

1. 一種晶圓切割道的檢測系統，其包括：一載台，承載一待檢測晶圓，其中，該待檢測晶圓具有一正表面及一背表面，且該待檢測晶圓經切割以形成以多個切割道定義的多個晶片；一紅外光源，用於照射該待檢測晶圓的該背表面；一影像擷取裝置，經配置以擷取該待檢測晶圓反射該紅外光源後形成的多個檢測影像；以及一影像處理單元，連接至該影像擷取裝置，接收該些檢測影像並產生一深度影像組，以檢測該待檢測晶圓的瑕疵，其中，該紅外光源經配置以產生多個檢測子光束，且該些檢測子光束分別沿著不彼此平行的多個光軸行進，以產生散射光。
2. 如請求項1所述的檢測系統，其中，該影像處理單元依據該深度影像組，以獲得至少一瑕疵部位的立體形貌，或在該待檢測晶圓中於一深度方向上的該至少一瑕疵部位的位置。
3. 如請求項1所述的檢測系統，其中，該紅外光源包括一短波紅外光源或一近紅外光光源。
4. 如請求項2所述的檢測系統，其中，該影像擷取裝置包括：一第一影像感測單元；以及一第一光學對焦模組，經配置以調整該影像擷取裝置的焦距，使該第一影像感測單元擷取該待檢測晶圓於該深度方向上的多個不同預定深度的該些檢測影像。
5. 如請求項4所述的檢測系統，其中，擷取該些檢測影像時，該影像擷取裝置還針對該些深度中的一目標深度，擷取涵蓋該目標深度的一深度範圍內的多張候選影像；其中，該影像處理單元進一步經配置以： 針對該些候選影像中，計算位於相同的位置上的多個像素的銳利度，並以具有最高銳利度的該像素對應的該深度作為該位置的一最佳對焦深度；及合併所有具有該最佳對焦深度的該些像素，依據對應的位置進行結合以產生對應於該目標深度的該檢測影像。
6. 如請求項4所述的檢測系統，其中，該影像擷取裝置還包括一第二影像感測單元及一第二光學對焦模組，藉以該影像處理單元利用該第一影像感測單元及該第二影像感測單元，於至少一瑕疵部位進行三角測量，以獲得該至少一瑕疵部位的一影像深度資訊；其中，該影像處理單元依據該影像深度資訊，得到該至少一瑕疵部位的立體形貌，或在該待檢測晶圓中於該深度方向上的該至少一瑕疵部位的位置。
7. 如請求項1所述的檢測系統，其中，該影像擷取裝置係以一第一解析度及一第一景深取得該些檢測影像，且響應於檢測到該待檢測晶圓具有瑕疵，該影像擷取裝置經配置以進一步依據至少一瑕疵部位的位置，以一第二解析度及一第二景深取得多張精確檢測影像，藉以該影像處理單元產生該深度影像組；其中，該第二解析度高於該第一解析度，且該第一景深的範圍大於該第二景深的範圍。
8. 如請求項1所述的檢測系統，其中，該待檢測晶圓的該背表面覆有一切割膜。
9. 如請求項8所述的檢測系統，其中，於該載台承載該待檢測晶圓時，該載台及該切割膜之間設置有一液態介質膜，以用於改善該影像擷取裝置的影像擷取品質。
10. 一種晶圓切割道的檢測方法，其包括： 以一載台承載一待檢測晶圓，其中，該待檢測晶圓具有一正表面及一背表面，且該待檢測晶圓經切割以形成以多個切割道定義的多個晶片；配置一紅外光源以照射該待檢測晶圓的該背表面；配置一影像擷取裝置，以擷取該待檢測晶圓反射該紅外光源所形成的多個檢測影像；以及配置一影像處理單元，接收該些檢測影像並產生一深度影像組，以檢測該待檢測晶圓的瑕疵，其中，配置該紅外光源照射該待檢測晶圓的該背表面的步驟還包括：配置該紅外光源產生多個檢測子光束，且該些檢測子光束分別沿著不彼此平行的多個光軸行進，以產生散射光。
11. 如請求項10所述的檢測方法，還包括配置該影像處理單元依據該深度影像組，以獲得至少一瑕疵部位的立體形貌，或在該待檢測晶圓中於一深度方向上的該至少一瑕疵部位的位置。
12. 如請求項10所述的檢測方法，其中，該紅外光源包括一短波紅外光源或一近紅外光光源。
13. 如請求項11所述的檢測方法，其中，該影像擷取裝置包括一第一影像感測單元及一第一光學對焦模組，所述的檢測方法還包括：配置該第一光學對焦模組以調整該影像擷取裝置的焦距，使該第一影像感測單元擷取該待檢測晶圓於該深度方向上的多個不同預定深度的該些檢測影像。
14. 如請求項13所述的檢測方法，其中，擷取該些檢測影像的步驟包括：配置該影像擷取裝置針對該些深度中的一目標深度，擷取涵 蓋該目標深度的一深度範圍內的多張候選影像；以及配置該影像處理單元以：針對該些候選影像中，計算位於相同的位置上的多個像素的銳利度，並以具有最高銳利度的該像素對應的該深度作為該位置的一最佳對焦深度；及合併所有具有該最佳對焦深度的該些像素，依據對應的位置進行結合以產生對應於該目標深度的該檢測影像。
15. 如請求項13所述的檢測方法，其中，該影像擷取裝置還包括一第二影像感測單元及一第二光學對焦模組，且所述的檢測方法還包括：配置該影像處理單元利用該第一影像感測單元及該第二影像感測單元，於至少一瑕疵部位進行三角測量，以獲得該至少一瑕疵部位的一影像深度資訊；以及配置該影像處理單元依據該影像深度資訊，得到該至少一瑕疵部位的立體形貌，或在該待檢測晶圓中於該深度方向上的該至少一瑕疵部位的位置。
16. 如請求項10所述的檢測方法，還包括：配置該影像擷取裝置以一第一解析度及一第一景深取得該些檢測影像；以及響應於檢測到該待檢測晶圓具有瑕疵，配置該影像擷取裝置進一步依據至少一瑕疵部位的位置，以一第二解析度及一第二景深取得多張精確檢測影像，藉以配置該影像處理單元產生該深度影像組；其中，該第二解析度高於該第一解析度，且該第一景深的範圍大於該第二景深的範圍。
17. 如請求項10所述的檢測方法，其中，該待檢測晶圓的該背表面覆有一切割膜。
18. 如請求項17所述的檢測方法，還包括以該載台承載該待檢測晶圓前，於該載台上設置一液態介質膜，以用於在擷取該些檢測影像的步驟中改善該影像擷取裝置的影像擷取品質。

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