晶片影像檢視方法及系統的製作方法

2023-08-05 17:22:46 1

專利名稱：晶片影像檢視方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種晶片影像檢視方法及系統，特別是涉及使用對比度增強的影像處理，以判定晶粒表面是否具有油墨(ink)。
背景技術：
圖1顯示一般集成電路的主要製造過程。晶圓由晶圓廠(Fab)進行晶圓製造10完成之後，送至測試廠作晶圓針測/探測(probe test)11，電性測試晶圓上面每一晶粒(die/chip)的好壞。對於無法通過測試的晶粒，則在其表面上打上油墨(ink)12；由於以有色的墨汁蓋印上記號，可以稱為油墨。接著，晶圓會送至封裝廠進行封裝(或構裝)製程(packaging)。首先將晶圓予以切割(saw)13；由於切割後難免會造成一些晶粒的缺陷，因此有些製程會再進行檢視，並將有缺陷者作記號(ink)14(但此步驟不一定需要)。在進行上片或黏貼晶粒(die bond)16以真正開始進行封裝之前，必須檢視所要吸取的晶粒是否具有油墨(步驟15)；如果發現晶粒上具有油墨，則不予以吸取，而繼續尋找下一晶粒。如果晶粒上不具有油墨，表示該晶粒通過之前的晶圓針測/探測(probe test)11，為功能正常的晶粒，可以用來進行後續的封裝製程。最後，當晶粒封裝完成後，即形成具有封裝的集成電路；此時會送至測試廠，進行最終的測試17。
前述步驟15的油墨檢視，一般以目測或機器(全自動或半自動)檢視。若使用目測，由於人為因素，亟容易發生錯誤，此自不待言。至於傳統以機器來進行(全自動或半自動)的檢視，使用一般模擬/數字影像處理(image data processing/image processing)技術，其原理及過程乃先擷取晶粒上的擷取油墨影像，再將此擷取影像與資料庫中的標準油墨影像作對比；如果兩者的位置、灰階度(brightness)、形狀皆互相吻合(match)，則判定為有油墨，亦即，該晶片為壞的晶粒；否則即為無油墨，亦即，該晶片為好的晶粒。
然而，傳統的以機器所作的檢視，經常發生許多的誤判，例如會將有油墨的晶粒誤判為無油墨晶粒。圖2A上方為晶粒擷取影像20，下方為資料庫標準影像21。由於當初蓋印油墨時有所偏移(偏右)，因此經由傳統的影像檢視對比後，發現擷取的影像20與標準影像21並不吻合，因此產生「誤」判定該晶粒為無油墨晶粒。圖2B中，雖然晶粒的油墨位置正確，但是由於當初蓋印油墨時的力量較小，或者墨汁不夠，或甚至墨汁乾枯，因此晶粒擷取影像22的大小遠比資料庫標準影像23來得小，因此也同樣「誤」判定該晶粒為無油墨晶粒。圖2C中，雖然晶粒的油墨位置及大小皆正確，但是由於當初蓋印油墨所採用的墨汁調得較淡，因此該晶粒擷取影像24的灰階度與資料庫標準影像25的灰階度相差太大，因此也會「誤」判定該晶粒為無油墨晶粒。圖2D顯示晶粒擷取影像26與資料庫標準影像27的墨汁顏色不同。傳統用來作記號的墨汁顏色一般有紅、藍、黑各種顏色；為了配合這些不同的墨汁顏色，因此必須在資料庫中儲存各種顏色的標準油墨影像；因此造成資料庫存儲器儲器空間的浪費，和增加管理及執行上的複雜性。再者，每一次蓋印時所調的墨汁顏色並不會都一樣，因此也會造成和圖2C類似的誤判情形。圖2E顯示晶粒擷取影像28與資料庫標準影像29所使用的形狀不相同，此由於業界缺乏一個標準來訂定出統一的形狀格式，因此，也會造成晶粒油墨的誤判。
前述傳統以機器所作的檢視，當好晶粒被誤判為壞晶粒時，會造成晶粒的浪費，或者當壞晶粒被誤判為好晶粒時，會造成後續最終測試(如步驟17)的無謂負擔，減少整體封裝、測試的效能。
鑑於上述傳統影像檢視的諸多缺點，亟需提出一種新的晶片影像檢視方法及系統，希望能正確、快速、且簡易地判別出有油墨及無油墨的晶粒，以利於封裝的有效進行，提高集成電路的產出率，並簡化整個製造的流程。

發明內容
本發明的目的的一在於提出一種新的晶片影像檢視方法及系統，能正確、快速、且簡易地判別出有油墨及無油墨的晶粒，以利於封裝的有效進行，提高集成電路的產出率，並簡化整個製造的流程。
本發明的另一目的在於免去傳統影像檢視系統中必須預先儲存許多的標準油墨影像，更不需要為了各種不同油墨顏色而擔心，還可以避免因為油墨時的偏移、油墨乾濕、油墨濃淡、及油墨形狀所產生的油墨誤判。
根據上述的目的，本發明提供一種晶片影像檢視方法。首先，擷取晶粒表面的影像，再增強所擷取影像的對比度。接著，計數增強影像的像素數目(例如計數代表黑色的像素數目)；比較像素數目與一默認值，如果像素數目大於默認值，則判定晶粒表面具有油墨(ink)，否則即判定晶粒表面不具有油墨。
在本發明另一實施例中，提出一種晶片影像檢視系統，其包含擷取裝置，用以擷取晶粒表面的影像；影像處理單元，用以增強擷取影像的對比度；計數單元，用以計數增強影像的像素數目；及比較單元，用以比較計數像素數目與一默認值，如果像素數目大於默認值，則判定晶粒表面具有油墨(ink)。
本發明可以通過軟體程序來實施，其儲存於計算機可讀取媒體中，可用於晶片影像檢視系統中執行前述的步驟或功能，針對系統所擷取的晶粒表面影像進行處理以判定晶粒是否具有油墨(ink)。
本發明也可以通過程序化計算機系統來實施，該系統內具有軟體程序，於執行此軟體程序後可以針對擷取的晶粒表面影像進行處理以判定晶粒是否具有油墨(ink)。


圖1顯示一般集成電路的主要製造過程。
圖2A至圖2E顯示傳統油墨檢視時存在問題的實例。
圖3顯示本發明實施例的晶片影像檢視系統方塊圖。
圖4顯示本發明實施例的晶片影像檢視方法流程圖。
圖5顯示本發明另一實施例對於晶粒影像的有效像素的配置。
圖6A顯示本發明實施例的影像處理單元的輸入與輸出關係圖。
圖6B顯示一個晶粒影像的灰階分布圖(histogram)例子。
圖6C及圖6D例示經過本發明的影像處理後，所得到的灰階分布圖(histogram)輸出結果。
圖6E顯示本發明另一實施例的影像處理單元的輸入與輸出關係圖。
圖中符號說明10晶圓製造(Fab)11晶圓針測/探測(probe test)12打上油墨13晶圓切割(saw)14作記號15油墨檢視16上片17最終測試20晶粒擷取影像21資料庫標準影像22晶粒擷取影像23資料庫標準影像
24晶粒擷取影像25資料庫標準影像26晶粒擷取影像27資料庫標準影像28晶粒擷取影像29資料庫標準影像30本發明系統方塊圖31晶片/晶圓312晶粒32影像擷取裝置33影像處理、像素數目計數、及與默認值的比較332影像處理(對比度增強)單元334像素數目的計數單元336與默認值N作比較的單元34存儲器35中央處理單元(CPU)41擷取影像42調整對比度43計數像素的數目步驟44將黑色像素數目與一默認值N作比較45判定為無油墨的好晶粒46判定為有油墨的壞晶粒具體實施方式
圖3顯示本發明實施例的晶片影像檢視系統，並請同時配合參閱圖4的晶片影像檢視方法。於圖3所示的本發明系統方塊圖30中，以影像擷取裝置32來擷取晶片/晶圓(wafer)31表面的影像(步驟41)。這裡的影像擷取裝置32可以是照相機或攝影機，也可以是一種掃瞄裝置。根據封裝廠的作業方式與便利性，此處影像擷取裝置32的影像擷取可以有幾種方式一種方式是擷取整個晶片/晶圓31的影像，將其儲存於存儲器34裡面；當需要某一晶粒(die/chip)的影像時，再將該晶粒位置的影像單獨取出使用。另一種影像擷取方式是每一次僅針對一個晶粒312進行影像擷取。不管是採用哪一種影像擷取方式，對於每一晶粒影像，根據影像擷取裝置32的傳感器(sensors，例如CCD)數目，可以決定出其像素(pixels)數目(亦即解析度)。當然，有時候為了增加後續步驟中的計算速度，或者為了減少存儲器的負擔，本發明的實施例可以僅使用(或儲存)部分的像素；例如圖5所示的晶粒影像像素配置中，僅取部分的像素(斜線表示者)來作為有效像素。
步驟41所擷取得到的晶粒影像，接著進行特殊的影像處理(imagedata processing/image processing)332(步驟42)。在本發明實施例中，將前一步驟所得到的影像的對比度(contrast)予以增強(因此又稱為contrast enhancement)；也就是說，將接近黑色的像素變得更黑，將接近白色的像素變得更白。以八位的數字影像技術而言，其灰階值從0至255總共分為256階，其中黑色像素的灰階值為0，而白色的灰階值為255。圖6A顯示本發明實施例的影像處理單元332的輸入與輸出關係圖，其中橫軸代表輸入影像的灰階值，而縱軸表示經處理後的輸出影像灰階值。當輸入灰階值超過一預設的臨界值(threshold)時，則輸出為一固定高灰階值(例如代表白色的255)；當輸入灰階值小於此預設臨界值(threshold)時，則輸出為一固定低灰階值(例如代表黑色的0)。由於使用一臨界值，因此此種對比度增強的影像處理技術，一般又稱為thresholding(臨界處理)。圖6B顯示一個晶粒影像的灰階分布圖(histogram)的例子，其橫軸代表各個灰階值，而縱軸代表像素的數目。若將圖6B的影像經過圖6A的處理，則可能得到像圖6C或圖6D的輸出結果。
經過了步驟42的對比度增強處理之後，接著針對所得到的處理後影像(例如圖6C或圖6D)，計數其像素的數目(步驟43及方塊334)。在本發明實施例中，計數黑色(灰階值0)像素的數目。接著，將所計得的像素數目與另一默認值N作比較(步驟44及方塊336)一若黑色(灰階值0)像素的數目小於(或等於)默認值N，如圖6C所例示，即判定該晶粒為無油墨的好晶粒(步驟45)；若黑色(灰階值0)像素的數目大於默認值N，如圖6D所例示，即判定該晶粒為有油墨的壞晶粒(步驟46)。
通過上述本發明實施例對晶粒所進行的影像擷取、影像處理，並進行像素數目的計數及數值比較，因而可以正確、快速、且簡易地判別出有油墨及無油墨的晶粒，有利後續封裝的有效進行，提高集成電路的產出率，並簡化整個製造的流程。藉由本發明，可以免去傳統影像檢視系統中必須預先儲存許多的標準油墨影像，更不需要為了各種不同油墨顏色而擔心，還可以避免因為油墨時的偏移、油墨乾濕、油墨濃淡、及油墨形狀所產生的油墨誤判。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在所述的申請專利範圍內。例如，傳統以有油墨來代表壞晶粒，以無油墨來代表好晶粒；然而，本發明也可以適用於完全相反的標記體當中一亦即，以無油墨來代表壞晶粒，以有油墨來代表好晶粒。
另外在實施例中，影像處理的輸入與輸出關係是以圖6A來表示；然而，本發明也可以適用於完全相反的輸入與輸出關係，例如圖6E所示的輸入輸出關係。亦即，當輸入灰階值小於一預設的臨界值(threshold)時，則輸出為一固定高灰階值(例如代表白色的255)；當輸入灰階值超過此預設臨界值(threshold)時，則輸出為一固定低灰階值(例如代表黑色的0)。
另外，圖6A中的高輸出灰階值(白色)不一定要使用255，且其低輸出灰階值(黑色)也不一定要使用0。再者，圖6A中的臨界值並不一定是固定的(fixed)，其也可以採取變動的方式，甚至是採適應性(adaptive)方式。
本發明實施例中，於每一次欲進行上片或黏貼晶粒(die bond)(圖1的16)之前，才進行前述的擷取影像41、調整對比度42、計數像素的數目43、及與默認值N作比較44各步驟；然而，在本發明的其它實施例中，則可以將晶片上面的所有晶粒一次統籌來進行擷取影像41、調整對比度42、計數像素的數目43、及與默認值N作比較44各步驟，並將處理結果(亦即，好晶粒或壞晶粒)儲存於存儲器34中；當欲進行上片或黏貼晶粒(die bond)時，只要從存儲器34讀取，即可知道所欲吸取的晶粒究竟是好晶粒或是壞晶粒。
上述實施例中的影像處理(對比度增強)332、像素數目計數334、及與默認值的比較336，這三者一般是以軟體程序的方式配合中央處理單元(CPU)35來實施；然而，這三者全部(或其中一部份)也可以使用電子硬體的方式來實施。不管是以軟體或者硬體方式，其個別部分乃熟悉電子、軟體領域的人士可以進行實施的，因此，其細節就不在本說明書中贅述。上述的軟體程序，可以儲存於計算機可讀取媒體中，例如光碟或者計算機系統中的存儲器；當這些軟體被加載計算機後，即可由中央處理單元(CPU)35來執行其指令。
權利要求
1.一種晶片影像檢視方法，其特徵是，包含擷取一晶粒表面的影像；調整增強該擷取影像的對比度；計數該對比增強影像的像素數目；及比較該計數像素數目與一默認值，如果該計數像素數目大於該默認值，則判定該晶粒表面具有油墨。
2.如權利要求1所述的晶片影像檢視方法，其中上述影像的擷取使用攝影機、照相機或顯微鏡。
3.如權利要求1所述的晶片影像檢視方法，更包含選取該擷取影像的一部份作為有效像素。
4.如權利要求1所述的晶片影像檢視方法，其中上述對比度的調整步驟處理該擷取影像的像素，當像素的灰階值超過一預設臨界值時，則輸出一高灰階值；當像素的灰階值低於一預設臨界值時，則輸出一低灰階值。
5.如權利要求4所述的晶片影像檢視方法，其中上述像素的計數步驟中，計數經對比增強的影像中，具有該低灰階值的像素數目。
6.如權利要求1所述的晶片影像檢視方法，更包含將比較後的結果儲存於一存儲器中。
7.一種晶片影像檢視系統，包含一擷取裝置，用以擷取一晶粒表面的影像；一影像處理單元，用以調整增強該擷取影像的對比度；一計數單元，用以計數該對比增強影像的像素數目；及一比較單元，用以比較該計數像素數目與一默認值，如果該計數像素數目大於該默認值，則判定該晶粒表面具有油墨。
8.如權利要求7所述的晶片影像檢視系統，其中上述的擷取裝置包含攝影機或照相機。
9.如權利要求7所述的晶片影像檢視系統，於該擷取裝置與該影像處理單元之間，更包含一裝置用以選取該擷取影像的一部份作為有效像素。
10.如權利要求7所述的晶片影像檢視系統，其中上述的影像處理單元處理該擷取影像的像素，當像素的灰階值超過一預設臨界值時，則輸出一高灰階值；當像素的灰階值低於一預設臨界值時，則輸出一低灰階值。
11.如權利要求10所述的晶片影像檢視系統，其中上述的計數單元計數經對比增強的影像中，具有該低灰階值的像素數目。
12.如權利要求7所述的晶片影像檢視系統，更包含一存儲器，用以儲存該比較單元所比較後的結果。
全文摘要
一種晶片影像檢視方法及系統。首先，設好默認值，然後擷取晶粒表面的影像，再增強所擷取影像的對比度。接著，計數增強影像的像素數目(例如計數代表黑色的像素數目)；比較像素數目與一默認值，如果像素數目大於默認值，則判定晶粒表面具有油墨(ink)，否則即判定晶粒表面不具有油墨。藉由本發明可以正確、快速、且簡易地判別出有油墨及無油墨的晶粒，以利後續封裝的有效進行，提高集成電路的產出率，並簡化整個製造的流程。
文檔編號H01L21/66GK1952651SQ20051011615
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月21日 優先權日2005年10月21日
發明者鄭匡文 申請人:京元電子股份有限公司