TWI611179B - 外觀檢測裝置 - Google Patents

Abstract

一種外觀檢測裝置，適於檢測至少一晶片的正視的檢測面及與正視的檢測面相鄰的至少一側面。晶片配置於具有可擴張性的膠膜上。外觀檢測裝置包括至少一反射鏡、攝影單元以及電腦單元。反射鏡對應晶片的至少一側面。攝影單元用以直接拍攝晶片的正視的檢測面的影像，且同時經由反射鏡間接拍攝側面的影像。電腦單元耦接於攝影單元並分析攝影單元所拍攝晶片的正視的檢測面與至少一側面的影像，以獲得晶片的外觀檢測結果。

Description

外觀檢測裝置

本發明是有關於一種檢測裝置，且特別是有關於一種外觀檢測裝置。

現有晶圓相關製程中，在將晶圓進行切割並形成多個晶片後，通常需對晶片進行外觀檢測以確認良窳。一般而言，切割後形成的晶片需先行進行取放動作，亦即先將晶片從膠膜上逐一取下後，再移至載件上，而後再以攝影裝置對晶片進行表面影像的攝影動作，並據以判斷是否存在缺陷。

惟，此舉需對晶片進行取放的過程往往造成製程時間增加，加以藉由取放裝置（如機械手臂）進行取放的過程中，也會提高晶片受損的風險。再者，攝影裝置通常僅能以俯視或仰視角度檢測晶片，其對於切割後的晶片的側面受限於承載結構的因素而無法確切地檢測。基於上述，現有技術並無法有效地提高製程效率。

本發明提供一種外觀檢測裝置，其能有效提高晶片的檢測範圍以及檢測效率。

本發明的外觀檢測裝置，適於檢測至少一晶片的正視的檢測面及與正視的檢測面相鄰的至少一側面。所述至少一晶片配置於膠膜，且膠膜具有可擴張性。外觀檢測裝置包括至少一反射鏡、攝影單元以及電腦單元。反射鏡對應所述至少一晶片的側面。攝影單元用以直接拍攝所述至少一晶片的正視的檢測面的影像，且同時經由至少一反射鏡間接拍攝晶片的至少一側面的影像。電腦單元耦接於攝影單元並分析攝影單元所拍攝至少一晶片的正視的檢測面與至少一側面的影像，以獲得至少一晶片的外觀檢測結果。

在本發明的一實施例中，上述至少一反射鏡包括一對反射鏡，且反射鏡分別對應所述至少一晶片的相對兩側面，以使攝影單元經由所述一對反射鏡而拍攝所述至少一晶片之相對兩側面的影像。

在本發明的一實施例中，上述的至少一反射鏡包括多個反射鏡，環繞所述至少一晶片且分別對應晶片的多個側面，以使攝影單元經由這些反射鏡而拍攝晶片之這些側面的影像。

在本發明的一實施例中，上述的反射鏡與晶片的正視的檢測面形成30度至60度的夾角。

在本發明的一實施例中，還包括支撐單元，能經由支撐膠膜以支撐所述至少一晶片。

在本發明的一實施例中，上述的反射鏡與支撐單元的支撐平面形成30度至60度的夾角。

在本發明的一實施例中，上述的支撐單元能頂推並擴張膠膜，以增加所頂推的至少一晶片及與其相鄰的另一晶片的空間，且所述至少一反射鏡能移入空間以對應至少一晶片的至少一側面。

在本發明的一實施例中，上述至少一晶片的數量包括多個，這些晶片區分為多個批量，同一批量的晶片沿一軸線排列，所述至少一反射鏡對應這些晶片的多個側面。攝影單元直接拍攝這些晶片的正視的檢測面的影像，且同時經由所述至少一反射鏡間接拍攝這些晶片的側面的影像。

在本發明的一實施例中，還包括支撐單元，能經由支撐膠膜以支撐所述至少一晶片。支撐單元沿上述軸線的長度等於屬於同一批量的這些晶片在膠膜上所佔區域沿上述軸線的長度。

在本發明的一實施例中，上述的支撐單元能頂推並擴張膠膜，以增加被頂推所述批量的晶片及與其相鄰的另一批量的晶片之間的空間，且至少一反射鏡能移入空間以對應被頂推的批量的晶片的側面。

在本發明的一實施例中，上述至少一反射鏡包括一對反射鏡，且反射鏡分別位於同一批量之晶片的相對兩側，以使攝影單元經由反射鏡間接拍攝同一批量之晶片的相對兩側面的影像。

在本發明的一實施例中，上述批量呈陣列配置，而影像檢測裝置還包括移動單元，用以驅動膠膜，使得膠膜上的晶片與攝影單元相對運動，以使攝影單元與至少一反射鏡沿一回形路徑或螺旋狀路徑拍攝所述批量的晶片的影像。

基於上述，藉由將切割之後的晶片與膠膜直接移至外觀檢測裝置，而讓攝影單元對應待測晶片的正視的檢測面，且藉由反射鏡對應待測晶片的側面，因而攝影單元除能直接拍攝到晶片正視的檢測面的外觀影像外，還能藉由反射鏡而間接拍攝晶片的側面的外觀影像，因此讓前述切割之後的晶片無須另行從膠膜取下便能直接進行外觀檢測製程，故能有效地檢化流程並提升製程效率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本發明一實施例的一種外觀檢測裝置的側視圖，用以描述外觀檢測裝置100在對晶片200進行外觀檢測時的狀態。請參考圖1，在本實施例中，外觀檢測裝置100適於檢測至少一晶片（在此繪示多個晶片200為例）的正視的檢測面210與至少一側面（在此繪示多個側面220A、220B為例），所述晶片200適於配置在膠膜300上（即，晶片200以其底面貼附於膠膜300），且膠膜300具有可擴張性。也就是說，晶片200是由晶圓（未繪示）進行切割後所得，所述晶圓在切割過程中是先配置於膠膜300後方進行切割製程，而在本實施例中，經切割完成的晶片200是隨著膠膜300而直接置於外觀檢測裝置100中。後續將進一步敘述其檢測過程。

在此，外觀檢測裝置100包括反射鏡130A、130B、攝影單元110、光源120、支撐單元140、電腦單元150以及控制單元160。攝影單元110用以拍攝晶片200的外觀影像，光源120例如是環形光源、內同軸光源等，其配置於攝影單元110並隨之移動而用以提供拍攝影像時所需的照明。攝影單元110、反射鏡130A、130B與光源120同耦接於控制單元160以受控而達到被啟閉的狀態。支撐單元140耦接於控制單元160，而移動單元170耦接於控制單元160且用以移動膠膜300。在本發明所述實施例中，可藉由移動單元170受控而移動膠膜300，或是移動承載有膠膜300的載具（未繪示），以讓膠膜300及其上的晶片200能與檢測組件（攝影單元110、光源120以及反射鏡130A、130B）之間產生相對運動，而讓多個晶片200能被逐次進行外觀檢測。

攝影單元110在對晶片200進行攝影之後，其影像資訊會傳送至電腦單元150以讓其進行分析，並據以獲得晶片200的外觀檢測結果，例如判別出晶片200外觀的缺陷以篩選出能進入下一製程的晶片200，本實施例並未限定其篩選條件。另外，本實施例也未對移動單元170的驅動方式及其與膠膜300的對應移動結構予以設限。

圖2是依據本發明一實施例的外觀檢測流程圖。請參考圖1及圖2，以下對本實施例的外觀檢測過程予以詳述。

首先，於步驟S110中，將膠膜300及其上的晶片200置於外觀檢測裝置100中，且欲進行檢測的晶片200會位於支撐單元140上。如前述，切割完成後的晶片200會隨著膠膜300而置於外觀檢測裝置100的支撐單元140上，亦即讓待測晶片200所處位置之膠膜300抵接於支撐單元140的支撐平面142上。接著，由於膠膜300具有可擴張性，因此於步驟S120中，支撐單元140能藉由沿Z軸的作動而頂推並擴張膠膜300，以增加待測晶片200與鄰近晶片200之間的空間C1。接著，在步驟S130，移動待測晶片200至攝影單元110、反射鏡130A、130B與光源120所形成的檢測空間，其中攝影單元110對應晶片200的正視的檢測面210，而反射鏡130A、130B則移入前述空間C1，以對應至晶片200的側面220A、220B。屆此，步驟S140便能以控制單元160驅動攝影單元110直接拍攝晶片200的正視的檢測面210的影像，且同時藉由反射鏡130A、130B而間接拍攝晶片200的側面220A、220B的影像，而後於步驟S150中將攝影單元110所拍攝的影像資訊傳送至電腦單元150，以獲得晶片200的外觀檢測結果。在此並未限制待測晶片200及攝影單元110、反射鏡130A、130B與光源120之間的運動模式，如前所述，本實施例是將待測晶片200置於載具（未繪示）而使其移動，攝影單元110、反射鏡130A、130B與光源120實質上處於靜止狀態。然，於另一實施例中，亦可將待測晶片200靜置，而改以驅動攝影單元110、反射鏡130A、130B與光源120，同樣能達到相同的檢測目的。據此，凡能驅使待測晶片200及攝影單元110、反射鏡130A、130B與光源120之間產生相對運動之手段者，均能適用於本發明。後續關於檢測路徑之描述，均已包含上述不同的相對運動模式，而非僅侷限於其中之一。

另需提及的是，如圖1所示，本實施例的反射鏡130A、130B分別與基準面S1存在30度至60度的夾角θ，其中基準面S1平行於X-Y平面，所述基準面S1也平行於晶片200的正視的檢測面210與支撐單元140的支撐平面142。再者，使用者能依據所需而在前述範圍中調整反射鏡130A、130B分別與基準面S1之間的夾角θ。

圖3繪示經由圖1所示之外觀檢測後的影像示意圖，其用以描述經由電腦單元150處理後之狀態。請參考圖1至圖3，在本實施例中，由於需對多個晶片200進行外觀檢測，因此藉由電腦單元150能將多個外觀檢測結果，即，將多幅影像FR1、FR2、FR3予以排列貼齊而形成影像集合，其中每一幅影像FR1（或FR2、FR3）均具有不同的影像區T1、L1、R1（或T2、L2、R2，或T3、L3、R3）。舉例來說，在影像FR1中，影像區T1即是晶片200的正視的檢測面210的外觀影像，而影像區R1則是晶片200的側面220A的外觀影像，影像區L1則是晶片200的側面220B的外觀影像。亦即，藉由電腦單元150的處理，能將攝影單元110所直接或間接拍攝到的晶片200的正視的檢測面210與側面220A、220B的影像同時存於單一影像中FR1中，並能依據所需而加以後製以利於判斷所獲得的外觀檢測結果。惟，本實施例並未限制電腦單元150的處理方式。

另需提及的是，前述實施例是在待測晶片200的相對兩側同時配置反射鏡130A、130B，而在另一未繪示的實施例中，也可依據需求而僅在晶片200的其中一側配置反射鏡。

圖4繪示圖1的外觀檢測裝置對晶片的檢測示意圖，在此以俯視視角而能清楚辨識檢測的移動方式。請參考圖2與圖4，本實施例的步驟S140還包括步驟S145，驅動膠膜300及其上的晶片200或攝影單元110及反射鏡130A、130B產生相對運動，而以至少一路徑對多個晶片200進行外觀檢測。

詳細而言，本實施例的晶片200以陣列方式配置，因而藉由移動單元170驅動膠膜300及其上的晶片200，以讓膠膜300與晶片200能產生相對於攝影單元110與反射鏡130A、130B的相對運動（另，如前述，亦可改以移動攝影單元110及反射鏡130A、130B），並因此產生如圖4所示之檢測路徑P1、P2。舉例來說，晶片200因所述外形而實質上具有與正視的檢測面及與其臨接的四個側面，因而攝影單元110能先藉由反射鏡130A、130B而拍攝到正視的檢測面與其中兩個側面的外觀影像，且沿檢測路徑P1逐一對多個晶片200進行檢測。惟，本實施例並未限制檢測路徑的形式，同樣如圖4右下角所示，攝影單元110與反射鏡130A、130B亦能以檢測路徑P2而對待測晶片200進行檢測，亦即，其能依據晶片的狀態及檢測需求而予以適當的改變。

圖5繪示本發明另一實施例的外觀檢測裝置的局部示意圖。請參考圖5並對照圖1，與前述實施例不同的是，本實施例的外觀檢測裝置是以多個反射鏡130A、130B、130C與130D配置且環繞於待測的晶片200，以使這些反射鏡130A～130D能分別對應晶片200的多個側面，進而使攝影單元110（參考圖1）能同時藉由這些反射鏡130A～130D而取得晶片200所有側面的影像。類似地，所述反射鏡的數量與配置能依據晶片的外形予以適當地調整。

圖6繪示本發明另一實施例的外觀檢測裝置的局部示意圖。在本實施例中，是將晶片區分為多個批量（lot），在圖6中僅繪示其中一批量的晶片200A，而同一批量的晶片200A是沿著X軸排列。再者，同一批量的晶片200A被支撐單元440所頂推，且支撐單元440沿X軸的長度等於同一批量的晶片200A在膠膜300上所佔區域沿X軸的長度。

值得注意的是，本實施例同樣能藉由支撐單元440沿X軸頂推並擴張膠膜300而讓反射鏡430A、430B於檢測時能移至晶片之間的空間C2、C3，而不同的是，本實施例的反射鏡430A、430B各自能同時對應多個晶片200的多個側面，亦即，所述同一批量的晶片200A沿X軸的長度，實質上被包含在反射鏡430A、430B各自沿X軸的長度範圍內，且反射鏡430A、430B分別與膠膜300之間存在夾角θ。據此，使用者僅以單次的外觀檢測動作，便能將同一批量的晶片200A的所有正視的檢測面與側面同時檢測完成。

此外，請參考圖6且同時對照圖4，在圖6所示之實施例的檢測狀態下，其亦可套用於圖4所示的檢測路徑，即，此時將原本多個晶片200改以多個批量的晶片200A替代，以代表這些多個批量的晶片200A是呈陣列配置，而原本反射鏡130A、130B則由反射鏡430A、430B取代。如此一來，使用者便能依據呈S形的檢測路徑P1或（及）檢測路徑P2而對多個批量的晶片200A完成影像的拍攝及檢測動作。

圖7是本發明另一實施例的外觀檢測裝置對晶片的檢測示意圖。請參考圖7並對照圖4，與前述實施例不同的是，本實施例的攝影單元110與反射鏡130A、130B是以檢測路徑P3a、P3b而對待測晶片200進行檢測，且檢測路徑P3a、P3b會形成回路。圖8是本發明另一實施例的外觀檢測裝置對晶片的檢測示意圖。請參考圖8並對照圖4、圖7，與前述實施例不同的是，本實施例的攝影單元110與反射鏡130A、130B是以檢測路徑P4而對待測晶片200進行檢測，且所述檢測路徑P4呈螺旋狀。同時，在圖7與圖8所示實施例中，待測晶片200的外觀影像是呈同一個方向排列，因此攝影單元110及反射鏡130A、130B與待測晶片200之間，不會因為檢測路徑P3a、P3b形成回形或者所述檢測路徑P4呈螺旋狀而以Z軸為參考產生約90度的相對旋轉，換句話說，攝影單元110及反射鏡130A、130B不會旋轉而是固定朝向一個方向。當然，圖7與圖8所示待測晶片200亦可如圖6般置換為多個批量的晶片200A。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，經切割製程之後將配置在膠膜上的晶片直接移至外觀檢測裝置，而讓支撐單元藉由頂推動作以擴張膠膜，進而增加相鄰晶片之間的空間，而得以順利地讓反射鏡能移入所述空間而對應至晶片的側面。據此，攝影單元便能直接拍攝到晶片正視的檢測面的影像，且同時藉由反射鏡間接地拍攝到晶片的側面的影像，而以單一拍攝動作便能完成晶片正視的檢測面與側面的同時檢測效果。

另外，反射鏡還能依據晶片外形、數量而加以適當地調整以提高檢測效率，於其中一實施例中，外觀檢測裝置能以多個反射鏡環繞且對應晶片的多個側面，以取得同一晶片的正視的檢測面與所有側面的影像；而另一實施例中，外觀檢測裝置則以一個反射鏡對應多個晶片的多個側面，以讓攝影單元能以單次的攝影動作便取得同一批量的多個晶片的影像。

據此，相較於現有需將晶片先行從膠膜取下而放置於載具的動作，本發明上述實施例的檢測過程實能有效地簡化整個檢測流程而達到提高製程效率的效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧外觀檢測裝置

110‧‧‧攝影單元

120‧‧‧光源

130A、130B、130C、130D、430A、430B、‧‧‧反射鏡

140、440‧‧‧支撐單元

142‧‧‧支撐平面

150‧‧‧電腦單元

160‧‧‧控制單元

170‧‧‧移動單元

200、200A‧‧‧晶片

210‧‧‧正視的檢測面

220A、220B‧‧‧側面

300‧‧‧膠膜

C1、C2、C3‧‧‧空間

FR1、FR2、FR3‧‧‧影像

P1、P2、P3a、P3b、P4‧‧‧檢測路徑

T1、L1、R1、T2、L2、R2、T3、L3、R3‧‧‧影像區

S1‧‧‧基準面

S110、S120、S130、S140、S145、S150‧‧‧步驟

θ‧‧‧夾角

圖1是依據本發明一實施例的一種外觀檢測裝置的側視圖。 圖2是依據本發明一實施例的外觀檢測流程圖。 圖3繪示經由圖1所示之外觀檢測後的影像示意圖。 圖4繪示圖1的外觀檢測裝置對晶片的檢測示意圖。 圖5繪示本發明另一實施例的外觀檢測裝置的局部示意圖。 圖6繪示本發明另一實施例的外觀檢測裝置的局部示意圖。 圖7是本發明另一實施例的外觀檢測裝置對晶片的檢測示意圖。 圖8是本發明另一實施例的外觀檢測裝置對晶片的檢測示意圖。

100：外觀檢測裝置 110：攝影單元 120：光源 130A、130B：反射鏡 140：支撐單元 142：支撐平面 150：電腦單元 160：控制單元 170：移動單元 200：晶片 210：正視的檢測面 220A、220B：側面 300：膠膜 C1：空間 S1：基準面 θ：夾角

Claims (9)

1. 一種外觀檢測裝置，適於檢測至少一晶片的一正視的檢測面及與該正視的檢測面相鄰的至少一側面，該至少一晶片配置於一膠膜，該膠膜具有可擴張性，該外觀檢測裝置包括：至少一反射鏡，對應該至少一晶片的該至少一側面，該至少一反射鏡為片狀；一攝影單元，用以直接拍攝該至少一晶片的該正視的檢測面的影像，且同時經由該至少一反射鏡間接拍攝該晶片的該至少一側面的影像；以及一電腦單元，耦接於該攝影單元並分析該攝影單元所拍攝的該至少一晶片的該正視的檢測面及該至少一側面的影像，以獲得該至少一晶片的外觀檢測結果；以及一支撐單元，能經由支撐該膠膜以支撐該至少一晶片，其中該至少一晶片的數量包括多個，該些晶片區分為多個批量(lot)，同一批量的該些晶片沿一軸線排列，該至少一反射鏡對應該些晶片的多個側面，該攝影單元直接拍攝該些正視的檢測面的影像，且同時經由該至少一反射鏡間接拍攝該些晶片的該些側面的影像，其中該支撐單元沿該軸線的長度等於屬於同一批量的該些晶片在該膠膜上所佔區域沿該軸線的長度，其中該支撐單元能頂推並擴張該膠膜，以增加被頂推的該批量的該些晶片及與其相鄰的另一批量的該些晶片之間的一空間， 且該至少一反射鏡能移入該空間以對應被頂推的該批量的該些晶片的該些側面。
2. 如申請專利範圍第1項所述的外觀檢測裝置，其中該至少一反射鏡包括一對反射鏡，且該對反射鏡分別對應該至少一晶片的相對兩側面，以使該攝影單元經由該對反射鏡而拍攝該至少一晶片的相對兩側面的影像。
3. 如申請專利範圍第1項所述的外觀檢測裝置，其中該至少一反射鏡包括多個反射鏡，且該些反射鏡環繞該至少一晶片而分別對應該至少一晶片的多個側面，以使該攝影單元經由該些反射鏡而拍攝該晶片的該些側面的影像。
4. 如申請專利範圍第1項所述的外觀檢測裝置，其中該至少一反射鏡與該至少一晶片的該正視的檢測面形成30度至60度的夾角。
5. 如申請專利範圍第1項所述的外觀檢測裝置，其中該至少一反射鏡與該支撐單元的一支撐平面形成30度至60度的夾角。
6. 如申請專利範圍第1項所述的外觀檢測裝置，其中該支撐單元能頂推並擴張該膠膜，以增加所頂推的該至少一晶片及與其相鄰的另一晶片的一空間，且該至少一反射鏡能移入該空間以對應該至少一晶片的該至少一側面。
7. 如申請專利範圍第1項所述的外觀檢測裝置，該至少一反射鏡包括一對反射鏡，且該對反射鏡分別位於同一批量之該些 晶片的相對兩側，以使該攝影單元經由該對反射鏡間接拍攝同一批量之該些晶片的相對兩側面的影像。
8. 如申請專利範圍第1項所述的外觀檢測裝置，其中該些批量呈陣列配置，而該影像檢測裝置還包括：一移動單元，用以驅動該膠膜，使得該膠膜上的該些晶片與該攝影單元相對運動，以使該攝影單元與該至少一反射鏡沿一S形路徑拍攝該些批量的晶片的影像。
9. 如申請專利範圍第1項所述的外觀檢測裝置，其中該些批量呈陣列配置，而該影像檢測裝置還包括：一移動單元，用以驅動該膠膜，使得該膠膜上的該些晶片與該攝影單元相對運動，以使該攝影單元與該至少一反射鏡沿一回形路徑或螺旋狀路徑拍攝該些批量的晶片的影像。