專利名稱：半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體晶圓的檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)方法 及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)是首先制作在半導(dǎo)體晶圓上，然后經(jīng)過(guò)檢測(cè)識(shí)別再切割成獨(dú) 立的半導(dǎo)體芯片的。目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)使用的生產(chǎn)設(shè)備基本依賴進(jìn)口，尤其是后道工 序的分揀，自動(dòng)識(shí)別等環(huán)節(jié)使用的具有光學(xué)視像檢測(cè)功能的半導(dǎo)體芯片檢測(cè)儀器設(shè)備尤 為如此，而國(guó)外光學(xué)檢測(cè)設(shè)備十分昂貴。國(guó)內(nèi)也有些企業(yè)使用人工的方法進(jìn)行檢測(cè)，具體是由專業(yè)人員通過(guò)操作人工視 覺(jué)檢測(cè)設(shè)備對(duì)晶片進(jìn)行檢測(cè)分割。但是，國(guó)內(nèi)人工視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備的成本過(guò)高，且容易出 現(xiàn)人工失誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)方法及系統(tǒng)，旨在解決 現(xiàn)有技術(shù)下，半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)設(shè)備過(guò)貴或人工檢測(cè)成本過(guò)高的問(wèn)題。本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)方法，所述方法包括獲取半導(dǎo) 體晶圓表面的原始圖像并對(duì)所述原始圖像進(jìn)行自相關(guān)處理以獲得芯片的寬度和長(zhǎng)度；根 據(jù)芯片的寬度和長(zhǎng)度提取芯片在半導(dǎo)體晶圓表面的位置及芯片間縫隙的位置；對(duì)半導(dǎo)體 晶圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝，然后通過(guò)芯片的高倍率圖像進(jìn)行芯片檢測(cè)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包 括芯片的長(zhǎng)寬獲取模塊，用于獲取半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像并對(duì)所述原始圖像進(jìn)行 自相關(guān)處理以獲得芯片的寬度和長(zhǎng)度；芯片位置及芯片間縫隙位置獲取模塊，用于根據(jù) 芯片的寬度和長(zhǎng)度提取芯片在半導(dǎo)體晶圓表面的位置及芯片間縫隙的位置；芯片檢測(cè)模 塊，用于對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝，然后通過(guò)芯片的高倍率圖像 進(jìn)行芯片檢測(cè)。本發(fā)明的有益效果是在所有芯片在圖像上都是大致的矩形，尺寸大小一樣的情 況下能夠?qū)崿F(xiàn)芯片的快速有效的檢測(cè)，具有計(jì)算簡(jiǎn)單和系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，能取得 質(zhì)量好的檢測(cè)效果。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)方法；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。半導(dǎo)體晶圓中通常含有多個(gè)矩形排列的芯片，為了得到每一片芯片需要在芯片 間的縫隙處切割。由于芯片間的縫隙通常是微米級(jí)別的，為了保證在切割過(guò)程中不損壞 芯片，需要在進(jìn)行切割前對(duì)芯片進(jìn)行檢測(cè)，以獲得芯片在半導(dǎo)體晶圓表面的位置、芯片 間的縫隙位置及標(biāo)示有缺陷的芯片用于分揀。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)半導(dǎo)體晶圓的自相關(guān)圖像測(cè)出矩形芯片的寬度和長(zhǎng) 度，再根據(jù)芯片的寬度和長(zhǎng)度提取芯片在半導(dǎo)體晶圓的位置和芯片間縫隙的位置；然后 進(jìn)行高倍率圖像拍攝以用該高倍率圖像對(duì)芯片進(jìn)行缺陷檢測(cè)。本發(fā)明方法計(jì)算簡(jiǎn)單且系 統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，又能取得很好的檢測(cè)效果。圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)方法流程。步驟S101，獲取半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像并對(duì)所述原始圖像進(jìn)行自相關(guān)處理 以獲得芯片的寬度和長(zhǎng)度；假定所有芯片在圖像上都是大致的矩形，尺寸大小一樣。攝像頭與芯片垂直對(duì) 半導(dǎo)體晶圓表面進(jìn)行拍攝。如果攝像鏡頭有較大的徑向畸變，在拍攝半導(dǎo)體晶圓表面的 圖像前須對(duì)攝像頭進(jìn)行標(biāo)定校正。獲得半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像數(shù)據(jù)后，用快速傅里葉變換將該原始圖像數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算處理，然后利用反傅里葉變換轉(zhuǎn)換回時(shí)域而得到自相關(guān)圖像。 自相關(guān)圖像表示將圖像移動(dòng)一定距離(X，y)后得到的相關(guān)值。在自相關(guān)圖像中找到與頂 角處最近的局部極大值，可以得到周期結(jié)構(gòu)的尺寸，即得到芯片的寬度和長(zhǎng)度。步驟S102，根據(jù)芯片的寬度和長(zhǎng)度提取芯片在半導(dǎo)體晶圓表面的位置及芯片間 縫隙的位置；根據(jù)步驟SlOl已經(jīng)獲得的芯片的寬度和長(zhǎng)度，假定芯片寬高和縫隙成一定比 例，計(jì)算出縫隙寬度，然后制作一個(gè)含有相鄰4個(gè)芯片的模板圖像；用模板圖像對(duì)原始 圖像進(jìn)行模板匹配，最后根據(jù)得到的最匹配的模型計(jì)算出芯片間的縫隙位置，并進(jìn)而計(jì) 算出整個(gè)半導(dǎo)體晶圓表面中各芯片的位置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，模板圖像含有的芯片個(gè)數(shù)也可以是2個(gè)、8個(gè)或其 它任意合適多個(gè)，只要能計(jì)算出芯片間的縫隙位置即可。步驟S103對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝，然后通過(guò)芯片的高 倍率圖像進(jìn)行芯片檢測(cè)；根據(jù)得到半導(dǎo)體晶圓表面的芯片位置、寬度和長(zhǎng)度，芯片間縫隙的位置，計(jì)算 出高倍率攝像頭每次拍攝一幅高倍率的芯片圖像移動(dòng)的距離和方位；采用高精度的閉環(huán) 控制高倍率攝像頭對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn)行拍攝，然后對(duì)每一幅放大過(guò)后的單芯片 圖像進(jìn)行邊緣提取，并對(duì)提取過(guò)邊緣的單芯片圖像做晶圓表面缺陷檢測(cè)；若待檢測(cè)芯片 為有缺陷芯片，則將其標(biāo)示篩去以免進(jìn)入到下一道工序當(dāng)中；若待檢測(cè)芯片為完好芯 片，則通過(guò)光學(xué)半導(dǎo)體自動(dòng)檢測(cè)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，原始圖像可以直接進(jìn)行自相關(guān)處理；也可以先通 過(guò)傅里葉變換或快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻域之后再進(jìn)行自相關(guān)處理，再通過(guò)反傅里葉變 換回到時(shí)域而得到原始圖像的自相關(guān)圖像。具體的傅里葉變換方法在教科書中有詳細(xì)論述，這里就不再贅述。拍攝半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像時(shí)，光源質(zhì)量不好會(huì)引起圖像畸變，導(dǎo)致測(cè)量 精度降低，因此本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選采用同軸紅色LED光源作為拍攝光源。在本發(fā)明實(shí) 施例中還以CCD攝像頭作為傳感器。在本發(fā)明實(shí)施例中，計(jì)算出高倍率攝像頭每次拍攝一幅高倍率的芯片圖像移動(dòng) 的距離和方位，采用高精度的閉環(huán)控制高倍率攝像頭進(jìn)行拍攝的步驟對(duì)工控機(jī)械運(yùn)動(dòng)控 制精度要求極高，因此，優(yōu)選采用高精度的伺服馬達(dá)對(duì)高倍率攝像頭進(jìn)行閉環(huán)控制。圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 所述檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括芯片的長(zhǎng)寬獲取模塊201，用于獲取半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像并對(duì)所述原始圖像進(jìn)行自相關(guān)處理以獲得芯片的寬度和長(zhǎng)度；具體如上所述。芯片位置及芯片間縫隙位置獲取模塊202，用于根據(jù)芯片的寬度和長(zhǎng)度提取芯片 在半導(dǎo)體晶圓表面的位置及芯片間縫隙的位置；具體如上所述。芯片檢測(cè)模塊203，用于對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝，然后 通過(guò)芯片的高倍率圖像進(jìn)行芯片檢測(cè)；具體如上所述。上述系統(tǒng)中各模塊由具備對(duì)應(yīng)功能的部件構(gòu)成，如拍攝可以由攝像部件完 成、傅里葉變換可以用對(duì)應(yīng)算法或芯片完成等，這些對(duì)應(yīng)功能的部件都可以在市場(chǎng)中找 至IJ，這里就不再贅述。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括獲取半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像并對(duì)所述原始圖像進(jìn)行自相關(guān)處理以獲得芯片的寬 度和長(zhǎng)度；根據(jù)芯片的寬度和長(zhǎng)度提取芯片在半導(dǎo)體晶圓表面的位置及芯片間縫隙的位置；對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝，然后通過(guò)所述芯片的高倍率圖像 進(jìn)行芯片檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)所述圖像進(jìn)行自相關(guān)處理 以獲得芯片的寬度和長(zhǎng)度是用快速傅里葉變換將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻域，進(jìn)行自相關(guān)處 理后利用反傅里葉變換轉(zhuǎn)換回時(shí)域得到自相關(guān)圖像；在自相關(guān)圖像中找到與芯片頂角處 最近的局部極大值而得到芯片的寬度和長(zhǎng)度。
3.如權(quán)利要求1所述的芯片檢測(cè)方法，其特征在于，所述提取芯片在半導(dǎo)體晶圓表面 的位置和芯片間縫隙的位置是假定芯片寬高和縫隙成一定比例，計(jì)算出縫隙寬度，制 作含有多個(gè)相鄰芯片的芯片模板圖像，然后用所述芯片模板圖像對(duì)原始圖像進(jìn)行模板匹 配，最后根據(jù)得到的最匹配的模型計(jì)算出芯片間縫隙的位置，并得到每個(gè)芯片在半導(dǎo)體 晶圓表面的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的芯片檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn) 行高倍率的圖像拍攝是根據(jù)得到的原始圖像的芯片寬度、長(zhǎng)度和縫隙位置，計(jì)算出高 倍率攝像頭每拍攝一幅高倍率的芯片圖像所要移動(dòng)的距離和方位，然后用所述高倍率攝 像頭對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝。
5.如權(quán)利要求4所述的芯片檢測(cè)方法，其特征在于，所述高倍率攝像頭采用高精度的 伺服馬達(dá)進(jìn)行閉環(huán)控制。
6.如權(quán)利要求1所述的芯片檢測(cè)方法，其特征在于，所述通過(guò)芯片的高倍率圖像進(jìn)行 芯片檢測(cè)是對(duì)每一幅放大過(guò)后的單芯片圖像進(jìn)行邊緣提取；對(duì)提取過(guò)邊緣的單芯片圖像做晶圓表面缺陷檢測(cè)；若待檢測(cè)芯片為有缺陷芯片，則將其標(biāo)示篩去以免進(jìn)入到下一道工序當(dāng)中；若待檢 測(cè)芯片為完好芯片，則通過(guò)檢測(cè)進(jìn)入到下一道工序。
7.如權(quán)利要求1所述的芯片檢測(cè)方法，其特征在于，所述獲取半導(dǎo)體晶圓表面的原始 圖像是以CCD攝像頭作為傳感器和以LED紅色同軸光源對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體晶圓表面進(jìn)行拍 攝而獲取半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像。
8.—種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括芯片的長(zhǎng)寬獲取模塊，用于獲取半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像并對(duì)所述原始圖像進(jìn)行 自相關(guān)處理以獲得芯片的寬度和長(zhǎng)度；芯片位置及芯片間縫隙位置獲取模塊，用于根據(jù)芯片的寬度和長(zhǎng)度提取出芯片在半 導(dǎo)體晶圓表面的位置及芯片間縫隙的位置；芯片檢測(cè)模塊，用于對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝，然后通過(guò)芯 片的所述高倍率圖像進(jìn)行芯片檢測(cè)。
9.如權(quán)利要求8所述的芯片檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述芯片及芯片間縫隙位置獲取 模塊是通過(guò)以CCD攝像頭作為傳感器和以LED紅色同軸光源對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體晶圓表面進(jìn)行圖像拍攝。
10.如權(quán)利要求8所述的芯片檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述芯片檢測(cè)模塊對(duì)半導(dǎo)體晶 圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝所使用的高倍率攝像頭是采用高精度的伺服馬達(dá)進(jìn) 行閉環(huán)控制的。
全文摘要
本發(fā)明適用于半導(dǎo)體晶圓的檢測(cè)領(lǐng)域，提供了一種半導(dǎo)體晶圓表面的芯片檢測(cè)方法及系統(tǒng)。所述方法包括獲取半導(dǎo)體晶圓表面的原始圖像并對(duì)所述原始圖像進(jìn)行自相關(guān)處理以獲得芯片的寬度和長(zhǎng)度；根據(jù)芯片的寬度和長(zhǎng)度提取芯片在半導(dǎo)體晶圓表面的位置及芯片間縫隙的位置；對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片進(jìn)行高倍率的圖像拍攝，然后對(duì)每一幅高倍率圖像進(jìn)行芯片檢測(cè)。所述方法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)半導(dǎo)體晶圓表面的芯片位置、芯片間縫隙位置及芯片表面缺陷的快速有效檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01B11/02GK102023168SQ20101053965
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者云星, 劉建強(qiáng), 崔小樂(lè), 李茹, 林金龍, 湯夢(mèng)華, 王超, 蒙正國(guó), 趙勇勝 申請(qǐng)人:北京大學(xué)深圳研究生院, 深圳安博電子有限公司