[发明专利]元件内部缺陷的检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种元件缺陷的检测装置及方法，特别是关于一种可侦测半导体元件内部的崩缺、崩裂及导线断裂等内部缺陷的元件内部缺陷的检测装置及方法。本发明主张申请日：2012年04月11日、申请案号第201210104040.1号的本国优先权。

背景技术

工业产品由于制造成本的考虑，对于瑕疵品的检测及剔除等工作，仍然有采用离线的方式由人工来完成，因此在检查过程当中瑕疵品的判定标准难以达到一致性，同时检验工作的进行效率依赖于检验人员的专注力，因此不确实的瑕疵管理使得产品的良率与质量受到限制。

如何有效率及可靠的检验每个产品是否发生瑕疵，是自从工业化以来每个大规模生产者所关心的课题，在计算机技术发达的今日，使用计算机并搭配各种传感器来感知及判断瑕疵，或使用自动化检测机台来检测瑕疵品，乃是如今生产在线瑕疵检测程序的常见模式。

另一方面，在现有工业自动化检测中，常利用自动光学检测设备(Automated Optical Inspection；AOI)查验一待测物的缺陷。自动光学检测设备是通过一可见光的光源照射一待测物的表面，并利用一影像撷取装置(CCD或CMOS)撷取待测物的一检测影像。经由比对所述检测影像即可检测所述待测物的表面是否具有表面缺陷。

在半导体晶圆制作过程中加入分类与检测功能，是提升良率的重要过程。在一般的封装厂内，往往分类好的晶粒或封装成品、半成品会再送到离线检测设备进行瑕疵检测。如此，等于多了一道制作过程，耗时又耗工，并非是有效率的作法。倘若能整合检测在封装厂的分类制程中，必能提升良率与利润。

此外，在光学检测上，光对物质的穿透能力是与物质对光的吸收量和散射量有关，因此在元件或材料的检测上，可见光的光束在照射到待测物的表面即会马上形成反射光，因此仅能得到待测物的表面影像以及用于检测所述待测物的表面是否具有表面缺陷。然而，对于某些元件来说，例如放置在卷带上且具有玻璃盖板的晶圆级芯片尺寸封装(wafer level chip scale package，WLCSP)产品或是所述晶圆级芯片尺寸封装产品尚未切割的晶圆半成品，却存在检测其元件内部(即用以检测在玻璃盖板下的芯片是否具有缺陷)的需求。因此，确实有必要寻求一种解决方案，以解决现有光学检测技术仅能检测表面影像而无法检测内部影像的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种元件内部缺陷的检测装置，是以红外线光源为基础，对于现有半导体制造厂后段制作过程与封装厂制作过程整合了在半导体元件内部缺陷方面的红外线自动化光学检测功能。此外，本设计由于使用对本发明特定红外线波段敏感的电荷耦合元件(CCD)为传感器(以下简称为红外线传感器)，因此对于撷取红外线反射光的感旋光性能上亦具有较佳的效果。

为达成上述目的，本发明提供一种元件内部缺陷的检测装置，为一自动化光学检测机台，适用于检测半导体元件内部的缺陷，所述检测装置包含：一红外线光源，发射一红外线光束至一待测元件内部；一红外线取像单元，包括一红外线传感器，所述红外线光束从所述待测元件内部反射出并进入所述红外线传感器，产生所述待测元件的一内部影像数据；以及一影像处理单元，获取所述内部影像数据，以分析所述待测元件内部是否存在内部缺陷。

根据本发明的另一实施方式，本发明亦提供一种元件内部缺陷的检测方法，包括下列步骤：以一红外线光源产生一红外线光束以照射一待测元件内部；以一红外线取像单元的一红外线传感器撷取得由所述待测元件内部折返的红外线光束所形成的一内部影像数据；以及以一影像处理单元分析所述内部影像数据，以判断所述待测元件内部是否存在内部缺陷。

本发明的元件内部缺陷的检测装置，虽然较佳适用于检测一半导体元件内部的瑕疵，但并不以此为限，只要待测物的内部缺陷特性可以被本发明的红外线检测设备所能透视拍摄及显现者，便可以运用本检测装置进行检测其内部缺陷。因此，不论是塑料或电子产品，只要所检测的缺陷是内部构造的崩缺、崩裂、导线断裂及其它类似的内部瑕疵均适用于本发明。

在本发明的一实施例中，所述红外线光源所射出的红外线光束的波长范围介于700nm(纳米)至1000nm之间。

在本发明的一实施例中，所述红外线传感器为对红外线波长范围敏感的一电荷耦合元件。

在本发明的一实施例中，所述红外线传感器为对红外线波长范围敏感的一互补性氧化金属半导体元件。

在本发明的一实施例中，所述待测元件的内部缺陷为一半导体元件内部的崩缺、崩裂或导线断裂。