CN116137233A - 叠合件的点胶质量的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种叠合件的点胶质量的检测方法，包括至少下列步骤：提供一承载平台以承载一待检测的叠合件，叠合件具有一第一板体、一叠合于第一板体的第二板体以及一位于叠合件周围的点胶区域，其中所述第一板体是透明的；胶体取像步骤，通过第一板体获取每一点胶区域的胶体影像；检测每一胶体影像中的胶体面积与点胶区域未点胶体前的空白面积，其中胶体面积与空白面积的比例定义为渗透率；以及比较步骤，比较每一胶体影像与点胶区域未点胶体前的空白面积的误差是否超过一预定误差阈值，若是，就发出一异常信息。

Description

叠合件的点胶质量的检测方法

技术领域

本发明涉及一种叠合件的点胶质量的检测方法，特别是涉及一种检测叠合件(例如是晶圆组合件)的点胶质量的方法，该方法能检查叠合件的点胶区域在未点胶前的状况以及点胶后的点胶渗透率是否符合预期。

背景技术

利用立体堆栈技术来制造三维芯片(3D IC)，其中，芯片之间的堆栈(Stacking)技术非常关键。当两片晶圆接合后，通常需要利用点胶机将两片晶圆的周围缝隙封住以进行下一步的工艺。

接合后的两片晶圆可以称为晶圆组件，晶圆组件的待胶合处位于两片晶圆之间，其缝隙小。点胶的过程通常是将晶圆水平放置，待胶合处呈水平向外的状态，并正向朝向晶圆组件侧面的待胶合处点胶。

本案的申请人针对晶圆组件的点胶方法及装置已提出相关的中国台湾专利，例如，中国台湾专利公告号I558470“自动微调点胶路径的水平点胶装置及其方法”、中国台湾专利公告号I566841“点胶状况的检测方法及点胶状况的检测机构”。这些前案提供了水平点胶的方法，并且检测晶圆组件的周围是否都有点上胶体。

然而，晶圆组件周围的胶体可能无法都良好地进入两片晶圆之间的夹缝。胶体可能只在晶圆组件边缘的表面。

因此，如何通过结构设计的改良来提升晶圆组件的点胶后检测效果，并且进一步检测叠合件的点胶渗透率以克服上述的缺陷，已成为该项技术领域所要解决的一项重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种叠合件的点胶质量的检测方法，以检测晶圆组件周围的胶体是否良好地进入两片晶圆之间的夹缝并达到预期渗透的深度。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种叠合件的点胶质量的检测方法，其包括至少下列步骤：提供一承载平台以承载一待检测的叠合件，所述叠合件具有一第一板体、一叠合于所述第一板体的第二板体以及一位于所述叠合件周围的点胶区域，其中所述第一板体是透明的；胶体取像步骤，通过所述第一板体获取每一所述点胶区域的胶体影像；检测每一所述胶体影像中的胶体面积与所述点胶区域未点胶体前的空白面积，其中所述胶体面积与所述空白面积的比例定义为渗透率；以及比较步骤，比较每一所述胶体影像与所述点胶区域未点胶体前的空白面积的误差是否超过一预定误差阈值，若是，就发出一异常信息。

根据本发明一种可行的实施例，还包括一点胶前检测流程，其包括下列步骤：在点胶前，获取所述第一板体与所述第二板体的点胶区域的影像；测量每一个点胶区域的空白深度值；比对每一个空白深度值与预定深度阈值的误差值是否在一允许范围内；以及若该误差值超过所述允许范围，显示一待确认信息。

根据本发明一种可行的实施例，所述待确认信息包括一是否复检的选项。

根据本发明一种可行的实施例，所述误差值为正负20微米。

根据本发明一种可行的实施例，所述第一板体为一透明玻璃，所述第二板体为一半导体晶圆，其中所述第一板体的直径大于所述第二板体的直径，其中在每一所述点胶区域内由所述第二板体的边缘沿着直径的方向朝向圆心的径向距离定义为胶体渗透深度。

根据本发明一种可行的实施例，所述胶体取像步骤通过一摄影镜头，所述摄影镜头设置于所述第一板体的下方，且朝向所述第一板体的边缘，所述摄影镜头沿着一垂直于所述第一板体的方向获取所述胶体影像，并记录所述胶体影像的位置坐标。

根据本发明一种可行的实施例，当发出所述异常信息时，还包括补胶流程，所述补胶流程包括至少下列步骤：转动所述叠合件使得异常的所述点胶区域到点胶装置；进行补胶步骤，将胶体补充到异常的所述点胶区域；转动所述叠合件以重新获取已补胶后的所述点胶区域的补胶后影像；将所述补胶后影像显示于一显示设备供确认；以及等候操作者确认完成或者重复所述补胶流程。

根据本发明一种可行的实施例，还包括保存这些胶体影像和所述补胶后影像。

根据本发明一种可行的实施例，所述胶体取像步骤还包括提供照明光线，所述照明光线能被胶体反射或折射。

本发明的其中一有益效果在于本发明所提供的叠合件的点胶质量的检测方法至少能检查叠合件周围的点胶区域点胶后的胶体渗透到点胶区域内部的状况是否符合所预期。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的点胶和检测机台及加载晶圆组件的立体图。

图2为本发明的点胶和检测机台的前视图。

图3为本发明的点胶和检测机台的俯视图。

图4为本发明的点胶前检测流程的示意图，其中在虚线方框内示出了第一流程的局部放大图。

图5为本发明的点胶前检测流程的步骤流程图。

图6A为比对参考的叠合件的点胶区域(未点胶)的局部放大图。

图6B为举例的叠合件的点胶区域(未点胶)的局部放大图。

图7为本发明的点胶后检测品质的示意图，其中在虚线方框内示出了第二流程的局部放大图。

图8为本发明的点胶后检测质量的步骤流程图。

图9A为比对参考的叠合件的点胶区域(已点胶)的局部放大图。

图9B为举例的叠合件的点胶区域(已点胶)的局部放大图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，需事先声明的是，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”应视实际情况而可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

本发明提供一种叠合件的点胶质量的检测方法，该方法应用于具有点胶区域90(或称缝隙)的叠合件9(参见图1)。其中叠合件9所要达到的状况是不仅叠合件9的点胶区域90确实需要点上胶体，更进一步还要检测叠合件9的点胶区域90内的胶点是否向叠合件9的内部渗透达一定的深度，以达到确定的密封效果。

本实施例的叠合件9是一种晶圆组件，其具有一第一板体91以及叠合于第一板体91的第二板体92。具体地说，叠合件9的第一板体91是透明玻璃载板，第二板体92是半导体晶圆。此外，第一板体91的直径略大于第二板体92的直径。接合后的叠合件9的周围缝隙需要进行胶合，这些周围缝隙包括晶圆的凹槽(notch)901或平边(Flat)。然而本发明的应用对象并不限制于此。本发明也可以应用于其他需要侧面胶合的加工件。

如图1至图3所示，本发明提供一点胶和检测机台100以实现相关的点胶及检测流程。点胶和检测机台100具有一底座10、人机界面模块12、承载平台20、多个摄像镜头31、32、33及喷射点胶头40。人机界面模块12包括显示器121、键盘122及鼠标123，但不限制于此。例如人机界面模块也可以是触控屏幕。人机界面模块12可以设置在底座10内或者在点胶和检测机台100的外部。承载平台20可以使叠合件9转动。第一摄像镜头31(或称俯视镜头)垂直设置在承载平台20的上方，以获取这些点胶区域90的俯视影像信息。第二摄像镜头32(或侧视镜头)设置于叠合件9的侧面，以获取这些点胶区域90侧面位置的信息。获取影像的过程包括使在承载平台20上的叠合件9旋转一圈并且记录于一记录和控制装置124。第三摄像镜头33(或称仰视镜头)垂直设置在承载平台20的侧边，以获取这些点胶区域90的仰视影像信息。多个摄像镜头31、32、33还配置一环状光源，以提供照明光线，所述照明光线优选能被胶体反射或折射。

本发明提供一种叠合件的点胶质量的检测方法，其包括以下两个主要的流程：第一流程，即如图4至图5所示的点胶前检测流程；以及第二流程，即如图7至图8所示的点胶后检测渗透率流程。

如图4至图5所示的第一流程为点胶前检测流程，其主要目的在于检测第一板体91与第二板体92的叠合后的所有点胶区域90是否具有相等的径向距离。换句话说，第一板体91与第二板体92两者的圆心是否对准且没有偏移，或者说，偏移的程度是可以接受的。假设第一板体91与第二板体92两者的圆心并没有对准，将产生偏移的状况。具体地说，叠合件9的圆周边缘将产生不同的距离，其中一侧的点胶区域可能太短，另一侧的点胶区域可能太长。其中某些太短的点胶区域在点胶后的胶体渗透深度可能无法满足密封的要求。

请参阅图5并配合图4，点胶前检测流程包括如下多个步骤：

首先是为开始的步骤S10，该步骤可视为已完成下列动作。将叠合件9搬到点胶和检测机台100的承载平台20(参见图1至图3)。叠合件9可以通过晶圆传送设备(例如机械手臂R)传送到点胶和检测机台100的承载平台20上。

接着是步骤S11，启动一摄影镜头及转动承载平台一圈，以对叠合件9进行视觉扫描。具体地说，承载平台20使叠合件9转动，本实施例的摄影镜头通过第三摄像镜头33(或称仰视镜头)获取这些点胶区域90的仰视影像信息。目的是为了在点胶以前取得叠合件9的点胶区域90的位置信息及叠合状况。

在获取第一板体91与第二板体92的这些点胶区域90的影像中，利用朝上的第三摄像镜头33向上拍摄叠合件9的边缘。第三摄像镜头33设置于第一板体91的下方且朝向第一板体91的边缘，第三摄像镜头33沿着一垂直于所述第一板体91的方向获取胶体影像，并记录胶体影像的位置坐标。具体举例，第三摄像镜头33的传感器区域(或称视野(FOV))可以是14.1mm(长)×10.3mm(宽)，其中14.1mm(长)沿着叠合件9的切线方向，其中10.3mm(宽)的一半(5.15mm)落在叠合件9的垂直投影范围内，而一半在外面，如此一次的影像可以检测的面积为14.1mm x 5.15mm。本实施例的叠合件9每转动3度角作为一个点胶区域90并拍摄一张影像，共可取得120张影像。然而，本发明不限制于此，每一张影像涵盖的角度根据摄像镜头的视野而决定，此外，也考虑每一张影像的分析运算时间。原则上，每一点胶区域90的待点胶面积是相同的。此外，第三摄像镜头33还配置一环状光源，以提供拍照的光源。环状光源的光线优选对于胶体产生较大的折射或反射的光线，例如波长较短的光线，并且环状光源的光线依据胶体的材料而所有差异。

步骤S12为影像分析，也就是说，针对上述取得的影像，通过计算机的影像辨识机制来分析影像。其进一步地说，也就是检测叠合件9(也就是晶圆组件)边缘的空白深度值是否符合预定深度阈值。更具体地说，步骤S12包括至少下列步骤：取得每一影像并测量每一个点胶区域90的空白深度值。比对每一个空白深度值与所述预定深度阈值的误差值是否在一允许范围内；若误差值超过所述允许范围，显示一待确认信息。

举例说明步骤S12，请参见图6A及图6B，图6A是叠合件9的其中一张参考的影像，第一板体91的右侧为拍摄的背景，背景通常模糊且较深。第二板体92略小于第一板体91。第二板体92往内为点胶区域90，其中D0为预定深度阈值，该预定深度阈值假设为3000微米±1000微米(μm,micrometer)。依序取一张拍摄后的影像，如图6B所示，测量点胶区域90的宽度，也就是空白深度值D1，例如为2900微米(μm,micrometer)。比较D1与D0，并确定D1减D0的误差值是否超过一允许范围，例如误差允许范围为正负100微米，2900微米减3000微米等于负100微米，位于误差允许范围的100微米内，意味着图6B的影像所代表点胶区域90是合格的。假设D1减D0的误差值超过允许范围的100微米，代表点胶区域90是不合格的。接着，可以通过计算机的影像辨识机制自动储存该张不合格的影像(例如图6B)，并记录其位置信息，也就是坐标。例如记录到记录和控制装置124。

步骤S14为自动检测影像是否正常。也就是说，针对这些不合格的影像自动检测影像是否正常，若是，就进到下一工艺步骤S140。在本实施例，可以是进到点胶工艺，如图4右下角所示意的。若否，则如步骤S15所示确认是否复检，也就是复检不合格的影像，复检可以通过人力进行。若要复检，如步骤S17所示，检查异常位置的影像，此步骤可以通过人力一一点阅，待确认如何处理这些不合格的影像。

复检后，进到另一询问步骤S18，该步骤为询问是否放行，也就是确认叠合件9是否可以进行下一工艺(步骤S140)。其中，复检过程已经完成后，如步骤S16所示，输出异常报表及储存异常位置的影像，例如储存到记录和控制装置124。若不要复检，如步骤S19所示，退出晶圆组件(也就是叠合件9)。

请参阅图8并配合图7，点胶后检测渗透率流程包括如下多个步骤：

步骤S20为开始，此步骤是在叠合件9(晶圆组件)点胶完成后。若不启动点胶后检测渗透率流程，可以将叠合件9(晶圆组件)取回，例如通过晶圆传送机(EFEM)8。关于点胶的工艺可以参考本发明的申请人的中国台湾专利公告号I558470“自动微调点胶路径的水平点胶装置及其方法”。此外，点胶以后，可以进一步确认叠合件9周围的点胶区域是否都已有胶体，此方法可以参考本发明的申请人另一件中国台湾专利公告号I566841“点胶状况的检测方法及点胶状况的检测机构”。然后，接着才是本发明的第二流程，点胶后检测渗透率流程。

检测的第一步骤为步骤S21，该步骤为摄影镜头启动及使承载平台20转动一圈，以对叠合件9进行视觉扫描。也就是说，提供一承载平台20以承载一待检测的叠合件9，叠合件9具有位于叠合件9周围的点胶区域90。通过摄影镜头(第三摄像镜头33)进行胶体取像步骤，通过第一板体91获取点胶区域90的多个胶体影像，通过上面流程，例如取得225张影像。

步骤S22为影像分析，具体地说，也就是，检测晶圆组件(叠合件9)边缘胶体渗透深度的渗透率。举例说明，其包括下列步骤：设定阈值步骤，设定点胶区域90的预定误差阈值。

一种比较方法是比较点胶前后影像之间差异。检测每一胶体影像中的胶体面积与点胶区域未点胶体前的空白面积，其中胶体面积与空白面积的比例定义为渗透率。最后为比较步骤，比较每一胶体影像与点胶区域未点胶体前的空白面积的误差是否超过一预定误差阈值，若是，就发出一异常信息。

举例说明，参考图9A及图9B，图9A为点胶区域90理想化的胶体渗透状况示意图，其中胶体G完全渗透到点胶区域90内。图9B为举例胶体可能渗透状况的影像，其中胶体G并未完全充满，略为偏向下方，导致上方有空白处。

关于比较点胶前后影像之间差异的作法，例如使图9B与对照的图9A重叠，比较图9B的胶体是否完全向左渗透到点胶区域90的内边缘。若与图9A有差异，可以通过计算机的影像辨识机制自动储存该张不合格的影像(例如图9B)，并记录其位置信息，也就是坐标。例如记录到记录和控制装置124。

另一种方法是比较多处的渗透深度的误差值。测量胶体步骤为判别并测量每一胶体影像的胶体渗透深度，其中所述胶体渗透深度是由所述第二板体92的边缘沿着直径的方向朝向圆心的径向距离。最后是比较步骤，比较每一胶体渗透深度是否小于预定误差阈值，若是，就发出一异常信息。

通过计算机的影像辨识机制来分析影像，例如，可以是扫描图9B的胶体多个位置的胶体渗透深度，再与一预定误差阈值比较，也就是与图9A的理想化的胶体渗透深度进行一比较步骤。比较每一胶体渗透深度是否小于预定误差阈值，若是，就发出一异常信息。

当发出所述异常信息时，其中为了处理这些不合格的影像，先是步骤S24，该步骤为自动检测影像是否正常，若是，检测后，不再复检，直接进到下项工艺，如步骤S290所示的。若否，进入是否人工复检的询问步骤S25。

关于是否人工复检的步骤S25，若是，意味着要人工复检这些异常位置的胶体渗透影像，就进到步骤S27，检查异常位置影像。步骤S27具体地说为计算机直接依据异常位置的胶体渗透影像的坐标数据，通过承载平台20使叠合件9转动到异常胶体渗透影像的位置，再通过第三摄像镜头33再取得该处异常胶体渗透影像。步骤S271为是否手动补胶，若是，意味着要手动补胶，则进入手动补胶的步骤S272。若否，意味着不手动补胶，可当作检查人员认为可以不用补胶，就进到询问是否放行的步骤S29。在步骤S29中，若是，意味着放行叠合件9进行下项工艺，如步骤S290所示。在步骤S29中，若否，则不放行，就重新回到开始的S20步骤。

其中在手动补胶的步骤S272中，补胶后，可以再检测点胶处的渗透状况。具体地说，再转动所述叠合件9以重新获取已补胶后的点胶区域90的补胶后影像，将所述补胶后影像显示于一显示设备(例如人机界面模块12的显示器121)供确认。最后，等候操作者确认完成或者重复补胶流程。

关于是否人工复检的步骤S25，若否，就进到步骤S28，询问是否自动补胶；若是，要自动补胶，则进到自动补胶的步骤S281，补胶完成后，进到询问是否放行的步骤S29，若否，不自动补胶，则直接进到询问是否放行的步骤S29。

自动补胶的流程举例说明如下，其可以包括至少下列步骤：转动所述叠合件9使得相对应的点胶区域90到喷射点胶头40。进行补胶步骤，将胶体补充到异常的点胶区域90。自动补胶后，进行询问是否放行叠合件9的步骤S29，若是，意味着叠合件9进入下项工艺；若否，再重新回到开始的S20步骤。

在询问是否人工复检的步骤S25中，可以同时进行输出异常报表及储存异常位置影像的步骤S26。具体地说，可以储存到记录和控制装置124，所储存的内容可以是包括保存这些异常位置的胶体影像以及所述补胶后影像。

补充说明，本发明的叠合件的点胶质量的检测方法的两个主要的流程可以是在同一机台中完成。或者，为了提高稼动率，第一流程(即点胶前检测流程)(如图4至图5所示)可以在一个机台中进行，第二流程(即点胶后检测渗透率流程)(如图7至图8所示)可以在另一机台中进行。换句话说，此外，本发明的叠合件的点胶质量的检测方法也可以只包括第二流程点胶后检测渗透率流程。

实施例的有益效果

本发明的其中一有益效果在于本发明所提供的叠合件的点胶质量的检测方法能通过点胶后检测渗透率流程检查叠合件9(也就是晶圆组件)周围的点胶区域90。第一流程可检查叠合件9周围的点胶区域90是否有因为叠合异常而不适合点胶的状况。第二流程可检查叠合件9周围的点胶区域90点胶后的胶体渗透到点胶区域90内部的状况是否符合所预期。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化均包含于本发明的申请专利范围内。

Claims (9)

1.一种叠合件的点胶质量的检测方法，其特征在于，包括：

提供一承载平台以承载一待检测的叠合件，所述叠合件具有一第一板体、一叠合于所述第一板体的第二板体以及位于所述叠合件周围的多个点胶区域，其中所述第一板体是透明的；

胶体取像步骤，通过所述第一板体获取每一所述点胶区域的胶体影像；

检测每一所述胶体影像中的胶体面积与所述点胶区域未点胶体前的空白面积，其中所述胶体面积与所述空白面积的比例定义为渗透率；以及

比较步骤，比较每一所述胶体影像与所述点胶区域未点胶体前的空白面积的误差是否超过一预定误差阈值，若是，就发出一异常信息。

2.根据权利要求1所述的叠合件的点胶质量的检测方法，还包括一点胶前检测流程，其特征在于，所述点胶前检测流程包括下列步骤：

在点胶前，获取所述第一板体与所述第二板体的所述多个点胶区域的影像；

测量所述多个点胶区域中的每一个点胶区域的空白深度值；

比对每一个所述空白深度值与所述预定深度阈值的误差值是否在一允许范围内；以及

若所述误差值超过所述允许范围，显示一待确认信息。

3.根据权利要求2所述的叠合件的点胶质量的检测方法，其特征在于，所述待确认信息包括一是否复检的选项。

4.根据权利要求2所述的叠合件的点胶质量的检测方法，其特征在于，所述误差值为正负20微米。

5.根据权利要求1所述的叠合件的点胶质量的检测方法，其特征在于，所述第一板体为一透明玻璃，所述第二板体为一半导体晶圆，其中所述第一板体的直径大于所述第二板体的直径，其中在每一所述点胶区域内由所述第二板体的边缘沿着直径的方向朝向圆心的径向距离定义为一胶体渗透深度。

6.根据权利要求1所述的叠合件的点胶质量的检测方法，其特征在于，所述胶体取像步骤通过一摄影镜头，所述摄影镜头设置于所述第一板体的下方，且朝向所述第一板体的边缘，所述摄影镜头沿着一垂直于所述第一板体的方向获取所述胶体影像，并记录所述胶体影像的位置坐标。

7.根据权利要求1所述的叠合件的点胶质量的检测方法，其特征在于，当发出所述异常信息时，还包括补胶流程，所述补胶流程包括至少下列步骤：

转动所述叠合件使得异常的所述点胶区域到点胶装置；

进行补胶步骤，将胶体补充到异常的所述点胶区域；

转动所述叠合件以重新获取已补胶后的所述点胶区域的补胶后影像；

将所述补胶后影像显示于一显示设备供确认；以及

等候操作者确认完成，或者重复所述补胶流程。

8.根据权利要求7所述的叠合件的点胶质量的检测方法，其特征在于，还包括保存多个所述胶体影像和所述补胶后影像。

9.根据权利要求1所述的叠合件的点胶质量的检测方法，其特征在于，所述胶体取像步骤还包括提供照明光线，所述照明光线能被胶体反射或折射。

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