CN110887840A

CN110887840A - 一种晶体质量判定方法

Info

Publication number: CN110887840A
Application number: CN201811040864.0A
Authority: CN
Inventors: 魏汝超; 罗仁昱
Original assignee: SUPER ENERGY MATERIALS Inc
Current assignee: SUPER ENERGY MATERIALS Inc
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2020-03-17

Abstract

本发明提供一种晶体质量判定方法，包括以下步骤：将待测晶体放置于一光源与一影像产生器之间，通过该影像产生器取得该晶体的影像；针对晶体影像进行对比强化处理并定义出待判定区域；依据预先设定的一合格判定标准对晶体影像中待判定区域的大小及/或特定面积内的待判定区域的数量进行判断；若待判定区域的大小及/或特定面积内的待判定区域的数量不符合该合格判定标准，则将该待判定区域及/或指定面积区域判定为不合格。通过本发明能快速且精确地标示出晶体质量不合标准的区域并能减少人员的误判及提升晶体质量判定的效率，对后续晶体的切割及良率能产生极大的帮助。

Description

一种晶体质量判定方法

技术领域

本发明是关于一种晶体质量(Quality)判定方法，尤其是指一种可以自动定义晶体合格质量区域的判定方法。

背景技术

在工业自动化的快速发展下，运用自动光学检查(Automated OpticalInspection,AOI)对取得影像进行分析，已经成为工业自动化的必备条件，常应用在半导体制程中对晶圆进行缺陷检查，能克服精细检查作业中所耗费的大量人力，同时能减低误判的机率。

在晶体制造业中，长晶过程通常为一高温制造程序，过程中所有的相关设备都会影响晶体的纯度，包括加热器、保温材料等，有可能会因为操作过程导致其它物质的掉入；或是制造过程中，因为制程参数控制的条件，导致特定缺陷或是不纯物质的生成，以上不纯物质或缺陷就会造成晶体质量的影响。

对晶棒而言，使用的需求不同，其中真正影响质量的杂质点大小及密集程度均不同，并非所有被检验到的杂质点都需要被切除，所以当影像通过人力以目视的方式进行判别，对于某些影像灰阶较不明确或经常要计算特定尺寸颗粒的密度时，就会容易发生误判的状况，造成质量异常的产品流出。

所以必须有一套计算方法，能结合自动光学检查，针对取得的影像进行分析，并且达成判定此晶棒是否符合质量规范，或定义出质量符合需求的区域，以达成节省人力与提高判定效率的目标。

综上所述，如何精确及快速地判定晶体质量，攸关着相关产业的生产效率及成本，也是一个重要且及急迫解决的课题。

发明内容

为解决上述的技术问题，本发明提出一种晶体质量判定方法，包括以下步骤：将待测晶体放置于一光源与一影像产生器之间，通过该影像产生器取得该晶体的影像；针对晶体影像进行对比强化处理并定义出待判定区域；依据预先设定的一合格判定标准对晶体影像中待判定区域的大小及/或特定面积内的待判定区域的数量进行判断；若待判定区域的大小及/或特定面积内的待判定区域的数量不符合该合格判定标准，则将该待判定区域及/或指定面积区域判定为不合格。

在将该待判定区域及/或指定面积区域判定为不合格后，还进一步包括将该不合格或合格区域进行标示的步骤。

在将该待判定区域及/或指定面积区域判定为不合格后，还进一步包括：对判定合格区域的面积进一步判断是否小于一特定面积值，若合格区域的面积小于该特定面积值时，则将该合格区域的进一步判定为不合格的步骤。

在将该合格区域的进一步判定为不合格的步骤后还包括将进一步判定为不合格或合格的区域进行标示的步骤。

所述的光源为白炽灯、LED灯、卤素灯、水银灯或雷射光源；所述影像产生器为摄相机或摄影机。

通过本发明的质量判定方法能快速且精确地标示出晶体质量不合标准的区域，并能减少人员的误判及提升晶体质量判定的效率，对后续晶体的切割及良率能产生极大的帮助。

有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为晶体质量判定方法流程图；

图2为根据步骤S101所取得的穿透影像；

图3为图2影像经过处理后的影像；

图4-图16为本发明各种实施例的待判定区域、不合格区域、合格区域的示意图。

符号说明

S101～S105 步骤

10 晶体

20 硅晶棒

I、I1～I5 待判定区域

F、F1～F11 不合格区域

P 合格区域

具体实施方式

在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。

本发明公开一种晶体质量判定方法，以下将配合图式说明本发明的一具体实施方式：请参阅图1，首先进行步骤S101，将待测晶体10放置于一光源(例如:白炽灯、LED灯、卤素灯、水银灯或雷射光源等)与影像产生器(例如:摄相机、摄影机或其它种类的影像产生器)之间，当晶体存在杂质、缺陷或其它参杂时，会造成该区域在光源照射晶体时无法完全被所述光源穿透，使得影像产生器接收到的信号就会有强弱的差异，所显示的影像就会有明暗的区别，如图2所示。

接着进行步骤S102，针对步骤S101取得的影像信息，通过调整影像的亮度、对比或针对每一像素进行数学运算、强化边缘等影像处理，以强化影像中需要进行判定部位的差异，如图3所示；再调整阈值(threshold)进行二值化处理，或利用人工智能(AI)等方式区分出待判定区域，此待判定区域可以是包含杂质、缺陷、阴影而产生不完全透光的黑影或斑点的区域；本实施例通过上述方法区分出晶体10中待判定区域I，并同时取得待判定区域I的影像信息，影像信息包含尺寸、位置等信息，如图4所示。

接着进行步骤S103，依据预先设定的判定标准对待判定区域I进行判断，依据所述的判定标准将未符合标准的待判定区域I定义为不合格区域F，其它区域则判定为合格区域。所述判定标准的设定可以依据待测晶体种类及检测目的的不同而有差异。在本实施例中合格判定标准为：待判定区域I的尺寸不得大于5mm、合格区域大于或等于15*15cm，故根据判定标准筛选出大于5mm的待判定区域为I1、I2、I3，并且将包含有该些区域的晶体部份定义为不合格区域F1、F2、F3，如图5所示。

接着再进行步骤S104，依据判定标准再针对根据步骤S103判定不合格区域以外的其它晶体影像区域进行判断，若该区域不符合判定标准，则将不符合判定标准的区域再定义为不合格区域F，在一实施例中对图5的晶体影像进一步进行判定，将可用区域小于15*15cm区域再定义为不合格区域，如图6中的F4、F5、F6；最后进行步骤S105将晶体的影像扣除所有不合格区域F1-F6，得到最后的合格区域P，如图7所示，以完成晶体质量的判定，本发明并可以于晶体质量判定完成后进一步对不合格或合格的区域进行标示，标示的方式可以使用画笔、喷墨、盖印、雷射雕刻或输出加工路径档案等方式达成。通过本发明的质量判定方法能快速且精确地标示出晶体质量不合标准的区域，并能减少人员的误判及提升晶体质量判定的效率，对后续晶体的切割及良率能产生极大的帮助。

在本发明的另一实施例中，首先进行步骤S101，利用将硅晶棒20放置于波长范围为0.9-1.4μm的光源与相机之间的方式取得晶棒影像，接着进行步骤S102，针对影像进行数学运算及强化边缘等影像处理，取得晶棒中待判定区域I的影像信息，如图8所示。

接着进行步骤S103，依据预先设定一判定标准对晶棒中待判定区域I进行判断，在本实施例中预先设定的合格判定标准为：待判定区域I的尺寸不得大于5mm、若待判定区域I的尺寸介于1-5mm者，于5cm内不得超过0个、可使用区域大于或等于15*15cm，故在步骤S103能判断出待判定区域大于5mm的区域I4，并将该区域定义为不合格区域F8；待判定区域介于1-5mm的区域为I5，并将该区域定义为不合格区域F7。接着进行步骤S104，针对F7及F8以外的其它区域进行判断，可用区域小于15*15cm的判断标准再判定F7及F8之间的区域为不合格区域F9，如图9所示。最后进行步骤S105将所取得的晶棒影像，扣除所有不合格区域F7-F9，得到合格区域P，如图10所示。

本发明的又一实施例为，首先进行步骤S101，利用将硅晶棒20放置于波长范围为0.9-1.4μm的光源与红外相机之间取得硅晶棒影像，接着进行步骤S102，针对硅晶棒影像进行数学运算及强化边缘等影像处理，如图11所示，取得待判定区域I的影像信息。接着进行步骤S103对待判定区域I进行判断，本实施例的合格判定标准为：待判定区域I的尺寸不得大于5mm，若待判定区域I的尺寸介于1-5mm者，于5cm内分别不得超过0个、可使用区域大于等于15*15cm，故所有待判定区域I皆判定为不合格区域F10；接着进行步骤S104，针对F10以外的剩余区域进行判断，确认可使用区域并无小于15*15cm的合格标准，如图12所示。最后进行步骤S105将所取得的影像，扣除所有不合格区域F10，得到所有合格区域P，如图13所示。

本发明的又一实施例为，进行步骤S101取得硅晶棒20的影像，接着进行步骤S102，针对硅晶棒影像进行数学运算及强化边缘等影像处理，找出不包含杂质、缺陷、阴影等区域作为待判定区域I，如图14，而本实施例的合格判定标准设定为：待判定区域I未包含的尺寸介于1-5mm者，于5cm内分别不超过2个，可使用区域大于等于15*15cm，故于下个步骤S103能将待判定区域I分为合格区域P与不合格区域F11；接着进行步骤S104，针对F11以外的其它区域进行判断，确认可使用区域并无均大于于15*15cm。最后进行步骤S105将所取得的影像，扣除所有的不合格区域F11，得到所有合格区域P，如图15所示。

在本发明中的又一实施例，合格判定标准设定为：待判定区域I未包含的尺寸介于1-5mm者，于5cm内分别不得超过7个，可使用区域大于等于15*15cm；首先依照步骤S101与S102取得硅晶棒20的待判定区域I如图14，若步骤S103将待判定区域I区分为两部份，则两部份皆符合合格标准，所以并无不合格区域；接着进行步骤S104，确认可使用区域无大于15*15cm。最后进行步骤S105扣除所有异常区域，因为本实施例无异常区域可扣除，所以可判定晶体经过切分可为两部份合格区域P，如图16所示。

在其它的实施方式中待判定区域也可以是不包含杂质、缺陷、阴影而有较佳透光不具黑影或斑点的区域或是具黑影或斑点的较少的区域，而预设判断标准则为待判定区域的黑影或斑点的数量及大小是否少于或等于一定的数量或尺寸，若黑影或斑点的数量及大小少于或等于一定的数量或尺寸时则进一步再判断该区域可使用的面积是否符合预设的合格面积，若是则判定为该区域为合格。

在另一实施方式中，在将该待判定区域及/或特定面积区域判定为不合格后，还可以进一步对判定合格区域的面积进一步判断是否小于一特定面积值，若合格区域的面积小于该特定面积值时，则将该合格区域的进一步判定为不合格的步骤。

通过上述所公开的质量判定方法，能够通过数字计算方式，将晶体分类出合格与不合格区域，减少判定过程对于人员的依赖性，能够拥有较高的重复性，并且数字化的信息能够提供后续自动化控制与数据整合目的，同时达成节约人力与提高质量。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims

1.一种晶体质量判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待测晶体放置于一光源与一影像产生器之间，通过该影像产生器取得该晶体的影像；

针对晶体影像进行对比强化处理并定义出待判定区域；

依据预先设定的一合格判定标准对晶体影像中待判定区域的大小及/或特定面积内的待判定区域的数量进行判断；

若待判定区域的大小及/或特定面积内的待判定区域的数量不符合该合格判定标准，则将该待判定区域及/或指定面积区域判定为不合格。

2.如权利要求1所述的晶体质量判定方法，其特征在于，在将该待判定区域及/或特定面积区域判定为不合格后，还进一步包括将该不合格区域进行标示的步骤。

3.如权利要求1所述的晶体质量判定方法，其特征在于，在将该待判定区域及/或特定面积区域判定为不合格后，还进一步包括：对判定合格区域的面积进一步判断是否小于一特定面积值，若合格区域的面积小于该特定面积值时，则将该合格区域的进一步判定为不合格的步骤。

4.如权利要求3所述的晶体质量判定方法，其特征在于，在将该合格区域的进一步判定为不合格的步骤后还包括将进一步判定为不合格的区域进行标示的步骤。

5.如权利要求1所述的晶体质量判定方法，其特征在于，所述的光源为白炽灯、LED灯、卤素灯、水银灯或雷射光源。

6.如权利要求1所述的晶体质量判定方法，其特征在于，所述影像产生器为摄相机或摄影机。

7.如权利要求2或4所述的晶体质量判定方法，其特征在于，所述标示的方式为画笔、喷墨、盖印、雷射雕刻及输出加工路径档案的一种或两种以上方式。