TWI747257B - 一種檢查鏤空晶圓的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種檢查鏤空晶圓的方法（1），包括以下步驟：（i）對至少一個鏤空晶圓圖像和至少一個已處理的晶圓圖像進行範本比對（101）； （ii）重新縮放所述鏤空晶圓圖像以符合所述已處理的晶圓圖像的尺寸（103）； （iii）計算所述鏤空晶圓圖像和所述已處理的晶圓圖像之間的差異（107）；對所述鏤空晶圓圖像的至少一個電子元件執行高斯遮罩捲積運算，以抑制在所述鏤空晶圓圖像的至少一個邊緣上的權重（105），所述步驟在步驟（ii）之後並且在步驟（iii）之前進行。

Description

一種檢查鏤空晶圓的方法
本發明涉及一種用於檢查鏤空晶圓(skeleton wafer)的方法，其目的在於對至少一個後來取得的鏤空晶圓圖像與至少一個經理論處理過的晶圓圖像進行範本比對(template matching)，最終目的是識別兩者之間的差異。所述方法包括以下步驟：(i)拍攝鏤空晶圓的圖像；(ii)使所拍攝獲得的鏤空圖像均勻化(藉由對拍攝獲得的圖像逐行和逐列地進行數值標準化(或稱歸一化，normalization)，以抑制雜訊)；(iii)利用符合一晶圓圖(或稱晶圓佈局，wafer map)的範本對鏤空晶圓進行角度校正；(iv)藉由邊緣檢測方法進行進一步優化的程序，以更精確地獲得用於裁剪的邊緣；(v)重新縮放裁剪後的鏤空晶圓圖像，並用高斯濾波器對圖像進行二值化(或稱二元化)；(vi)獲得後來取得的鏤空晶圓與經理論處理過的晶圓之間的差異。經由所述方法，發明人能夠僅使用完整晶圓的單一圖像來進行比對，而不是使用為了適合比對而湊成完整晶圓的多個縫合圖像進行對比，因此處理時間可變得更短。
眾所周知，傳統的鏤空晶圓檢測方法是由操作員手動完成的，由此，操作員將用來在視覺上呈現提供處理過(或已加工)的晶圓(PW)圖的列印輸出疊加在背光條件下的鏤空晶圓上，將實體鏤空晶圓與此列印輸出進行視覺比對，進而以人工方式核實已從鏤空晶圓上被錯誤去除的缺陷晶粒或不良晶粒。
張某等人於中國公開專利CN 108171688A中，公開了基於Gabor特徵和隨機降維的晶圓表面檢測方法。根據該方法，使用CCD相機收集晶圓表面圖像，然後對該圖像進行預處理。設計40個Gabor濾波器，以用來獲取晶圓表面紋理特徵，然後對這40個Gabor濾波器和該圖像進行捲積運算(convolution operation)，以得到40個特徵圖，對40個特徵圖進行隨機降維，其中對降維後得到的這些圖像進行閾值分割(threshold partitioning)，建構分割閾值的目標函數，解該目標函數得到最終的分割閾值，該最終的分割閾值用於將圖像劃分為前景和背景，確定劃分閾值，最後準確檢測出晶圓表面缺陷。然而，上述的發明CN 108171688 A是用於晶圓表面檢測的方法，與本發明是用於鏤空晶圓檢查的方法不同，本發明的方法能夠藉由指示晶粒的座標來檢查鏤空晶圓，而高斯遮罩捲積未在CN 108171688 A中得到應用。
許某等人於美國公開專利US 2011299759 A1中公開了一種新穎的光罩檢查方法和系統，該檢查方法和系統利用模型化的方法和從模型化的圖像獲得的資訊來識別各種缺陷。模型化或模擬圖像是直接從測試或參考圖像產生。一些示例包括呈現由微影系統將預期的圖案投影在基板上的空間圖像以及呈現預期光阻圖案的光阻劑圖像。首先使測試圖像呈現有限頻寬的遮罩圖案，該圖案可僅包含線條以加快影像處理速度。然後，利用此圖案構建模型化圖像，接著利用此模型化圖像構建模型化的特徵圖。該特徵圖用作檢查原始測試圖像以識別光罩缺陷的基礎，並且可以包含允許在各種特徵類型之間根據其微影的意義和其他特徵進行區分的資訊。但是，美國公開專利US 2011299759 A1沒有揭露能夠檢查鏤空晶圓以及定義晶粒或電子元件的座標或位置的檢查步驟。
因此，通過具有一種檢查鏤空晶圓的方法來減輕該缺點是有利的，藉此該檢查能夠藉由拍攝鏤空晶圓的單個圖像來識別晶粒的良品和/或不良品是否存在，其中該晶粒具有確定的座標或位置。
因此，本發明的主要目的是提供一種檢查鏤空晶圓的方法，所述方法旨在提供高精度和省時的檢查程序。
本發明的又一個目的是提供一種檢查鏤空晶圓的方法，其中在拾取和放置過程中或之後，所述方法能夠識別和定位拾取不足或過度拾取的晶粒，並根據晶圓上的座標指出所述晶粒。
本發明的又一個目的是提供一種檢查鏤空晶圓的方法，其中所述方法旨在提高系統的靈敏度。
通過理解以下對本發明的詳細描述或在實踐中本發明的運用，本發明的其他目的將變得顯而易見。
根據本發明的較佳實施例，提供了以下內容：一種檢查鏤空晶圓的方法，包括以下步驟：(i)對至少一個鏤空晶圓圖像和至少一個已處理的晶圓圖像進行範本比對；(ii)重新縮放該鏤空晶圓圖像以符合所述已處理的晶圓圖像的尺寸；以及(iii)計算該鏤空晶圓圖像和該已處理的晶圓圖像之間的差異；其特徵在於： 對該鏤空晶圓圖像的至少一個電子元件執行高斯遮罩捲積運算，以抑制在該鏤空晶圓圖像的至少一個邊緣上的權重，該步驟在步驟(ii)之後且在步驟(iii)之前進行。
在結合以下附圖研究了詳細描述之後，將發現本發明的其他方面及其優點：圖1呈現本發明的示例性方法流程；圖2呈現本發明的另一示例性方法流程；圖3呈現重新縮放鏤空晶圓圖像的示例性方法流程；以及圖4呈現鏤空晶圓圖像的邊緣優化的示例性方法流程。
在下面的詳細描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的透徹理解。但是，本領域普通技術人員將理解，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。在其他情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法，過程和/或元件，以免使本發明不清楚。
從下面僅以示例方式參考附圖進行的本發明實施例的描述中，將更清楚地理解本發明，這些附圖未按比例繪製。
如在本公開和本文的所附權利要求書中所使用的，單數形式“一個”，“一種”和“該”包括複數指示物，除非上下文清楚地指示或另外指出。
在本說明書的整個公開和權利要求書中，單詞“包括”及其變體，例如“包括”和“包含”，是指“包括但不限於”，並且並非用以排除例如其他元件，整數或步驟。“示例性”是指“一個示例”，並且不旨在傳達優選或理想實施例的指示，“諸如”不是限制性的，而是用於說明目的。
參照圖1所呈現的鏤空晶圓檢查方法(1)的示例性流程，其中，該方法(1)包括以下步驟：(i)對至少一個鏤空晶圓圖像和至少一個已處理的晶圓圖像進行範本比對(101)，其中該步驟(i)包括對該鏤空晶圓圖像的角度校正；(ii)重新縮放該鏤空晶圓圖像以符合該已處理的晶圓圖像的尺寸(103)；(iii)計算該鏤空晶圓圖像和該已處理的晶圓圖像之間的差異(107)；對該鏤空晶圓圖像的至少一個電子元件執行高斯遮罩捲積運算，以抑制該鏤空晶圓圖像的至少一個邊緣上的權重(105)，該步驟(105)在步驟(ii)之後並且在步驟(iii)之前完成。在完成上述步驟(i)，(ii)和(iii)後，本發明能夠識別被少選或被多選的電子元件。例如，本發明能夠從良品中識別出被多選的電子元件，後者預計不屬於被檢查的鏤空晶圓。此外，本發明能夠從缺陷電子元件、未處理的晶粒、虛設晶粒或鏡面晶粒中檢測出未挑選的電子元件，後者預計存在於被檢查的鏤空晶圓上。最終，可以根據檢查的鏤空晶圓和晶圓圖之間的差異來顯示或表示錯誤選取率。
同時，該發明能夠僅使用完整晶圓的單一圖像，而不是使用為了適合比對而湊成完整晶圓的多個縫合圖像，來對遺漏或多餘的電子元件執行鏤空晶圓檢查。
參照圖2所呈現的檢查鏤空晶圓的方法(1)的另一示例性流程，其中，該方法(1)還包括拍攝該鏤空晶圓的圖像的步驟(201)，該發明能夠藉由鏤空晶圓上處理單一圖像，計算出所述遺漏或多餘的電子元件(例如晶粒)；然後使該鏤空晶圓圖像均勻化(202)。該鏤空晶圓圖像的均勻化是藉由用至少兩個一維向量分量對該鏤空晶圓圖像進行標準化來實現的，一次一個，其中，該一維向量分量是通過在行軸和列軸上進行投影而獲得的，從而該步驟在步驟(i)之前完成。
重新縮放該鏤空晶圓圖像的步驟(103)可以在使該鏤空晶圓圖像均勻化的步驟(202)之後進行，由此，均勻化便可充當用於提高檢查性能的增強方法。或者，可以在該鏤空晶圓圖像未均勻化(202)的情況下執行重新縮放該鏤空晶圓圖像的步驟(103)。此外，在步驟(ii)之前和步驟(i)之後執行該鏤空晶圓圖像的邊緣優化(205)。
參照圖3所示的重新縮放該鏤空晶圓圖像(203)的示例性方法流程。在這種情況下，該步驟包括測量該鏤空晶圓的電子元件之間的間距值的子步驟(301)；然後確定範本的縮放係數(303)，以用於該鏤空晶圓圖像和該處理過的晶圓圖像的範本比對；最後構建具有一晶圓圖的範本圖像，其中該範本圖像的每個電子元件具有至少3×3像素的解析度(305)，較佳的是在3×3像素至10×10像素的範圍內。
參考圖4所示的該鏤空晶圓圖像的邊緣優化(205)的示例性方法流程，其中，藉由以下子步驟來執行該步驟：識別該鏤空晶圓圖像的至少一側的邊緣的位置，以作為參考(401)；以像素灰階值的最大梯度驗證所述邊緣的位置(403)；並使用測量出來的位置更新晶圓選取區域的邊緣(405)。

Claims (7)

  1. 一種檢查鏤空晶圓的方法(1)，包括以下步驟：(i)對至少一個鏤空晶圓圖像和至少一個已處理的晶圓圖像進行範本比對(101)；(ii)重新縮放該鏤空晶圓圖像，以符合該已處理的晶圓圖像的尺寸(103)；以及(iii)計算該鏤空晶圓圖像和該已處理的晶圓圖像之間的差異(107)；其特徵在於：對該鏤空晶圓圖像的至少一個電子元件執行高斯遮罩捲積運算，以抑制在該鏤空晶圓圖像的至少一個邊緣上的權重(105)的步驟在該步驟(ii)之後且在該步驟(iii)之前進行。
  2. 根據請求項1所述的檢查鏤空晶圓的方法(1)，其中，該方法(1)還包括藉由用至少兩個一維向量分量對該鏤空晶圓圖像進行標準化來均勻化該鏤空晶圓圖像(202)的步驟，其中該一維向量分量是藉由在行和列上進行投影而獲得，從而在步驟(i)之前完成該步驟。
  3. 根據請求項1或2所述的檢查鏤空晶圓的方法(1)，其中，該方法(1)還包括以下步驟：對該鏤空晶圓圖像進行邊緣優化(205)，其中，該步驟在該步驟(ii)之前和該步驟(i)之後執行。
  4. 根據請求項1所述的檢查鏤空晶圓的方法(1)，其中該重新縮放該鏤空晶圓圖像的步驟(103)包括以下子步驟：(a)測量該鏤空晶圓的電子元件之間的間距值(301)；(b)確定用於該鏤空晶圓圖像和該已處理的晶圓圖像的範本比對的範本縮放係數(303)；以及 (c)用晶圓圖構建範本圖像(305)，其中該範本圖像的每個電子元件具有至少3×3像素的解析度。
  5. 根據請求項1所述的檢查鏤空晶圓的方法(1)，其中，該對至少一個鏤空晶圓圖像和至少一個已處理的晶圓圖像進行範本比對的步驟(i)包括對該鏤空晶圓圖像的角度調整及角度校正。
  6. 根據請求項3所述的檢查鏤空晶圓的方法(1)，其中，該對該鏤空晶圓圖像進行邊緣優化的步驟(205)包括以下子步驟：(a)識別該鏤空晶圓圖像的至少一側的邊緣的位置，以作為參考(401)；(b)使用像素灰階值的最大梯度來驗證該邊緣的位置；以及(c)用測量獲得的位置更新晶圓選取區域的邊緣(405)。
  7. 根據請求項1或2或4或5所述的檢查鏤空晶圓的方法(1)，其中，該鏤空晶圓圖像是藉由利用至少一個成像單元拍攝該鏤空晶圓的圖像(201)而獲得的。
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