TWI790591B - 晶圓加工系統及其重工方法 - Google Patents

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Abstract

一種晶圓加工系統及其重工方法。影像擷取裝置擷取晶圓片的影像，以產生擷取影像。控制裝置偵測擷取影像中的缺陷圖案，依據缺陷圖案的對比值的分佈計算目標削除厚度，依據目標削除厚度控制加工裝置對晶圓片執行加工處理。

Description

晶圓加工系統及其重工方法
本發明是有關於一種加工裝置，且特別是有關於一種晶圓加工系統及其重工方法。
在習知技術中，一般發現碳化矽晶圓上的刮傷時，都會需要進行重工，以使晶圓的品質符合客戶的要求。然而，由於晶圓表面的刮傷深度並不一致，不同客戶對於晶圓品質的要求高低也有差別，因此在重工過程中需反覆檢驗是否已滿足客戶需求。由於目前並無有效的方式可有效預測重工的結果，因此容易造成加工時間及物料成本的浪費。
本發明提供一種晶圓加工系統，可精確地預測重工量以及重工時間，有效避免加工時間及物料成本的浪費。
本發明的晶圓加工系統包括影像擷取裝置、加工裝置以及控制裝置。影像擷取裝置擷取晶圓片的影像，以產生擷取影像。控制裝置耦接影像擷取裝置以及加工裝置，偵測擷取影像中的缺陷圖案，依據缺陷圖案的對比值的分佈計算目標削除厚度，依據目標削 除厚度控制加工裝置對晶圓片執行加工處理。
在本發明的一實施例中，上述的控制裝置依據缺陷圖案總長度閥值以及缺陷圖案的對比值的分佈決定缺陷圖案的對比值削減量，並依據對比值削減量控制加工裝置對晶圓片進行加工處理，而使缺陷圖案的總長度小於等於缺陷圖案總長度閥值。
在本發明的一實施例中，上述的控制裝置依據對比值削減量以及至少一標準晶圓片被削除單位厚度後所述至少一標準晶圓片的對比值變化量，計算目標削除厚度。
在本發明的一實施例中，上述的控制裝置依據晶圓片的厚度削除速率預估加工裝置執行加工處理的時間。
在本發明的一實施例中，上述的對比值變化量為依據多個標準晶圓片被削除單位厚度後所得到的多個對比值變化量的統計數據計算而得到。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓片為碳化矽晶圓片。
在本發明的一實施例中，上述的缺陷圖案的對比值指示缺陷圖案的缺陷深度。
在本發明的一實施例中，上述的對比值包括灰階對比值、明度對比值及亮度對比值至少其中之一。
本發明還提供一種晶圓加工系統的重工方法，包括下列步驟。擷取晶圓片的影像，以產生擷取影像。偵測擷取影像中的缺陷圖案。依據缺陷圖案的對比值的分佈計算目標削除厚度。依據目標削除厚度對晶圓片執行加工處理。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓加工系統的重工方法包括，依據缺陷圖案總長度閥值以及缺陷圖案的對比值的分佈決定缺陷圖案的對比值削減量，以及依據對比值削減量對晶圓片進行加工處理，而使缺陷圖案的總長度小於等於缺陷圖案總長度閥值。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓加工系統的重工方法包括，依據對比值削減量以及至少一標準晶圓片被削除單位厚度後所述至少一標準晶圓片的對比值變化量，計算目標削除厚度。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓加工系統的重工方法包括，依據晶圓片的厚度削除速率預估執行加工處理的時間。
在本發明的一實施例中，上述的對比值變化量為依據多個標準晶圓片被削除單位厚度後所得到的多個對比值變化量的統計數據計算而得到。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓片為碳化矽晶圓片。
在本發明的一實施例中，上述的缺陷圖案的對比值指示缺陷圖案的缺陷深度。
在本發明的一實施例中，上述的對比值包括灰階對比值、明度對比值及亮度對比值至少其中之一。
基于上述，本發明的實施例依據擷取影像中缺陷圖案的對比值的分佈計算目標削除厚度，並依據目標削除厚度控制加工裝置對晶圓片執行加工處理，以確保進行重工處理後的晶圓片的品質可符合客戶的要求，避免在重工過程中需反覆檢驗，以避免加工時 間及物料成本的浪費。
102:影像擷取裝置
104:控制裝置
106:加工裝置
W1:晶圓片
S402~S408:晶圓加工系統的重工方法步驟
圖1是依照本發明實施例的一種晶圓加工系統的示意圖。
圖2是不同對比值所對應的刮痕的刮傷長度的統計分佈示意圖。
圖3為標準晶圓片重工前後的對比值關係圖。
圖4是依照本發明的實施例的一種晶圓加工系統的重工方法流程圖。
圖1是依照本發明的實施例的一種晶圓加工系統的示意圖，請參照圖1。晶圓加工系統包括影像擷取裝置102、控制裝置104以及加工裝置106，控制裝置104耦接影像擷取裝置102與加工裝置106。影像擷取裝置102可擷取晶圓片W1的影像而產生擷取影像，擷取影像可例如利用自動光學辨識獲得，其中晶圓片W1可例如為碳化矽晶圓片，然不以此為限，例如在部份實施例中，晶圓片W1也可為矽晶圓片或藍寶石晶圓片。控制裝置104可偵測擷取影像中的缺陷圖案，其中缺陷圖案的對比值可指示缺陷圖案的缺陷深度，對比值可例如為灰階對比值、明度對比值及亮度對比值至少其中之一。控制裝置104可依據缺陷圖案的對比值的分佈 計算目標削除厚度，並依據目標削除厚度控制加工裝置106對晶圓片W1執行加工處理，以將缺陷圖案減少至符合客戶的需求加工處理可例如為對晶圓片W1執行拋光處理、研磨處理或其它可減薄晶圓片W1的處理。
舉例來說，缺陷圖案可例如為晶圓片W1上的刮痕，晶圓片W1上不同深度的刮痕在擷取影像中將呈現出不同的對比值，例如對比值越小所對應的刮痕深度越淺。控制裝置104可統計擷取影像中不同對比值的刮傷長度，以得知晶圓片W1上不同深度的刮痕的分佈情形。例如，圖2為不同對比值所對應的刮痕的刮傷長度的統計分佈示意圖，由圖2可得知晶圓片W1上各種深度的刮痕的刮傷長度，就是說晶圓片W1上所有刮痕的刮傷長度的總和等於圖2中各對比值所對應的刮傷長度的總和。
一般來說，客戶對於晶圓片W1的品質要求可量化為晶圓片W1上的刮傷長度總和，亦即晶圓片W1上所有刮痕的刮傷長度的總和需小於客戶要求的刮傷總長度上限值。控制裝置104可依據缺陷圖案總長度閥值(亦即客戶要求的刮傷總長度上限值)以及如圖2所示的缺陷圖案的對比值的分佈來決定缺陷圖案的對比值削減量。進一步來說，可依據缺陷圖案總長度閥值所對應的對比值設定基準線，在基準線右半邊的所有對比值對應的刮傷長度的總和為預計進行重工後殘留的刮傷長度總合，在基準線左半邊的所有對比值對應的刮傷長度的總和為進行重工後預計會移除的刮傷長度的總和，重工的目的為使基準線右半邊殘留的刮傷長度總 和小於等於客戶要求的刮傷總長上限值(缺陷圖案總長度閥值)。
舉例來說，假設在圖2中，對比值大於25的對比值分佈所對應的刮痕的刮傷總長度小於缺陷圖案總長度閥值，而對比值大於24的對比值分佈所對應的刮痕的刮傷總長度大於缺陷圖案總長度閥值，則對比值25為使刮痕的刮傷總長度小於缺陷圖案總長度閥值的最低對比值，亦即缺陷圖案所需的最低的對比值削減量為25。控制裝置104可透過加工處理將晶圓片W1削除掉對比值25所對應的深度(亦即目標削除厚度)，而將對比值小於等於25的對比值分佈所對應的刮痕移除(亦即移除圖2中虛線(基準線)左側的對比值分佈所對應的刮痕)，而使晶圓片W1上剩餘的刮痕的刮傷長度的總和小於缺陷圖案總長度閥值，進而符合客戶的需求。
其中，目標削除厚度可依據對比值削減量以及標準晶圓片被削除單位厚度後標準晶圓片的對比值變化量計算獲得，舉例來說，目標削除厚度T可以下列關係式計算獲得。
Figure 110113029-A0305-02-0007-1
其中△C為標準晶圓片重工前後標準晶圓片的對比值變化量，H為標準晶圓片的削除厚度，CA為晶圓片W1的對比值削減量。其中對比值變化量△C可採用單一標準晶圓片的試驗結果，亦或是透過由多個標準晶圓片的試驗結果所建立的預測模型來獲得對比值變化量△C。舉例來說，圖3為多個標準晶圓片重工前後的對比值關係圖，藉由多個標準晶圓片被削除單位厚度後所得到的多個對比值變化量的統計數據可建立迴歸曲線。透過迴歸曲線 即可得知不同對比值的刮痕在削除單位厚度後所對應的對比值，從而可計算出對比值變化量△C。
此外，在獲得目標削除厚度後，控制裝置可依據晶圓片W1的厚度削除速率預估加工裝置106對晶圓片W1執行加工處理的時間。在部份實施例中，還可依據晶圓片製程參數的不同將預估的加工處理時間乘以修正係數，以獲得更精確的預估結果。值得注意的是，不同的加工處理或標準晶圓片的數量，都會對迴歸曲線產生影響和變化，而使得預期的加工時間和實際加工量出現差異，本發明提供的加工方式可事先換算預期加工時間及實際所需加工量。另外，上述公式所包含的係數或相關參數僅為示範性的實施例，本發明並不以此為限。
圖4是依照本發明的實施例的一種晶圓加工系統的重工方法流程圖，請參照圖4。由上述實施例可知，晶圓加工系統的重工方法可至少包括下列步驟。首先，擷取晶圓片的影像，以產生擷取影像(步驟S402)，晶圓片可例如為碳化矽晶圓片，然不以此為限。接著，偵測擷取影像中的缺陷圖案(步驟S404)。然後，依據缺陷圖案的對比值的分佈計算目標削除厚度(步驟S406)，其中缺陷圖案的對比值指示缺陷圖案的缺陷深度，對比值可例如為灰階對比值、明度對比值及亮度對比值至少其中之一。最後再依據目標削除厚度對晶圓片執行加工處理(步驟S408)。
例如，可依據缺陷圖案總長度閥值以及缺陷圖案的對比值的分佈決定缺陷圖案的對比值削減量，並依據對比值削減量對 晶圓片進行加工處理。進一步來說，可依據對比值削減量以及標準晶圓片被削除單位厚度後標準晶圓片的對比值變化量，計算目標削除厚度，其中對比值變化量可例如為依據多個標準晶圓片被削除單位厚度後所得到的多個對比值變化量的統計數據計算而得到。此外，執行加工處理的時間可依據晶圓片的厚度削除速率與目標削除厚度來進行預估。在部份實施例中，還可依據晶圓片製程參數的不同將預估的加工處理時間乘以修正係數，以獲得更精確的預估結果。透過將晶圓片削除目標削除厚度，可使缺陷圖案的總長度小於等於缺陷圖案總長度閥值，而符合客戶對晶圓片的品質要求。
綜上所述，本發明的實施例可依據擷取影像中缺陷圖案的對比值的分佈計算目標削除厚度，並依據目標削除厚度控制加工裝置對晶圓片執行加工處理，以確保進行重工處理後的晶圓片的品質可符合客戶的要求，避免在重工過程中需反覆檢驗，以避免加工時間及物料成本的浪費。
S402~S408：晶圓加工系統的重工方法步驟

Claims (16)

  1. 一種晶圓加工系統，包括： 一影像擷取裝置，擷取一晶圓片的影像，以產生一擷取影像； 一加工裝置；以及 一控制裝置，耦接該影像擷取裝置以及該加工裝置，偵測該擷取影像中的缺陷圖案，依據該缺陷圖案的對比值的分佈計算目標削除厚度，依據該目標削除厚度控制該加工裝置對該晶圓片執行一加工處理。
  2. 如請求項1所述的晶圓加工系統，其中該控制裝置依據一缺陷圖案總長度閥值以及該缺陷圖案的該對比值的分佈決定該缺陷圖案的一對比值削減量，並依據該對比值削減量控制該加工裝置對該晶圓片進行該加工處理，而使該缺陷圖案的總長度小於等於該缺陷圖案總長度閥值。
  3. 如請求項2所述的晶圓加工系統，其中該控制裝置依據該對比值削減量以及至少一標準晶圓片被削除單位厚度後該至少一標準晶圓片的一對比值變化量，計算該目標削除厚度。
  4. 如請求項3所述的晶圓加工系統，其中該控制裝置依據該晶圓片的厚度削除速率預估該加工裝置執行該加工處理的時間。
  5. 如請求項3所述的晶圓加工系統，其中該對比值變化量為依據多個標準晶圓片被削除單位厚度後所得到的多個對比值變化量的統計數據計算而得到。
  6. 如請求項1所述的晶圓加工系統，其中該晶圓片為碳化矽晶圓片。
  7. 如請求項1所述的晶圓加工系統，其中該缺陷圖案的該對比值指示該缺陷圖案的缺陷深度。
  8. 如請求項7所述的晶圓加工系統，其中該對比值包括灰階對比值、明度對比值及亮度對比值至少其中之一。
  9. 一種晶圓加工系統的重工方法，包括： 擷取一晶圓片的影像，以產生一擷取影像； 偵測該擷取影像中的缺陷圖案； 依據該缺陷圖案的對比值的分佈計算目標削除厚度；以及 依據該目標削除厚度對該晶圓片執行一加工處理。
  10. 如請求項9所述的晶圓加工系統的重工方法，包括： 依據一缺陷圖案總長度閥值以及該缺陷圖案的該對比值的分佈決定該缺陷圖案的一對比值削減量；以及 依據該對比值削減量對該晶圓片進行該加工處理，而使該缺陷圖案的總長度小於等於該缺陷圖案總長度閥值。
  11. 如請求項10所述的晶圓加工系統的重工方法，包括： 依據該對比值削減量以及至少一標準晶圓片被削除單位厚度後該至少一標準晶圓片的對比值變化量，計算該目標削除厚度。
  12. 如請求項11所述的晶圓加工系統的重工方法，包括： 依據該晶圓片的厚度削除速率預估執行該加工處理的時間。
  13. 如請求項11所述的晶圓加工系統的重工方法，其中該對比值變化量為依據多個標準晶圓片被削除單位厚度後所得到的多個對比值變化量的統計數據計算而得到。
  14. 如請求項9所述的晶圓加工系統的重工方法，其中該晶圓片為碳化矽晶圓片。
  15. 如請求項9所述的晶圓加工系統的重工方法，其中該缺陷圖案的該對比值指示該缺陷圖案的缺陷深度。
  16. 如請求項15所述的晶圓加工系統的重工方法，其中該對比值包括灰階對比值、明度對比值及亮度對比值至少其中之一。
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