用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统及其使用方法

摘要

本发明公开了一种用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统及其使用方法，其中该系统包括：一晶片定位模块、一裸片图像提取模块、一裸片吸取模块、一裸片缺陷分析模块、一裸片分类模块及一控制模块。裸片图像提取模块设置于晶片定位模块的一侧，以用于提取每一个裸片的图像。裸片吸取模块设置于晶片定位模块及裸片图像提取模块的上方，以用于依序吸取位于晶片定位模块上的每一个裸片到裸片图像提取模块的上方来提取每一个裸片的背面图像。裸片缺陷分析模块电性连接于裸片图像提取模块，以用于根据所提取到的每一个裸片的背面图像来判断每一个裸片是否通过检测标准。本发明可作为改进制作过程的参考。

说明书

技术领域

本发明涉及一种裸片缺陷检测系统及其使用方法，尤其涉及一种用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统及其使用方法。

背景技术

在半导体工艺中，往往会因为一些无法避免的原因而生成细小的微粒或缺陷，而随着半导体工艺中元件尺寸的不断缩小与电路密度的不断提高，这些极微小的缺陷或微粒对集成电路品质的影响也日趋严重，因此为维持产品品质的稳定，通常在进行各项半导体工艺的同时，也须针对所生产的半导体元件进行缺陷检测，以根据检测的结果来分析造成这些缺陷的根本原因，之后才能进一步借由工艺参数的调整来避免或减少缺陷的产生，以达到提升半导体工艺合格率以及可靠度的目的。

公知技术中已揭示一种缺陷检测方法，其包括下列步骤：首先，进行取样，选定一半导体裸片为样本来进行后续缺陷检测与分析工作，接着进行一缺陷检测，一般而言，大多利用适当的缺陷探测机台以大范围扫描的方式，来探测该半导体裸片上之所有缺陷，由于一半导体裸片上的缺陷个数多半相当大，因此在实务上不可能一一以人工的方式进行扫描式电子显微镜再检测，因此为了方便起见，多半会先进行一人工缺陷分类，由所探测到的所有缺陷中，抽样取出一些较具有代表性的缺陷类型，再让工程师以人工的方式对所选出的样本来进行缺陷再检测，以一步对这些缺陷进行缺陷原因分析，以找出抑制或减少这些缺陷的方法。

于是，本发明人有感上述缺点的可改善，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺点的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统及其使用方法。本发明通过一裸片缺陷分析模块根据所提取到的该裸片的背面图像，以判断该裸片背面的周围所产生的背崩值(backcrack)是否超过一预定标准值。若该裸片背面的周围所产生的背崩值未超过该预定标准值，则将该裸片放置在一通过检测标准的裸片置放托盘上；若该裸片背面的周围所产生的背崩值已超过该预定标准值，则将该裸片放置在一未通过检测标准的裸片置放托盘上。

另外，本发明通过一裸片缺陷分析模块根据所提取到的该裸片的背面图像，以分别判断该裸片背面的表面(surface)所产生的污损值(dirty mark)是否超过一预定标准值。若该裸片背面的表面所产生的污损值未超过该预定标准值，则将该裸片放置在一通过检测标准的裸片置放托盘上；若该裸片背面的表面所产生的污损值已超过该预定标准值，则将该裸片放置在一未通过检测标准的裸片置放托盘上。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的使用方法，其包括下列步骤：a：通过一晶片定位模块以定位一晶片，其中该晶片具有多个裸片；b：通过一裸片吸取模块以吸取位于该晶片定位模块上的其中一个裸片到一裸片图像提取模块的上方；c：通过该裸片图像提取模块以进行该裸片的背面图像(backimage)的提取；d：通过一裸片缺陷分析模块根据上述步骤c所提取到的该裸片的背面图像，以判断该裸片背面的周围所产生的背崩值(back crack)是否超过一预定标准值；e：若该裸片背面的周围所产生的背崩值未超过该预定标准值，则将该裸片放置在一通过检测标准的裸片置放托盘上；若该裸片背面的周围所产生的背崩值已超过该预定标准值，则将该裸片放置在一未通过检测标准的裸片置放托盘上；以及f：重复上述步骤b至步骤e，直到位于该晶片定位模块上的晶片的每一个裸片全部被置放在该通过检测标准的裸片置放托盘上或该未通过检测标准的裸片置放托盘上。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统，其包括：一晶片定位模块、一裸片图像提取模块、一裸片吸取模块、一裸片缺陷分析模块、一裸片分类模块、及一控制模块。该晶片定位模块用以定位一晶片，其中该晶片具有多个裸片。该裸片图像提取模块设置于该晶片定位模块的一侧，以用于提取每一个裸片的图像。该裸片吸取模块设置于该晶片定位模块及该裸片图像提取模块的上方，以用于依序吸取位于该晶片定位模块上的每一个裸片到该裸片图像提取模块的上方来提取每一个裸片的背面图像。

另外，该裸片缺陷分析模块电性连接于该裸片图像提取模块，以用于根据所提取到的每一个裸片的背面图像来判断每一个裸片是否通过检测标准。该裸片分类模块设置于该裸片图像提取模块的一侧，以用于将通过检测标准的裸片及未通过检测标准的裸片进行分类。该控制模块至少电性连接于该晶片定位模块、该裸片图像提取模块及该裸片吸取模块，以用于控制该晶片定位模块进行该晶片的定位、控制该裸片图像提取模块针对每一个裸片进行一次或分段图像提取、控制该裸片吸取模块吸取每一个裸片的时机、控制该裸片吸取模块在该裸片图像提取模块上方的移动模式、及控制该裸片吸取模块将每一个经过检测后的裸片放置在该裸片分类模块上。

本发明的有益效果在于：若该裸片背面的周围所产生的背崩值已超过该预定标准值，则将此超过该预定标准值的背崩值记录起来，以作为改进制作过程的参考。此外，若该裸片背面的表面所产生的污损值已超过该预定标准值，则将此超过该预定标准值的污损值记录起来，以作为改进制作过程的参考。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的功能方框图；

图2为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统针对每一个裸片进行分段图像提取的示意图；

图3为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的使用方法的流程图；

图4-1及图4-2为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的使用方法的步骤S106更进一步的局部流程图；

图5为本发明裸片的背面图像的示意图；

图5A为本发明图5的A部分的放大示意图；

图5B为本发明图5的B部分的放大示意图；

图5C为本发明图5的C部分的放大示意图；

图5D为本发明图5的D部分的放大示意图；以及

图6为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的使用方法的步骤S112更进一步的局部流程图。

其中，附图标记说明如下：

S    裸片缺陷检测系统

1    晶片定位模块        W      晶片

                         C      裸片

2    裸片图像提取模块

3    裸片吸取模块

4    裸片缺陷分析模块

5    裸片分类模块        50A    裸片置放托盘

                         50B    裸片置放托盘

6    控制模块

TL   上长边              S1     上长边基准线

                         L1     容许距离

BL   下长边              S2     下长边基准线

                         L2     容许距离

LS   左短边              S3     左短边基准线

                         L3     容许距离

RS   右短边              S4     右短边基准线

                         L4     容许距离

I    背面图像

P1、P2、P3、P4点

具体实施方式

请参阅图1所示，其为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的功能方框图。由上述图中可知，本发明提供一种用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统S，其至少包括：一晶片定位模块1、一裸片图像提取模块2、一裸片吸取模块3、一裸片缺陷分析模块4、一裸片分类模块5及一控制模块6。

其中，该晶片定位模块1用以定位一晶片W，其中该晶片W具有多个裸片C。该裸片图像提取模块2设置于该晶片定位模块1的一侧，以用于提取每一个裸片C的图像。此外，该裸片吸取模块2可为一真空吸取装置。

另外，该裸片吸取模块3设置于该晶片定位模块1、该裸片图像提取模块2及该裸片分类模块5的上方，以用于依序吸取位于该晶片定位模块1上的每一个裸片C到该裸片图像提取模块2的上方来提取每一个裸片C的背面图像。

此外，该裸片缺陷分析模块4电性连接于该裸片图像提取模块2，以用于根据所提取到的每一个裸片C的背面图像来判断每一个裸片C是否通过检测标准。例如：判断每一个裸片C是否通过背崩检测标准或污损检测标准。

另外，该裸片分类模块5设置于该裸片图像提取模块2的一侧，以用于将通过检测标准的裸片C及未通过检测标准的裸片C进行分类。其中，该裸片分类模块5具有至少两种裸片置放托盘50A、50B，以分别收容每一个通过检测标准的裸片C及每一个未通过检测标准的裸片C。

另外，该控制模块6至少电性连接于该晶片定位模块1、该裸片图像提取模块2及该裸片吸取模块3，以用于控制该晶片定位模块1进行该晶片W的定位、控制该裸片图像提取模块2针对每一个裸片C进行一次或分段图像提取、控制该裸片吸取模块3吸取每一个裸片C的时机、控制该裸片吸取模块3在该裸片图像提取模块2上方的移动模式、及控制该裸片吸取模块3将每一个经过检测后的裸片C放置在该裸片分类模块5上。

另外，关于“该裸片图像提取模块2针对每一个裸片C进行一次或分段图像提取”的技术，如果该裸片图像提取模块2可以一次就将每一个裸片C的背面图像完全提取，则进行“一次图像提取”；如果该裸片图像提取模块2无法一次就将每一个裸片C的背面图像完全提取，则进行“分段图像提取”。请参阅图2所示，该裸片吸取模块3分成三段在移动，以利该裸片图像提取模块2针对每一个裸片C进行“分段图像提取”的动作。

请参阅图3所示，其为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的使用方法的流程图。由上述图中可知，本发明提供一种用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的使用方法，其包括下列步骤：

步骤S100为：通过一晶片定位模块1以定位一晶片W，其中该晶片W具有多个裸片C。

步骤S102为：通过一裸片吸取模块3以吸取位于该晶片定位模块1上的其中一个裸片C到一裸片图像提取模块2的上方。

步骤S104为：通过该裸片图像提取模块2以进行该裸片C的背面图像(back image)的提取。其中，该裸片图像提取模块2提取该裸片C的背面图像的方式为一次图像提取或分段图像提取。

步骤S106为：通过一裸片缺陷分析模块4根据上述步骤S104所提取到的该裸片C的背面图像，以判断该裸片C背面的周围所产生的背崩值(backcrack)是否超过一预定标准值。

步骤S108为：若该裸片C背面的周围所产生的背崩值未超过该预定标准值，则将该裸片C放置在一通过检测标准的裸片置放托盘50A上。

步骤S110为：若该裸片C背面的周围所产生的背崩值已超过该预定标准值，则将该裸片C放置在一未通过检测标准的裸片置放托盘50B上。

步骤S112为：通过一裸片缺陷分析模块4根据上述步骤S104所提取到的该裸片C的背面图像，以分别判断该裸片C背面的表面(surface)所产生的污损值(dirty mark)是否超过一预定标准值。

因此，若该裸片C背面的表面所产生的污损值未超过该预定标准值，则进行步骤S108(将该裸片C放置在一通过检测标准的裸片置放托盘50A上)；另外，若该裸片C背面的表面所产生的污损值已超过该预定标准值，则进行步骤S110(将该裸片C放置在一未通过检测标准的裸片置放托盘50B上)。

步骤S114为：若该裸片C背面的周围所产生的背崩值已超过该预定标准值，则将此超过该预定标准值的背崩值记录起来，以作为改进制作过程的参考。

步骤S116为：若该裸片C背面的表面所产生的污损值已超过该预定标准值，则将此超过该预定标准值的污损值记录起来，以作为改进制作过程的参考。

最后，重复上述步骤S102至步骤S116，直到位于该晶片定位模块1上的晶片W的每一个裸片C全部被置放在该通过检测标准的裸片置放托盘50A上或该未通过检测标准的裸片置放托盘50B上。

请参阅图4-1、图4-2及图5所示，其中图4-1及图4-2为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的使用方法的步骤S106更进一步的局部流程图；图5为本发明裸片的背面图像的示意图。

由图5可知，一裸片C的背面图像I的周围由一上长边TL、一下长边BL、一左短边LS及一右短边RS所组成。

由图4-1及图4-2可知，上述判断该裸片背面的周围所产生的背崩值是否超过一预定标准值的步骤(即步骤S106所示)更进一步包括：

步骤S1061为：进行长边粗定位，通过两个点P1、P2以找出该背面图像I的上长边TL的大约位置，并且通过另外两个点P3、P4以找出该背面图像I的下长边BL的大约位置。

步骤S1062为：进行长边细定位，通过该背面图像I的图像颜色变化量以找出位于该背面图像I的上长边TL上的每一个点及位于该背面图像I的下长边BL上的每一个点。

步骤S1063为：针对该上长边TL设定一上长边基准线S1并设定一超过该上长边基准线S1的容许距离L1以作为一上长边背崩容许值。

步骤S1064为：判断该上长边TL的每一个点的位置是否超过该上长边背崩容许值；如果不是，则断定此点的背崩未超过该预定标准值；如果是，则断定此点的背崩已超过该预定标准值。

例如：由图5A可知，该上长边TL有两个点a、b已超过该上长边基准线S1的容许距离L1(已超过该上长边背崩容许值)，因此断定此点的背崩已超过该预定标准值。

步骤S1065为：针对该下长边BL设定一下长边基准线S2并设定一超过该下长边基准线S2的容许距离L2以作为一下长边背崩容许值。

步骤S1066为：判断该下长边BL的每一个点的位置是否超过该下长边背崩容许值；如果不是，则断定此点的背崩未超过该预定标准值；如果是，则断定此点的背崩已超过该预定标准值。

例如：由图5B可知，该下长边BL有两个点c、d已超过该下长边基准线S2的容许距离L2(已超过该下长边背崩容许值)，因此断定此点的背崩已超过该预定标准值。

步骤S1067为：通过该上长边TL及该下长边BL的位置以找出位于该背面图像I的左短边LS上的每一个点及位于该背面图像I的右短边RS上的每一个点。

步骤S1068为：针对该左短边LS设定一左短边基准线S3并设定一超过该左短边基准线S3的容许距离L3以作为一左短边背崩容许值。

步骤S1069为：判断该左短边LS的每一个点的位置是否超过该左短边背崩容许值；如果不是，则断定此点的背崩未超过该预定标准值；如果是，则断定此点的背崩已超过该预定标准值。

例如：由图5C可知，该左短边LS有两个点e、f已超过该左短边基准线S3的容许距离L3(已超过该左短边背崩容许值)，因此断定此点的背崩已超过该预定标准值。

步骤S1070为：针对该右短边RS设定一右短边基准线S4并设定一超过该右短边基准线S4的容许距离L4以作为一右短边背崩容许值。

步骤S1071为：判断该右短边RS的每一个点的位置是否超过该右短边背崩容许值；如果不是，则断定此点的背崩未超过该预定标准值；如果是，则断定此点的背崩已超过该预定标准值。

例如：由图5D可知，该右短边RS有两个点g、h已超过该右短边基准线S4的容许距离L4(已超过该右短边背崩容许值)，因此断定此点的背崩已超过该预定标准值。

请参阅图6所示，其为本发明用于检测裸片背面缺陷的裸片缺陷检测系统的使用方法的步骤S112更进一步的局部流程图。由上述图中可知，上述判断该裸片背面的表面所产生的污损值是否超过一预定标准值的步骤(即步骤S112所示)更进一步包括：

步骤S1120为：设定一污损面积容许值。

步骤S1121为：通过该背面图像I的图像颜色变化量，以找出污损的位置。

步骤S1122为：判断污损的实际面积是否大于该污损面积容许值；如果不是，则断定该污损未超过该预定标准值；如果是，则断定该污损已超过该预定标准值。

以上所述，仅为本发明最佳之一的具体实施例的详细说明与附图，而本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以所述的权利要求书的范围为准，凡合于本发明专利保护范围的精神与其类似变化的实施例，均应包含于本发明的范畴中，任何本领域普通技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰均可涵盖在本发明的权利要求书的范围内。