CN104916563A - 晶圆检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆检测系统，其应用于处理晶圆的晶圆制程设备上，且该晶圆制程设备具有供该晶圆通过的检测区。借此，本发明的晶圆检测系统，是通过比较晶圆进入该检测区前后的影像变化，达到判断晶圆的片数、位置及是否破片的效果；此外，本发明的晶圆检测系统，另通过接收晶圆制程设备的背景音信号与晶圆进入该检测区时所发出的主声音信号，并借由带通滤波器、适应性滤波器自该主声音信号滤除噪声，再进一步将滤除噪声所得到的目标信号与正常音频值比较，而达到判断该晶圆是否破片的效果。

Description

晶圆检测系统

技术领域

本发明涉及一种晶圆检测系统，尤指可检测出晶圆破片的晶圆检测系统。

背景技术

在半导体晶圆的生产过程中，多个晶圆借由一晶圆制程设备依序运送至适当位置，以对这些晶圆进行不同的制程处理。

然而，在晶圆的制造过程或运送过程中，可能因为种种原因而导致晶圆发生破片的情况，当无法及时发现晶圆破片的发生，使得发生破片的晶圆持续碎裂，进而导致碎裂的晶圆残留于该晶圆制程设备，将会影响到后续晶圆制造的质量，甚至造成后续的晶圆发生破片。

发明内容

为解决上述现有技术的缺陷，本发明的一个目的在于提供一种晶圆检测系统，以期快速检测出晶圆破片的情形。

本发明的另一目的在于提供一种晶圆检测系统，以期辨别出通过晶圆制程设备的检测区的晶圆片数是否正确。

本发明的又一目的在于提供一种晶圆检测系统，以期辨别出通过该检测区的晶圆位置是否正确。

为达上述目的及其他目的，本发明提供一种晶圆检测系统，应用于处理晶圆的晶圆制程设备上，且该晶圆制程设备具有供该晶圆通过的检测区，该晶圆检测系统包含影像感测单元及第一处理单元。其中，该影像感测单元对应于该检测区，该影像感测单元用于拍摄该检测区以取得样板影像，并于该晶圆通过该检测区时拍摄该晶圆的正面以取得原始晶圆影像；以及该第一处理单元连接该影像感测单元，该第一处理单元包含第一图像处理模块与第一判断模块，该第一图像处理模块用于处理该原始晶圆影像而产生第一处理后晶圆影像，该第一判断模块用于比较该样板影像与该第一处理后晶圆影像的差异量，并根据该差异量是否超出预定阀值而判断该晶圆是否破片。

如上所述的晶圆检测系统中，还包含第二处理单元，其连接该影像感测单元，该第二处理单元包含数据库、第二图像处理模块与第二判断模块，且该数据库包含训练模块，该训练模块预先储存有当不同片数的晶圆通过该检测区时该影像感测单元所拍摄的多个晶圆数据影像，该第二图像处理模块用于处理该原始晶圆影像而产生一第二处理后晶圆影像，而该第二判断模块用于比较这些晶圆数据影像与该第二处理后晶圆影像的差异，并根据该差异判断通过该检测区的晶圆片数。

如上所述的晶圆检测系统中，该数据库的该训练模块预先储存有曾经被误判晶圆片数的该第二处理后晶圆影像，以训练该第二判断模块避免再次误判。

如上所述的晶圆检测系统中，该数据库还包含验证模块，用于接收该第二判断模块的判断结果，并根据该训练模块的数据验证该第二判断模块的判断结果是否误判。

如上所述的晶圆检测系统中，还包含光源，照射该检测区，且该光源为红外线或镭射光。

如上所述的晶圆检测系统中，该影像感测单元为CCD摄影机。

为达上述目的及其他目的，本发明另提供一种晶圆检测系统，应用于处理晶圆的晶圆制程设备上，且该晶圆制程设备具有供该晶圆通过的检测区，该晶圆检测系统包含声音感测单元、声音处理模块及声音判断模块。其中，该声音感测单元包含主声音传感器与背景音传感器，该主声音传感器设置于该检测区的邻近处以产生主声音信号，该背景音传感器设置于该晶圆制程设备的控制电路中以产生背景音信号；声音处理模块包含带通滤波器与适应性滤波器，该带通滤波器连接该声音感测单元的该主声音传感器，该带通滤波器用于将该主声音信号中特定音频外的信号滤除而产生一处理后主声音信号，且该适应性滤波器连接该带通滤波器与该背景音传感器，该适应性滤波器用于根据该背景音信号的变化而从该处理后主声音信号中滤除噪声以输出目标信号；以及该声音判断模块连接该声音处理模块的该适应性滤波器，该声音判断模块用于将该目标信号与正常音频值比较而判断该晶圆是否破片。

如上所述的晶圆检测系统中，该特定音频包含4Hz～6kHz之间的声音信号。

借此，本发明的晶圆检测系统，通过比较晶圆进入该检测区前后的影像变化，达到判断晶圆的片数、位置及是否破片的效果；此外，本发明的晶圆检测系统，另通过接收晶圆制程设备的背景音信号与晶圆进入该检测区时所发出的主声音信号，并借由带通滤波器、适应性滤波器自该主声音信号滤除噪声，再进一步将滤除噪声所得到的目标信号与正常音频值比较，而达到判断该晶圆是否破片的效果。

附图说明

图1为本发明第一具体实施例的晶圆检测系统的示意图。

图2为本发明第二具体实施例的晶圆检测系统的示意图。

图3为本发明第三具体实施例的晶圆检测系统的示意图。

主要部件附图标记：

10                晶圆制程设备

11                检测区

100               晶圆检测系统

110               影像感测单元

120               第一处理单元

121               第一图像处理模块

123               第一判断模块

130               光源

140               第二处理单元

141               数据库

1411              训练模块

1412              验证模块

143               第二图像处理模块

145               第二判断模块

200               晶圆检测系统

210               声音感测单元

211               主声音传感器

213               背景音传感器

220               声音处理模块

221               带通滤波器

223               适应性滤波器

230               声音判断模块

W                 晶圆

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及技术效果，兹由下述具体实施例，并结合附图，对本发明做详细说明，说明如下：

请参照图1，图1为本发明第一具体实施例的晶圆检测系统的示意图。如图所示，本发明的晶圆检测系统100，应用于处理晶圆W的晶圆制程设备10上，且该晶圆制程设备10具有供该晶圆W通过的检测区11，该晶圆检测系统100包含影像感测单元110及第一处理单元120。

该影像感测单元110对应于该检测区11，该影像感测单元110用于拍摄该检测区11以取得样板影像，并于该晶圆W通过该检测区11时拍摄该晶圆W的正面以取得原始晶圆影像。

该第一处理单元120连接该影像感测单元110，该第一处理单元120包含第一图像处理模块121与第一判断模块123，该第一图像处理模块121用于处理该原始晶圆影像而产生第一处理后晶圆影像，该第一判断模块123用于比较该样板影像与该第一处理后晶圆影像的差异量，并根据该差异量是否超出预定阀值而判断该晶圆W是否破片。

具体而言，该第一图像处理模块121可将该原始晶圆影像进行灰阶处理而产生该第一处理后晶圆影像，并将该第一处理后晶圆影像与经灰阶处理的该样板影像比对灰阶值差异，以由该第一判断模块123进一步判断出该灰阶值差异是否超过该预定阀值，若该灰阶值差异超过该预定阀值则判断为该晶圆W发生破片，进而发出警告或终止该晶圆制程设备10的运作。

再者，该检测区11中包含一定位点（图未示），该影像感测单元110拍摄该原始晶圆影像时会同时拍摄到该定位点，使得该第一图像处理模块121处理该原始晶圆影像而产生该第一处理后晶圆影像后，该第一判断模块123可根据该第一处理后晶圆影像中该晶圆W与该定位点的相对位置判断出通过该检测区11的晶圆W的位置是否偏移，进而发出警告或终止该晶圆制程设备10的运作，以避免由于该晶圆W的偏移导致后续该晶圆W发生破片。

此外，该影像感测单元110可为CCD摄影机，并于该影像感测单元110拍摄影像时，可利用该晶圆制程设备10原有照射至该检测区11的光线或其他光源辅助拍摄该检测区11，而若无光线照射至该检测区11时，该晶圆检测系统100中可还包含光源130，该光源130照射于该检测区11并可设置于该晶圆制程设备10上，且该光源130可为红外线或镭射光，以辅助该影像感测单元110清楚拍摄该检测区11内的全幅影像。

请参照图2，图2为本发明第二具体实施例的晶圆检测系统的示意图。如图所示，本发明的晶圆检测系统100’，应用于处理晶圆W的晶圆制程设备10上，且该晶圆制程设备10具有供该晶圆W通过的检测区11，该晶圆检测系统100’包含影像感测单元110及第一处理单元120。

本实施例与第一具体实施例的差异在于，该晶圆检测系统100’中还包含第二处理单元140，连接该影像感测单元110，该第二处理单元140包含数据库141、第二图像处理模块143与第二判断模块145，且该数据库141包含训练模块1411，该训练模块1411预先储存有当不同片数的晶圆W通过该检测区11时该影像感测单元110所拍摄的多个晶圆数据影像，该第二图像处理模块143用于处理该原始晶圆影像而产生第二处理后晶圆影像，而该第二判断模块145用于比较这些晶圆数据影像与该第二处理后晶圆影像的差异，并根据该差异判断通过该检测区11的晶圆片数。

其中，该第二图像处理模块143处理该原始晶圆影像时，分析该原始晶圆影像中的像素、颜色差异来对该原始晶圆影像中的该晶圆W进行水平边缘检测，以强化该晶圆W的特征，并可进一步对该原始晶圆影像中的该晶圆W的原有的缺口进行水平边缘膨胀的屏蔽处理，以补正该原始晶圆影像中的该晶圆W的缺口，进而产生该第二处理后晶圆影像，换言之，当有多个晶圆W同时进入该检测区11时，该第二处理后晶圆影像中各该晶圆W的水平边缘将被区分出来，进而在该第二处理后晶圆影像与不同片数的晶圆的晶圆数据影像比对后，该第二判断模块145可判断出有超过一个晶圆W通过该检测区11，进而发出警告或终止该晶圆制程设备10的运作，从而可在单晶圆制程中，确保每次仅一个晶圆W进入该检测区11中，亦即确保该晶圆制程设备10将多个晶圆W一个一个依序运送至适当位置进行处理。

借此，该晶圆检测系统100’通过比较晶圆进入该检测区前后的影像变化，可由该第一处理单元120的该第一判断模块123与该第二处理单元140的该第二判断模块145判断出通过该检测区11的晶圆W的片数、位置及是否破片，以确保该晶圆W的质量。

再者，于本实施例中，该数据库141的该训练模块1411预先储存有曾经被误判晶圆片数的该第二处理后晶圆影像，其中该第二处理后晶圆影像是否造成该第二判断模块145的误判可由人工事先由该第二判断模块124的判断结果确认，以训练该第二判断模块145自我学习避免再次误判。其中，该数据库141可还包含验证模块1412，用于接收该第二判断模块145的判断结果，并根据该训练模块1411的数据验证该第二判断模块145的判断结果是否误判，以再次确认第二判断模块145的判断结果的正确性及判读率，进而供后续调整及训练该第二判断模块145的参考。

请参照图3，图3为本发明第三具体实施例的晶圆检测系统的示意图。如图所示，本发明的晶圆检测系统200，应用于处理晶圆（图未示）的晶圆制程设备（图未示）上，且该晶圆制程设备具有供该晶圆通过的检测区（图未示），该晶圆检测系统200包含声音感测单元210、声音处理模块220及声音判断模块230。

该声音感测单元210包含主声音传感器211与背景音传感器213，该主声音传感器211设置于该检测区的邻近处以产生主声音信号，该背景音传感器213设置于该晶圆制程设备的控制电路中以产生背景音信号。

该声音处理模块220包含带通滤波器221与适应性滤波器223，该带通滤波器221连接该声音感测单210元的该主声音传感器211，该带通滤波器211用于将该主声音信号中特定音频外的信号滤除而产生一处理后主声音信号，且该适应性滤波器223连接该带通滤波器221与该背景音传感器213，该适应性滤波器223用于根据该背景音信号的变化而从该处理后主声音信号中滤除噪声以输出目标信号。

该声音判断模块230连接该声音处理模块220的该适应性滤波器223，该声音判断模块230用于将该目标信号与正常音频值比较而判断该晶圆是否破片。

其中，该特定音频可为包含4Hz～6kHz之间的声音信号，为该晶圆发生破片时主要会发出的声音频率，而即为判断该晶圆是否破片的该目标信号的频率范围，其中，该带通滤波器221可采用多阶带通滤波器来滤除该特定音频外的噪声，以先行将该主声音信号中与该晶圆破片时所会发出的声音频率差距较大的噪声滤除。此外，该正常音频值为未发生破片的晶圆通过该检测区时，该处理后主声音信号滤除噪声后的声音频率统计值，因此，借由比较每次该晶圆经过该检测区后由该声音处理模块所输出的该目标信号与该正常音频值，该声音判断模块230即可判断该晶圆是否破片。

运用该晶圆检测系统200检测时，先利用该主声音传感器211感测邻近该晶圆周围的声音，并产生该主声音信号，而由于该晶圆周围环境背景音的干扰使得该主声音信号带有许多噪声，同时，利用该背景音传感器213检测该晶圆制程设备的控制电路周围的背景音，并产生该背景音信号，接着，通过该带通滤波器221先行将该主声音信号中特定音频外的信号滤除并产生该处理后主声音信号，再由该适应性滤波器223根据该背景音信号估算出该处理后主声音信号中尚未滤除的噪声，以进一步将该处理后主声音信号中的噪声滤除，亦即通过该适应性滤波器223从该主声音信号中将该背景音所产生的噪声完全滤除而输出该目标信号，最后，借由比较该目标信号与该正常音频值，供该声音判断模块230做出该晶圆是否破片的判断，进而发出警告或终止该晶圆制程设备的运作。

具体而言，例如经过该带通滤波器221所产生的该处理后主声音信号为S＋n₀，S为供该声音判断模块230判断该晶圆是否破片的目标信号，n₀为该处理后主声音信号中尚未滤除的噪声，且该背景音频号为n₁，当该背景音信号n₁通过该适应性滤波器223后，该适应性滤波器223会根据该背景音信号n₁产生近似该噪声n₀的估计信号y(n)，以用于消除该处理后主声音信号中的该噪声n₀，而该处理后主声音信号S＋n₀与该估计信号y(n)的差异值e(n)将持续回馈给该适应性滤波器223，使该适应性滤波器223调整其运算出该估计信号y(n)的运算法中的系数，进而调整该估计信号y(n)，使该估计信号y(n)持续逼近该噪声n₀，亦即使该差异值e(n)逼近判断该晶圆是否破片的目标信号S，从而，经由该适应性滤波器223的反复迭代运算，该处理后主声音信号中的该噪声将被完全滤除，最后输出该目标信号S并传送至该声音判断模块230供进一步判断。

借此，该晶圆检测系统200通过接收该晶圆制程设备的背景音信号与该晶圆进入该检测区时所发出的该主声音信号，并借由带通滤波器、适应性滤波器自该主声音信号滤除噪声，再进一步将滤除噪声所得到的目标信号与正常音频值比较，而达到判断该晶圆是否破片的效果。

综上所述，本发明的晶圆检测系统，可供快速检测出通过该晶圆制程设备的该检测区的晶圆的破片情形，并可进一步判断出通过该检测区的晶圆的片数、位置，达到检测出该晶圆制程设备的制程中所运送的晶圆是否有异常状况的效果。

本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与该实施例等效的变化与置换，均应视为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书所限定的内容为准。

Claims (8)

1.一种晶圆检测系统，其特征在于，应用于处理晶圆的晶圆制程设备上，且该晶圆制程设备具有供该晶圆通过的检测区，该晶圆检测系统包含：

影像感测单元，对应于该检测区，该影像感测单元用于拍摄该检测区以取得样板影像，并于该晶圆通过该检测区时拍摄该晶圆的正面以取得原始晶圆影像；以及

第一处理单元，连接该影像感测单元，该第一处理单元包含第一图像处理模块与第一判断模块，该第一图像处理模块用于处理该原始晶圆影像而产生第一处理后晶圆影像，该第一判断模块用于比较该样板影像与该第一处理后晶圆影像的差异量，并根据该差异量是否超出预定阀值而判断该晶圆是否破片。

2.如权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于，还包含第二处理单元，其连接该影像感测单元，该第二处理单元包含数据库、第二图像处理模块与第二判断模块，且该数据库包含训练模块，该训练模块预先储存有当不同片数的晶圆通过该检测区时该影像感测单元所拍摄的多个晶圆数据影像，该第二图像处理模块用于处理该原始晶圆影像而产生第二处理后晶圆影像，而该第二判断模块用于比较这些晶圆数据影像与该第二处理后晶圆影像的差异，并根据该差异判断通过该检测区的晶圆片数。

3.如权利要求2所述的晶圆检测系统，其特征在于，该数据库的该训练模块预先储存有曾经被误判晶圆片数的该第二处理后晶圆影像，以训练该第二判断模块避免再次误判。

4.如权利要求3所述的晶圆检测系统，其特征在于，该数据库还包含验证模块，用于接收该第二判断模块的判断结果，并根据该训练模块的数据验证该第二判断模块的判断结果是否误判。

5.如权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于，还包含光源，照射该检测区，且该光源为红外线或镭射光。

6.如权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于，该影像感测单元为CCD摄影机。

7.一种晶圆检测系统，其特征在于，应用于处理晶圆的晶圆制程设备上，且该晶圆制程设备具有供该晶圆通过的检测区，该晶圆检测系统包含：

声音感测单元，包含主声音传感器与背景音传感器，该主声音传感器设置于该检测区的邻近处以产生主声音信号，该背景音传感器设置于该晶圆制程设备的控制电路中以产生背景音信号；

声音处理模块，包含带通滤波器与适应性滤波器，该带通滤波器连接该声音感测单元的该主声音传感器，该带通滤波器用于将该主声音信号中特定音频外的信号滤除而产生一处理后主声音信号，且该适应性滤波器连接该带通滤波器与该背景音传感器，该适应性滤波器用于根据该背景音信号的变化而从该处理后主声音信号中滤除噪声以输出目标信号；以及

声音判断模块，连接该声音处理模块的该适应性滤波器，该声音判断模块用于将该目标信号与正常音频值比较而判断该晶圆是否破片。

8.如权利要求7所述的晶圆检测系统，其特征在于，该特定音频包含4Hz～6kHz之间的声音信号。