TWI804906B - 用於切割晶錠的評估方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於切割晶錠的評估方法。所述評估方法包括下述 步驟。在晶錠的檢驗片上設定多個取樣點。接著，設定多個觀測面。每一觀測面由至少相鄰兩個取樣點所形成。之後，計算各觀測面所包括的取樣點的量測值的平均值。並且，將平均值最小者對應的觀測面作為晶錠的入刀參考面。

Description

用於切割晶錠的評估方法
本發明是有關於一種半導體製程方法，且特別是有關於一種用於切割晶錠的評估方法。
在半導體產業中，製造晶圓的方法包括先形成晶錠(Ingot)，接著將晶錠切片而獲得晶圓。在晶錠切割形成晶圓的過程，可直接決定晶圓的數量，並且更直接影響到半導體後段製程所產出的晶片數量，故提升晶錠切割的品質可連帶增加半導體產業的經濟效應。
本發明提供一種用於切割晶錠的評估方法，可獲得較佳的入刀參考面，進而降低切片破片率。
本發明的用於切割晶錠的評估方法，包括：在檢驗片上設定多個取樣點；設定多個觀測面，其中每一個觀測面由至少相鄰兩個取樣點所形成；計算每一個觀測面所包括的取樣點的量測 值的第一平均值，其中所述取樣點的量測值是由量測儀器進行取樣而獲得；以及將第一平均值最小者對應的觀測面作為入刀參考面。
在本發明的一實施例中，在將第一平均值最小者對應的觀測面作為入刀參考面之後，更包括：將未構成入刀參考面的剩餘取樣點，以與入刀參考面平行的方式來設定多個切片路徑；計算各切片路徑所包括的所述取樣點的量測值的第二平均值；以及根據各切片路徑的第二平均值，決定各切片路徑對應的多個切片參數。
在本發明的一實施例中，根據各切片路徑的第二平均值，決定各切片路徑對應的切片參數的步驟包括：根據各切片路徑的第二平均值來獲得對應於各切片路徑的參考指標；以及基於各切片路徑的參考指標，獲得對應於各切片路徑的切片參數。
在本發明的一實施例中，所述切片參數包括線切割速度、滾輪搖擺角度、滾輪速度以及晶錠移動速度。
在本發明的一實施例中，設定所述觀測面的步驟包括：在位於檢驗片的環形區域內設定所述觀測面，其中環形區域的內半徑為檢驗片的半徑的60%，環形區域的外半徑為檢驗片的半徑的99%。
在本發明的一實施例中，設定所述觀測面的步驟包括：在位於檢驗片的一環形區域內設定所述觀測面，其中環形區域的內半徑為檢驗片的半徑的75%，環形區域的外半徑為檢驗片的半 徑的85%。
在本發明的一實施例中，設定所述觀測面的步驟包括：在檢驗片的圓周上設定所述觀測面，其中圓周到檢驗片的中心點的距離為檢驗片的半徑的80%。
在本發明的一實施例中，檢驗片為晶錠的頭尾端其中一者的切片。
基於上述，本發明可根據晶錠的檢驗片來決定晶錠的入刀參考面，進一步降低切片破片率及優化晶圓幾何。
110:固定裝置
120:晶錠
130、140:滾輪
150:切割線
300:檢驗片
310、310-1~310-12:取樣點
410~440:觀測面
510:環形區域
610~611:切片路徑
C:圓心
D:入刀方向
d1:外半徑
d2:內半徑
S205~S220:用於切割晶錠的評估方法的步驟
圖1是依照本發明一實施例的晶錠切割製程的斜視圖。
圖2是依照本發明一實施例的用於切割晶錠的評估方法的流程圖。
圖3是依照本發明一實施例的檢驗片的示意圖。
圖4是依照本發明一實施例的設定觀測面的示意圖。
圖5是依照本發明一實施例的環形區域的示意圖。
圖6是依照本發明一實施例的切片路徑的示意圖。
圖1是依照本發明一實施例的晶錠切割製程的斜視圖。請參照圖1，在本實施例中，以固定裝置110、滾輪130、140以 及切割線150作為切割工具，透過切割工具來切割晶錠120。晶錠120例如為碳化矽晶錠，然並不以此為限。在此，固定裝置110用於固定晶錠120。切割線150包括鋼線以及鋼線上的磨粒(例如鑽石顆粒)。利用切割線150纏繞於滾輪130、140上，並定義出多個切削段，以切割線150反覆切割晶錠120，以將晶錠120切割成數十至數百片的晶圓。在本實施中，採用切割線150來切割晶錠120，然並不以此為限。在其他實施例中，還可以刀具、雷射、水刀或其他方式切割晶錠120。
在切割晶錠120之前，可先利用量測設備來獲得晶錠120的檢驗片上的X光搖擺曲線分佈，並利用電子裝置對所述X光搖擺曲線分佈進行分析及統計，藉此來調整切割時的相關參數。晶錠120切片的品質，除了與切片時的參數設計及設備狀態有相關之外，也與晶錠120本身的品質相關。在切片過程中，入刀位置尤為重要。底下舉例來說明用於切割晶錠120的評估方法。
圖2是依照本發明一實施例的用於切割晶錠的評估方法的流程圖。在步驟S205中，在晶錠120的檢驗片上設定多個取樣點。在此，檢驗片例如為晶錠120的頭尾端其中一者的切片，而取樣點的數量以大於48點為佳，並且取樣點為均勻分布。
舉例來說，圖3是依照本發明一實施例的檢驗片的示意圖。請參照圖3，檢驗片300中設置有多個取樣點310。在圖3中繪示有51個取樣點310。在此，取樣點310的數量僅為舉例說明，並不以此為限。
接著，在步驟S210中，設定多個觀測面。在此，每一個觀測面由至少相鄰兩個取樣點所形成，而觀測面的數量最少設定4個，然，亦可設置為4個以上的觀測面。圖4是依照本發明一實施例的設定觀測面的示意圖。請參照圖4，觀測面410~440分別包由3個相鄰的取樣點形成。觀測面410包括取樣點310-1~310-3，觀測面420包括取樣點310-4~310-6，觀測面430包括取樣點310-7~310-9，觀測面440包括取樣點310-10~310-12。
例如，可在檢驗片300的環形區域內來設定觀測面。即，以環形區域內的取樣點來設定觀測面。舉例來說，圖5是依照本發明一實施例的環形區域的示意圖。以檢驗片300的圓心C作為環形區域510的中心，環形區域510的內半徑為d2，外半徑為d1。在本實施例中，環形區域510的內半徑d2設定為檢驗片300的半徑的60%，外半徑d1設定為檢驗片300的半徑的99%。
然，在其他實施例中，環形區域510的內半徑d2設定為檢驗片300的半徑的75%，外半徑d1設定為檢驗片300的半徑的85%。
另外，在其他實施例中，也可以在檢驗片300的圓周上來設定觀測面。圓周到檢驗片300的圓心C的距離為檢驗片300的半徑的80%。
之後，在步驟S215中，計算各觀測面(410~440)所包括的取樣點310的量測值的第一平均值。在此，取樣點的量測值是由量測儀器進行取樣而獲得。例如，利用量測儀器對取樣點310 進行X光搖擺曲線的取樣，進而取得每一個取樣點310的半高寬(Full width at half maximum，FWHM)，即量測值。量測儀器110包含繞射儀，例如為X射線繞射儀(X-ray diffractometer，XRD)或光學儀器，例如FRT或Tropel，分別用以量測晶圓，以獲得每一個晶圓中不同點位的半高寬(Full width at half maximum，FWHM)。半高寬可代表結晶品質，故，在此量測半高寬來作為判斷的依據。
以圖4而言，計算觀測面410所包括的取樣點310-1~310-3的半高寬的平均值(第一平均值a1)，計算觀測面420所包括的取樣點310-4~310-6的半高寬的平均值(第一平均值a2)，計算觀測面430所包括的取樣點310-7~310-9的半高寬的平均值(第一平均值a3)，計算觀測面440所包括的取樣點310-10~310-12的半高寬的平均值(第一平均值a4)。
之後，在步驟S220中，將第一平均值最小者對應的觀測面作為入刀參考面。即，在第一平均值a1~a4中取最小者對應的觀測面來作為入刀參考面。假設a2<a1<a3<a4，則取觀測面420來作為入刀參考面。
在獲得入刀參考面之後，還可進一步來調整切片參數。在此，將未構成入刀參考面的剩餘取樣點，以與入刀參考面平行的方式來設定多個切片路徑。接著，計算各切片路徑所包括的取樣點的量測值的第二平均值，並根據各切片路徑的第二平均值，決定各切片路徑對應的多個切片參數。
圖6是依照本發明一實施例的切片路徑的示意圖。請參照圖6，根據入刀參考面(即觀測面420)來決定入刀方向D，並設定切片路徑601~611。利用量測儀器對取樣點310進行取樣所獲得的量測值來計算各切片路徑的第二平均值。例如，計算切片路徑601所包括的三個取樣點的半高寬的平均值(第二平均值)。
根據第二平均值查表來獲得對應的參考指標。之後，基於參考指標來獲得對應的切片參數。例如，可在電子裝置中事先建立好指標查找表以及參數對照表。指標查找表包括多個參考指標，每一個參考指標具有對應的一數值範圍。參數對照表包括多個參考指標及其對應的切片參數。在獲得各切片路徑的第二平均值之後，自指標查找表來判斷第二平均值落在哪一個範圍內，進而獲得對應的參考指標。接著，根據參考指標自參數對照表中來獲得對應的切片參數。所述切片參數包括切割線150的切割速度、滾輪130、140的搖擺角度、滾輪130、140的擺動速度以及晶錠120的移動速度(即，固定有晶錠120的固定裝置110向下移動的速度)。
例如，以圖1所示的切割工具而言，即是以將觀測面420所在的那一面朝下的方式來擺放晶錠120，從而自入刀方向D開始來進行切割。假設切割路徑601~611分別具有對應的切割參數A601~A611。在自晶錠120的邊緣切割至切割路徑601之間，採用預先設定的預設切割參數來設定切割工具。在切割路徑601與切割路徑602之間則採用切割參數A601，在切割路徑602與切割 路徑603之間採用切割參數A602，以此類推，來對應調整切割工具的切割參數。
綜上所述，本發明可根據晶錠的檢驗片來決定晶錠的入刀參考面，據此，可降低切片破片率及優化晶圓幾何。另外，由於晶錠本身在不同位置可能會有硬度不同的問題，倘若同一晶錠在切片過程中皆採用相同的切片參數，可能會造成晶圓裂痕、晶圓破片等問題，導致生產製程的良率下降。故，上述實施例還提出了調整切割參數的方法，藉此可提高生產製程的良率。此外，上述實施例也可針對不同的晶錠來調整切割參數。
S205~S220:用於切割晶錠的評估方法的步驟

Claims (8)

  1. 一種用於切割晶錠的評估方法，包括：在一晶錠的一檢驗片的底面上設定多個取樣點；在該底面上決定多個方向，其中在每一該些方向上取出由至少相鄰兩個取樣點所形成的取樣點集合；計算每一該些方向上對應的該取樣點集合所包括的該些取樣點的量測值的第一平均值，其中該些取樣點的量測值是由一量測儀器進行取樣而獲得；以及將該第一平均值最小者對應的方向作為一入刀參考方向。
  2. 如請求項1所述的用於切割晶錠的評估方法，其中在獲得該入刀參考方向之後，更包括：將未構成該第一平均值最小者對應的該取樣點集合的剩餘所述取樣點，設定多個切片路徑，其中於該底面上，每一該些切片路徑所包括的多個取樣點連接後的線段平行於該第一平均值最小者對應的該取樣點集合所包括的多個取樣點連接後的線段；計算每一該些切片路徑所包括的所述取樣點的量測值的第二平均值；以及根據每一該些切片路徑的該第二平均值，決定每一該些切片路徑對應的多個切片參數。
  3. 如請求項2所述的用於切割晶錠的評估方法，其中根據每一該些切片路徑的該第二平均值，決定每一該些切片路徑對應的該些切片參數的步驟包括： 根據每一該些切片路徑的該第二平均值來獲得對應於每一該些切片路徑的一參考指標；以及基於每一該些切片路徑的該參考指標，獲得對應於每一該些切片路徑的該些切片參數。
  4. 如請求項2所述的用於切割晶錠的評估方法，其中該些切片參數包括切割線的切割速度、滾輪的搖擺角度、滾輪的擺動速度以及晶錠的移動速度。
  5. 如請求項1所述的用於切割晶錠的評估方法，其中在每一該些方向上取出由至少相鄰兩個取樣點所形成的取樣點集合的步驟包括：在位於該檢驗片的底面上的一環形區域內的每一該些方向上，取出對應的該取樣點集合，其中該環形區域的內半徑為該檢驗片的底面的半徑的60%，該環形區域的外半徑為該檢驗片的底面的半徑的99%。
  6. 如請求項1所述的用於切割晶錠的評估方法，其中在每一該些方向上取出由至少相鄰兩個取樣點所形成的取樣點集合的步驟包括：在位於該檢驗片的底面上的一環形區域內的每一該些方向上，取出對應的該取樣點集合，其中該環形區域的內半徑為該檢驗片的底面的半徑的75%，該環形區域的外半徑為該檢驗片的底面的半徑的85%。
  7. 如請求項1所述的用於切割晶錠的評估方法，其中在每一該些方向上取出由至少相鄰兩個取樣點所形成的取樣點集合的步驟包括：在該檢驗片的的底面上的一圓形區域的每一該些方向上，在該圓形區域的圓周上取出對應的該取樣點集合，其中該圓形區域的圓心為該檢驗片的底面的中心點，該圓心區域的半徑為該檢驗片的底面的半徑的80%。
  8. 如請求項1所述的用於切割晶錠的評估方法，其中該檢驗片為晶錠的頭尾端其中一者的切片。
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