應用影像處理於晶圓水痕及外觀瑕疵檢測之研究

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姓名

彭俞斐(Yu-Fei Peng) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

應用影像處理於晶圓水痕及外觀瑕疵檢測之研究

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摘要(中)

半導體製程對於品質控管要求格外嚴謹，良好的晶圓品質和產出，為晶圓製造重點，因此在晶片測試前晶圓檢驗是非常重要的環節，確保品質。目前半導體晶圓外觀檢測主要使用自動光學檢測(Automted Optical Inspection，AOI)，但AOI無法檢測出水痕缺陷，品質管制上有漏檢風險。

本論文擬針對晶圓外觀檢驗缺陷，包含：(1)水痕、(2)錫球脫落、(3)錫球壓傷(4)晶面刮傷，利用機器視覺技術、編碼學、形態學、邊緣檢測，提出一個自動化的檢測演算，改善水痕漏檢問題。

本論文之研究目的在於設計以自動視覺檢測系統為基礎的晶圓外觀缺陷檢測軟體，能檢測出晶粒表面中具有水痕的缺陷，以提升檢測效率。在實驗的部份，使用了100張晶面影像來驗證水痕缺陷檢驗的成效，水痕檢驗實驗的結果顯示檢測準確率為100％，精確率為100%。

關鍵字:晶片檢測、編碼理論、MATLAB、霍夫轉換、水痕

摘要(英)

Wafer product Quality is an important factor in semiconductor manufacturing.
Die defect inspection is an important quality control process before chip probing. Conventionally,the inspection of die surface defects by AOI,but AOI can′t catch water mark. Unexpected minor defects that are hard to inspect make quality control more difficult.

This research is to design and develop an automated visual inspection system for die surface defects by using the machine vision technology,coding theory, morphology,edge detection. The mainly focusedinspection items of dice are wafer mark,bump missing,bump damage and wafer scratch.

A prototype of the visual inspection system for water mark defect inspection will be implemented for inspection efficiency. We use 100 images to test the performance of this system. The results of water mark inspection experiment show that the accuracy is 100%,precision is 100%.

Keyword: Wafer Inspection、Coding Theory、MATLAB、Hough Transform、Water Mark

關鍵字(中)

★ 晶片檢測
★ 編碼理論
★ MATLAB
★ 霍夫轉換
★ 水痕

關鍵字(英)

★ Wafer Inspection
★ Coding Theory
★ MATLAB
★ Hough Transform
★ Water Mark

論文目次

摘要............................................I
ABSTARACT..........................................II
誌謝..........................................III
目錄...........................................IV
圖目錄.............................................VI
表錄.............................................VIII
附錄...............................................lX
第1章緒論...........................................1
1-1研究背景與動機....................................1
1-2研究目的.........................................3
1-3文獻回顧.........................................3
1-4論文架構.........................................4
第2章文獻討.........................................5
2-1半導體製造程序概述:...............................5
2-1-1晶圓針測製程概述:...............................8
2-1-2IQC流程述:....................................10
2-1-3缺陷檢測設備的簡介(光學顯微鏡/AOI)..............11
2-2數位影像的處理方法和目的..........................16
2-2-1二值化(Binary)................................18
2-2-2大津法(Otsu)..................................19
2-2-3邊緣檢測(Edge Detection)......................20
2-2-4 形態學(Morphology)...........................22
2-2-5編碼理論(Coding Theory).......................25
2-2-6錯誤和糾正(Error Detection And Correction)....25
2-2-7直線偵測霍夫轉換(Hough Transform).............26
第3章實驗設計.....................................28
3-1實驗規劃........................................28
3-2實驗設備........................................31
3-2-1影像擷取設備...................................31
3-2-2電腦與軟體設備.................................34
3-2-3程式執行介面...................................35
3-3缺陷定義.........................................40
3-3-1缺陷種類定義規範................................40
3-3-2 缺陷形成的成因.................................41
3-4晶圓缺陷檢測......................................43
3-4-1水痕缺陷檢測法:.................................44
3-4-2晶面錫球脫落檢測法:..............................48
3-4-3晶面錫球壓傷檢測法:..............................49
3-4-4晶面刮傷缺陷檢測法:..............................50
第4章實驗結果與析.....................................51
4-1實驗執行目標.......................................51
4-2水痕缺陷檢測實驗結果................................52
4-2-1水痕缺陷檢測方法成效評估..........................58
4-3晶面錫球脫落檢測結果................................60
4-4晶面錫球壓傷檢測結果................................62
4-5晶面刮傷缺陷檢測結果................................64
4-6缺陷判定準確率、精確率分析...........................66
4-7研究成效驗證........................................67
第5章結論與未來展望....................................70
5-1結論...............................................70

參考文獻

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[20].http://www.techsansystem.co.kr/cata/AL110.pdf 附錄1

[21].https://nikonmetrology.com/images/brochures/optistation-3100-en.pdf 附錄2

指導教授

黃衍任(Yean-Ren Hwang)

審核日期

2020-12-29

推文