晶圆良率优化系统的制作方法

本实用新型为提供一种晶圆良率优化系统，特别针对晶圆边缘进行处理的良率优化装置。

背景技术：

有机金属化学气相沉积(MOCVD)技术目前普遍使用在半导体Ⅲ-Ⅴ族外延生长工艺上。在外延生长工艺中，通常使用不同种类高纯度金属有机化合物进行工艺所需的外延层，外延层可包括可在晶圆上形成III族合金氮化物的两种或多种III族金属(例如Al、Ga、In)，例如AlGaN、InGaN、InAlN、InAlGaN等等外延层。

但是外延生长工艺存在有以下问题需要被克服：外延层在晶圆上成长不均匀；特别是在晶圆边缘处常存在一些差异性的因素,例如热分布差异性,气流差异性等等,而使在晶圆边缘处难以获得外延层均匀且优异的特性；在MOCVD外延成长后,晶圆边缘展现质量不佳的外延层，进入前端工艺与后端工艺后，会使整体工艺良率变差。

技术实现要素：

为了改善现有技术所提及的缺失，本实用新型的目的是提供一种晶圆良率优化系统，藉此，去除质量不佳的晶圆边缘区域，以提高整体晶圆的质量。

为达上述目的，本实用新型的晶圆良率优化系统包括晶圆沉积器、侦测器、工艺选择器、切割器、及载盘。晶圆沉积器是用以在晶圆上沉积膜；侦测器是安装在晶圆沉积器中，用以侦测覆有膜的晶圆质量，以发出晶圆质量信号；工艺选择器是用以接收从侦测器发出的晶圆质量信号，根据晶圆质量信号产生切割距离信号；切割器是用以根据切割距离信号，切割晶圆的边缘区域；载盘是用以承载晶圆，且载盘的尺寸小于晶圆的尺寸，使得边缘区域经切割器切割后不会留在载盘上。

基于上述，本实用新型的晶圆良率优化系统切割了晶圆质量不佳的边缘区域，可提高整体晶圆的外延质量，使外延生长工艺达到高良率，以提升后续半导体前段工艺及后段工艺的产能。

附图说明

图1是根据本实用新型的技术，表示晶圆良率优化系统的系统架构图；

图2是根据本实用新型技术的一个具体实施方式，表示晶圆良率优化系统中，切割器运作时，在第二平面上的示意图；

图3是根据本实用新型技术的一个具体实施方式，表示晶圆良率优化系统中，切割器运作时，在第一平面上的示意图；以及

图4是根据本实用新型技术的一个具体实施方式，表示晶圆良率优化系统的优选实施例示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术特征及优点，能更为相关技术领域人员所了解，并得以实施本实用新型，在此配合所附的图式、具体阐明本实用新型的技术特征与实施方式，并列举较佳实施例进一步说明。以下文中所对照的图式，为表达与本实用新型特征有关的示意，并不需要依据实际情形完整绘制。而关于本案实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的技术内容，亦不再加以陈述。

在本实用新型中，所述的X轴、Y轴与Z轴系采用右旋的卡式坐标系(Cartesian coordinate system)。X轴、Y轴、Z轴与原点的详细方向在本实用新型中，是依照各个图式内容所标示，其中X轴轴向为第一方向、Y轴轴向为第二方向、Z轴轴向为第三方向。又定义X轴与Y轴所构成的平面为第一平面，X轴与Z轴所构成的平面为第二平面，Y轴与Z轴所构成的平面为第三平面。

首先请参照图1，图1表示晶圆良率优化系统的系统架构图。如图1所示，晶圆良率优化系统1包括晶圆沉积器10、侦测器11、工艺选择器12、晶圆挑选器13、切割器14、以及载盘(如图3与图4所示)。

晶圆沉积器10是用以在晶圆上沉积膜。晶圆优选为硅晶圆、碳化硅晶圆或是蓝宝石晶圆，膜优选为外延层。晶圆沉积器10优选为MOCVD设备，用于半导体Ⅲ-Ⅴ族外延生长工艺中沉积外延层。在沉积外延层之前，先将晶圆进行P型掺杂、N型掺杂而形成Ⅲ-Ⅴ族衬底，再将Ⅲ-Ⅴ族衬底放入MOCVD设备，通入金属有机物前驱物气体，将III-V族或II-VI族化合物沉积在Ⅲ-Ⅴ族衬底上，生成微米厚度等级的外延层。外延层作为发光二极管的发光区。

侦测器11是安装在晶圆沉积器10中，用以侦测覆有膜的晶圆质量，以发出晶圆质量信号，传送至工艺选择器12。晶圆质量信号包括外延层的少数载子浓度、外延层的膜厚、外延层的成长温度、外延层的成长速率。

工艺选择器12是用以接收从侦测器11发出的晶圆质量信号，据以产生晶圆直径指令、晶圆挑选信号、与切割距离信号，晶圆挑选信号是传送至晶圆挑选器13，切割距离信号是传送至切割器14。晶圆直径指令可为晶圆良率优化系统的所需晶圆直径，所需晶圆直径优选为6吋至12吋的范围，由于半导体工艺设备适用的所需晶圆直径规格都是固定的，优选为6吋、8吋、或12吋，而本实用新型的晶圆在沉积膜之后需要将边缘质量不佳处切割掉，因此准备放入晶圆沉积器10的晶圆尺寸可以稍微大一点。

在一实施例中，工艺选择器12可包括加法器，用以将晶圆直径指令加上放大信号以生成晶圆挑选信号。举例来说，例如晶圆直径指令为一般直径规格的6吋、8吋、或12吋，放大信号为由切割距离信号转换而成的模拟讯号，加法器会将晶圆直径指令加上放大信号以生成晶圆挑选信号，晶圆挑选信号可为挑选直径大于一般规格的晶圆，以将晶圆尺寸预先保留边缘区域。

在一实施例中，工艺选择器12可附加连接至输入设备(未绘示)，供以使用者输入晶圆直径或良率。即晶圆直径与良率可为侦测器11的内建值，亦可为用户透过键盘、手机、或触控面板等输入设备手动输入。晶圆直径指令可包含用户输入的所需晶圆直径，或为工艺选择器12内建的最终前往下一工艺所需的晶圆直径。

在一实施例中，工艺选择器12可包括计算器、处理器、记忆体，用以将所需的晶圆直径(即晶圆直径指令所含)储存或计算。此外，根据良率与所需的晶圆直径可计算出晶圆边缘区域所需切割的切割距离，以生成切割距离信号。切割距离为晶圆的边缘区域的质量不良处与晶圆圆心之间的距离。切割距离信号包括晶圆直径、晶圆圆心位置、切割距离、切割角速度。

晶圆挑选器13是从工艺选择器12接收晶圆挑选信号，并根据晶圆挑选信号，挑选待切割晶圆。待切割晶圆意指经侦测器11侦测质量后，工艺选择器12做出晶圆挑选信号，以决定须被切割的晶圆。之后，利用切割器14对被挑选的待切割晶圆的边缘区域进行切割。在每片晶圆都需切割的情形，每片晶圆皆为制程晶圆，可将晶圆挑选器13关闭(bypass)，不需要特别挑选任何晶圆。

切割器14是根据侦测器11所发出的切割距离信号，切割晶圆的边缘区域。请参照图2，图2表示晶圆良率优化系统中，切割器运作时，在第二平面上的示意图。如图2所示，在第二平面上待切割晶圆W为圆形，切割器14采用激光14A切割待切割晶圆，切割过程是根据晶圆圆心C的位置为圆心，切割距离r为半径以切割角速度v在第二平面上进行圆周运动，以切割待切割晶圆W，将沉积质量差的边缘区域E切除。

接着请参照图3，图3表示晶圆良率优化系统中，切割器运作时，在第一平面上的示意图。如图3所示，本实用新型的晶圆良率优化系统更包括载盘，用以承载晶圆141，且载盘的尺寸小于晶圆的尺寸，载盘所承载的范围不包括边缘区域E，使边缘区域E经切割器切割后不会留在所述载盘141上。因此，载盘的直径与所需晶圆直径相同，所需晶圆直径优选为6吋、8吋、或12吋。

在第一平面上待切割晶圆W的断面为长方形，待切割晶圆W放置于载盘141上。进行切割时，切割器14在第一方向(X轴轴向)上移动，移动至切割距离r后则固定不动，切割器14的激光边照射着待切割晶圆W，载盘141边以切割角速度v在第二方向(Y轴轴向)进行圆周运动，使待切割晶圆W的边缘区域E被切割器14的激光14A切除。

在一实施例中，经切割后的待切割晶圆W可用于镀膜工艺、黄光工艺、及蚀刻工艺等等发光二极管的制作工艺。

以下提供本实用新型不同实施例的详细内容，以更加明确说明本实用新型，然而本实用新型并不受限于下述实施例。

请参照图4，图4表示表示晶圆良率优化系统的优选实施例示意图。如图4所示，晶圆良率优化系统1是用于MOCVD工艺，将晶圆S载放于晶圆沉积器10的承载台101上，喷嘴102向反应腔2注入金属有机化合物气体，于晶圆S的表面沉积生成外延层。

利用安装在晶圆沉积器10中的侦测器11侦测具外延层的晶圆质量，以发出晶圆质量信号，传送至工艺选择器12。

工艺选择器12接收了从侦测器11发出的晶圆质量信号，据以产生晶圆直径指令、晶圆挑选信号、与切割距离信号，晶圆挑选信号是传送至晶圆挑选器13，切割距离信号是传送至切割器14。

晶圆挑选器13是从工艺选择器12接收晶圆挑选信号，并根据晶圆挑选信号挑选待切割晶圆W。

利用切割器14对挑选出的待切割晶圆W进行激光切割。切割器14是根据侦测器11所发出的切割距离信号，以激光14A切割载盘141上待切割晶圆W的边缘区域E。切割距离信号包括晶圆圆心C位置、切割距离r、切割角速度v；切割距离r为边缘区域E的质量不良处距离晶圆圆心C的距离；切割角速度v可为切割器14绕着待切割晶圆W进行圆周运动的角速度，或者为不转动切割器14的情形下，载盘141旋转的角速度。

整体而言，本实用新型的晶圆良率优化系统可以解决MOCVD工艺常遭遇到晶圆边缘展现质量不佳的问题，藉由侦测器自动侦测沉积膜的晶圆的质量，并藉由切割器将晶圆边缘区域的质量不良处切除，达到整体良率提升的功效，使后续的镀膜工艺、黄光工艺、及蚀刻工艺产能提升。

以上所述仅为本实用新型之较佳实施例，并非用以限定本实用新型之权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域之专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本实用新型所揭示之精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。