CN101334414A

CN101334414A - 缺陷检测机台的匹配方法

Info

Publication number: CN101334414A
Application number: CNA200710043321XA
Authority: CN
Inventors: 葛卫; 张贤鹏
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2008-12-31
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: CN101334414B

Abstract

本发明提供一种缺陷检测机台的匹配方法，先由各待匹配机台分别根据生成的匹配程式的各焦距阈值分别检测一标准晶片以获得各第一缺陷数目，然后根据各第一缺陷数目确定各待匹配机台的最优焦距阈值，接着再由各待匹配机台根据所述最优焦距阈值及各焦距微调值再对标准晶片进行相应检测以获得各第二缺陷数目，并建立各待匹配机台的焦距微调值与第二缺陷数目的第一关系模型，根据各第一关系模型选择出参照机台，最后由各待匹配机台根据修改后的TDI焦距以确定各最优焦距微调值，进而使各未被确定为参照机台的各待匹配机台与参照机台相匹配，如此可使匹配后的各机台对同一晶片检测获得的缺陷数目之间的差异不超过10％，各缺陷捕获率不低于90％。

Description

缺陷检测机台的匹配方法

技术领域

本发明涉及机台的匹配方法，尤其涉及缺陷检测机台相互之间匹配的方法。

背景技术

在半导体制程中，缺陷扫描是一极为重要的环节，目前各生产厂商常采用KLA2138机台对晶片进行缺陷扫描。然而由于各机台本身存在有差异，因此在对同一晶片扫描后，各机台获得的该晶片的缺陷数目往往存在差异，如此会给工程人员带来困惑，使其难以确定哪一机台获得数据更为准确、更为接近该晶片真实的缺陷数目。

因此，如何匹配各机台以使各机台扫描后获得的缺陷数目之间的差异都在一合理范围之内实已成为本领域技术人员亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缺陷检测机台的匹配方法，使匹配后的各机台对同一晶片检测获得的缺陷数目之间的差异不超过10％。

本发明的另一目的在于提供一种缺陷检测机台的匹配系统，以使经过匹配的机台对晶片同样缺陷的捕获率不低于90％。

为了达到上述的目的，本发明提供一种缺陷检测机台的匹配方法，它包括：a)生成一包括各待匹配机台检测所述标准晶片时需要采用的各焦距阈值及初始焦距微调值的匹配程式；b)各待匹配机台分别根据所述匹配程式的各焦距阈值及初始焦距微调值对所述标准晶片分别进行相应检测以获得各第一缺陷数目，其中，每一待匹配机台采用同一焦距阈值检测所述标准晶片时都重复多次以得到相应第一缺陷数目组；c)分别根据每一待匹配机台与各焦距阈值分别对应的各第一缺陷数目组确定相应的最优焦距阈值，其中，若第一缺陷数目组中的任意两个第一缺陷数目之间的差值不超过第一预设范围，其所对应的焦距阈值即被确定为所述相应的最优焦距阈值；d)当相关人员采用不同焦距微调值替换所述匹配程式中的初始焦距微调值后，各待匹配机台根据所述最优焦距阈值及修改后的各焦距微调值分别对所述标准晶片进行相应检测以获得各第二缺陷数目，并分别建立各待匹配机台的焦距微调值与第二缺陷数目的第一关系模型；e)根据建立的各第一关系模型选择第一关系模型峰值处变化率最大者作为参照模型以确定参照机台；f)调节未被确定为参照机台的各待匹配机台的时间延时集成焦距(Time Delay Integration，TDI)焦距以使相应各焦距微调值再次被修改；g)未被确定为参照机台的各待匹配机台根据再次修改后的焦距微调值对所述标准晶片进行检测以获得第三缺陷数目，并建立所述第三缺陷数目与相应焦距微调值之间的第二关系模型；以及h)根据各第二关系模型及所述参照模型确定各最优焦距微调值以使各未被确定为参照机台的各待匹配机台与参照机台相匹配，其中，在各最优焦距微调值处各第二关系模型对应的各第三缺陷数目与所述参照模型对应的第二缺陷数目之间的差值不超过第二预设范围。

其中，所述缺陷检测机台的匹配方法还包括：所述各待匹配机台根据相应最优焦距阈值及对应的焦距微调值对所述标准晶片分别进行扫描以验证所述待匹配机台对缺陷的捕获率是否达到预设值。

在步骤d)中，所述待匹配机台采用每一焦距微调值都对所述标准晶片检测多次以得到平均的第一缺陷数目，所述待匹配机台根据相关人员在所述匹配程式对应的数据文件中将不同焦距微调值替换所述初始焦距微调值后进行相应检测。

在步骤d)及g)中，分别采用excel建立相应第一关系模型及第二关系模型。

在所述缺陷检测机台的匹配方法中，所述标准晶片为TRENCH Etch晶片，所述待匹配的机台为KLA2138机台。

本发明通过确定最优焦距阈值及相应的焦距微调值可使待匹配机台与标准机台相匹配，使两者对同一晶片检测获得的缺陷数目之间的差异不超过10％，同时可使经过匹配的机台对晶片同样缺陷的捕获率不低于90％。

附图说明

本发明的缺陷检测机台的匹配方法由以下的实施例及附图给出。

图1是本发明具体实施例的流程图。

图2是本发明生成的匹配程式的界面示意图。

图3是本发明一缺陷数目与焦距阈值的关系曲线示意图。

图4是本发明修改过焦距微调值后的匹配程式的界面示意图。

图5是本发明不同编号的KLA2138机台的第一关系模型示意图。

图6是本发明两台不同机台的第一关系模型示意图。

图7是本发明两台不同机台的第二关系模型示意图。

图8是本发明不同编号的KLA2138机台的第二关系模型示意图。

具体实施方式

请参见图1，本发明的缺陷检测机台的匹配方法可用于将多台机台KLA2138(例如编号分别为PZ01WINS、PZ02WINS、PZ03WINS_New、PZ04WINS_New、UPIN02_New的KLA2138机台)进行匹配，其匹配过程如下：

首先执行步骤S10，生成一包括各待匹配机台检测所述标准晶片时需要采用的各焦距阈值及初始焦距微调值的匹配程式，匹配程式生成过程及原理与现有技术相似，在此不再详细说明，请参见图2，所述匹配程式包含焦距阈值(Threshold)栏、焦距微调值(Focus Offset)栏、及模式(Mode)栏等，并且所述匹配程式配置有5组检测，即test1至test5，其设定第一次测试(test1)采用的焦距阈值为28，第二次测试(test2)采用的焦距阈值为24，第三次测试(test3)采用的焦距阈值为20，第四次测试(test4)采用的焦距阈值为16，第五次测试(test5)采用的焦距阈值为12，且每一次测试采用的初始焦距微调值都为-0.375，此外，由于检测过程中焦距微调值会由测试人员进行人工调整，故所述匹配程式中的阈值模式(Threshold mode)设定为固定(Fixed)模式，而非自动(Auto)模式，而所述匹配程式中还具有的其他各项参数，例如Area、Time、Pixel Size及Mode参数等，由于都采用常规设置，故在此不再详述，接着执行步骤S11。

在步骤S11中，各待匹配机台分别根据所述匹配程式的各焦距阈值及初始焦距微调值对所述标准晶片分别进行相应检测以获得各第一缺陷数目，其中，每一待匹配机台采用同一焦距阈值检测所述标准晶片时都重复多次以得到相应第一缺陷数目组，通常，所述标准晶片采用TRENCH Etch晶片，因为TRENCHEtch晶片具有较多明显缺陷，而且该类晶片的平整性好，例如，当一编号为PZ01WINS的机台采用28的焦距阈值检测标准晶片10次，得到一组第一缺陷数目组，然后其又分别采用24、20、16及12的焦距阈值对标准晶片各检测10次又获得4组第一缺陷数目组，同样对于其他编号的机台也分别获得5组第一缺陷数目组，接着执行步骤S12。

在步骤S12中，分别根据每一待匹配机台与各焦距阈值分别对应的各第一缺陷数目组确定相应的最优焦距阈值，其中，若第一缺陷数目组中的任意两个第一缺陷数目之间的差值不超过第一预设范围，其所对应的焦距阈值即被确定为所述相应的最优焦距阈值，例如，对于PZ01WINS机台，从五组第一缺陷数目组中选择第一缺陷数目稳定性较好的一组(例如是焦距阈值为20测得的一组)，则该组对应的焦距阈值即为最优焦距阈值(即为20)，其他各待匹配机台也采用同样方法确定相应的最优焦距阈值，采用如此方法确定最优焦距阈值的原因请参见图3，其为缺陷数目(Defects)与焦距阈值(Threshold)的关系曲线图，若焦距阈值处在线段AB、CD或EF处，显然重复测试会导致获得的第一缺陷数目不稳定，起伏较大，而若焦距阈值处在线段BC或DE处时每次检测获得的第一缺陷数目比较稳定，波动不大，而PZ01WINS机台20的焦距阈值即处在线段DE处，故将其确定为最优焦距阈值，接着执行步骤S13。

在步骤S13中，当相关人员采用不同焦距微调值替换所述匹配程式中的初始焦距微调值后，各待匹配机台根据所述最优焦距阈值及修改后的各焦距微调值分别对所述标准晶片进行相应检测以获得各第二缺陷数目后，并分别建立各待匹配机台的焦距微调值与第二缺陷数目的第一关系模型，为避免修改焦距微调值而导致各待匹配机台的其他参数发生波动，故相关人员调整焦距微调值是在所述匹配程式对应的数据文件中进行，而非在图2所示的匹配程式的界面中进行，即相关人员在相应的控制台找到与所述匹配程式对应的数据文件(通常为ins.dat，其在机台中的路径是D：\KT\<serial#>\user\Ins8\recipe name\，其中，<serial#>是生产厂商设定的该机台的序列号，ins.dat部分数据文件代码如下)：

test[1]：

.isvalid r

.run_orient u

.ix 8

......

.mag_setting 3 2

.test_mode r

.comp_dir 88 (x)

.focus_offset -0.6250

.light_ratio 0.0000

......

在上述部分程序代码中，相关人员在test1中已采用-0.625的焦距微调值取代了初始值(-0.375)，同样，相关人员可在该程序代码的对应部分将test2至test5的焦距微调值分别由初始值调整为-0.375、-0.25、0.00、0.25，请参见图4，其为修改过焦距微调值后的匹配程式界面示意图。当相关人员将各次测试的焦距微调值予以修改后，所述待匹配机台对标准晶片依次进行test1至test5的测试，其中，为保证测试的准确性，test1至test5每一测试都进行3次，得到一组测试结果如下表1所示：

表1：

同样，其它不同编号的4台机台进行相应检测后也可得到类似上表1的各第二缺陷数据表，根据各数据表中平均的各第二缺陷数目采用Excel中的绘图功能，对于编号分别为PZ01WINS、PZ02WINS、PZ03WINS_New、PZ04WINS_New、UPIN02New的机台分别建立的第一关系模型如图5所示，接着执行步骤S14。

在步骤S14中，根据建立的各第一关系模型选择第一关系模型峰值处变化率最大者作为参照模型以确定参照机台，以两台机台获得第一关系模型为例，请参见图6，其为两台不同编号的机台的第一关系模型示意图，显然Y1曲线变化率较小，而Y2曲线具有明显的峰值，Y1曲线其曲线变化率大，故将Y2曲线对应的待匹配机台确定为参照机台(本领域技术人员也称其为Golden Tool)，而对于图5所示，各机台的第一关系模型都具有峰值，但各机台获得各第二缺陷数目之间的差值较大，为进行相互之间的匹配，可选择其中峰值处变化率最大者作为参照机台，接着执行步骤S15。

在步骤S15中，由于Y2曲线对应的机台被确定为参照机台，而Y1曲线对应的机台检测获得的缺陷数目与所述参照机台检测获得的缺陷数目相差较大，为使两者能够相互匹配，因此可调节未被确定为参照机台的各待匹配机台的TDI焦距以使相应各焦距微调值再次被修改，请参见下表2：

表2：

				Enter datathiscolumn		Enter datathiscolumn
				Enter datathiscolumn		Enter datathiscolumn
Obi./Mag	PixelSize	FocusOffset(um)	TDIFocusSteps	FocusOffsetto move	TDI FocusSteps tomove	OriginalTDI Focusvalue	New TDIFocusvalue
Obi./Mag	PixelSize	FocusOffset(um)	TDIFocusSteps	FocusOffsetto move	TDI FocusSteps tomove	OriginalTDI Focusvalue	New TDIFocusvalue	10X1	1.25	0.1	5.0	0.000	0.0	0
20X1	1.25	0.1	5.0	0.000	0.0	0		10X1	1.25	0.1	5.0	0.000	0.0	0
20X1	1.25	0.1	5.0	0.000	0.0	0		20X2	0.62	0.1	20.5	0.000	0.0
20X3	0.40	0.1	49.2	0.000	0.0			20X2	0.62	0.1	20.5	0.000	0.0
20X3	0.40	0.1	49.2	0.000	0.0			32X2	0.39	0.1	51.7	0.000	0.0
32X3	0.25	0.1	125.9	0.000	0.0			32X2	0.39	0.1	51.7	0.000	0.0
32X3	0.25	0.1	125.9	0.000	0.0			50X2	0.25	0.1	125.9	0.125	157.4	3452	3609
50X3	0.16	0.1	307.4	0.000	0.0			50X2	0.25	0.1	125.9	0.125	157.4	3452	3609

当一待匹配机台(50X2)的初始像素值(Pixel Size)为0.25、初始焦距微调值(Focus Offset)为0.1um、初始TDI焦距(Original TDI Focus)为3452时，经过调整后所述待匹配机台的初始TDI焦距按照设定TDI调整步长(TDI FocusSteps to move)其被调整至3609(即3452+157.4)，接着执行步骤S16。

在步骤S16中，未被确定为参照机台的各待匹配机台根据再次修改后的焦距微调值对所述标准晶片进行检测以获得第三缺陷数目，并建立所述第三缺陷数目与相应焦距微调值之间的第二关系模型，请参见图7，其为调节Y1曲线对应的机台的TDI焦距后得到的相应第二关系模型示意图，图8为编号分别为PZ01WINS、PZ02WINS、PZ03WINS_New、PZ04WINS_New、UPIN02_New的机台调整TDI焦距后的第二关系模型，接着执行步骤S17。

在步骤S17中，根据所述第二关系模型及所述参照模型确定各最优焦距微调值以使各未被确定为参照机台的各待匹配机台与参照机台相匹配，其中，在各最优焦距微调值处各第二关系模型对应的各第三缺陷数目与所述参照模型对应的第二缺陷数目之间的差值不超过第二预设范围，如图7所示，Y1曲线与Y2曲线相交与H点，因此H点即为Y1曲线对应的机台与Y2曲线对应的机台的匹配点，该点对应的焦距阈值即为Y1曲线对应的机台的最优焦距微调值，但如图8所示的多台机台，由于在椭圆区域中的各点对应的第三缺陷数目与参照机台相应的第二缺陷数目之间的差值不超过10％，所以椭圆区域中的各点对应的焦距微调值即为各机台的最优焦距微调值，其都为-0.375，接着执行步骤S18。

在步骤S18中，所述各待匹配机台根据相应最优焦距阈值及对应的焦距微调值对所述标准晶片分别进行扫描以验证所述待匹配机台对缺陷的捕获率是否达到预设值，通常可采用Odyssey软件测试各待匹配机台的捕获率，经过测试，所述待匹配机台经过匹配后可使其对晶片中的同样缺陷的捕获率达到90％以上。

综上所述，本发明的缺陷检测机台的匹配方法可实现各KLA2138机台和标准机台的匹配，使各KLA2138机台对晶片缺陷数目的统计量之间的差异不超过10％，同时其对晶片上的同样缺陷的捕获率高于90％。

Claims

1、一种缺陷检测机台的匹配方法，其特征在于，包括：

a)生成一包括各待匹配机台检测所述标准晶片时需要采用的各焦距阈值及初始焦距微调值的匹配程式；

b)各待匹配机台分别根据所述匹配程式的各焦距阈值及初始焦距微调值对所述标准晶片分别进行相应检测以获得各第一缺陷数目，其中，每一待匹配机台采用同一焦距阈值检测所述标准晶片时都重复多次以得到相应第一缺陷数目组；

c)分别根据每一待匹配机台与各焦距阈值分别对应的各第一缺陷数目组确定相应的最优焦距阈值，其中，若第一缺陷数目组中的任意两个第一缺陷数目之间的差值不超过第一预设范围，其所对应的焦距阈值即被确定为所述相应的最优焦距阈值；

d)当相关人员采用不同焦距微调值替换所述匹配程式中的初始焦距微调值后，各待匹配机台根据所述最优焦距阈值及修改后的各焦距微调值分别对所述标准晶片进行相应检测以获得各第二缺陷数目，并分别建立各待匹配机台的焦距微调值与第二缺陷数目的第一关系模型；

e)根据建立的各第一关系模型选择第一关系模型峰值处变化率最大者作为参照模型以确定参照机台；

f)调节未被确定为参照机台的各待匹配机台的时间延时集成焦距以使相应各焦距微调值再次被修改；

g)未被确定为参照机台的各待匹配机台根据再次修改后的焦距微调值对所述标准晶片进行检测以获得第三缺陷数目，并建立所述第三缺陷数目与相应焦距微调值之间的第二关系模型；以及

h)根据各第二关系模型及所述参照模型确定各最优焦距微调值以使各未被确定为参照机台的各待匹配机台与参照机台相匹配，其中，在各最优焦距微调值处各第二关系模型对应的各第三缺陷数目与所述参照模型对应的第二缺陷数目之间的差值不超过第二预设范围。

2、如权利要求1所述的缺陷检测机台的匹配方法，其特征在于，还包括：所述各待匹配机台根据相应最优焦距阈值及对应的焦距微调值对所述标准晶片分别进行扫描以验证所述待匹配机台对缺陷的捕获率是否达到预设值。

3、如权利要求1所述的缺陷检测机台的匹配方法，其特征在于：步骤d)中，所述待匹配机台采用每一焦距微调值都对所述标准晶片检测多次以得到平均的第一缺陷数目。

4、如权利要求1所述的缺陷检测机台的匹配方法，其特征在于：步骤d)中，所述待匹配机台根据相关人员在所述匹配程式对应的数据文件中将不同焦距微调值替换所述初始焦距微调值后进行相应检测。

5、如权利要求1所述的缺陷检测机台的匹配方法，其特征在于：步骤d)及g)中分别采用excel建立相应第一关系模型及第二关系模型。

6、如权利要求1所述的缺陷检测机台的匹配方法，其特征在于：所述标准晶片为TRENCH Etch晶片。

7、如权利要求1所述的缺陷检测机台的匹配方法，其特征在于：所述待匹配的机台为KLA2138机台。