CN103424410A

CN103424410A - 晶圆缺陷自动目检的方法

Info

Publication number: CN103424410A
Application number: CN2013103394570A
Authority: CN
Inventors: 郭贤权; 许向辉; 顾珍
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: CN103424410B

Abstract

本发明涉及一种晶圆缺陷自动目检的方法，所述方法包括：提供一表面具有缺陷的晶圆；获取所述晶圆表面的缺陷扫描图；根据所述缺陷扫描图确定该晶圆上缺陷对应的位置区域；获取所述晶圆上缺陷对应的位置区域的光学照片；将所述光学照片与所述缺陷扫描图进行比对，以获取所述缺陷的形貌。本发明方法可以实时得到晶边上部、侧边和下部的光学照片，相比传统目检方法更加准确、高效和快速。

Description

晶圆缺陷自动目检的方法

技术领域

本发明涉及一种晶圆缺陷检测方法，尤其涉及一种晶圆缺陷自动目检的方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件的结构越来越复杂，因此，对半导体器件的缺陷检测也显得越来越重要。

业界主要采用晶边缺陷扫描机台进行晶圆的晶边缺陷扫描，该机台对晶圆边缘的上部、侧边和下部都能够进行扫描，其对晶圆边缘每个部分进行扫描后获得各自的缺陷扫描图（即晶边的信息图），然后通过数据计算和阈值设定来得到缺陷位置。

目前，在对晶圆进行缺陷扫描之后所进行的目检环节中，大多采用人工目检的方式，其原因是由于目前的所采用的晶边缺陷扫描机台大多都不具备自动目检的功能，因此，当对晶圆进行完晶边的扫描后，需要将机台切换至人工目检模式，通过选择机台刚刚进行扫描后所获得的缺陷扫描图像，在机台的光学摄像头下人工调整好焦距和亮度，对晶圆边缘的不同位置一张一张地进行拍照，并对这些照片进行人工的目检，由于其所拍照的位置相对不固定，所得到的照片较难与扫描所得的缺陷扫描图进行对应，因而导致了整个目检过程往往复杂而又冗长，且极易出现错误。

中国专利（CN 102053089 A）公开了一种自动目检方法，该自动目检方法包括：获取待检测晶片的电性测试图像；对所述电性测试图像划分区域；对所述电性测试图像的各区域内电性测试合格的芯片进行选择性自动目检。该发明并没有涉及上述对上述问题的相关解决方法。

可见，目前尚不存在一种采用晶边缺陷扫描机台对晶圆进行自动化目检的方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种晶圆缺陷自动目检的方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种晶圆缺陷自动目检的方法，其中，所述方法包括：

提供一表面具有缺陷的晶圆；

获取所述晶圆表面的缺陷扫描图；

根据所述缺陷扫描图确定该晶圆上缺陷对应的位置区域；

获取所述晶圆上缺陷对应的位置区域的光学照片；

将所述光学照片与所述缺陷扫描图进行比对，以获取所述缺陷的形貌。

所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其中，所述方法还包括：

通过旋转所述晶圆，并对所述晶圆的一个表面进行多次拍照，以获取若干张具有重叠区域的光学照片；

根据所述重叠区域，将所述若干张光学照片合成为一张长幅光学照片；

其中，所述长幅光学照片中包含距离晶圆边缘相同距离范围内的同一表面上的晶圆形貌。

所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其中，所述长幅照片是包含晶圆上部表面形貌的第一长幅光学照片；

或者是包含晶圆侧部表面形貌的第二长幅光学照片；

或者是包含晶圆下部表面形貌的第三长幅光学照片。

所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其中，所述缺陷扫描图包括：

对晶圆上部表面进行扫描后的第一缺陷扫描图；

对晶圆侧部表面进行扫描后的第二缺陷扫描图；

对晶圆下部表面进行扫描后的第三缺陷扫描图。

所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其中，所述第一长幅光学照片与所述第一缺陷扫描图的尺寸相同；

所述第二长幅光学照片与所述第二缺陷扫描图的尺寸相同；

所述第三长幅光学照片与所述第三缺陷扫描图的尺寸相同。

所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其中，旋转所述晶圆自转的速度为0.5~1r/min。

所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其中，对所述晶圆的一个表面进行多次拍照的区域为距离晶圆边缘的距离小于10mm的环形区域。

所述的晶圆缺陷自动目检方法，其中，采用晶边缺陷扫描机台获取所述缺陷扫描图。

所述的晶圆缺陷自动目检方法，其中，采用晶边缺陷扫描机台中的光学摄像头对所述晶圆进行拍照。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明通过在扫描之后对晶边缺陷扫描机台继续加以利用，获取不同角度下的晶圆边缘的光学照片，并将这些照片通过重叠信息拼接技术进行合成，以获得与扫描得到的缺陷扫描图尺寸相同的光学照片，从而通过该光学照片能够直观地对缺陷扫描图中的缺陷位置处所对应的缺陷新貌进行观测，便于识别缺陷的种类和成因，同时也提高了目检的效率；此外，由于本发明方法可基于自动化的系统中得以实现，因此进一步节省了大量的人力成本。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明方法中的晶圆结构示意图；

图2是本发明方法中采用晶边缺陷扫描机台对晶圆边缘上部进行扫描的缺陷扫描图；

图2A是本发明方法中采用晶边缺陷扫描机台对晶圆边缘上部进行扫描的区域示意图；

图3是本发明方法中采用晶边缺陷扫描机台对晶圆边缘侧边进行扫描的缺陷扫描图；

图4是本发明方法中采用晶边缺陷扫描机台对晶圆边缘下部进行扫描的缺陷扫描图；

图5是本发明方法中晶圆旋转1度后所拍摄的彩色照片示意图；

图6是本发明方法中晶圆旋转2度后所拍摄的彩色照片示意图；

图7是本发明方法中对图5和图6中的彩色照片进行合成后获得的彩色照片示意图；

图8是本发明方法中的缺陷扫描图、长幅照片和检测晶圆上缺陷的对应关系示意图。

具体实施方式

本发明提供一种晶圆缺陷自动目检的方法，可用于技术节点为大于等于130nm、90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、小于等于22nm等的工艺中；本发明同时可用于Logic、Memory、RF、HV、Analog/Power、MEMS、CIS、Flash、eFlash等技术平台中。

下面对本发明方法进行详细说明。

在晶边缺陷扫描机台对晶圆进行完晶边的扫描和分析之后，即晶圆将要离开载物台时，开始使用本发明方法。

首先，如图1所示，在晶边缺陷扫描机台的载物台上让晶圆以低速进行旋转，速度控制在0.5-1r/min，控制晶圆每转过一度后，以相对静止状态保持一段时间，用于后续的拍照处理。晶边缺陷扫描机台在对晶边进行扫描的同时会形成缺陷扫描图，该缺陷扫描图是通过数据计算和阈值的设定来获得晶圆的缺陷位置，但是该缺陷扫描图仅能够提供缺陷的位置，并不能提供晶圆缺陷的直观形貌。如图2~4所示，分别绘示了对晶圆边缘的三个面进行扫描的缺陷扫描图，其中，图2是对晶圆边缘的上部进行扫描的缺陷扫描图，图3是对晶圆边缘的侧边进行扫描的缺陷扫描图，图4是对晶圆边缘的下部进行扫描的缺陷扫描图。其中图2是通过对晶圆的上部表面上距离晶圆边缘10mm范围内（图2A中的斜线区域）的区域进行扫描后所获得的缺陷图像，图3是通过对晶圆的侧边进行扫描后所获得的缺陷图像，图4是通过对晶圆的下部表面上距离晶圆边缘10mm范围内的区域进行扫描后所获得的缺陷图像。

然后，当晶圆旋转时，在晶圆处于静止状态的时候，采用该晶边缺陷扫描机台的光学摄像头对载物台上的晶圆边缘的上部进行照相，在照相时自动调整其焦距和亮度，每当载物台旋转1度，通过光学摄像头获取一张晶圆处于该位置下的其边缘形貌的彩色相片，待载物台完成360度的旋转后，获取载物台旋转一周过程中的每一个角度下的晶圆上部边缘形貌相片。

通过相片重叠信息拼接技术将上述获得的所有相片进行合成，从而得到一张合成后的长幅彩色照片，该照片的尺寸与通过晶边缺陷扫描机台进行扫描后所获得的缺陷扫描图的尺寸相同。如图5~7所示，图5是晶圆转过1度时所拍照获得的彩色照片的示意图，图6是晶圆转过2度时所拍照获得的彩色照片的示意图，其中虚线框部分51和虚线框部分61是在两张照片中新貌相同的区域，通过合成可获得如图7所示的照片，其中虚线框部分71重叠区域在新照片中的反映。通过这种合成方法将所有的相片都进行合成以后，该合成后的长幅彩色照片中包含着整个晶圆边缘上部的形貌信息，该形貌信息可以通过肉眼来观察获得。

至此，通过上述的步骤获得了反应整个晶圆边缘上部形貌的长幅彩色照片。然后，与上述的步骤相类似的，同样采用晶边缺陷扫描机台对晶圆边缘的侧面进行360度的拍摄，并将其整合在一张长幅的彩色照片上，同样的，该长幅的彩色照片的尺寸与采用晶边缺陷扫描机台对晶圆的边缘侧边进行扫描后形成的缺陷扫描图的尺寸相同。这样就获得了反应整个晶圆边缘侧边形貌的长幅彩色照片。采用同样的方法获得反应整个晶圆边缘下部形貌的长幅彩色照片。

经过上述的步骤之后，通过对载物台上的晶圆进行拍照与合成，总共获得了三张长幅彩色照片，该三张照片分别反应着整个晶圆边缘的上部的形貌信息、侧边的形貌信息和下部的形貌信息。

由于该三张长幅彩色照片分别与相对应的缺陷扫描图的尺寸完全一致，因此，通过对彩色照片和缺陷扫描图以相同的端点设置为坐标原点，其两者中的相同坐标位置所对应至实际晶圆上的位置是相同的。其中，该相同的端点可优选设置于晶圆的对准标记处，即彩色照片的原点位置为晶圆的对准标记位置处，缺陷扫描图的原点位置也为晶圆的对准标记位置处。

然后，一旦发现缺陷扫描图上的缺陷位置，就可以通过该缺陷位置所在的坐标对应至长幅彩色照片上进行缺陷形貌的查看，如图8所示，以晶圆边缘的上部为例，缺陷扫描图1中发现缺陷位置（即椭圆11所在的位置），然后对应到长幅彩色照片2上的相应位置（即椭圆21所在的位置），通过照片和晶圆之间的对应关系，就可以确定晶圆3上的缺陷位置（即椭圆31所在的位置）。

由于上述的步骤中并不含有人为改变的参数或者硬件，所以上述的方法步骤均可以通过一个系统来将其整合至其中，以实现对晶边缺陷的自动化目检，这样相比传统的人工目检，可以省去大量的人力，同时也保证了目检的准确性和高效性。

综上所述，本发明方法通过在采用晶边缺陷扫描机台对晶圆进行扫描完成之后，继续采用该机台对晶圆继续进行目检，并且在目检的过程中对拍照所获得的彩色照片进行合成，从而获得能够反应整个晶圆形貌的长幅彩色照片，并且通过之前扫描后形成的缺陷扫描图中的缺陷位置对应到该长幅彩色照片中，根据该位置可从彩色照片中读出缺陷的具体形貌情况。因此，通过本方法可以实现对缺陷的形貌一目了然，并且，通过适当的程序化后可以实现缺陷目检的自动化，省去了大量的人力资源，同时也提高了目检的效率和可靠性。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims

1.一种晶圆缺陷自动目检的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一表面具有缺陷的晶圆；

获取所述晶圆表面的缺陷扫描图；

根据所述缺陷扫描图确定该晶圆上缺陷对应的位置区域；

获取所述晶圆上缺陷对应的位置区域的光学照片；

2.如权利要求1所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.如权利要求2所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其特征在于，所述长幅照片是包含晶圆上部表面形貌的第一长幅光学照片；

或者是包含晶圆侧部表面形貌的第二长幅光学照片；

或者是包含晶圆下部表面形貌的第三长幅光学照片。

4.如权利要求3所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其特征在于，所述缺陷扫描图包括：

对晶圆上部表面进行扫描后的第一缺陷扫描图；

对晶圆侧部表面进行扫描后的第二缺陷扫描图；

对晶圆下部表面进行扫描后的第三缺陷扫描图。

5.如权利要求4所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其特征在于，所述第一长幅光学照片与所述第一缺陷扫描图的尺寸相同；

所述第二长幅光学照片与所述第二缺陷扫描图的尺寸相同；

所述第三长幅光学照片与所述第三缺陷扫描图的尺寸相同。

6.如权利要求2所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其特征在于，旋转所述晶圆自转的速度为0.5~1r/min。

7.如权利要求2所述的晶圆缺陷自动目检的方法，其特征在于，对所述晶圆的一个表面进行多次拍照的区域为距离晶圆边缘的距离小于10mm的环形区域。

8.如权利要求1所述的晶圆缺陷自动目检方法，其特征在于，采用晶边缺陷扫描机台获取所述缺陷扫描图。

9.如权利要求2所述的晶圆缺陷自动目检方法，其特征在于，采用晶边缺陷扫描机台中的光学摄像头对所述晶圆进行拍照。