CN103926256A - 一种cmp划痕自动检测系统 - Google Patents

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陈旭
娄晓祺
邵雄
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Shanghai Huali Microelectronics Corp
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Shanghai Huali Microelectronics Corp
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Abstract

本发明提供一种CMP划痕自动检测系统，包括：缺陷检测部件、缺陷处理部件、信号分析部件、信号比对部件和存储设备。所述CMP划痕自动检测系统克服了现有技术中不能准确计算圆弧实际长度的问题，避免人为估算的错误，从而能够及时发现有问题的晶圆，提高生产效率，进而降低晶圆的次品率。

Description

一种CMP划痕自动检测系统
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种CMP划痕自动检测系统。
背景技术
在半导体器件制造过程中,由于复杂的工艺步骤,晶圆片在不同机台上进行工艺,通过缺陷检测设备常常会在晶圆片表面发现缺陷,这些缺陷包括在工艺过程中的产生的颗粒、由于射频原因产生的晶圆击穿和由机器臂产生的机械性划痕等。
目前晶圆表面缺陷的检测主要是人工的方法。人工的方法是指专业人员通过操作人工视觉检测设备(MVI)剔除部分表面有缺陷的IC芯片。如中国专利CN101378024A公开了一种晶圆缺陷的检测方法，包括：选定检测区域，该检测区域是以晶圆中心为圆心，半径是晶圆半径十分之一至五分之一的圆形区域；在该检测区域内选取若干个呈反射状均匀分布的检测点，检测点大于49个；对每一检测点进行分析，找出缺陷的位置。
现有的人工的方法，会给产品在成品率，品质稳定性造成一定的影响，一些细小的缺陷也很难被检测到。人工视觉检测设备检测的质量控制与操作人员的经验有密切关系，操作人员自检时间较长时容易产生疲劳，并且成本过高。
中国专利CN102053093A公开了一种晶圆表面切割芯片的表面缺陷检测方法，包括以下步骤：一、建立无缺陷的晶圆表面的晶圆表面模板图像库；二、获取的待检测的单个芯片的图像；三、将获取的待检测的单个芯片的图像与晶圆表面模板图像库中的图像进行比对，根据比对结果判断晶圆表面切割芯片是否存在表面缺陷。
上述发明的自动检测晶圆缺陷的方法和系统，解决了人工输入有缺陷管芯容易出错的问题，大大提高了检测效率。
不过，现有技术中，对于圆弧状的机械性划痕，其实际长度的计算仍然是一个比较大的难题，只能凭经验进行估算。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种CMP划痕自动检测系统，以克服现有技术中不能精确计算圆弧状的机械性划痕长度的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为：
一种CMP划痕自动检测系统，包括：缺陷检测部件、缺陷处理部件、信号分析部件、信号比对部件和存储设备；
所述缺陷检测部件检测并记录一晶圆上的缺陷信号，且该缺陷检测部件将所述缺陷信号传送至所述缺陷处理部件；
所述缺陷处理部件将所述缺陷信号转换为二值图像，并进行霍夫变换，得到反映圆弧信号的直线缺陷数据，所述直线缺陷数据进行过滤，并利用最小二乘法得出一圆弧方程，并将圆弧方程传化为反映圆弧方程的信号传送至所述信号分析部件；
所述信号分析部件接收所述反映圆弧方程的信号并分析得到圆弧的有效长度；
所述信号比对部件调取所述存储设备中的报废标准长度，并将该报废标准长度与获取的所述圆弧的有效长度进行比对，得到所述晶圆是否符合标准的对比结果。
作为本发明所述系统的进一步优选，还包含一自动提示部件，用于将对比结果通知给操作人员。
一种上述CMP划痕自动检测系统的应用，包括以下步骤：
步骤一、所述缺陷检测部件检测缺陷信号，且该缺陷检测部件将所述缺陷信号传送至一缺陷处理部件；
步骤二、所述缺陷处理部件将所述缺陷信号转换为二值图像，并进行霍夫变换，得到反映圆弧信号的直线缺陷数据，所述直线缺陷数据进行过滤，并利用最小二乘法得出一圆弧方程，并将圆弧方程传化为反映圆弧方程的信号传送至所述信号分析部件；
步骤三、所述信号分析部件接收所述反映圆弧方程的信号并分析得到圆弧的有效长度；
步骤四、所述信号比对部件调取所述存储设备中的报废标准长度，并将该报废标准长度与获取的所述圆弧的有效长度进行比对，得到所述晶圆是否符合标准的对比结果。
作为本发明所述应用的进一步优选，还包含步骤五，所述步骤五为通过一自动提示部件将对比结果通知给操作人员。
作为本发明所述应用的进一步优选，所述二值图像由缺陷区域和不具有缺陷的区域组成，且表示缺陷区域的颜色与所述不具有缺陷的区域的颜色不同；其中，黑点标识的区域为缺陷区域；白点标识的区域为不具有缺陷的区域。
作为本发明所述应用的进一步优选，在所述直线缺陷数据中，通过将所述霍夫变换的阈值提高，以过滤掉不清晰的缺陷直线数据。
所述阀值为为大于或等于0.8的值，如0.8、0.9、1.0等
本发明提供的CMP划痕自动检测系统，克服了现有技术中不能准确计算圆弧实际长度的问题，避免人为估算的错误，从而能够及时发现有问题的晶圆，提高生产效率，进而降低晶圆的次品率。
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是本发明一实施例中CMP划痕自动检测系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例中CMP划痕自动检测系统应用的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种CMP划痕自动检测系统，可应用于技术节点为90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、大于等于130nm以及小于等于22nm的工艺中；可应用于以下技术平台中：Logic、Memory、RF、HV、Analog/Power、MEMS、CIS、Flash、eFlash以及Package。
如图1所示，本实施例中的CMP划痕自动检测系统的结构，包含缺陷检测部件、缺陷处理部件、信号分析部件、信号比对部件、存储设备和自动提示部件。机台对晶圆进行缺陷检测。
其中，缺陷检测部件可以使用KLA-Tencor2825（科磊量测设备仪器厂生产的一种缺陷检测机台的型号），检测并记录一晶圆上的缺陷数据，且该缺陷检测部件将所述缺陷信号传送至上述缺陷处理部件；
缺陷处理部件将所述缺陷信号转换为二值图像，并进行霍夫变换，得到反映圆弧信号的直线缺陷数据，直线缺陷数据进行过滤，并利用最小二乘法得出一圆弧方程，并将圆弧方程传化为可以反映圆弧方程的信号传送至上述信号分析部件，由于CMP工艺造成的机械性划痕通常圆弧尺寸都比较长而且缺陷点的数量比较多，所以可以很方便的设计合理的阈值筛选出符合要求的圆弧缺陷信号；
上述信号分析部件接收圆弧方程的信号，并将代表为缺陷的信号做连续性分析，得到圆弧的有效长度；
上述信号比对部件调取一存储设备中的报废标准长度，并将该报废标准长度与获取的上述获得圆弧有效长度进行比对，得到晶圆是否符合标准的对比结果。
上述自动提示部件接收对比结果并将结果将通知给操作人员。
如图2所示，一种上述CMP划痕自动检测系统的应用，包括以下步骤：
一、一缺陷检测部件检测缺陷信号，且该缺陷检测部件将所述缺陷信号传送至一缺陷处理部件；
二、缺陷处理部件将缺陷信号转换为由黑点标识的缺陷区域和白点标识的不具有缺陷的区域组成的二值图像，黑、白点标识还可以为任意两种不同的颜色，
上述二值图像进行霍夫变换，得到反映圆弧信号的直线缺陷数据，并对直线缺陷数据进行过滤，如通过霍夫变换的阈值提高过滤，阈值为大于等于0.8的值，如0.8、0.9、1.0等，并利用最小二乘法得出一圆弧方程，并将圆弧方程传化为反映圆弧方程的信号传送至一信号分析部件；
三、信号分析部件接收所述反映圆弧方程的信号并分析得到圆弧的有效长度；
四、信号比对部件调取一存储设备中的报废标准长度，并将该报废标准长度与获取的所述圆弧的有效长度进行比对，得到所述晶圆是否符合标准的对比结果。
上述对比结果还可以进一步通过一自动提示部件发送给操作人员。
综上所述，本发明提供的CMP划痕自动检测系统，可以用于准确计算圆弧实际长度的问题，避免人为估算的错误，从而能够及时发现有问题的晶圆，提高生产效率，进而降低晶圆的次品率。
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 (8)

1.一种CMP划痕自动检测系统，其特征在于，包括：缺陷检测部件、缺陷处理部件、信号分析部件、信号比对部件和存储设备；
所述缺陷检测部件检测并记录一晶圆上的缺陷信号，且该缺陷检测部件将所述缺陷信号传送至所述缺陷处理部件；
所述缺陷处理部件将所述缺陷信号转换为二值图像，并进行霍夫变换，得到反映圆弧信号的直线缺陷数据，所述直线缺陷数据进行过滤，并利用最小二乘法得出一圆弧方程，并将圆弧方程传化为反应圆弧方程的信号传送至所述信号分析部件；
所述信号分析部件接收所述反应圆弧方程的信号并分析得到圆弧的有效长度；
所述信号比对部件调取所述存储设备中的报废标准长度，并将该报废标准长度与获取的所述圆弧的有效长度进行比对，得到所述晶圆是否符合标准的对比结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包含一提示部件，用于将对比结果通知给操作人员。
3.一种如权利要求1或2所述系统的应用，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、所述缺陷检测部件检测缺陷信号，且该缺陷检测部件将所述缺陷信号传送至一缺陷处理部件；
步骤二、所述缺陷处理部件将所述缺陷信号转换为二值图像，并进行霍夫变换，得到反映圆弧信号的直线缺陷数据，所述直线缺陷数据进行过滤，并利用最小二乘法得出一圆弧方程，并将圆弧方程传化为反应圆弧方程的信号传送至所述信号分析部件，
步骤三、所述信号分析部件接收所述反应圆弧方程的信号并分析得到圆弧的有效长度；
步骤四、所述信号比对部件调取所述存储设备中的报废标准长度，并将该报废标准长度与获取的所述圆弧的有效长度进行比对，得到所述晶圆是否符合标准的对比结果。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，还包含步骤五，所述步骤五为通过一预报部件将对比结果通知给操作人员。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述二值图像由缺陷区域和不具有缺陷的区域组成，且表示缺陷区域的颜色与所述不具有缺陷的区域的颜色不同。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述缺陷区域用黑点标识；所述不具有缺陷的区域用白点标识。
7.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，在所述直线缺陷数据中，通过将所述霍夫变换的阈值提高，以过滤掉不清晰的缺陷直线数据。
8.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述阀值大于或等于0.8。
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