CN105097578B - 一种缺陷扫描机台对准系统的改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缺陷扫描机台对准系统的改进方法，所述方法包括：建立用于储存参考图像的数据库，所述数据库包括每个所述参考图像的写入时间、ID、被用于预设定对比图像的次数及时间；将采集的预检测晶圆图像与建立工艺配方时的预设定对比图像进行逐一比对，若不匹配，则与所述数据库中的参考图像进行比对；在所述数据库中找到匹配的参考图像时，则对准成功，并记录所述数据库中该参考图像的ID；若在所述数据库中未找到与所述预检测晶圆图像相匹配的图像，则将所述预检测晶圆图像写入所述数据库，并标记其ID，及写入时间，然后警示操作人员进行人工对准。根据本发明提出的改进方法，可降低对准失败率，提高生产效率。

Description

一种缺陷扫描机台对准系统的改进方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种缺陷扫描机台对准系统的改进方法。

背景技术

在晶圆的生产过程中，需要在关键工艺制程站点之后安插缺陷扫描(DefectInspection)站点。通过抽样扫描缺陷来判断线上缺陷状况，发现问题，并解决问题，进而提升产品的良率。

缺陷扫描机台是通过晶粒(die)对晶粒间的对比来检测缺陷，因此在进行缺陷扫描前需要对晶圆进行对准(alignment)。缺陷扫描机台的对准系统是通过采集预检测晶圆的预定位置(如图1中位置1,2,3,4,5,6)的图像，与建立工艺配方时的预设定对比图像进行比较，如果预检测晶圆图像与预设定对比图像吻合，则对准成功,如果不吻合，则失败。

在PM周期的末期，由于机台上采集图像镜头的使用寿命或者镜头在Z方向上的偏移两个因素的影响，采集到的图像与预设定对比图像相比有略微的散焦，如图2所示，从而导致对准失败率变高，扫描的晶圆片数变少。

目前常见的处理方法包括以下几种：

1、缩短PM周期，但是这样会增加额外的成本。

2、复检对准失败率，如果发现失败率有上升的趋势，通知相关人员进行解决，但是这样通常会导致缺陷处理周期延迟5～7天，影响产品的良率。

3、当出现对准失败的警示时，现场操作人员及时进行手动对准，而这样会增加操作人员额外的劳动量，且容易造成机台空转。

因此，为了解决上述技术问题，有必要对缺陷扫描机台对准系统进行改进。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服目前存在问题，本发明提出一种缺陷扫描机台对准系统的改进方法，包括：

建立用于储存参考图像的数据库，所述数据库包括每个所述参考图像的写入时间、ID、被用于预设定对比图像的次数及时间；

将采集的预检测晶圆图像与建立工艺配方时的预设定对比图像进行逐一比对，若不匹配，则与所述数据库中的参考图像进行比对；

在所述数据库中找到匹配的参考图像时，则对准成功，并记录所述数据库中该参考图像的ID；

若在所述数据库中未找到与所述预检测晶圆图像相匹配的图像，则将所述预检测晶圆图像写入所述数据库，并标记其ID，及写入时间，然后警示操作人员进行人工对准。

进一步，将所述预检测晶圆图像与所述预设定对比图像进行比对时，若匹配，则对准成功。

进一步，将所述预检测晶圆图像与所述数据库中的参考图像进行比对时，所述比对的顺序以被匹配次数最多的参考图像优先。

进一步，当所述被匹配次数相同时，所述比对的顺序以匹配时间最近的参考图像优先。

进一步，将所述预检测晶圆图像与所述数据库中的参考图像进行比对时，若连续3次以上与所述数据库中同一参考图像ID相匹配，则将该参考图像写入为该工艺配方的预设定对比图像。

进一步，若3个不同工艺配方的预设定对比图像被所述数据库中的参考图像替换，警示给相关人员。

进一步，所述警示给相关人员的警示信息包含工艺配方名称，替换时间和图像ID。

综上所述，根据本发明提出的缺陷扫描机台对准系统的改进方法，可降低对准失败率，有效监控机台对准系统的性能，进而提高生产效率和产品的良率。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为现有的预检测晶圆的预定位置的示意图；

图2为现有的预设定对比图像和散焦图像对比图；

图3为根据本发明实施例的改进方法依次实施的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

[示例性实施例]

缺陷扫描机台是通过晶粒对晶粒间的对比来检测缺陷，因此在进行缺陷扫描前需要对晶圆进行对准(alignment)。在PM周期的末期，由于机台上采集图像镜头的使用寿命或者镜头在Z方向上的偏移两个因素的影响，采集到的图像与预设定对比图像相比有略微的散焦，从而导致对准失败率变高，扫描的晶圆片数变少。针对上述问题，本发明提出了一种改进方法。

首先，在进行对准前，先建立用于储存参考图像的数据库，所述数据库包括每个参考图像的写入时间、标识码(Identity，简称ID)、被用于预设定对比图像的次数及时间等信息。所述参考图像来源于缺陷扫描机台用于对准比对的预设定对比图像或某一时刻采集的检测晶圆图像，并随时可根据需要更新写入新的图像信息。在检测前将参考图像数据库中的数据导入所述扫描机台，以便后续进行比对使用。

下面结合流程图对本发明提出的缺陷扫描机台对准系统的改进方法做进一步的说明。

首先，执行步骤300，采集预检测晶圆的图像，与建立工艺配方时预设定对比图像进行比对。

通过缺陷扫描机台的图像采集装置来进行对预检测晶圆图像的采集。所述图像采集装置主要包括光学镜头、摄像机和采集卡等部分。采集到预检测晶圆的图像后，与建立工艺配方时的预设定对比图像进行比对。

如果采集的预检测晶圆图像与预设定对比图像匹配，则进行步骤320，对准成功。缺陷扫描机台顺利进入接下来的缺陷扫描过程。

若预检测晶圆图像与预设定对比图像不匹配，则执行步骤310，与数据库中的参考图像进行逐一比对。由于参考图像来源于预设定对比图像或某一时刻采集的晶圆图像，因此其更准确可靠，能够作为对准比对的依据。作为一个实例，比对顺序以被匹配次数最多的参考图像优先，若被匹配次数相同，以匹配时间最近的参考图像优先。参考图像被匹配次数越多也就表明该图像越能反映缺陷扫描机台上的镜头经常处于的状态，而如果被匹配次数相同，以匹配时间最近的参考图像优先，这主要因为匹配时间越近，其与现有缺陷扫描机台上的镜头状态就越接近，其图像也就越有可能与预检测晶圆的图像匹配。以上述比对顺序进行比对，可提高比对的速度、效率和准确率，降低对准失败率。

若执行步骤310过程中，在所述数据库中找到匹配的参考图像，则执行步骤311，对准成功，并记录所述数据库中该参考图像的ID。进一步，执行步骤313，将所述预检测晶圆图像与所述数据库中的参考图像进行比对时，若连续3次以上与所述数据库中同一参考图像ID相匹配，则将该参考图像写入为该工艺配方的预设定对比图像。值得一提的是，在此并不对连续匹配次数做具体限制，为了降低对准失败率，可选地，连续匹配次数为3次时，即可则将该参考图像写入为该工艺配方的预设定对比图像。在此将参考图像写入为预设定对比图像是因为在缺陷扫描机台的持续使用过程中，机台上采集图像镜头的使用时间不断增加越来越接近其使用寿命或者镜头在Z方向上的发生偏移，导致采集到的图像与预设定的对比图像相比有略微的散焦，而造成不能匹配的情况出现，若连续三次以上与参考图像匹配成功，则间接反映缺陷扫描机台上镜头状态可能发生了变化，原预设定对比图像不能再适用于现有机台的状态，而参考图像在此能适用。

进一步，执行步骤315，若3个不同工艺配方的预设定对比图像被所述数据库中的参考图像替换，警示给相关人员。作为一个实例，警示给相关人员的警示信息包含工艺配方名称，替换时间和图像ID。

若在执行步骤310过程中，在所述数据库中未找到与所述预检测晶圆图像相匹配的图像，则执行步骤312，将采集的预检测晶圆图像写入所述数据库，并标记其ID，及写入时间，然后执行步骤314，警示操作人员进行人工对准。将采集的预检测晶圆图像写入数据库，目的是更新数据库中参考图像数量，使数据库中的图像信息能更全面的反映采集图像镜头在某状态时可能采集到的图像，以便在以后进行对准时，若出现与写入数据库中的预检测晶圆图像相匹配的图像时，不需再进行人工对准，即可对准成功，省时省力。

综上所述，本发明建立的优化缺陷扫描机台对准系统流程，可根据工艺配方在应用中的不同表现，重新定义预设定对比图像或者更新数据库中的参考图像，参考图像的不断更新有利于校正由于扫描机台上镜头状态随时间的变化而造成的散焦问题导致的对准失败问题，降低对准失败率，有效监控机台对准系统的性能，进而提高生产效率和产品的良率。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (7)

1.一种缺陷扫描机台对准系统的改进方法，所述方法包括：

建立用于储存参考图像的数据库，所述数据库包括每个所述参考图像的写入时间、标识码、被用于预设定对比图像的次数及时间；

将采集的预检测晶圆图像与建立工艺配方时的预设定对比图像进行逐一比对，若不匹配，则与所述数据库中的参考图像进行比对；

在所述数据库中找到匹配的参考图像时，则对准成功，并记录所述数据库中该参考图像的标识码；

若在所述数据库中未找到与所述预检测晶圆图像相匹配的图像，则将所述预检测晶圆图像写入所述数据库，并标记其标识码，及写入时间，然后警示操作人员进行人工对准。

2.如权利要求1所述的改进方法，其特征在于，将所述预检测晶圆图像与所述预设定对比图像进行比对时，若匹配，则对准成功。

3.如权利要求1所述的改进方法，其特征在于，将所述预检测晶圆图像与所述数据库中的参考图像进行比对时，所述比对的顺序以被匹配次数最多的参考图像优先。

4.如权利要求3所述的改进方法，其特征在于，当所述被匹配次数相同时，所述比对的顺序以匹配时间最近的参考图像优先。

5.如权利要求1所述的改进方法，其特征在于，将所述预检测晶圆图像与所述数据库中的参考图像进行比对时，若连续3次以上与所述数据库中同一参考图像标识码相匹配，则将该参考图像写入为该工艺配方的预设定对比图像。

6.如权利要求5所述的改进方法，其特征在于，若3个不同工艺配方的预设定对比图像被所述数据库中的参考图像替换，警示给相关人员。

7.如权利要求6所述的改进方法，其特征在于，所述警示给相关人员的警示信息包含工艺配方名称，替换时间和图像标识码。