CN110854035A - 晶圆边缘缺陷的检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明提供的晶圆边缘的缺陷检测方法及装置中，通过对待检测晶圆进行扫描得到扫描图像，获取所述待检测晶圆的反射率，能够对所述晶圆的反射率进行实时检测，同时，通过将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷，从而可以实时、精确的得到晶圆边缘的缺陷情况。

Description

晶圆边缘缺陷的检测方法及装置
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种晶圆边缘缺陷的检测方法及装置。
背景技术
集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。在集成电路制造的过程中，在每个工艺流程中都有可能在晶圆上形成缺陷。随着半导体工艺的发展，半导体器件越来越趋向于小型化，晶圆上的缺陷在半导体工艺中的影响越来越大，因此在集成电路制造的过程中，需要对晶圆进行缺陷检测，以检测结果为依据分析产生缺陷的原因，以对生产工艺或工艺设备进行调整，减小缺陷产生。
现今随着集成电路晶圆尺寸的增大和生产工艺过程复杂程度的提高，晶边含有的有效芯片将越多，对晶边缺陷的要求越来越高。在半导体制造工艺中，随着半导体制造技术尺寸的不断缩小，在晶圆制造工艺中，由于晶边的特殊结构往往会导致晶边薄膜剥落等缺陷，目前对晶边缺陷的监控主要是在光片上离线监控，对于有图形的晶圆，特别是到了中后段工艺，由于光刻洗边距离的不同及薄膜生长层次的增多，在检测晶边缺陷时有很大的噪声。在光刻洗边过程中，常常会发生洗边偏边现象。目前对洗边的检测采用的方法是通过光学检测，获得晶边图像，将图像按灰阶值转化为数字，通过降低像素等方法，凸显晶边缺陷信号。此方法的缺点是不能实时对晶边缺陷进行检测。检测精度低。因此，急需一种检测晶圆边缘缺陷的方法，以精确检测晶圆的边缘缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆边缘缺陷的检测方法及装置，以解决现有技术中晶圆缺陷的检测无法实时、检测精度低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆边缘缺陷的检测方法，包括：
提供待检测晶圆，预设需进行检测的检测区；
对所述检测区进行扫描，得到扫描图像；
对所述扫描图像进行数据处理，以得到所述检测区的反射率；
将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷。
可选的，在所述的晶圆边缘缺陷的检测方法中，对所述扫描图像进行数据处理包括：
对所述扫描图像做近似矩形处理，得到一矩形扫描图像；
将所述矩形扫描图像分成M个单元，每个所述单元包括N个像素，对N个所述像素进行数据处理，得到检测区特征数据库，其中，M>1，N>1。
可选的，在所述的晶圆边缘缺陷的检测方法中，N个所述像素呈阵列排布，以至少2*2个所述像素为一组进行所述数据处理。
可选的，在所述的晶圆边缘缺陷的检测方法中，所述数据处理采用的公式为：(AX+AX+1+BX+BX+1)/4＝aX，其中，A和B表示同一所述单元内相邻的两列所述像素的灰度值，aX表示所述检测区特征数据库内的对应数据，X≥1。
可选的，在所述的晶圆边缘缺陷的检测方法中，将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷包括：若所述反射率不在所述阈值内，则判断为所述检测区存在缺陷。
可选的，在所述的晶圆边缘缺陷的检测方法中，在判断为所述检测区存在缺陷后，所述晶圆边缘缺陷的检测方法还包括：对所述待检测晶圆进行洗边工艺。
基于同一构思，本发明还提供一种晶圆边缘缺陷的检测装置，所述晶圆边缘缺陷的检测装置包括：
检测模块，用于对待检测晶圆的检测区进行扫描以得到扫描图像；
数据处理模块，用于对扫描图像进行处理以得到所述检测区的反射率；
缺陷判定模块，用于将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷。
可选的，在所述的晶圆边缘缺陷的检测装置中，所述数据处理模块用于对扫描图像进行处理以得到所述检测区的反射率包括：
对所述扫描图像做近似矩形处理，得到一矩形扫描图像；
将所述矩形扫描图像分成M个单元，每个单元包括N个像素，对N个所述像素进行数据处理，得到检测区特征数据库，其中，M>1，N>1。
可选的，在所述的晶圆边缘缺陷的检测装置中，N个所述像素呈阵列排布，以至少2*2个所述像素为一组进行所述数据处理。
可选的，在所述的晶圆边缘缺陷的检测装置中，所述数据处理采用的公式为：(AX+AX+1+BX+BX+1)/4＝aX，其中，A和B表示一个所述单元内相邻的两列所述像素的灰度值，aX表示所述检测区特征数据库内的对应数据，X≥1。
在本发明提供的晶圆边缘的缺陷检测方法及装置中，通过对待检测晶圆进行扫描得到扫描图像，获取所述待检测晶圆的反射率，能够对所述晶圆的反射率进行实时检测，同时，通过将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷，从而可以实时、精确的得到晶圆边缘的缺陷情况。
附图说明
图1是本发明实施例提供的晶圆边缘缺陷的检测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的晶圆边缘缺陷的检测装置的框图；
其中，附图标记说明如下：
110-扫描模块；120-数据处理模块；130-缺陷判定模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的晶圆边缘缺陷的检测方法及装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，图1是本发明实施例提供的晶圆边缘缺陷的检测方法的流程示意图，本发明提供一种晶圆边缘缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S1，提供待检测晶圆，设定需进行检测的检测区；
S2，对所述检测区进行扫描，得到扫描图像；
S3，对所述扫描图像进行数据处理，以得到所述检测区的反射率；
S4，将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷。
在步骤S1中，所述检测区可以根据工艺需求设置，所述检测区可以为以所述晶圆的中心为圆心，在靠近晶圆边缘处，形成的圆环状检测区；优选的，所述检测区沿所述晶圆的径向宽度可以小于5mm，所述检测区的设置，易于对所述晶圆的边缘的扫描，避免缺陷漏检以及提高扫描精度。
在步骤S2中，对所述检测区的扫描可以是步进扫描，通过对所述检测区的扫描，得到扫描图像；在后续的数据处理中可以对所述扫描图像做分析处理，以检测所述检测区的缺陷。
在步骤S3中，对所述扫描图像进行数据处理，所述数据处理包括：
对所述扫描图像做近似矩形处理，得到一矩形扫描图像。所述近似矩形处理的目的是为了便于后续的的数据对比；由于晶边薄膜剥落等缺陷，晶边并非平整的表面，以所述检测区为检测范围扫描得到的图形类似拱形、或其它不规则形状。因此，在本申请实施例中，先对所述扫描图像做近似矩形处理，得到一矩形扫描图像，从而便于后续的数据对比。
将所述矩形扫描图像分成M个单元，每个所述单元包括N个像素，N个所述像素呈阵列排布，对N个所述像素进行数据处理，得到检测区特征数据库。其中，M>1，N＞1，在一个所述单元中以至少2*2个所述像素为一组进行所述数据处理。比如，A1、A2、B1和B2，其中，A1和A2表示相同的所述单元内相同列的所述像素，B1所述B2表示相同的所述单元内相同列的所述像素，A1和B1表示相同的所述单元内不同列(在此为相邻列)的所述像素。在本发明的实施例中，所述数据处理采用的公式为：(AX+AX+1+BX+BX+1)/4＝aX，所述数据处理的公式是以至少4个像素为例列举的，但不限于此。其中，A和B表示同一所述单元内相邻的两列所述像素的灰度值，aX表示所述检测区特征数据库内的对应数据，A和B对应的所述像素的灰度值均大于0，X≥1。具体的，AX和AX+1表示同一所述单元内同一列内相邻的所述像素的灰度值，BX和BX+1表示同一所述单元内同一列内相邻的所述像素的灰度值。以此类推，对第N个像素做数据处理后得到所述检测区特征数据库。
在本发明的实施例中，对所述扫描图像的所述数据处理能够弱化背景和缺陷信号，提高总体信噪比，由此，避免在检测晶边缺陷时因噪声过大，而带来的反射率无法获取或者获取较困难，而导致晶边缺陷检测不够精确的问题。
在步骤S4中，将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷包括：若所述反射率不在所述阈值内，则判断为所述检测区存在缺陷。在判断为所述检测区存在缺陷后，对所述待检测晶圆进行洗边工艺。可以根据所述反射率确定所述待检测晶圆存在缺陷的具体位置，再针对所述缺陷的位置获取其具体的形貌。以及反馈判断结果，对存在缺陷的区域进行标记，从而根据所述标记对所述待检测晶圆进行洗边工艺。其中，可以根据工艺参数设置所述阈值，所述阈值为所述晶圆在正常情况下所反映的反射率值；由于所述待检测晶圆存在残留或者膜层厚度不同或者存在缺陷，其反射率也不同。由此，通过阈值对所述反射率进行筛选，从而能够实时、精确的判断所述待检测进行晶圆是否存在缺陷。
在本发明的其他实施例中，可以在所述待检测晶圆的洗边工艺后再进行一次检测，避免所述晶圆上存在残留而造成的缺陷。
请参考图2，基于同一发明构思，本发明还提供一种晶圆边缺缺陷的检测装置，包括：检测模块110、数据处理模块120和缺陷判定模块130。
所述检测模块110用于对待检测晶圆的检测区进行扫描以得到扫描图像；所述检测模块可以根据所述扫描区的范围进行步进扫描，以使得扫描精确。
所述数据处理模块120用于对扫描图像进行数据处理，得到检测区特征数据库。具体的，对所述扫描图像做近似矩形处理，得到一矩形扫描图像，由于晶边薄膜剥落等缺陷，晶边并非平整的表面，因此以检测区为扫描范围扫描得到的图形类似拱形、或其它不规则形状。在本申请实施例中，先对所述扫描图像做近似矩形处理，得到一矩形扫描图像，从而便于后续的数据对比。将所述矩形扫描图像分成M个单元，每个所述单元包括N个像素，对N个所述像素进行数据处理，得到所述检测区特征数据库，其中，M>1，N＞1。对所述扫描图像的所述数据处理能够弱化背景和缺陷信号，提高总体信噪比，避免在检测晶边缺陷时因噪声过大，而带来的反射率无法获取或者获取较困难，而导致晶边缺陷检测不够精确的问题。
所述缺陷判断模块130用于将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷。具体的，可以根据工艺参数设置所述阈值，所述阈值为所述晶圆在正常情况下所反映的反射率值；对所述检测区特征数据库进行数据筛选，判断是否在所述阈值范围内。若所述反射率不在所述阈值内，则判断为所述检测区存在缺陷，在判断为所述检测区存在缺陷后，对所述待检测晶圆进行洗边工艺。
综上可见，在本发明提供的晶圆边缘的缺陷检测方法及装置中，通过对待检测晶圆进行扫描得到扫描图像，获取所述待检测晶圆的反射率，能够对所述晶圆的反射率进行实时检测，同时，通过将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷，从而可以实时、精确的得到晶圆边缘的缺陷情况。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，所述晶圆边缘缺陷的检测方法包括：
提供待检测晶圆，预设需进行检测的检测区；
对所述检测区进行扫描，得到扫描图像；
对所述扫描图像进行数据处理，以得到所述检测区的反射率；
将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷。
2.如权利要求1所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，对所述扫描图像进行数据处理包括：
对所述扫描图像做近似矩形处理，得到一矩形扫描图像；
将所述矩形扫描图像分成M个单元，每个所述单元包括N个像素，对N个所述像素进行数据处理，得到检测区特征数据库，其中，M>1，N>1。
3.如权利要求2所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，N个所述像素呈阵列排布，以至少2*2个所述像素为一组进行所述数据处理。
4.如权利要求3所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，所述数据处理采用的公式为：(AX+AX+1+BX+BX+1)/4＝aX，其中，A和B表示同一所述单元内相邻的两列所述像素的灰度值，aX表示所述检测区特征数据库内的对应数据，X≥1。
5.如权利要求1所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷包括：若所述反射率不在所述阈值内，则判断为所述检测区存在缺陷。
6.如权利要求5所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，在判断为所述检测区存在缺陷后，所述晶圆边缘缺陷的检测方法还包括：对所述待检测晶圆进行洗边工艺。
7.一种晶圆边缘缺陷的检测装置，其特征在于，所述晶圆边缘缺陷的检测装置包括：
检测模块，用于对待检测晶圆的检测区进行扫描以得到扫描图像；
数据处理模块，用于对扫描图像进行处理以得到所述检测区的反射率；
缺陷判定模块，用于将所述反射率与一阈值进行比较，确定所述检测区是否存在缺陷。
8.如权利要求7所述晶圆边缘缺陷的检测装置，其特征在于，所述数据处理模块用于对扫描图像进行处理以得到所述检测区的反射率包括：
对所述扫描图像做近似矩形处理，得到一矩形扫描图像；
将所述矩形扫描图像分成M个单元，每个单元包括N个像素，对N个所述像素进行数据处理，得到检测区特征数据库，其中，M>1，N>1。
9.如权利要求8所述的晶圆边缘缺陷的检测装置，其特征在于，N个所述像素呈阵列排布，以至少2*2个所述像素为一组进行所述数据处理。
10.如权利要求9所述的晶圆边缘缺陷的检测装置，其特征在于，所述数据处理采用的公式为：(AX+AX+1+BX+BX+1)/4＝aX，其中，A和B表示一个所述单元内相邻的两列所述像素的灰度值，aX表示所述检测区特征数据库内的对应数据，X≥1。
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