CN111341686A - 一种检测晶圆缺陷的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测晶圆缺陷的方法及装置，属于晶圆制造领域。所述方法包括：获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息；根据所述各缺陷的位置信息和预设的计算公式，计算所述各缺陷的收敛程度；判断所述收敛程度是否大于预设阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合成产品。本发明提供的一种检测晶圆缺陷的方法及装置，可以根据缺陷的收敛程度判断晶圆是否为合格产品，从而避免将不合格产品误判为合格产品，以提高检测效率。

Description

一种检测晶圆缺陷的方法及装置

技术领域

本发明涉及晶圆制造领域，特别涉及一种检测晶圆缺陷的方法及装置。

背景技术

随着半导体技术的发展，器件的尺寸越来越小，在晶圆制造过程中因为制程调整、环境或机台的异常对晶圆良率的影响越来越大，因此在晶圆制造过程中对晶圆缺陷进行实时检测也越来越重要。

目前，主要通过缺陷扫描机台在晶圆制造线上对晶圆缺陷进行扫描，以获取晶圆缺陷的总数，然后判断缺陷总数是否超过预设的限定值以便计算产品是否合格。如图1所示，预设的限定值为80时，当晶圆缺陷总数大于虚线表示的界限时，缺陷扫描机台才报警，以表示该晶圆为不合格产品；例如，左起第二个晶圆被判定为合格产品，右起第二个晶圆被判定为不合格产品。

然而，上述对缺陷的检测方法只适用于缺陷在晶圆上随机分布的情况。当晶圆出现一些特殊缺陷而并非在晶圆上随机分布时，例如图1中的左侧第二个晶圆对应的如图5所示缺陷分布图，图5中的黑点表示缺陷，其部分缺陷的收敛程度比较集中，这些特殊缺陷的总数有可能不会超过预设的限定值，缺陷扫描机台则判定该晶圆为合格产品，但是该晶圆实际上属于不合格产品。

发明内容

本发明提供了一种检测晶圆缺陷的方法及装置，以解决现有的缺陷扫描机台将不合格产品误判为合格产品的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种检测晶圆缺陷的方法，所述方法包括：

获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息；

根据所述各缺陷的位置信息和预设的计算公式，计算所述各缺陷的收敛程度；

判断所述收敛程度是否大于预设阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合成产品。

可选的，所述预设范围为所述晶圆的晶面，所述位置信息为坐标值；

所述根据所述各缺陷的位置信息，计算所述各缺陷的收敛程度的步骤，具体包括：

将所述各缺陷的坐标值输入所述预设的计算公式中；

将所述预设的计算公式的输出值作为所述各缺陷的收敛程度；

其中，所述预设的计算公式包括

所述n表示所述各缺陷的总数，所述R表示所述晶圆的半径，所述i表示所述各缺陷的序号，所述r_i表示第i个缺陷距离坐标原点的距离，所述μ₁表示所述n个r_i的平均值；所述晶圆上的坐标系包括x轴和y轴，所述坐标原点为所述晶面的中心；所述π表示圆周率，所述θ_i表示第i个缺陷的坐标点至所述坐标原点之间的连线与所述x轴之间的夹角，所述μ₂表示所述n个θ_i的平均值。

可选的，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述判断所述收敛程度是否大于预设阈值的步骤，包括：

判断所述P₁是否大于所述第一阈值，并且判断所述P₂是否大于所述第二阈值，如果所述P₁小于或等于所述第一阈值，并且所述P₂小于或等于所述第二阈值，则判定所述晶圆为合格产品；否则，判定所述晶圆为不合格产品。

可选的，所述预设阈值包括第三阈值，所述判断所述收敛程度是否大于预设阈值的步骤，包括：

判断所述P₁与所述P₂之和是否大于所述第三阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合格产品。

可选的，当所述晶圆的半径R＝150毫米时，所述第一阈值和所述第二阈的取值范围均为[6，8]。

可选的，所述获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息的步骤之前，还包括：

获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的总数；

判断所述总数是否大于预设的限定值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则执行所述获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息的步骤。

本发明还提供了一种检测晶圆缺陷的装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息；

计算模块，用于根据所述各缺陷的位置信息和预设的计算公式，计算所述各缺陷的收敛程度；

第一判断模块，用于判断所述收敛程度是否大于预设阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合成产品。

可选的，所述预设范围为所述晶圆的晶面，所述位置信息为坐标值；

所述计算模块具体包括：

输入模块，用于将所述各缺陷的坐标值输入所述预设的计算公式中；

输出模块，用于将所述预设的计算公式的输出值作为所述各缺陷的收敛程度；

其中，所述预设的计算公式包括

所述n表示所述各缺陷的总数，所述R表示所述晶圆的半径，所述i表示所述各缺陷的序号，所述r_i表示第i个缺陷距离坐标原点的距离，所述μ₁表示所述n个r_i的平均值；所述晶圆上的坐标系包括x轴和y轴，所述坐标原点为所述晶面的中心；所述π表示圆周率，所述θ_i表示第i个缺陷的坐标点至所述坐标原点之间的连线与所述x轴之间的夹角，所述μ₂表示所述n个θ_i的平均值。

可选的，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述第一判断模块具体用于判断所述P₁是否大于所述第一阈值，并且判断所述P₂是否大于所述第二阈值，如果所述P₁小于或等于所述第一阈值，并且所述P₂小于或等于所述第二阈值，则判定所述晶圆为合格产品；否则，判定所述晶圆为不合格产品。

可选的，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的总数；

第二判断模块，用于判断所述总数是否大于预设的限定值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则执行所述获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息的步骤。

本发明提供的一种检测晶圆缺陷的方法及装置，可以根据缺陷的收敛程度判断晶圆是否为合格产品，从而避免将不合格产品误判为合格产品，以提高检测效率。

附图说明

图1是现有技术中通过预设的限定值判断晶圆是否合格的缺陷总数趋势示意图；

图2是本发明提供的一种检测晶圆缺陷的方法的流程示意图；

图3是晶圆的坐标系示意图；

图4是多个产品对应的缺陷的总数、P₁的值、P₂的值的趋势图；

图5是一种晶面上的缺陷分布呈特殊图形的示意图；

图6是一种晶面上的缺陷分布呈随机图形的示意图；

图7是图4对应的缺陷的总数、P₁的值+P₂的值的趋势图。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的一种检测晶圆缺陷的方法及装置作进一步详细说明。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。

如图2所示，本发明提供了一种检测晶圆缺陷的方法，所示方法包括：

S1：获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息；其中，所述位置信息可以是各缺陷在晶圆上的坐标值，或者，将晶圆划分成多个区域，各区域具有不同的标识信息，各缺陷所在的区域所对应的标识信息可以作为各缺陷的位置信息；

S2：根据所述各缺陷的位置信息和预设的计算公式，计算所述各缺陷的收敛程度；其中，各缺陷的收敛程度是指各缺陷在晶圆上的聚集程度；

S3：判断所述收敛程度是否大于预设阈值，如果是，则执行S4；如果否，则执行S5；

S4：判定所述晶圆为不合格产品；

S5：判定所述晶圆为合成产品。

本发明提供的一种检测晶圆缺陷的方法，可以根据缺陷的收敛程度判断晶圆是否为合格产品，从而避免将不合格产品误判为合格产品，以提高检测效率。

可选的，所述预设范围为所述晶圆的晶面，所述位置信息为坐标值；所述根据所述各缺陷的位置信息，计算所述各缺陷的收敛程度的步骤，具体包括：将所述各缺陷的坐标值输入所述预设的计算公式中；将所述预设的计算公式的输出值作为所述各缺陷的收敛程度；其中，所述预设的计算公式为

所述n表示所述各缺陷的总数，所述R表示所述晶圆的半径，R可以取150毫米或100毫米等值，所述i表示所述各缺陷的序号，所述i的取值范围是[0，n]，所述r_i表示第i个缺陷距离坐标原点的距离，所述μ₁表示所述n个r_i的平均值；可选的，所述晶圆上的坐标系如图3所示，包括x轴和y轴，所述坐标原点为所述晶面的中心，所述坐标原点与所述晶圆上的三角形缺口之间的连线在所述y轴上，所述坐标系的x轴与所述y轴垂直；所述π表示圆周率，所述π可以取3.14，所述θ_i表示第i个缺陷的坐标点至所述坐标原点之间的连线与所述x轴之间的夹角，所述θ_i的取值范围是[0，π]，所述μ₂表示所述n个θ_i的平均值。通过距离r_i和角度θ_i两个指标，可以较好反映各缺陷的收敛程度。

由于晶圆中的器件通常只设置在晶圆的晶面上，晶背和晶边上的缺陷对产品的性能影响不大，所以，可以只对晶圆的晶面上的缺陷进行检测，以提高检测效率。进而所述S1包括：获取所述晶面上的各缺陷的坐标值。如图3所示，在晶圆的晶面上可以建立二维坐标系，坐标系的原点位于晶面的中心。每个坐标点(a，b)可以用距离r和角度θ表示，其中，

r∈[0，R]；

θ∈[0，π]。

本实施例提供的预设的计算公式是通过大量的生产数据统计分析得到得的，使用所述预设的计算公式，可以得到缺陷的收敛程度值，进而提高检测的效率。

可选的，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述判断所述收敛程度是否大于预设阈值的步骤，包括：判断所述P₁是否大于所述第一阈值，并且判断所述P₂是否大于所述第二阈值，如果所述P₁小于或等于所述第一阈值，并且所述P₂小于或等于所述第二阈值，则判定所述晶圆为合格产品；否则，判定所述晶圆为不合格产品。

如图4所示，横坐标表示晶圆的批次或序号，左边的纵坐标表示各晶圆的缺陷的总数，右边的纵坐标表示P₁的值和P₂的值，5个圆形的缺陷分布图分别对应各自下方长条形矩形框所框选的晶圆，其中，前4个圆形对应的晶圆缺陷分布均为特殊图形分布，第5个圆形对应的晶圆缺陷分布为随机图形分布，这5个圆形对应的晶圆均为不合格产品。晶圆的缺陷总数对应的预设的限定值是90，在缺陷总数大于90时报警。例如，图4中的第2个晶圆对应缺陷总数为70，缺陷扫描机台如果按照现有技术进行检测时不会报警；此时P₁的值为10，P₂的值为9，根据实际检测标准，该晶圆属于不合格产品，如果根据P₁和P₂的变化趋势，可以分别将所述P₁对应的第一阈值设定为7，所述P₂对应的第二阈值设定为7，这样缺陷扫描机台会报警，以表示该晶圆为不合格产品。

由图4可知，采用本发明提供的一种检测晶圆缺陷的方法，会出现以下几种情况：

1、缺陷总数大于预设的限定值，此时缺陷扫描机台报警；

2、缺陷总数不大于预设的限定值，如果P₁和P₂至少有一个大于所述预设阈值，此时缺陷扫描机台报警；如果P₁和P₂均不大于所述预设阈值，此时缺陷扫描机台不报警。

如图5所示，晶面上的缺陷分布呈特殊图形，通过本发明提供的方法，计算得到P₁和P₂的值分别为10.2和7.14，如果按照图4的预设阈值进行检测判断，由于P₁和P₂的值至少有一个大于预设阈值，所以可以判定图5对应的晶圆为不合格产品。

如图6所示，晶面上的缺陷分布呈随机图形，通过本发明提供的方法，计算得到P₁和P₂的值分别为5.7和4.2，如果按照图4的预设阈值进行检测判断，由于P₁和P₂的值均小于预设阈值，所以可以判定图6对应的晶圆为合格产品。

可选的，所述预设阈值包括第三阈值，所述判断所述收敛程度是否大于预设阈值的步骤，包括：判断所述P₁与所述P₂之和是否大于所述第三阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合格产品。

如图7所示，当把P₁+P₂之和与第三阈值进行比较时，也可以把按照特殊图形分布的缺陷的晶圆挑选出来，图7中的图形含义和数值含义与图4相同，此处不再赘述，图7中的第三阈值设定为14。

可选的，当所述晶圆的半径R＝150毫米时，所述第一阈值和所述第二阈的取值范围均为[6，8]。

可选的，所述S1之前还包括：获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的总数；判断所述总数是否大于预设的限定值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则执行所述S1的步骤。

可选的，所述预设阈值是根据预设数量个不合格的晶圆的缺陷分布情况统计得到的。

综上所述，本发明提供的一种检测晶圆缺陷的方法，可以根据缺陷的收敛程度判断晶圆是否为合格产品，从而避免将不合格产品误判为合格产品，以提高检测效率。

基于与上述一种检测晶圆缺陷的方法相同的技术构思，本发明还提供了一种检测晶圆缺陷的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息；

计算模块，用于根据所述各缺陷的位置信息和预设的计算公式，计算所述各缺陷的收敛程度；

第一判断模块，用于判断所述收敛程度是否大于预设阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合成产品。

可选的，所述预设范围为所述晶圆的晶面，所述位置信息为坐标值；

所述计算模块具体包括：

输入模块，用于将所述各缺陷的坐标值输入所述预设的计算公式中；

输出模块，用于将所述预设的计算公式的输出值作为所述各缺陷的收敛程度；

其中，所述预设的计算公式包括

所述n表示所述各缺陷的总数，所述R表示所述晶圆的半径，所述i表示所述各缺陷的序号，所述r_i表示第i个缺陷距离坐标原点的距离，所述μ₁表示所述n个r_i的平均值；所述晶圆上的坐标系包括x轴和y轴，所述坐标原点为所述晶面的中心；所述π表示圆周率，所述θ_i表示第i个缺陷的坐标点至所述坐标原点之间的连线与所述x轴之间的夹角，所述μ₂表示所述n个θ_i的平均值。

可选的，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述第一判断模块具体用于判断所述P₁是否大于所述第一阈值，并且判断所述P₂是否大于所述第二阈值，如果所述P₁小于或等于所述第一阈值，并且所述P₂小于或等于所述第二阈值，则判定所述晶圆为合格产品；否则，判定所述晶圆为不合格产品。

可选的，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的总数；

第二判断模块，用于判断所述总数是否大于预设的限定值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则执行所述获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息的步骤。

综上所述，本发明提供的一种检测晶圆缺陷的方法及装置，可以根据缺陷的收敛程度判断晶圆是否为合格产品，从而避免将不合格产品误判为合格产品，以提高检测效率。

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，均属于本发明的权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种检测晶圆缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息；

根据所述各缺陷的位置信息和预设的计算公式，计算所述各缺陷的收敛程度；

判断所述收敛程度是否大于预设阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合成产品。

2.根据权利要求1所述的一种检测晶圆缺陷的方法，其特征在于，所述预设范围为所述晶圆的晶面，所述位置信息为坐标值；

所述根据所述各缺陷的位置信息，计算所述各缺陷的收敛程度的步骤，具体包括：

将所述各缺陷的坐标值输入所述预设的计算公式中；

将所述预设的计算公式的输出值作为所述各缺陷的收敛程度；

其中，所述预设的计算公式包括

所述n表示所述各缺陷的总数，所述R表示所述晶圆的半径，所述i表示所述各缺陷的序号，所述r_i表示第i个缺陷距离坐标原点的距离，所述μ₁表示所述n个r_i的平均值；所述晶圆上的坐标系包括x轴和y轴，所述坐标原点为所述晶面的中心；所述π表示圆周率，所述θ_i表示第i个缺陷的坐标点至所述坐标原点之间的连线与所述x轴之间的夹角，所述μ₂表示所述n个θ_i的平均值。

3.根据权利要求2所述的一种检测晶圆缺陷的方法，其特征在于，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述判断所述收敛程度是否大于预设阈值的步骤，包括：

判断所述P₁是否大于所述第一阈值，并且判断所述P₂是否大于所述第二阈值，如果所述P₁小于或等于所述第一阈值，并且所述P₂小于或等于所述第二阈值，则判定所述晶圆为合格产品；否则，判定所述晶圆为不合格产品。

4.根据权利要求2所述的一种检测晶圆缺陷的方法，其特征在于，所述预设阈值包括第三阈值，所述判断所述收敛程度是否大于预设阈值的步骤，包括：

判断所述P₁与所述P₂之和是否大于所述第三阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合格产品。

5.根据权利要求3所述的一种检测晶圆缺陷的方法，其特征在于，当所述晶圆的半径R＝150毫米时，所述第一阈值和所述第二阈的取值范围均为[6，8]。

6.根据权利要求1所述的一种检测晶圆缺陷的方法，其特征在于，所述获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息的步骤之前，还包括：

获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的总数；

判断所述总数是否大于预设的限定值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则执行所述获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息的步骤。

7.一种检测晶圆缺陷的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息；

计算模块，用于根据所述各缺陷的位置信息和预设的计算公式，计算所述各缺陷的收敛程度；

第一判断模块，用于判断所述收敛程度是否大于预设阈值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则判定所述晶圆为合成产品。

8.根据权利要求7所述的一种检测晶圆缺陷的装置，其特征在于，所述预设范围为所述晶圆的晶面，所述位置信息为坐标值；

所述计算模块具体包括：

输入模块，用于将所述各缺陷的坐标值输入所述预设的计算公式中；

输出模块，用于将所述预设的计算公式的输出值作为所述各缺陷的收敛程度；

其中，所述预设的计算公式包括

所述n表示所述各缺陷的总数，所述R表示所述晶圆的半径，所述i表示所述各缺陷的序号，所述r_i表示第i个缺陷距离坐标原点的距离，所述μ₁表示所述n个r_i的平均值；所述晶圆上的坐标系包括x轴和y轴，所述坐标原点为所述晶面的中心；所述π表示圆周率，所述θ_i表示第i个缺陷的坐标点至所述坐标原点之间的连线与所述x轴之间的夹角，所述μ₂表示所述n个θ_i的平均值。

9.根据权利要求8所述的一种检测晶圆缺陷的装置，其特征在于，所述预设阈值包括第一阈值和第二阈值，所述第一判断模块具体用于判断所述P₁是否大于所述第一阈值，并且判断所述P₂是否大于所述第二阈值，如果所述P₁小于或等于所述第一阈值，并且所述P₂小于或等于所述第二阈值，则判定所述晶圆为合格产品；否则，判定所述晶圆为不合格产品。

10.根据权利要求7所述的一种检测晶圆缺陷的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的总数；

第二判断模块，用于判断所述总数是否大于预设的限定值，如果是，则判定所述晶圆为不合格产品；如果否，则执行所述获取所述晶圆上预设范围内的各缺陷的位置信息的步骤。

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