CN1434981A

CN1434981A - 半导体器件检测系统

Info

Publication number: CN1434981A
Application number: CN01808487A
Authority: CN
Inventors: 唐沢涉
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2003-08-06
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: JP2003535460A; EP1290726A4; WO2001082364A1; EP1290726A1; CN1211851C; US20030155280A1; AU2001248851A1; KR20020088001A; TW586170B; US6969620B2; KR100779922B1

Abstract

器件检测装置基于单独的器件检测多个半导体器件。检测目标分类部分(8)根据指出有缺陷的器件的信息省略应用于半导体器件的检测的执行，该有缺陷的器件在已经应用到器件的制造过程中已被判定为有缺陷。

Description

半导体器件检测系统

技术领域

本发明涉及一种检测装置，更特别涉及一种用于检测半导体器件的检测装置和系统。

背景技术

在半导体集成电路的制造过程中，结束一个处理过程之后，该处理过程的结果被调查研究。这时，沉积在晶片上的薄膜的厚度通过一个不同于执行该处理的制造装置的检测装置进行测量，其中在该晶片上形成半导体集成电路。此外，也可以进行粒子检测。从而，完成了对于一个处理过程的校验。即，当通过这样的校验发现被检测对象中的瑕疵时，可以确定在制造装置中存在某种缺陷，并且修理制造装置。此外，因为如果所有的晶片都被进行检测，生产率就会下降，所以仅有一个通过随机抽样取出的晶片被检测。

近些年，上述检测装置被安装在执行所述处理的制造装置的内部。从而，可以检测所有晶片而不会降低生产率的制造装置也被开发出来。在这种类型的制造装置中，因为检测单元内置，在所制造的晶片中探测到有缺陷的部分后，探测结果立刻被反馈到制造装置，以便采取措施自动改变处理条件。

但是，在晶片上形成的薄膜的厚度对于各个单独的晶片来说可能不同，或者在每一个晶片内也可能不同，在诸如温度和压力的处理条件中，存在着基于由于时间的推移和位置的差异等带来的变化而导致的不平均的不稳定性。可能存在由于不稳定或缺陷程度小而导致缺陷部分没有被探测到的情况。在这样的情况中，制造过程继续进行而不改变处理条件。

在制造过程完成之后所执行的最后探针检测处理中，对在晶片上形成的半导体集成电路进行电气功能测试以判断半导体集成电路的质量是否合格。

因此，即使当上述的最后处理阶段的检验判断出半导体集成电路是有缺陷的，也对于所有在其中形成了半导体集成电路的芯片进行了探针检测。因此，在不被作为产品采用的有缺陷的半导体集成电路上执行了探针检测。于是，存在一个问题，即，不必要地在有缺陷的半导体集成电路上执行了探针检测。

发明内容

本发明总的目的是提供一种改进且有用的器件检测装置，其可以消除上述问题。

本发明更具体的目的是提供一种器件检测装置和检测半导体器件的方法，其中半导体器件能被高效地检测以提高生产率和性能价格比。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于基于单独的器件检测多个器件的器件检测装置，其特征为：检测目标分类部分根据指出有缺陷的器件的信息省略应用于器件的检测的执行，该有缺陷的器件在已经应用到器件的制造过程中已被判定为有缺陷。

根据上述发明，检测目标分类部分可以省略要应用于有缺陷器件的检测，因此减少了花在器件被完成后所执行的检测上的时间。

根据本发明的器件检测装置还可以包括一个标记部分，该标记部分为被检测目标分类部分省略了检测的器件之一提供标记。因此，有缺陷的器件能通过标记轻易地识别。

此外，在根据本发明的器件检测装置中，指明有缺陷的器件的信息可以存储在存储部分中。因此，如果需要，可以在合适的时候使用该信息，从而获得没有有缺陷器件的可靠器件。

此外，根据本发明的另一个方面，提供一种器件制造系统，包括：器件制造装置，用于制造多个器件并获取指明包含有缺陷部分的器件的信息；和器件检测装置，用于检测由所述器件制造装置制造的器件；其特征为：所述器件检测装置包括检测目标分类部分，其根据指出包含有缺陷部分的器件的信息省略应用于器件的检测的执行，该有缺陷部分在所述器件制造装置执行的制造过程中形成。

此外，根据本发明的另一个方面，提供一种器件制造系统，包括：多个器件制造装置；和检测装置，用于检测由所述器件制造装置执行的制造过程所制造的器件，其特征为：检测部分在器件经历了由至少两个所述器件制造装置执行的制造过程后执行检测来判定，在器件的制造过程中是否有缺陷在器件中出现，并获取指明被判定为有缺陷的器件之一的信息；以及所述检测装置包含检测目标分类部分，其根据指明有缺陷的器件的信息省略应用于器件的检测的执行，该有缺陷的器件在器件的制造过程中被判定为有缺陷。

此外，根据本发明的另一个方面，提供一种基于单独的器件检测多个器件的器件检测方法，其特征在于包括步骤：准备用于指明在所述器件的制造过程中被判定为有缺陷的器件的信息；和根据所述准备步骤中所准备的信息省略应用于所述被判定为有缺陷的器件之一的检测的执行。该器件检测方法还包括为所述省略了检测的器件之一作标记的步骤。另外，所述器件检测方法还可以包括存储在准备步骤中所准备的信息的步骤。

通过下面结合附图的详细描述，本发明的其他目的、特征和优点将会更加清楚。

附图说明

图1为根据本发明的第一个实施例的半导体集成电路制造系统的示意结构框图。

图2为图1所示的探针检测装置的结构的框图。

图3为图2所示的探针检测装置的操作的流程图。

图4为解释由图2所示的探针检测装置所执行的数据转换的图例说明。

图5为根据本发明的第二个实施例的半导体集成电路制造系统的示意结构框图。

本发明的最佳实施方式

下面将参照附图给出本发明的实施例的说明。在下述说明中，虽然半导体集成电路的制造被当作一个例子来解释，本发明并不局限于半导体集成电路的制造，而能够被广泛地应用于含有液晶显示板等的器件的制造中。

图1为根据本发明的第一个实施例的半导体集成电路制造系统的示意结构框图。如图1所示，根据本发明的第一个实施例的半导体集成电路制造系统包含：多个在半导体集成电路制造过程中使用的装置，例如扩散装置1、光刻装置3和蚀刻装置5；探针检测装置7，其用于基于单独的芯片检测通过制造过程制造的半导体集成电路；通信线9，其用于连接这些装置。

在上述扩散装置1中，通过离子注入的扩散处理被应用到在其上形成半导体集成电路的晶片上。此外，在光刻装置3中，在将感光物质涂敷到晶片表面并通过照相掩模曝光后，通过印制和显影预定的图案来实现电路图案。此外，在蚀刻装置5中，执行蚀刻处理，例如有选择地去除氧化薄膜。在探针检测装置7中，令探针基于单独的芯片与形成在芯片中的电极相接触，以对于这些芯片中形成的电路进行连接测试，其中所述芯片形成在所述晶片上。

如图1所示，检测部分2、4和6分别并入扩散装置1、光刻装置3和蚀刻装置5。检测目标分类部分8安装在探针检测装置7中。检测部分2、4和6和检测目标分类部分8通过通信线9连接。

现将给出具有上述结构的半导体集成电路制造系统的操作概要的说明。首先，图1所示的每个检测部分2、4和6基于单独的晶片检测通过每个制造过程的晶片是否含有缺陷。就是说，例如，安装于蚀刻装置5内的检测部分6测量在蚀刻装置5中进行了预定蚀刻的晶片的厚度，并根据设计值检测该晶片的厚度是否落入允许的范围内。如果测量出的厚度不落入允许的范围内，则确定该晶片是有缺陷的。

这时，每个检测部分2、4和6指明晶片上的被每个检测部分2、4和6所执行的检测确定为一个有缺陷部分的位置，并通过通信线9将指明该位置的信息(例如映射数据，如位置坐标数据)送入到探针检测装置7的检测目标分类部分8。

因此，根据所输入的信息，检测目标分类部分8从要进行探针检测的目标对象中排除包含有被检测部分2、4和6中的一个判断为有缺陷的部分的芯片。因此，由于可以省略对于被确定为有缺陷产品的芯片的探针检测，则可以省去花在无用检测上的时间，从而缩短探针检测时间。

需要注意的是，虽然用于指明有缺陷的芯片的信息被解释为那些从检测部分2、4和6通过通信线9输入到检测目标分类部分8的信息，但使用通信线9并不是必需的。例如，在检测部分2、4和6的每个中获得的信息能够被记录在记录介质例如软盘或者CD-ROM上。然后，记录介质可以附加在探针检测装置7上，以将记录在记录介质上的信息输入到检测目标分类部分8。

现将详细给出图1所示的半导体集成电路制造系统的说明。图2为表示图1所示的探针检测装置7的结构的框图。如图2所示，探针检测装置7包含检测目标分类部分8，标记部分18和探针检测部分20。检测目标分类部分8包含总线10，存储部分11，数据转换部分13，中央处理单元(CPU)15，映射构成部分17，和参数输入部分19。存储部分11，数据转换部分13，CPU15，映射构成部分17，标记部分18，参数输入部分19和探针检测部分20被连接到总线10。该总线通过通信接口12连接到如图1所示的通信线9。

参照图3，现将描述探针检测装置7的一个操作。首先，当半导体集成电路制造系统被通电时，CPU15发出一个要求用户输入参数到参数输入部分19的命令。接着，如图3中步骤S1所示，用户输入不同的参数到参数输入部分19。例如，这些参数包含有关于晶片大小、晶片上形成的每一个芯片的大小以及起始平面(凹槽)的方位的信息，所述凹槽是指明在晶片上形成的芯片的位置的标记。

接着，在步骤S2中，探针检测部分20将作为被检测的对象的晶片传送到预先指定的位置，并基于晶片上形成的起始平面进行定位。需要注意的是干涉仪所控制的X-Y平台被用于定位操作。在预校准被执行以粗略定位晶片后，执行精确校准。

其后，在步骤S3，CPU15判断在步骤S2中被传送的晶片是否为被检测的晶片的第一个。如果确定该晶片为第一个，程序前进到步骤S10。另一方面，如果确定该晶片不是第一个，程序前进到步骤S4。

就是说，在最初的测试中，放置包含芯片的晶片的基座被人工移动来实现定位，以使探针检测部分20的探针与被测试芯片的电极相连。需要注意的是初始设置只需要一次，因为第二个以及第二个之后的晶片的定位能够基于在初始设置中获得并存储在存储部分11中的位置信息自动实现。

接着，在步骤S4中，由探针检测部分20进行测试的晶片的四个方向末端的芯片的位置被测量。映射构成部分17创建一个基本映射，该映射根据由所述测量获得的位置信息来指出作为探针检测对象的芯片的位置。

另一方面，CPU15存储根据如图1所示的检测部分2、4和6的每一个检测的结果而确定为有缺陷的芯片的位置信息到存储部分11中，并使映射构成部分17基于位置信息创建一个检测映射，该映射指出在前面的处理中被检测判定为有缺陷的芯片的位置。

现将给出检测映射的创建的说明。如图1所示的检测部分2、4和6中的每一个测量晶片上被判定有缺陷部分的位置，并获取关于该部分的位置信息。这时，如图4所示的x-y(或X-Y)坐标系统被使用。该x-y(或X-Y)坐标系统的坐标原点对应于晶片21的中心PA，或晶片21的切线23和24的交点PB。如图4所示，在晶片中心PA为坐标原点的x-y坐标系统中，坐标(x1，y1)作为芯片22的位置信息而获得。

然后，被检测部分2、4和6中的每一个所获得的位置信息作为映射数据通过通信线9输入到存储部分11中。这时，指明用作创建位置信息的基准的坐标系统的信息与位置坐标一起被输入到存储部分11。

于是，如果判定建立在检测部分2、4和6输入信息中指定的上述基准中的坐标系统互不相同，CPU15发出一条指令给数据转换部分13来实现坐标转换，以使所有的位置信息都在一个坐标系统内表示。

因此，数据转换部分13通过初级转换或类似的转换实现坐标转换。由此获得的位置信息被存储在存储部分11中，也被输入到映射构成部分17中。然后，CPU15使映射构成部分17基于位置信息创建检测映射，该映射指出在前面的步骤中被检测判定为有缺陷的部分的位置。需要注意的是，由此创建的检测映射被存储在存储部分11中。

接着，在步骤S5中判断，在做出选择芯片作为探针检测对象的决定时是否应该考虑检测映射。使用检测映射的决定是用户响应于CPU15的要求做出的。如果用户通过键盘输入或类似的方式指示考虑检测映射，程序前进到步骤S6。否则，程序前进到步骤S7。

在步骤S6中，根据CPU15的指示，映射构成部分17将在步骤S4中创建的检测映射叠加在一个基本映射上以创建新的检测目标指示映射。该新的检测目标指示映射仅指出作为探针检测对象的晶片上的所有芯片中除包含有在前面处理中被判定为有缺陷的部分的芯片的芯片的位置。该检测目标指示映射也存储在存储部分11中。

接着，在步骤S7中，探针检测部分20逐一地对其位置在检测目标指示映射中清楚指出的芯片执行探针检测。然后，当对于检测目标指示映射中指出的所有芯片的探针检测完成以后，程序前进到步骤S8。在步骤S8中，CPU15判断是否存在一个要进行探针检测的后续晶片。如果判定有后续晶片，程序前进到S2。另一方面，如果判定没有后续晶片，程序结束。

需要注意的是，可以给被探针检测判定为有缺陷的芯片作标记，以便在后续处理中封装那些未作标记的芯片。此外，可以给在前面的处理中被判定为包含有缺陷部分的芯片作标记，所述前面的处理包括例如在探针检测执行前由扩散装置1，光刻装置3或蚀刻装置5所进行的处理。也就是，如果用户输入一条命令，指示根据在前面处理中的检测进行标记，CPU15读取存储在存储部分11中的检测映射，以将该检测映射输入到标记部分18。然后，标记部分18逐一地对在输入的检测映射中指出的包含有缺陷部分的芯片作标记。

因此，由于在拾取芯片时，那些没有标记的芯片能够轻易地被作为好产品而辨认出来，所以就确实能够制造可靠的半导体集成电路。

此外，因为检测映射储存在存储部分中，所以将检测映射记录在如软盘或CD-ROM这样的记录介质上是有用的，其中所述检测映射指出了在前面处理过程的检测中判定为有缺陷的芯片的位置。记录介质可以附加到拾取芯片的拾取装置上以将检测映射输入到该拾取装置中。或者，可以通过通信线将检测映射输入到拾取装置。也就是，如果在检测映射中作为包含有缺陷部分而指出的芯片不被拾取装置拾取，那么不必要的拾取操作就能够被省略，而带来半导体集成电路生产效率的提高。

此外，图1所示的扩散装置1、光刻装置3、蚀刻装置5和探针检测装置7可以构成一个单一的安装于一套传送系统内的晶片处理系统。根据这样的系统，晶片被依次送到系统中设置的各个装置，晶片被自动送入和送出这些装置，以对晶片进行处理和检测。于是，探针检测所需的时间减少了，因此探针检测的效率得到提高，同时能够获得具有高生产率的半导体集成电路制造系统。

参照图5，现将给出根据本发明第二个实施例的半导体集成电路制造系统的说明。图5为根据本发明的第二个实施例的半导体集成电路制造系统的示意结构框图。如图5所示，虽然根据本发明的第二个实施例的半导体集成电路制造系统与图1所示的根据本发明的第一个实施例的半导体集成电路制造系统有着相同的组成，但是它们的不同之处在于，根据本发明的第二个实施例的半导体集成电路制造系统配备了一次传送一块晶片的单一晶片传送系统。该单一晶片传送系统包含供给部分29、传送轨道30和31、储料器33和存放装置35。

此外，如图5所示，沿传送轨道平行放置了多个其中没有检测部分的蚀刻装置25。另外，沿相同的传送轨道31，在蚀刻装置的行中提供了一个独立的检测部分6。

需要注意的是上述供给部分29与传送轨道30的一端相连，储料器33与传送轨道31的一端相连。存放装置35与探针检测装置7相连。

因为根据本发明的第二个实施例的半导体集成电路制造系统的操作基本上与图1所示的根据本发明的第一个实施例的半导体集成电路制造系统相同，下面将给出二者之间不同之处的说明。

首先，送入到供给部分29的晶片逐一沿着传送轨道30传送到扩散装置1，以在扩散装置1中对每一个晶片进行扩散处理。然后进行检测以判定是否存在其中发生有缺陷的扩散的部分。如果有判定为有缺陷发生的部分，则获取该有缺陷部分的位置信息，并通过通信线9将该位置信息输入到检测目标分类部分8。

然后，已经进行了扩散处理的晶片被传送到光刻装置3，该晶片在光刻装置3中形成图案。然后，检测部分4执行检测以判断是否存在产生了有缺陷的图案的部分。如果判定存在有缺陷的图案，则获取该有缺陷部分的位置信息，并通过通信线9将该位置信息输入到检测目标分类部分8。

接着，形成了图案后的晶片沿着传送轨道31送到蚀刻装置25，在蚀刻装置25中执行蚀刻处理。然后，蚀刻后的晶片被送到检测部分6，检测部分6进行检测，以判断是否存在有缺陷的蚀刻部分。如果存在有缺陷的蚀刻部分，则获取该有缺陷的蚀刻部分的位置信息，并通过通信线9将该位置信息输入到检测目标分类部分8。这时，多个晶片可以同时被沿着传送轨道31放置的多个蚀刻装置进行蚀刻处理。此外，为了调节处理速度与其他的制造过程一致，蚀刻后的晶片可以临时存放在储料器33中。

被检测部分6所检测的晶片再次沿传送轨道30被传送到后续的处理装置(未示出)，并且预定的处理被依次执行。然后，经处理的晶片被传送到探针检测装置7，在第一个实施例中详细说明的探针检测被应用于该晶片。需要注意的是，经过探针检测的晶片被传送并存放在存放装置35中，以进行后续处理。

此外，在上述结构中，供给部分29、储料器33和存放装置35并不一定要相互分开。例如，供给部分29可以具有储料器33或存放装置35的功能。

如上所述，根据本发明的半导体集成电路制造系统，因为检测部分6被提供给多个蚀刻装置25，所以没有必要为每一个蚀刻装置25提供一个检测部分。因此，蚀刻装置25的成本减少了，这也导致整个半导体集成电路制造系统的成本减少。此外，虽然在检测部分被提供给每一个处理装置的情况下，全部检测部分的总的非操作时间增加了，但是通过将检测部分6提供给多个处理装置共用，性能价格比提高了。

需要注意的是，虽然在本发明的第二个实施例中，说明了只有蚀刻装置25被平行放置的结构，其他装置如清洗装置或化学气相沉积(CVD)装置也可以平行放置。此外，通过提供由多个平行放置的处理装置共用的多个检测部分能够获得与如图5所示的半导体集成电路制造系统相同的效果。

本发明并不局限于具体公开的实施例，在不超出本发明的范围内，可以做出变化和调整。

Claims

1.一种器件检测装置，用于基于单独的器件检测多个器件，

其特征为：

检测目标分类部分(8)根据指出有缺陷的器件的信息省略应用于器件的检测的执行，该有缺陷的器件在已经应用到器件的制造过程中已被判定为有缺陷。

2.如权利要求1所述的器件检测装置，其特征为标记部分(18)为被所述检测目标分类部分(8)省略了检测的所述器件中的一个作标记。

3.如权利要求1所述的器件检测装置，其特征为指明有缺陷器件的信息存储在存储部分(11)中。

4.一种器件制造系统，包含：

器件制造装置(1，3，5)，用于制造多个器件并获取指明包含有缺陷部分的器件的信息；和

器件检测装置(7)，用于检测由所述器件制造装置制造的器件；

其特征为：

所述器件检测装置(7)包括检测目标分类部分(8)，其根据指出包含有缺陷部分的器件的信息省略应用于器件的检测的执行，该有缺陷部分在所述器件制造装置执行的制造过程中形成。

5.如权利要求4所述的器件制造系统，其特征为标记部分(18)为被所述检测目标分类部分(8)省略了检测的所述器件中的一个作标记。

6.如权利要求4所述的器件制造系统，其特征为指明有缺陷器件的信息存储在存储部分(11)中。

7.一种器件制造系统，包含：

多个器件制造装置(25)；和

检测装置(7)，用于检测由所述器件制造装置执行的制造过程所制造的器件，

其特征为：

检测部分(6)在器件经历了由至少两个所述器件制造装置所执行的制造过程后执行检测来判定，在器件的制造过程中是否有缺陷在器件中出现，并获取指明被判定为有缺陷的器件之一的信息；和

所述检测装置(7)包含检测目标分类部分(8)，其根据指明有缺陷的器件的信息省略应用于器件的检测的执行，该有缺陷的器件在器件的制造过程中被判定为有缺陷。

8.一种基于单独的器件检测多个器件的器件检测方法，其特征在于包括步骤：

准备用于指明在所述器件的制造过程中被判定为有缺陷的器件的信息；和

根据所述准备步骤中所准备的信息省略应用于所述被判定为有缺陷的器件之一的检测的执行。

9.如权利要求8所述的器件检测方法，其特征在于包括为所述省略了检测的器件之一作标记的步骤。

10.如权利要求8所述的检测方法，其特征为存储在准备步骤中所准备的信息的步骤。