TWI552240B - 晶圓檢驗方法及其機台 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種晶圓檢測方法及其機台，特別是關於一種利用即時修改之程式(recipe)檢測晶圓的方法及其機台。
積體電路的製造(fabrication)通常包含使用許多的製程處理一晶圓，在晶圓上形成多重的積體電路。這多重的積體電路，可能可以分為許多個別的電路。然而，需要處理愈多的製程，就會存在愈多的缺陷或是更多的缺陷前兆。
通常，會對晶圓進行檢測(例如檢驗或複驗)以找出晶圓之缺陷或是已經存在的缺陷前兆。舉例來說，可用電子掃描顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)檢驗製造於晶圓上之金屬線是否有短路，及/或線寬明顯不平均(即短路之前兆)的情況。
通常，檢測會針對晶圓上的「熱點」(hot spot)，也就是晶圓上傾向出現缺陷及/或缺陷前兆的特定部分。缺陷及/或缺陷前兆可能是由設計佈局所造成，亦可能會因晶圓的實際製程造成。舉例來說，金屬線的轉角部分較容易發生短路或線寬不均勻的情況；又例如由於氣體管線的分佈，使得晶圓的中央部分較容易產生過度蝕刻的情形。
一般來說，可在積體電路製程中的不同階段進行檢測程序。但為了避免太晚發現缺陷，及/或不易確認所發現的缺陷的來源，會在整體製程(包含複數製程)中的不同階段進行檢測程序。其中一個方法是在進入下一製程前檢測每一個晶圓，而另一個方法是僅檢測部分晶圓，而其它晶圓則直接進入下一製程。
實際上，工廠的操作單元為「批量」(lot)，其包括由一些設有相同製造參數值的相同機台所製造的一些晶圓。使用這樣的操作方式有許多原因，例如，節省當晶圓於不同製造機台間傳送時，保護晶圓的成本，及/或節省調整機台使用參數的時間。
實際上，當一檢測機台收到一個「批量」的晶圓時，所有的晶圓將會以相同的程式進行檢測。如圖1所示，一習知技術包括下列步驟：如方塊101所示，接收一「批量」的晶圓；接著如方塊102所示，依據相同程式檢測每一晶圓。
在此，程式在實際上是被設計為，藉由將檢測過程針對「熱點」使得檢測機台可能有效的檢測出可能的缺陷(即使是缺陷的前兆)。很明顯的，對於不同的晶圓會對應到不同的佈局及/或以不同的製程製造，所需要的程式也是不同的。目前已有許多已知或發展中的技術提供準備所需要的程式。實際上，當有一些「批量」的晶圓對應相同積體電路時，每一「批量」的程式可以下列步驟優化：如方塊103所示，依據其中一「批量」的結果修改相同的程式；接著如方塊104所示，以修改過的程式檢測下一「批量」。
然而，當積體電路的尺寸不斷縮小，晶圓的良率則對於缺陷甚至於是缺陷前兆越來越敏感。因此，越來越需要以較少的檢測成本，特別是藉由些微修改傳統技術，而能更有效地偵測缺陷/缺陷前兆。
本發明提供一種晶圓檢測方法以個別程式而非相同程式，檢測同一「批量」中的晶圓，其中不同晶圓可以不同程式檢測。不同的程式係對應不同待測晶圓的製造過程(fabrication history)，及/或同一「批量」中其它已檢測晶圓的檢測結果。因此，每一晶圓可以由其對應的程式進行適當的檢測。
本發明一實施例提供一種晶圓檢測方法，依據待測晶圓的製造過程產生檢測晶圓的程式。程式為對應晶圓之至少一熱點資訊的函數。因此，程式可依對應晶圓之製造過程的實際情況作適當反應。
本發明一實施例提供一種晶圓檢測方法，依據同一「批量」中至少一已檢測晶圓之檢測結果產生檢測晶圓的程式。程式可視為同一「批量」中之晶圓的實際製造過程的函數。因此，程式可依對應「批量」的實際製造過程作適當反應。
其中，每一晶圓在經過至少一個製程後會進行檢測，而每一製程係由至少一機台進行。另外，進行每一製程時，至少會有一個參數具有實際值，每一機台都有其個別的特徵，且每一晶圓被送進製程機台前，都有其個別的條件。因此，所謂的製造過程包括至少下列其中之一：(a)已處理晶圓的至少一程序；(b)已處理晶圓的至少一程序的至少一參數的至少一實際值；(c)已處理晶圓的至少一機台；以及(d)晶圓製造前的至少一條件。
其中，一晶圓的檢測結果顯示具有缺陷，甚至是缺陷前兆。因此，晶圓檢測明顯反應晶圓實際製造過程的結果。因此，由於一個「批量」
的所有晶圓係依序處理，先處理的晶圓的製造過程很自然地應與後處理的晶圓的製造過程非常相似(除了於使用機台之良率很低的情況之外)。因此，依據已檢測晶圓的檢測結果，可為同一「批量」中之不同晶圓產生個別的程式。
本發明一實施例提供一種晶圓檢測機台，設有一檢測組件能利用對應晶圓製造過程之程式以檢測晶圓。晶圓檢測機台亦設有一程式組件，能用以提供每一晶圓的個別程式。其中，每一晶圓之程式可對應此晶圓之實際製造過程製備。
本發明一實施例提供一種晶圓檢測機台，設有檢測組件能利用對應一些已檢測的類似晶圓之檢測結果的程式檢測晶圓。晶圓檢測機台亦設有一程式組件，能用以提供每一晶圓的個別程式。其中，每一晶圓的程式可依據同一「批量」中一些已檢測晶圓的檢測結果製備。
以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
101-104‧‧‧習知晶圓檢測方法之步驟
201-203、401-402‧‧‧晶圓檢測方法之步驟
301-303、501-503‧‧‧晶圓檢測機台組件
301、501‧‧‧接收組件
302、502‧‧‧程式組件
303、503‧‧‧檢測組件
圖1為一習知晶圓檢測方法的流程示意圖。
圖2為本發明之晶圓檢測方法一實施例之流程示意圖。
圖3為本發明之晶圓檢測機台一實施例之方塊示意圖。
圖4為本發明之晶圓檢測方法一實施例之流程示意圖。
圖5為本發明之晶圓檢測機台一實施例之方塊示意圖。
本發明之晶圓檢測方法及其機台係用於在晶圓上製造積體電路時，檢測同一「批量」之晶圓，其中同一「批量」中之不同晶圓可使用不相同之檢測程式檢測。
因此，很明顯地，本發明與傳統技術之一主要差異在於本發明可利用不同程式檢測同一「批量」中之不同晶圓。
簡單來說，程式可被看成具有一組具有製程參數的指令，其中指令包含用以執行一檢測(examination)程序，例如檢驗(inspection)程序，以及一些參考材料。換句話說，當一個程式是完備的(稱為完備程式)，每一參數均有一特定參數值。因此，可依據這些具有特定參數之指令進行晶圓之檢測。另外，完備程式可為一不完備程式以及一熱點資訊之函數。其中，不完備程式可視為一套指令具有用以執行一檢測程序之不完備參數以及一些參考資料。也就是說，其中部分參數並無特定之參數值(亦即其為空白，或其參數值尚未被選擇)，且/或一些參數為空白而需要被填入。另外，熱點資訊係關於晶圓之實際狀態，例如將形成於晶圓上之積體電路之佈局、已偵測之缺陷分佈等。通常，熱點資訊包括了許多關於但不限於晶圓之薄弱點或關鍵點之訊息。因此，利用熱點資訊去設定或選擇不完備程式中之所需之參數值，可自然獲得使檢測具有特定目標之完備程式。
於傳統技術中，例如圖1及其相關段落所簡述，當檢測過一「批量」之所有晶圓後，對應之熱點資訊才可由此「批量」之檢測結果取得。接著，可利用熱點資訊產生新的完備程式，以進行下一「批量」之檢測。舉例來說，熱點資訊可顯示已檢測晶圓的缺陷以及缺陷前兆所分佈的特定部分，接著，則可根據熱點資訊設定不完備程式之參數值。然後，檢測機
台可利用對應缺陷/缺陷前兆分佈之一完備程式，對下一「批量」中晶圓的特定部分進行檢測。
於傳統技術中，使用過之程式僅於一「批量」之檢測結束後才會被修改。然而，假設檢測中「批量」所使用的程式並不完全符合要求，特別是對於檢測程序中出現的一些缺陷前兆，因為傳統技術無法立即調整程式使其更加符合需求，及/或捕捉缺陷前兆所顯示之異變，所以無法更有效檢測該「批量」之每一晶圓。傳統技術僅能於一「批量」檢測完畢後才進行調整或捕捉，表示至少有一晶圓沒有進行適當檢測。
本發明之一實施例為積體電路製程中之晶圓檢測方法。如圖2所示，本實施例包括至少下列步驟：如方塊201所示，接收一「批量」之一些晶圓；如方塊202所示，依序檢測至少一晶圓；以及如方塊203所示，利用一程式，其對應至少一已檢測晶圓之檢測結果，檢測下一晶圓。需強調的是，方塊203為主要特徵，其中同一「批量」之晶圓可利用對應同一「批量」中至少一已檢測晶圓之檢測結果之程式，而非已檢測至少第一個晶圓之原始程式，進行檢測。換句話說，假設於一已檢測晶圓上僅發現有十五個缺陷，但其中十個是集中於此已檢測晶圓的左下部分。如此，對應之熱點資訊會顯示較多座標位於此晶圓左下部分，致使一修改後的完備程式會針對位於此晶圓左下部分之這些座標。接著，以修改後的程式而非原始程式檢測下一晶圓，那麼下一晶圓的檢測可針對下一晶圓具有缺陷傾向之左下部分進行檢測。
當然，本實施例不需且並無限制依據已檢測之晶圓的檢測結果產生新的程式的方式。舉例來說，每一晶圓可以依據僅有上一檢測晶圓之特定檢測結果之一特定程式進行檢測。又例如，假設所有已檢測晶圓的平均檢
測結果顯示偵測到之缺陷並無特定分佈，則每一晶圓可利用原始程式進行檢測。又例如，假設所有已檢測的平均檢測結果顯示偵測到之缺陷確有特定分佈，則每一晶圓可以一特定程式進行檢測。
需強調的是，本實施例與傳統技術之主要相異處係在於調整程式之時間點，以及使用哪一個晶圓之檢測結果調整程式。如何依據晶圓之檢測結果調整程式並非本實施例之特徵。實際上，任何已知或正在發展中之程式生成技術可適用於圖1，亦可適用於本實施例。簡單來說，本實施例可輕易地實施。
本發明之另一實施例為積體電路製程中之晶圓檢測機台。如圖3所示，晶圓檢測機台至少包括一接收組件301，用以接收一「批量」之晶圓；一檢測組件302，用以對於每一接收之晶圓，以個別程式進行檢測；以及一程式組件303，用以提供個別程式予每一對應之晶圓。其中，程式組件303可自行產生或接收一外部電腦(例如工廠用以控制一些製造積體電路機台之中央主機)產生之每一個別程式。其中，每一個別程式可依據同一「批量」中至少一已檢測晶圓之檢測結果產生。例如，程式組件303可利用但不限於利用上一檢測晶圓之一特定檢測結果，以提供一特定之個別程式。
此外，如前所述，如何以檢測結果產生程式以及如何以一對應晶圓檢測晶圓均為已知。實際上，程式組件303除了需要決定該何時產生新的程式(也就是決定哪一個晶圓將由新的程式檢測)的一電路/演算法以外，可輕易利用傳統技術達成。然而，電路/演算法亦可利用其它領域中用以決定如何處理標的物之已知決定機制，輕易實施。
熱點資訊並不只限於晶圓之檢測結果。實際上，關於缺陷
及/或缺陷前兆之任何訊息均可成為熱點資訊。例如，因為積體電路之佈局揭露佈局中之某一部分(例如線之轉折處)容易產生缺陷，因此佈局可成為熱點資訊之一部分。例如，因為檢測結果揭露檢測出之缺陷/缺陷前兆之特定位置，因此檢測結果可成為熱點資訊之一部分。無疑的是，缺陷前兆一詞為一概括概念，任何已檢測晶圓上不理想之結構均可為缺陷前兆，例如但不限於具有不平均高度之沉積薄膜，及/或於同一晶圓上具有不同摻雜量之晶片。
任何不理想結構均可能成為後續製程中缺陷之潛在來源，特別是當不理想結構與理想結構間之差異超過一預定之容許範圍。其中，不理想結構之主要來源為實際製程中之實際參數值與理想製程中之理想參數值的差異。例如，儘管一必要的理想沉積層具有平均之高度，實際沉積層則可能因為於沉積腔室中不完美之操作，而於晶圓上不同部分有不同高度。如果後續蝕刻程序接近均勻地移除沉積層，則部分之沉積薄膜將會留在晶圓上而不會被移除，或者部分沉積薄膜將被過度蝕刻。實際上，沒有一部實際的機台是完美的，特別是經過長時間使用而未及時進行保養的機台。因此，若實際操作可(由知道機台特性之操作員)處理，或(由即時監控之測量裝置)測量，則將實際的積體電路製造過程(fabrication history)作為用以檢測晶圓之程式之一部分可提供優勢。
因此，本發明之另一實施例提供積體電路製程中晶圓檢測方法。如圖4所示，晶圓檢測方法至少包括下列步驟：如方塊401所示，接收一晶圓；以及如方塊402所示，利用一程式檢測此晶圓，此程式至少對應此晶圓之製造過程。
如上所述，將檢測晶圓之程式對應製造過程係用以處理理想製
程與實際製程之差異。因此，製造過程可為任何可顯示差異的項目。簡短來說，製造過程可為下列項目至少其中之一：(a)已處理晶圓之至少一程序；(b)已處理晶圓之至少一程序之至少一參數之至少一實際值；(c)已處理晶圓之一機台之至少一特徵；以及(d)晶圓製造前之至少一條件。
其中，項目(a)對應已處理之程序；項目(b)對應已處理程序之實際參數值，例如供應腔室之實際電壓；項目(c)對應使用機台之實際特徵，例如使用之蝕刻機台是否對於晶圓之一部分有蝕刻較多之傾向；以及項目(d)對應晶圓之物理/化學特徵，例如於晶圓製造(蝕刻、沉積…)前晶圓之溫度。
任何可用以檢測晶圓之機台均可使用此方法。例如，檢驗機台，或以帶電粒子束檢驗晶圓之機台。
本發明之方法並未限制依據製造過程取得程式之方式。例如，可選擇性地依據一工廠主廠提供之一內建不完備程式及一熱點資訊產生程式，其中熱點資訊係對應晶圓之實際製造過程。例如，亦可選擇性地接收由一工廠主機依據一內建不完備程式及對應實際晶圓製造過程之一熱點資訊產生之程式。
程式包括至少一指令，其具有至少一參數被設定為一特定值。因此，機台可依據具有特定參數值之指令檢測晶圓，例如依據控制帶電粒子束投射於晶圓上一些特定晶片(具有一些特定座標)之指令。
程式可為一不完備程式與一熱點資訊之函數。其中，不完備程式包含尚未被設定為特定值之至少一特定參數。例如，不完備程式可為一指令控制一帶電粒子束投射於欲設定之部分，而熱點資訊可為化學機械研磨機
台(chemical mechanical polish,CMP)實際之研磨力分佈。因此，依據研磨力分佈，可對晶圓上傾向被過度研磨之部分加以處理，並且可特別設定這些部分為過度研磨區域，以進行缺陷及/或缺陷前兆之有效偵測。
本發明又一實施例為積體電路製程中之一晶圓檢測機台。如圖5所示，晶圓檢測機台至少具有一接收組件501用以接收一晶圓，以及一檢測組件502利用至少對應此晶圓之製造過程之程式檢測此晶圓。當然，檢測組件502使用之程式可由一程式組件503本身產生或由外部接收而提供。
其中，如上所述，製造過程包括下列至少其中一項：(a)已處理晶圓之至少一程序；(b)已處理晶圓之至少一程序之至少一參數之至少一特定值；(c)已處理晶圓之機台之至少一特徵；以及(d)晶圓製造前之一條件。
程式組件503可選擇性地依據一內建不完備程式及工廠主廠提供之一熱點資訊產生程式，其中熱點資訊對應製造過程。程式組件503亦可選擇性地由一工廠主機接收依據一內建不完備程式與對應製造過程之一熱點資訊產生之程式。
其中，如先前提供之實施例所述，熱點資訊是於積體電路製程中，對應已檢測晶圓的實際製造過程取得或產生。因此，晶圓係以考量已檢測晶圓的實際情形之程式進行檢測。程式中可包括對應晶圓製造過程之訊息，以提供檢測系統更多關於已檢測晶圓之資訊。因此，已檢測晶圓之檢測結果可能較傳統之不完備程式更精確。
完備程式、不完備程式以及熱點資訊之細節並非本發明之特徵。在一範例之中，一完備程式可包括所有必要訊息，例如但不限於，晶圓來回檢測資訊(wafer swathing information)、晶圓地圖及晶粒規定、晶圓定
位規定、檢測系統型號、檢測使用之光學模式、檢驗測試規定及像素大小等。例如，熱點資訊可包括，例如但不限於，設計資料之屬性以及熱點之資訊(例如：熱點資料庫之資訊、熱點之來源、設計中熱點之位置)、已知系統缺陷之加強捕捉(例如：熱點或熱點區域之加強敏感度)等。例如，但不限於利用設計、模擬結果、檢驗結果、度量結果、測試及失效分析(failure analysis,FA)結果以及製造過程等多個來源之相關處產生熱點。此外，製造過程表示實際製程及實際參數。舉例來說，晶圓係由許多製程處理，例如但不限於，薄膜沉積、微影技術、蝕刻、離子注入、氧化或熱處理，以及化學機械研磨。參數之舉例可為但不限於研磨壓力、時間長、承載墊之移動速度、研磨液之劑量等。
以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
401-402‧‧‧晶圓檢測方法之步驟
Claims (20)
- 一種晶圓檢測方法，包含：接收一批量，其中該批量包含複數個晶圓；以及利用一程式檢測該批量之該些晶圓，其中該程式係依據該批量之一製造過程予以對應即時修改調整。
- 如申請專利範圍第1項所述之晶圓檢測方法，其中該製造過程包含下列之至少其中之一：已處理該晶圓之至少一程序；已處理該晶圓之至少一程序之至少一參數之至少一實際值；已處理該晶圓之一機台之至少一特徵；以及該晶圓製造前之至少一條件。
- 如申請專利範圍第1項所述之晶圓檢測方法，其中該程式包含至少一指令，其具有至少一參數被設定為一特定值，其中該程式為一不完備程式以及一熱點資訊之一函數。
- 如申請專利範圍第3項所述之晶圓檢測方法，其中該不完備程式包含至少一特定參數未被設定成任何特定值，且該熱點資訊可用以設定該特定參數。
- 如申請專利範圍第3項所述之晶圓檢測方法，其中該熱點資訊顯示該晶圓之缺陷及缺陷前兆分佈於該晶圓上之一特定部分。
- 如申請專利範圍第3項所述之晶圓檢測方法，更包含依據一工廠主廠提供之一內建不完備程式以及一熱點資訊，產生該程式，其中該熱點資訊對應該製造過程。
- 如申請專利範圍第3項所述之晶圓檢測方法，更包含接收由一工廠主機依據一內建不完備程式以及對應該製造過程之一熱點資訊所產生之該程式。
- 如申請專利範圍第1項所述之晶圓檢測方法，其中該方法係由一機台執行，該機台係選自於由：一檢驗機台，以及裝設有檢驗該晶圓之一帶電離子束之機台所組成之群組。
- 一晶圓檢測機台，包含：一接收組件，用以接收一批量，其中該批量包含複數個晶圓；以及一檢測組件，其利用一程式檢測該批量之該些晶圓，其中該程式係依據該批量之一製造過程予以對應即時修改調整。
- 如申請專利範圍第9項所述之晶圓檢測機台，其中該製造過程包含至少下列其中之一：已處理該晶圓之至少一程序；已處理該晶圓之至少一程序之至少一參數之至少一實際值；已處理該晶圓之一機台之至少一特徵；以及該晶圓製造前之至少一條件。
- 如申請專利範圍第9項所述之晶圓檢測機台，其中該程式包含至少一指令，其具有至少一參數被設定為一特定值，其中該程式為一不完備程式以及一熱點資訊之一函數。
- 如申請專利範圍第11項所述之晶圓檢測機台，其中該不完備程式包含至少一特定參數尚未被設定成任何特定值，且該熱點資訊可用以設定該特定參數。
- 如申請專利範圍第11項所述之晶圓檢測機台，其中該熱點資訊顯示該晶圓之缺陷及缺陷前兆分佈於該晶圓上之一特定部分。
- 如申請專利範圍第11項所述之晶圓檢測機台，更包含一程式組件，用以依據一工廠主廠提供之一內建不完備程式以及一熱點資訊，以產生該程式，其中該熱點資訊對應該製造過程。
- 如申請專利範圍第11項所述之晶圓檢測機台，更包含一程式組件，用以接收由一工廠主機依據一內建不完備程式以及對應該製造過程之一熱點資訊所產生之該程式。
- 如申請專利範圍第9項所述之晶圓檢測機台，其中該機台係選自於由：一檢驗機台以及裝設有檢驗該晶圓之一帶電離子束之機台所組成之群組。
- 一種晶圓檢測方法，包含：接收一批量之複數個晶圓；依序檢測至少一該晶圓；利用一程式檢測下一該晶圓，其中該程式係依據至少一該晶圓之一檢測結果予以對應即時修改調整。
- 如申請專利範圍第17項所述之晶圓檢測方法，其中每一該晶圓利用僅對應上一檢測該晶圓之一特定檢測結果之一特定程式進行檢測。
- 一種晶圓檢測機台，包含：一接收組件，用以接收一批量之複數個晶圓；一檢測組件，其利用每一該晶圓之一個別程式檢測該晶圓，其中該個別程式係依據至少一已檢測之該晶圓之一檢測結果予以對應即時修改調整；以及一程式組件，用以提供每一該個別程式。
- 如申請專利範圍第19項所述之晶圓檢測機台，其中該程式組件僅依據上一檢測該晶圓之一特定檢測結果提供一特定之該個別程式。
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