TWI552241B - 晶圓的缺陷檢測方法及採用此方法之晶圓缺陷檢測系統 - Google Patents

Description

晶圓的缺陷檢測方法及採用此方法之晶圓缺陷檢測系統

本發明是有關於晶圓檢測之技術領域，且特別是有關於一種晶圓的缺陷檢測方法及採用此方法之晶圓缺陷檢測系統。

隨著積體電路元件的尺寸日漸縮小，於製程中所產生的極微小缺陷便很容易造成產品良率下降的問題。就目前而言，在晶圓缺陷檢測的時候，大多是採用缺陷檢測裝置來對晶圓進行線上自動缺陷分類(inline Automatic Defect Classification,iADC)的操作，以取得缺陷分佈圖，然後再依工程師的經驗進行缺陷分析。

然而，在使用缺陷檢測裝置時，使用者往往需要事先在缺陷檢測裝置中建立已知的各類型致命缺陷(killer defect)的資訊，缺陷檢測裝置才有辦法依照這些資訊去判斷出不同類型的致命缺陷，而針對未知類型的缺陷則無法進行判斷。因此，這種晶圓缺陷檢測方式不僅缺乏效率，亦不夠精確。

本發明提供一種晶圓的缺陷檢測方法，依照此方法可快速、精確地檢測出晶圓的致命缺陷，進而大大提升工程師的工作效率，也能夠提升缺陷分析的精確度。

本發明提供一種晶圓缺陷檢測系統，其採用上述之缺陷檢測方法。

本發明提出一種晶圓的缺陷檢測方法，所述之晶圓具有一元件圖案，此缺陷檢測方法包括下列步驟：提供一缺陷檢測裝置，並利用缺陷檢測裝置檢測一晶圓上之缺陷，以獲得一缺陷分佈圖；提供一光罩，此一光罩具有一曝光圖案，且曝光圖案對應於上述元件圖案；比對缺陷分佈圖與曝光圖案，以依照缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於曝光圖案的位置，來將缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為一致命缺陷群組與一非致命缺陷群組。

本發明另提出一種晶圓缺陷檢測系統，其包括有一缺陷檢測裝置與一比對裝置。缺陷檢測裝置用以檢測具有一元件圖案之一晶圓上的缺陷，以獲得一缺陷分佈圖。比對裝置用以接收上述缺陷分佈圖，並取得一光罩所具有之一曝光圖案，此曝光圖案係對應於上述元件圖案。比對裝置還用以比對上述缺陷分佈圖與曝光圖案，以依照缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於曝光圖案的位置，來將缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為一致命缺陷群組與一非致命缺陷群組。

本發明解決前述問題的方式，乃是先利用一缺陷檢測裝置去檢測具一元件圖案之一晶圓上的缺陷，以獲得一缺陷分佈圖。在獲得上述缺陷分佈圖之後，便去比對上述缺陷分佈圖與一光罩之曝光圖案，而此曝光圖案係對應於上述元件圖案。接下來再依照缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於曝光圖案的位置，來將缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為致命缺陷群組與非致命缺陷群組。因此，工程師只需針對上述致命缺陷群組進行缺陷分析的動作。這樣不僅能大大提升工程師的工作效率，也能夠提升缺陷分析的精確度。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1為依照本發明一實施例之晶圓缺陷檢測系統的示意圖。於本發明中，晶圓係泛指一種基材或基板，其依材質之不同而可為矽晶圓、玻璃晶圓、絕緣層覆矽(SOI)晶圓等，且其無形狀或尺寸等限制。

請參照圖1，此晶圓缺陷檢測系統10包括有缺陷檢測裝置110與比對裝置120。其中，缺陷檢測裝置110用以檢測具有一元件圖案之一晶圓上的缺陷，以獲得一缺陷分佈圖DP。圖2即為具一元件圖案之一晶圓的局部放大圖。在圖2中，標號201a~201c表示此晶圓上之元件圖案的其中一部分，而標號202則表示為一缺陷。圖3係為一缺陷分佈圖的示意圖。圖3中的每一黑點係表示上述晶圓上之一缺陷的位置。請再參照圖1，比對裝置120用以接收缺陷分佈圖DP，並取得一光罩所具有之一曝光圖案，而所述之曝光圖案係對應於上述之元件圖案。圖4即為上述光罩之曝光圖案的局部放大圖。在圖4中，標號401a~401c表示曝光圖案中對應於上述元件圖案中之圖案201a~201c的部分。

請再參照圖1，在取得上述曝光圖案後，比對裝置120就會去比對缺陷分佈圖DP與上述之曝光圖案，以依照缺陷分佈圖DP中之每一缺陷對應於上述曝光圖案的位置，來將缺陷分佈圖DP中的所有缺陷區分為致命缺陷群組與非致命缺陷群組。以圖2與圖4來進一步說明之。請同時參照圖2與圖4，由圖2之缺陷202對應於曝光圖案的位置402來看，此缺陷202將不會導致電路開路或短路，因此可將此缺陷202歸類至非致命缺陷群組。反之，若是缺陷202將會導致電路開路或短路，便可將其歸類至致命缺陷群組。再以圖5與圖6來說明致命缺陷與非致命缺陷的差異。圖5與圖6皆為具一元件圖案之一晶圓的局部放大圖。如圖5所示，依照缺陷501所處的位置，缺陷501並不會將導電部分503電性連接至導電部分504，因此這個缺陷501可歸類至非致命缺陷群組。而如圖6所示，依照缺陷601所處的位置，缺陷601會將導電部分603電性連接至導電部分604，因此這個缺陷601可歸類至致命缺陷群組。

從以上可知，比對裝置120判斷一缺陷是否會導致電路短路的方式，是先判斷此缺陷對應於曝光圖案的位置，然後再判斷位於上述位置之缺陷是否將會電性連接曝光圖案中所繪示的二個不同的導電部分。而由於比對裝置120可依照上述之方是來辨識缺陷分佈圖DP中之每一缺陷是否為致命缺陷，因此比對裝置120可將接收到之缺陷分佈圖DP中的所有缺陷區分為致命缺陷群組與非致命缺陷群組，一如圖7所示。圖7為將缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為致命缺陷群組與非致命缺陷群組的示意圖。在圖7中，標示710即為缺陷分佈圖，標示720是僅有致命缺陷群組的缺陷分佈圖，而標示730則是僅有非致命缺陷群組的缺陷分佈圖。

此外，本發明所採用的曝光圖案還可依其圖案密度、形狀、材質等之不同而再區分為至少一關鍵圖案(critical pattern)區與至少一非關鍵圖案(non-critical pattern)區。所謂的關鍵圖案區例如是所繪示的不同導電部分的配置相當緊密，以致於很容易被任一個出現在當中的缺陷電性連接二個不同導電部分的區域。而所謂非關鍵圖案區例如是所繪示的不同導電部分的配置相當鬆散，以致於不容易被任一個出現在當中的缺陷電性連接二個不同導電部分的區域。也就是說，位於關鍵圖案區之缺陷可被視為致命缺陷，而位於非關鍵圖案區之缺陷則可被視為為非致命缺陷。因此，比對裝置120也可以是將位於關鍵圖案區的缺陷歸類至致命缺陷群組，並將位於非關鍵圖案區的缺陷歸類至非致命缺陷群組。

藉由上述之說明可知，晶圓缺陷檢測系統10在將缺陷分佈圖DP中的所有缺陷加以區分為致命缺陷群組與非致命缺陷群組之後，工程師只需針對致命缺陷群組進行缺陷分析的動作即可，因而大大提升工程師的工作效率。

此外，由於積體電路元件通常會有好幾個佈線層，因此上述之晶圓可能更具有第二種元件圖案，而此晶圓的二種元件圖案分屬不同的佈線層。為了判斷缺陷分佈圖DP中的每一缺陷是否會對別層的電路佈線產生影響，比對裝置120可以再取得另一光罩所具有之另一曝光圖案，而此另一曝光圖案係對應於上述第二種元件圖案。因此，比對裝置120可以再比對缺陷分佈圖DP與上述之另一曝光圖案，以依照缺陷分佈圖DP中之每一缺陷對應於上述另一曝光圖案的位置，來將缺陷分佈圖DP中的所有缺陷再區分為一致命缺陷群組與一非致命缺陷群組。

當然，若上述之另一曝光圖案亦區分有至少一關鍵圖案區與一非關鍵圖案區，那麼比對裝置120也可以是將位於上述另一曝光圖案之關鍵圖案區的缺陷歸類至再區分出來的致命缺陷群組，並將位於上述另一曝光圖案之非關鍵圖案區的缺陷歸類至再區分出來的非致命缺陷群組。

藉由上述實施例之教示，本領域具有通常知識者當可歸納出本發明之晶圓缺陷檢測系統的一些基本操作步驟，一如圖8所示。圖8為依照本發明一實施例之晶圓的缺陷檢測方法的流程圖。請參照圖8，所述之晶圓具有一元件圖案，而所述之缺陷檢測方法包括下列步驟：首先，提供一缺陷檢測裝置，並利用此缺陷檢測裝置檢測上述晶圓上的缺陷，以獲得一缺陷分佈圖(如步驟S802所示)。接著，提供一光罩，此光罩具有一曝光圖案，且此曝光圖案對應於上述元件圖案(如步驟S804所示)。然後，比對上述缺陷分佈圖與上述曝光圖案，以依照上述缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於上述曝光圖案的位置，來將上述缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為致命缺陷群組與非致命缺陷群組(如步驟S806所示)。

綜上所述，本發明解決前述問題的方式，乃是先利用一缺陷檢測裝置去檢測具一元件圖案之一晶圓上的缺陷，以獲得一缺陷分佈圖。在獲得上述缺陷分佈圖之後，便去比對上述缺陷分佈圖與一光罩之曝光圖案，而此曝光圖案係對應於上述元件圖案。接下來再依照缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於曝光圖案的位置，來將缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為致命缺陷群組與非致命缺陷群組。因此，工程師只需針對上述致命缺陷群組進行缺陷分析的動作。這樣不僅能大大提升工程師的工作效率，也能夠提升缺陷分析的精確度。

本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．晶圓缺陷檢測系統

110．．．缺陷檢測裝置

120．．．比對裝置

201a、201b、201c．．．晶圓上之元件圖案的其中一部分

202、501、601．．．缺陷

401a~401c．．．曝光圖案中對應於元件圖案中之圖案201a~201c的部分

402．．．缺陷202對應於曝光圖案的位置

503、504、603、604．．．導電部分

710．．．缺陷分佈圖

720．．．僅有致命缺陷群組的缺陷分佈圖

730．．．僅有非致命缺陷群組的缺陷分佈圖

DP．．．缺陷分佈圖

S802、S804、S806．．．步驟

圖1為依照本發明一實施例之晶圓缺陷檢測系統的示意圖。

圖2即為具一元件圖案之一晶圓的局部放大圖。

圖3係為一缺陷分佈圖的示意圖。

圖4為光罩之曝光圖案的局部放大圖。

圖5為具一元件圖案之一晶圓的局部放大圖。

圖6為具一元件圖案之一晶圓的局部放大圖。

圖7為將缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為致命缺陷群組與非致命缺陷群組的示意圖。

圖8為依照本發明一實施例之晶圓的缺陷檢測方法的流程圖。

S802、S804、S806．．．步驟

Claims (8)

1. 一種晶圓的缺陷檢測方法，所述之晶圓具有一第一元件圖案，該缺陷檢測方法包括：提供一缺陷檢測裝置，並利用該缺陷檢測裝置檢測該晶圓上之缺陷，以獲得一缺陷分佈圖；提供一第一光罩，該光罩具有一第一曝光圖案，且該第一曝光圖案對應於該第一元件圖案，其中該第一曝光圖案包括有一第一關鍵圖案區與一第一非關鍵圖案區；比對該缺陷分佈圖與該第一曝光圖案，以依照該缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於該第一曝光圖案的位置，來將該缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為一第一致命缺陷群組與一第一非致命缺陷群組；以及將位於該第一關鍵圖案區的缺陷歸類至該第一致命群組，將位於該第一非關鍵圖案區的缺陷歸類至該第一非致命群組，其中該第一關鍵圖案區係為缺陷電性連接二個不同導電部分的區域，該第一非關鍵圖案區係為缺陷電性未連接二個不同導電部分的區域，其中該第一致命缺陷群組中之每一缺陷將會導致電路開路或短路，而該第一非致命群組中之每一缺陷將不會導致電路開路或短路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢測方法，其中判斷一缺陷是否會導致電路短路的方式包括：判斷該缺陷對應於該第一曝光圖案的位置；以及判斷位於該位置之該缺陷是否將會電性連接該第一曝光圖案中所繪示的二個不同的導電部分。
3. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢測方法，其中所述之晶圓更具有一第二元件圖案，且該第二元件圖案與該第一元件圖案分屬不同的佈線層，該缺陷檢測方法更包括：提供一第二光罩，該光罩具有一第二曝光圖案，且該第二曝光圖案對應於該第二元件圖案；比對該缺陷分佈圖與該第二曝光圖案，以依照該缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於該第二曝光圖案的位置，來將該缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為一第二致命缺陷群組與一第二非致命缺陷群組。
4. 如申請專利範圍第3項所述之缺陷檢測方法，其中該第二曝光圖案包括有一第二關鍵圖案區與一第二非關鍵圖案區，而該缺陷檢測方法更包括：將位於該第二關鍵圖案區的缺陷歸類至該第二致命群組；以及將位於該第二非關鍵圖案區的缺陷歸類至該第二非致命群組。
5. 一種晶圓缺陷檢測系統，包括：一缺陷檢測裝置，用以檢測具有一第一元件圖案之一晶圓上的缺陷，以獲得一缺陷分佈圖；以及一比對裝置，用以接收該缺陷分佈圖，並取得一第一光罩所具有之一第一曝光圖案，該第一曝光圖案對應於該第一元件圖案，其中該第一曝光圖案包括有一第一關鍵圖案區與一第一非關鍵圖案區，且該比對裝置還用以比對該缺陷分佈圖與該第一曝光圖案，以依照該缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於該第一 曝光圖案的位置，來將該缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為一第一致命缺陷群組與一第一非致命缺陷群組，該比對裝置包括將位於該第一關鍵圖案區的缺陷歸類至該第一致命群組，將位於該第一非關鍵圖案區的缺陷歸類至該第一非致命群組，其中該第一關鍵圖案區係為缺陷電性連接二個不同導電部分的區域，該第一非關鍵圖案區係為缺陷電性未連接二個不同導電部分的區域，其中該第一致命缺陷群組中之每一缺陷將會導致電路開路或短路，而該第一非致命缺陷群組中之每一缺陷將不會導致電路開路或短路。
6. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓缺陷檢測系統，其中該比對裝置判斷一缺陷是否會導致電路短路的方式包括：判斷該缺陷對應於該第一曝光圖案的位置；以及判斷位於該位置之該缺陷是否將會電性連接該第一曝光圖案中所繪示的二個不同的導電部分。
7. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓缺陷檢測系統，其中該晶圓更具有一第二元件圖案，且該第二元件圖案與該第一元件圖案分屬不同的佈線層，而該比對裝置更用以取得一第二光罩所具有之一第二曝光圖案，該第二曝光圖案對應於該第二元件圖案，且該比對裝置還用以比對該缺陷分佈圖與該第二曝光圖案，以依照該缺陷分佈圖中之每一缺陷對應於該第二曝光圖案的位置，來將該缺陷分佈圖中的所有缺陷區分為一第二致命缺陷群組與一第二非致命缺陷群組。
8. 如申請專利範圍第7項所述之晶圓缺陷檢測系統，其 中該第二曝光圖案包括有一第二關鍵圖案區與一第二非關鍵圖案區，而該比對裝置包括將位於該第二關鍵圖案區的缺陷歸類至該第二致命群組，並將位於該第二非關鍵圖案區的缺陷歸類至該第二非致命群組。