TWI589861B - 偵測晶圓中裂痕的系統與方法 - Google Patents

Description

偵測晶圓中裂痕的系統與方法 相關申請案交叉參考

本申請案根據35 U.S.C.§119(e)規定主張2012年11月9日申請之名稱為「Method of Detecting Cracks in Silicon Wafers」之美國臨時專利申請案第61/724,776號之優先權，該案之全文以引用之方式併入本文中。

本發明大體上係關於半導體晶圓中之裂痕偵測，且特定言之，係關於安置於一旋轉晶圓台上之晶圓中之裂痕偵測。

由於對不斷縮小之半導體裝置之需求持續增大，所以對改良半導體晶圓檢驗程序及生產量之需求亦持續增大。一種此類半導體晶圓檢驗方法包含基於旋轉之晶圓檢驗技術。基於旋轉之晶圓掃描包含利用適合於快速旋轉在檢驗工具之光學器件之下方之一半導體晶圓之一旋轉晶圓台總成。歸因於高旋轉速度(10,000RPM以上)，晶圓中之裂痕之存在可導致致命晶圓損壞，藉以使該晶圓裂開。由晶圓裂開引起之晶圓損壞導致總體檢驗生產量之一減少。通常，使用光學工具(諸如一檢驗顯微鏡)來離線執行晶圓裂開偵測。先前技術之離線光學裂痕檢驗技術難以實施且對晶圓檢驗生產量造成負面影響。因而，期望提供一改良晶圓裂痕偵測方法及用以固化先前技術之缺陷之系統。

揭示一種用於偵測一晶圓中之裂痕之系統。在一態樣中，該系統可包含(但不限於)：一旋轉晶圓台總成，其經組態以固定一晶圓且選擇性旋轉該晶圓；一光源，其位於晶圓之一表面之一第一側上且經組態以導引一光束之至少一部分穿過該晶圓，其中該光束可至少部分地透射穿過該晶圓；一感測器，其位於晶圓之與第一側相對置之一第二側上，且經組態以當旋轉晶圓台總成旋轉該晶圓時，監測透射穿過晶圓之光之一或多個特性，其中旋轉晶圓台總成及光源經組態以使得光束遍及該晶圓檢尋一圖案；一控制器，其通信地耦合至感測器及旋轉晶圓台總成之一部分，該控制器經組態以：基於所監測之透射穿過晶圓之光之一或多個特性而判定晶圓中之一或多個裂痕之存在；且回應於晶圓中之一或多個裂痕之存在之判定，導引旋轉台總成以調整晶圓之旋轉狀態。

揭示一種配備裂痕偵測能力之檢驗工具。在一態樣中，該檢驗工具可包含(但不限於)：一光源，其經組態以照明安置於一旋轉晶圓台總成(其經組態以固定一晶圓且選擇性旋轉該晶圓)上之一晶圓之一表面之一區域；一偵測器，其經組態以偵測自晶圓之經照明之區域反射或散射之光；一裂痕偵測光源，其位於晶圓之一表面之一第一側上且經組態以導引一光束之至少一部分穿過該晶圓，其中該光束可至少部分地透射穿過該晶圓；一裂痕偵測感測器，其位於晶圓之與第一側相對置之一第二側上，且經組態以當旋轉晶圓台總成旋轉晶圓時，監測透射穿過晶圓之光之一或多個特性，其中該旋轉晶圓台總成及該光源經組態以使得該光束遍及該晶圓檢尋一圖案；一控制器，其通信地耦合至感測器及旋轉晶圓台總成之一部分，該控制器經組態以：基於所監測之透射穿過晶圓之光之一或多個特性而判定晶圓中之一或多個裂痕之存在；且回應於晶圓中之一或多個裂痕之存在之判定，導引旋 轉台總成以調整晶圓之旋轉狀態。

揭示一種用於偵測一晶圓中之裂痕之方法。在一態樣中，該方法可包含(但不限於)：產生可至少部分地透射穿過晶圓之一光束；選擇性旋轉安置於一旋轉晶圓台總成上之一晶圓以檢尋光束遍及晶圓之表面；監測透射穿過晶圓之光之一或多個特性；基於所監測之透射穿過晶圓之光之一或多個特性而判定晶圓中之一或多個裂痕之存在；且回應於晶圓中之一或多個裂痕之存在之判定，導引旋轉台總成以調整晶圓之旋轉狀態。

揭示一種用於監測晶圓在一旋轉晶圓台上之定心的系統。在一態樣中，該系統可包含(但不限於)：一旋轉晶圓台總成，其經組態以固定一晶圓且選擇性旋轉該晶圓；一光源，其位於晶圓之一表面之一第一側上且經組態以導引一光束之至少一部分穿過該晶圓，其中該光束可至少部分地透射穿過該晶圓；一感測器，其位於晶圓之與第一側相對置之一第二側上，且經組態以當旋轉晶圓台總成旋轉該晶圓時，基於透射穿過晶圓之光之一或多個特性而監測晶圓之一邊緣斜角位置，其中旋轉晶圓台總成及光源經組態以使得光束遍及接近晶圓之斜角之晶圓檢尋一圖案；一控制器，其通信地耦合至感測器及旋轉晶圓台總成之一部分，該控制器經組態以：基於所監測之透射穿過晶圓之光之一或多個特性而判定晶圓之一定心狀態；且回應於一偏心狀態之判定，導引旋轉台總成以調整晶圓之旋轉狀態。

揭示一種用於監測一旋轉晶圓台上之晶圓滑移之系統。在一態樣中，該系統可包含(但不限於)：一旋轉晶圓台總成，其經組態以固定一晶圓且選擇性旋轉該晶圓；一光源，其位於晶圓之一表面之一第一側上且經組態以導引一光束之至少一部分穿過該晶圓，其中該光束可至少部分地透射穿過該晶圓；一感測器，其位於晶圓之與第一側相對置之一第二側上，且經組態以當旋轉晶圓台總成旋轉該晶圓時，監 測一晶圓凹口位置及一心軸位置之至少一者中之變化；一控制器，其通信地耦合至感測器及旋轉晶圓台總成之一部分，該控制器經組態以：基於所監測之晶圓凹口位置及一心軸位置之至少一者中之變化而判定該晶圓之一滑移狀態；且回應於超過一選定滑移臨限值之一滑移狀態之判定，導引旋轉台總成以調整晶圓之旋轉狀態。

100‧‧‧晶圓偵測系統/晶圓裂痕偵測系統

101‧‧‧旋轉晶圓台總成/旋轉晶圓台

102‧‧‧晶圓

103‧‧‧晶圓邊緣

104‧‧‧晶圓卡盤

105‧‧‧圖案/光束圖案

106‧‧‧晶圓心軸

107‧‧‧圖表

108‧‧‧光源

109‧‧‧光信號強度/光強度資料

110‧‧‧光束/光

111‧‧‧控制器/感測器

112‧‧‧感測器/光感測器

114‧‧‧裂痕

116‧‧‧二維掃描圖案/螺旋圖案

200‧‧‧晶圓檢驗工具

204‧‧‧光源

206‧‧‧相機/成像偵測器

300‧‧‧晶圓檢驗工具

400‧‧‧方法

402‧‧‧第一步驟

404‧‧‧第二步驟

406‧‧‧第三步驟

408‧‧‧第四步驟

參考附圖，熟悉此項技術者可更好地理解本發明之許多優點，其中：圖1A係根據本發明之一實施例之用於偵測一晶圓中之裂痕之一系統之一方塊圖。

圖1B係根據本發明之一實施例之用於偵測一晶圓中之裂痕之一系統之一示意圖。

圖1C係根據本發明之一實施例之繪示由於存在一晶圓裂痕而減少透射穿過一晶圓之紅外光之一資料圖表。

圖1D係根據本發明之一實施例之一光束在一旋轉晶圓上檢尋一圓形圖案之一俯視圖。

圖1E係根據本發明之一實施例之一光束在一旋轉晶圓上檢尋一螺旋圖案之一俯視圖。

圖2係根據本發明之一實施例之配備裂痕偵測能力之一檢驗工具之一方塊圖。

圖3係根據本發明之一實施例之配備裂痕偵測能力之一檢驗工具之一方塊圖。

圖4係根據本發明之一實施例之繪示一種用於偵測一晶圓中之裂痕之方法之一流程圖。

應瞭解以上概述及以下詳細描述僅係例示性及解釋性的，且無 需限制如所申請之本發明。併入本說明書且構成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且連同概述用於解釋本發明之原則。現將詳細參考附圖中所繪示之所揭示之標的。

根據本發明，大體上參考圖1A至圖3，描述一種用於晶圓裂痕偵測之系統。在此應注意半導體晶圓中之裂痕之存在可導致對晶圓(當其放置於一旋轉環境(諸如基於旋轉之檢驗)中時)之顯著損壞。因而，在基於旋轉之檢驗掃描(例如科磊(KLA-TENCOR)之SURFSCAN系統)之前之晶圓裂痕之偵測可有助於減輕對晶圓之損壞以及改良檢驗生產量。本發明部分係指一種用於偵測半導體晶圓中之裂痕之系統及方法。特定言之，在一些實施例中，本發明用以監測透射穿過一旋轉晶圓之紅外光之變化性。應注意，此經量測之變化性之分析可允許一使用者或系統在晶圓檢驗掃描之前(或期間)識別晶圓裂痕。

圖1A及圖1B繪示根據本發明之一實施例之用於晶圓裂痕偵測之一系統100之簡化示意圖。在一實施例中，晶圓偵測系統100包含經組態以固定一晶圓102(例如矽晶圓)且選擇性旋轉該晶圓102之一旋轉晶圓台總成101。在一實施例中，旋轉晶圓台總成101包含用於固定晶圓102之一晶圓卡盤104。在此應注意，此技藝中已知的任何晶圓卡盤適合於在本發明中實施。例如，晶圓卡盤104可包含(但不限於)一真空卡盤。在另一實施例中，旋轉晶圓台總成101包含經組態以選擇性旋轉晶圓102之一晶圓心軸。例如，晶圓心軸106可依一選定旋轉速度圍繞垂直於晶圓102之表面之一軸來旋轉晶圓102。如文中進一步所討論，回應於一相關聯控制器或控制系統，心軸106可選擇性旋轉晶圓102(或停止晶圓102的旋轉)。

在另一實施例中，晶圓裂痕偵測系統100包含一光源108，該光源經組態以產生具有一選定波長或波長範圍之一光束110。在另一實施例中，光源108位於晶圓102之一第一側上。在一實施例中，光源 108經組態以將光束110導引至晶圓102之表面上。就此而言，如圖1A中所示，光源108可配置於晶圓102之頂面上，且適合於導引光束110朝向晶圓102之頂面。在另一實施例中，光源108適合於產生可至少部分地透射晶圓102之一光束。就此而言，晶圓102對由光源108產生之輻射至少部分透明。在此應注意，矽通常對紅外光透明。例如，由矽形成之一晶圓102可對1550nm光透明。在另一實施例中，光源108可包含適於將一光束透射穿過一晶圓或基板之此技藝中已知的任何光源。在此應注意，吾人已知裸矽晶圓容易使在約1μm至9μm之光譜範圍中的光透射。在一實施例中，光源可包含此技藝中已知的任何窄頻帶光源。例如，光源可包含(但不限於)一雷射。此外，光源可包含能夠產生可透射給定晶圓102之一光束之一雷射。在(例如)一矽晶圓之情況下，光源108可包含(但不限於)一紅外線雷射(IR)(諸如一1550nm雷射)。經由另一實例，光源可包含一寬頻帶源。例如，光源108可包含一經良好校準及經濾波的寬頻帶源。

在另一實施例中，晶圓裂痕偵測系統100包含一感測器，該感測器經組態以監測透射穿過晶圓之光之一或多個特性。就此而言，當旋轉台總成101之心軸106旋轉晶圓102時，感測器112可監測來自光源108且透射穿過晶圓102之光之一或多個特性。例如，當晶圓102經由一給定角度旋轉(例如部分旋轉、完全旋轉、或多次旋轉)時，感測器112可監測透射穿過晶圓102之光之強度。

例如，感測器112可位於相對於晶圓之第一側(即光源側)之晶圓102之一第二側上。例如，感測器112可位於晶圓102之底側上，而光源108位於晶圓102之頂側上。

系統100之感測器112可包含能夠感測由光源108產生之光(諸如IR光)及由旋轉一晶圓之裂痕引起之光之變化性之此技藝中已知的任何光感測偵測裝置。例如，感測器112可包含(但不限於)一或多個光電 二極體。經由另一實例，感測器112可包含(但不限於)一或多個CCD偵測器。經由另一實例，感測器112可包含(但不限於)一或多個CMOS偵測器。

在此可進一步瞭解系統100可包含任何數目之額外光學元件以執行所描述之實施例。例如，系統100可進一步包含聚焦透鏡以聚焦來自光源108之光，及一或多個準直器以沿光源108與感測器112之間之路徑校準光。在一實施例中，晶圓102經定位至少接近光束110之焦點。就此而言，可利用一或多個聚焦透鏡來將源自於光源108之光聚焦於晶圓102之晶圓平面處或附近之一位置處。

如圖1B中所示，光束110可遍及晶圓102之表面檢尋一圖案105。在一實施例中，光源108及旋轉晶圓台總成101經組態以使得光束110遍及晶圓102之表面檢尋一選定圖案。就此而言，相對於晶圓102(其由下伏旋轉晶圓台總成101啟動)之光源108之位置及運動可用以界定所檢尋之圖案105。在另一實施例中，如圖1B中所示，如文中進一步更詳細所討論，光束110可接近晶圓邊緣103檢尋圖案105。

在此應注意，當光束遍及晶圓102之表面掠掃時，晶圓102中之一裂痕或其他畸變可導致由感測器112偵測之經透射之光強度之減小。因而，感測器112可用於藉由監測來自光源108之光110之透射強度而偵測晶圓102中之裂痕。例如，透射之光之強度之一下降可指示一裂痕之存在(見圖1C)。在此應注意，無需如由感測器112量測之強度之每一減小對應於一晶圓裂痕。因而，需要一程序來消除由系統100偵測之偽陽性之頻率。

再次參考圖1A，根據本發明之一實施例，晶圓裂痕偵測系統100包含一控制器111。在一實施例中，控制器111通信地耦合至感測器112及旋轉晶圓台總成101之一或多個部分。例如，控制器111可通信地耦合之感測器112及旋轉晶圓台總成101之心軸106。在此應注意， 可依此技藝中已知的任何方式將控制器111設置成與感測器112及/或旋轉晶圓台總成101通信。例如，可經由一有線資料耦合(例如銅線、光纖、網路耦合等等)或一無線資料耦合(例如RF信號)來將控制器111設置成與感測器112及/或旋轉晶圓台總成101通信。

在一實施例中，控制器111經組態以自感測器112接收一或多個所監測之光特性。例如，控制器111可自感測器112接收指示經量測之透射光信號之一或多個信號。就此而言，感測器112依據時間及其他參數(例如晶圓上之旋轉位置或空間位置)來傳輸經量測之透射光強度。

在一實施例中，控制器111包含一或多個處理器(未展示)及一非暫時性儲存媒體(即記憶體媒體)。就此而言，控制器111之儲存媒體(或任何其他儲存媒體)含有經組態以使得控制器111之一或多個處理器執行經由本發明所描述之各種步驟之任何者之程式指令。

出於本發明之目的，術語「處理器」可被廣泛定義為包含任何處理器或具有處理能力之(若干)邏輯元件(其等執行來自一記憶體媒體之指令)。在此意義上，控制器111之一或多個處理器可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一實施例中，一或多個處理器可由一桌上型電腦或其他電腦系統(例如網路電腦)(其經組態以執行經組態以執行在整個本發明中所描述之計算/資料處理步驟之一程式)構成。應瞭解可由一單一電腦系統、多個電腦系統或一多芯處理器執行在整個本發明中所描述之步驟。再者，系統100之不同子系統(諸如一顯示裝置或一使用者介面裝置(未展示))可包含一處理器或適合於執行上文所描述之步驟之至少一部分之邏輯元件。因此，上文描述不應被理解為本發明之一限制而僅為一說明。

在一實施例中，控制器111之一或多個處理器經組態以基於所監測之透射穿過晶圓之光之一或多個特性而判定晶圓中之一或多個裂痕之存在。在此應注意，控制器111可經程式化以減少由系統100偵測之 偽陽性之數目。例如，在一些實例中，晶圓表面上之刮痕可引起一錯誤偵測事件。因而，控制器111可經程式化以區分晶圓裂痕與其他晶圓畸變(諸如晶圓刮痕)。

在另一實施例中，控制器111之一或多個處理器經組態以比較所監測之光束110之一或多個特性與一選定臨限值位準。例如，可基於試誤法而由一使用者選擇該選定臨限值位準。經由另一實例，可基於在一選定時間段或操作設定內之已知回應之一統計彙整而由控制器111選擇該選定臨限值位準。此外，該選定臨限值位準可應用於所監測之透射穿過晶圓102之光之特性之任何者。例如，該臨限值可包含一光強度臨限值、一變化時間之一持續時間臨限值等等、強度臨限值中之時間積分降等等。

圖1C描繪根據本發明之一實施例之表示由感測器111監測之作為時間之一函數之一透射光信號強度109之一圖表107。在此應注意，感測器111可偵測在一給定時間跨度內透射之光強度之一減小。例如，圖1B中所描繪之裂痕114可顯露於透射之光強度資料109中作為兩個下降強度，當旋轉晶圓102時該兩個下降強度對應於由光束110穿過之裂痕114之兩個部分。

在另一實施例中，回應於晶圓102中之一或多個裂痕之存在之判定，控制器111之一或多個處理器經組態以導引旋轉台總成101以調整晶圓102之旋轉狀態。如先前文中所注意，系統100可用以藉由調整晶圓102之一些旋轉狀態而減輕由一裂開之晶圓之旋轉引起之損壞。

在一些實施例中，旋轉狀態之調整可包含停止旋轉晶圓102。例如，在判定晶圓102中之一或多個裂痕之存在之後，控制器111之一或多個處理器可導引旋轉晶圓台總成101之心軸106以執行一中斷程序，直到達成晶圓旋轉之一完全停止。

在另一實施例中，旋轉狀態之調整可包含晶圓102之旋轉之速度 之一減小。例如，在判定晶圓102中之一或多個裂痕之一存在之後，控制器111之一或多個處理器可導引旋轉晶圓台總成101之心軸106以執行一中斷程序，直到晶圓102之旋轉速度減小至一所要位準。

在一些實例中，可進一步瞭解控制器111可導引旋轉晶圓台總成101以增大晶圓102之旋轉速度。在一實施例中，如在整個本發明中所描述，可在一檢驗程序之前執行一晶圓裂痕偵測程序。就此而言，該晶圓可依相對較低旋轉速度經歷一晶圓裂痕偵測程序，以減小由一裂開之晶圓102之旋轉所致之晶圓損壞之可能性。此外，一旦晶圓102通過晶圓裂痕偵測程序，則控制器111(或一相關聯檢驗工具之一獨立控制器)之一或多個處理器可導引台總成101之心軸106以將晶圓102之旋轉速度漸增至一選定檢驗工具需求。

圖1D繪示根據本發明之一實施例之透射穿過晶圓102之一維光束圖案105之一俯視圖。在一實施例中，遍及晶圓102之光束110之掃描可包含一維固定半徑掃描。例如，遍及晶圓102之光束110之掃描可包含依任何選定半徑(相對於晶圓中心)之一維固定半徑掃描。在此應注意，諸多(若非大部分)晶圓裂痕源自一給定晶圓之邊緣103。因而，利用本發明之系統100來監測一晶圓102之邊緣區域可尤其有益。在一實施例中，遍及晶圓102之光束110之掃描可包含在接近晶圓之邊緣103之晶圓位置處之一維固定半徑掃描。例如，該光源經組態以將一光束導引至晶圓102上位在晶圓102之一雷射劃割線與晶圓102之斜角之間之一位置處，使得光束實質上以晶圓之劃割線及晶圓102之斜角為界限檢尋晶圓102之表面上之一圓形圖案。

圖1E繪示根據本發明之一實施例之透射穿過晶圓102之二維光束圖案105之一俯視圖。在一實施例中，遍及晶圓105之光束110之掃描可包含二維可變半徑/可變角度掃描。例如，遍及晶圓105之光束110之掃描可包含形成此技藝中已知之任何掃描圖案之二維掃描。

例如，如圖1E中所示，二維掃描圖案116可包含一螺旋圖案。在此應注意，可利用由旋轉晶圓台總成101之心軸106及一額外線性平移組件而執行之晶圓102之旋轉運動來完成該二維掃描圖案116。例如，晶圓台總成101可配備一線性平移台(未展示)，該線性平移台允許除在整個本發明中所描述之旋轉運動之外之晶圓102之線性平移。就此而言，晶圓台之線性運動可沿一選定線性方向(例如沿晶圓102之一徑向線)平移晶圓102，當該線性運動與由心軸106賦予之晶圓102之旋轉運動耦合時，產生一螺旋圖案116，如圖1D中所示。

經由另一實例，光源108及/或感測器111可安置於一可致動台上。例如，光源108及/或感測器111可安置於一線性平移台(未展示)上。就此而言，線性台可沿一選定線性方向(例如沿晶圓102之一徑向線)平移光源108及/或感測器111，當該線性台與由心軸106賦予之晶圓102之旋轉運動耦合時，產生一螺旋圖案116，如圖1D中所示。

儘管本發明已專注於其中晶圓102對光源108之光束110透明之一實施設定，然在此可設想本發明可擴展至其中無法應用此狀態之設定。例如，在選擇晶圓摻雜架構時，一矽晶圓可對照明之一光束變得不透明。特定言之，在某些摻雜設定中，一摻雜矽晶圓可實質上對紅外光(諸如1550nm光)不透明。在此等設定中，於此應瞭解可實施一向前散射偵測方法。就此而言，可由感測器112偵測由晶圓102中之一裂痕引起之增大的散射。應進一步注意，在此情況中之散射與散射光之偏振的變化耦合。因而，本發明設想光束110路徑中之偏光器的實施，以加強偵測由晶圓裂痕之存在所引起之向前散射光之增大的能力。另外，可在光束110上實施一射束闌以減少由感測器112偵測之非向前散射光的量。就此而言，射束闌可加強感測器112之能力，以監測由晶圓102中之一晶圓裂痕向前散射之光。

圖2及圖3繪示根據本發明之實施例之配備本文先前所描述之裂 痕偵測系統能力之一晶圓檢驗工具的簡化示意圖。在一實施例中，可在此技藝中已知之任何檢驗工具(諸如(但不限於)文中所描述之晶圓檢驗工具200及300)的內容中實施晶圓裂痕偵測系統100。在一實施例中，可在晶圓檢驗之前實施本發明所描述之晶圓裂痕偵測程序。在此實例中，可由晶圓裂痕偵測系統100首先檢查一晶圓102。在通過該晶圓裂痕偵測程序之後，接著晶圓102可經歷由檢驗工具200、300或其類似者執行之一檢驗程序。在一實施例中，檢驗工具200、300與晶圓裂痕偵測系統100整合，藉以在安置於檢驗工具200、300之一旋轉台上之一晶圓上執行該裂痕偵測程序。

在另一實施例中，可在來自檢驗掃描台之一單獨台上執行晶圓裂痕偵測程序。就此而言，晶圓裂痕偵測系統100可用作一晶圓揀選步驟以剔除包含裂痕之晶圓。在完成晶圓偵測程序之後，可將所量測之晶圓轉移至晶圓檢驗工具台。

在另一實施例中，可在檢驗掃描程序期間執行在整個本發明中所描述之晶圓裂痕偵測程序。就此而言，光源108及感測器112可安置於一致動台或若干致動台上，允許光源108及感測器112檢尋檢驗工具200、300之晶圓台之運動。因而，當晶圓偵測系統100經歷由檢驗工具200、300執行之一檢驗程序時，其可週期性或持續監測一晶圓102。

廣而言之，本發明之晶圓檢驗工具200及300可包含文中先前所描述之晶圓裂痕偵測系統100；經組態以照明晶圓102之表面上之一區域之至少一光源204(例如一雷射)；及一偵測器206或一相機(諸如一基於CCD或TDI之偵測器，或一光電倍增器偵測器)，其適合偵測自光源照明之區域反射或散射之光。另外，檢驗工具200、300可包含一組光學元件(例如照明光學器件、集光光學器件等等)，該等光學元件經組態以將自光源204之照明導引(及聚焦)至晶圓102之表面上，且繼而將 自晶圓102之表面之照明導引至檢驗工具200/300之偵測器206之成像部分。例如，該組光學元件可包含(但不限於)一主成像透鏡，該主成像透鏡適合於將半導體晶圓上之照明區域成像至偵測器之一收集區域上。此外，成像偵測器206可通信地耦合至一影像處理電腦(未展示)，該影像處理電腦可識別及儲存自偵測器206獲取之影像資料。

本發明之檢驗工具200/300可經組態為此技藝中已知之任何檢驗系統。例如，如圖2中所示，本發明之檢驗工具200可經組態為一明場(BF)檢驗系統。或者，如圖3中所示，檢驗工具300可經組態為一暗場(DF)檢驗工具。申請人指出，僅出於說明目的提供圖2及圖3中所描繪之光學組態且不應理解為限制。廣而言之，本發明之檢驗工具200/300可包含適合於成像晶圓102之表面之任何組成像及光學元件。目前可用晶圓檢驗工具在美國專利案第7,092,082號、美國專利案第6,702,302號、美國專利案第6,621,570號及美國專利案第5,805,278號詳細描述，該等案之全文以引用之方式併入本文中。

儘管本發明已使用系統100之光源108及光感測器112來聚焦晶圓裂痕之偵測，然在此可進一步設想本發明之系統100可擴展至額外偵測範例。例如，在一實施例中，本發明可包含一種用於監測晶圓102在一旋轉晶圓台101上之定心之系統及方法。在一實施例中，旋轉晶圓台總成101經組態以固定晶圓102且選擇性旋轉晶圓102。在另一實施例中，光源108位於晶圓之一表面之一第一側上且經組態以導引可至少部分地透射至該晶圓之光束110穿過該晶圓102。在另一實施例中，感測器112位於晶圓102之與第一側相對置之一第二側上，且經組態以當旋轉晶圓台總成旋轉晶圓時，基於透射穿過晶圓之光之一或多個特性而監測晶圓102之一邊緣斜角位置。此外，旋轉晶圓台101及光源108經組態以使得光束110遍及晶圓檢尋接近晶圓102之斜角之一圖案105。在另一實施例中，一控制器通信地耦合至感測器112及旋轉晶 圓台總成101之一部分。在另一實施例中，控制器經組態以：(i)基於所監測之透射穿過晶圓之光之一或多個特性而判定晶圓之一定心狀態；且(ii)回應於一偏心狀態之判定，導引旋轉台總成以調整晶圓之旋轉狀態。

在此應注意，與晶圓裂痕偵測系統100之架構及資料處理步驟有關之各種實例及實施例應被理解為擴展至上文晶圓滑移監測實施例。

在另一實例中，在一實施例中，本發明可包含一種用於監測一旋轉晶圓台上之晶圓滑移之系統及方法。在一實施例中，一旋轉晶圓台總成101經組態以固定一晶圓且選擇性旋轉該晶圓。在另一實施例中，光源108位於晶圓之一表面之一第一側上，且經組態以導引一光束之至少一部分穿過晶圓102，其中該光束可至少部分地透射穿過晶圓。在另一實施例中，感測器112位於晶圓102之與第一側相對置之一第二側上，且經組態以當旋轉晶圓台總成101旋轉該晶圓時，監測一晶圓凹口位置及一心軸位置之至少一者中之變化。在另一實施例中，一控制器通信地耦合至感測器及旋轉晶圓台總成之一部分。在另一實施例中，控制器經組態以：(i)基於所監測之晶圓凹口位置及心軸位置之至少一者中之變化而判定晶圓之一滑移狀態；且(ii)回應於超過一選定滑移臨限值之一滑移狀態之判定，導引旋轉台總成以調整晶圓之旋轉狀態。

在此應注意，與晶圓裂痕偵測系統100之架構及資料處理步驟有關之各種實例及實施例應被理解為擴展至上文晶圓滑移監測實施例。

圖4繪示根據本發明之一實施例之描繪一種用於偵測一晶圓中之裂痕之方法之一程序流程圖。在此應注意，可利用在整個本發明中描述之架構實施例之任何者來執行方法400。然而，應進一步注意，方法400不限於本文先前所描述之系統100之實施例，且可由各種相似或類似系統來執行。在一第一步驟402中，產生可至少部分地透射穿過 一晶圓102之一光束。例如，一紅外線雷射可產生具有一1550nm之波長之一光束，該光束可大體上透射穿過一裸矽晶圓。在一第二步驟404中，安置於一旋轉晶圓台總成101上之一晶圓由總成101選擇性旋轉以檢尋光束110遍及晶圓之表面。例如，光源108與晶圓102之間之相對運動可使得光束110遍及晶圓102檢尋一選定圖案105(例如可變角度/固定半徑或可變角度/可變半徑)。在一第三步驟406中，使用感測器112來監測透射穿過晶圓102之光之一或多個特性。例如，當光束110遍及晶圓102掠掃時，感測器112可監測透射穿過晶圓102之光之強度。在一第四步驟408中，基於所監測之透射穿過晶圓之光之一或多個特性，由控制器111判定晶圓中之一或多個裂痕之存在。在一第五步驟410中，回應於晶圓中之一或多個裂痕之存在之判定，控制器111導引旋轉台總成以調整晶圓之旋轉狀態。例如，回應於超過一預定臨限值之一所偵測之特徵，控制器111導引旋轉台總成以在晶圓102上開始一中斷程序以停止晶圓102之旋轉運動。

熟悉此項技術者應瞭解，通常地在本技術中，依本文闡述之方式描述裝置及/或程序，且然後使用工程實踐以將此等所描述之裝置及/或程序整合至資料處理系統中。即，文中所描述之裝置及/或程序之至少一部分可經由一合理量之試驗而整合至一資料處理系統中。此等熟悉此項技術者應瞭解，一典型資料處理系統大體上包含以下之一或多者：一系統單元外殼、一視訊顯示裝置、一記憶體(諸如揮發性或非揮發性記憶體)、處理器(諸如微處理器及數位信號處理器)、計算實體(諸如操作系統、驅動器、圖形使用者介面、及應用程式)、一或多個互動裝置(諸如一觸控墊或螢幕、及/或包含反饋迴路及控制馬達(例如用於感測位置及/或速度之反饋；用於移動及/或調整組件及/或數量之控制馬達)之控制系統)。可利用任何適合商業上可購得之組件(諸如通常在資料計算/通信及/或網路計算/通信系統中發現之此等)來 實施一典型資料處理系統。

儘管已展示及描述文中所描述之本標的之特定態樣，然熟悉此項技術者然將明白，基於文中之技術，可在不背離文中所描述之標的及其之更廣泛態樣之情況下完成變化及修改，且因此，隨附申請專利發範圍欲將在文中所描述之標的之確實精神及範圍內之全部此等變化及修改包含在其等之範疇內。

儘管已繪示本發明之特定實施例，然應明白，可在不背離本發明之範疇及精神之情況下由熟悉此項技術者完成本發明之之各種修改及實施例。據此，應僅由隨附申請專利範圍限制本發明之範疇。據信，將根據先前描述理解本發明及其之伴隨優點諸多者，且應明白，可在不背離所揭示之標的或在不犧牲其之全部材料優點之情況下，在組件之形式、構造及配置上實行各種變化。所描述之形式僅係解釋性的，且以下申請專利範圍意欲包含及包括此等變化。

100‧‧‧晶圓偵測系統/晶圓裂痕偵測系統

101‧‧‧旋轉晶圓台總成/旋轉晶圓台

102‧‧‧晶圓

104‧‧‧晶圓卡盤

106‧‧‧晶圓心軸

108‧‧‧光源

110‧‧‧光束/光

111‧‧‧控制器/感測器

112‧‧‧感測器/光感測器

Claims (23)

1. 一種用於偵測一晶圓中之裂痕之系統，其包括：一旋轉晶圓台總成，其經組態以固定該晶圓且選擇性旋轉該晶圓；一光源，其位於該晶圓之一表面之一第一側上，且經組態以導引一光束之至少一部分穿過該晶圓，其中該光束可至少部分地透射穿過該晶圓；一感測器，其位於該晶圓之與該第一側相對置之一第二側上，且經組態以當該旋轉晶圓台總成旋轉該晶圓時，監測透射穿過該晶圓之光之一或多個特性，其中該旋轉晶圓台總成及該光源經組態以使該光束遍及該晶圓檢尋一圖案；一控制器，其通信地耦合至該感測器及該旋轉晶圓台總成之一部分，該控制器經組態以：基於所監測之透射穿過該晶圓之光之一或多個特性而判定該晶圓中之一或多個裂痕之存在；且回應於該晶圓中之一或多個裂痕之存在的判定，導引該旋轉台總成以調整該晶圓之該旋轉狀態。
2. 如請求項1之系統，其中該旋轉晶圓台總成包含：一晶圓卡盤，其經組態以固定該晶圓；及一心軸，其經組態以選擇性旋轉該晶圓。
3. 如請求項1之系統，其中該旋轉晶圓台總成經組態以圍繞垂直於該晶圓表面之一軸旋轉該晶圓。
4. 如請求項1之系統，其中該旋轉晶圓台總成及該光源經組態以使該光束實質上檢尋該晶圓之該表面上之一圓形圖案。
5. 如請求項4之系統，其中該光源經組態以將一光束導引至該晶圓 上位在該晶圓之該雷射劃割線與該晶圓之該斜角之間之一位置處，使得該光束實質上以該晶圓之該雷射劃割線與該晶圓之該斜角為界限來檢尋晶圓之該表面上之該圓形圖案。
6. 如請求項1之系統，其中該旋轉晶圓台總成及該光源經組態以使得該光束實質上檢尋該晶圓上之一螺旋圖案。
7. 如請求項6之系統，其中該光源安置於一線性台上，其中該旋轉晶圓台總成與該光源之該線性台之組合操作，使該光束實質上檢尋該晶圓上之該螺旋圖案。
8. 如請求項6之系統，其中該光源被固定，其中該旋轉晶圓台總成經組態以使得該光束實質上檢尋該晶圓上之該螺旋圖案。
9. 如請求項1之系統，其中該經透射光之一或多個特性包含透射光之強度。
10. 如請求項1之系統，其中該光源包括：一紅外線雷射。
11. 如請求項1之系統，其中該光源發射至少1550nm光。
12. 如請求項1之系統，其中該感測器包括：一光電二極體、一CCD偵測器及一CMOS偵測器之至少一者。
13. 如請求項1之系統，其中該晶圓之該平面位於至少接近該光束之該焦點處。
14. 如請求項1之系統，其中該控制系統進一步經組態以比較該所監測之光束之一或多個特性與一選定回應臨限值。
15. 如請求項1之系統，其中該控制系統經組態進一步以導引該旋轉台總成以停止該晶圓之旋轉。
16. 如請求項1之系統，其中該控制系統進一步經組態以導引該旋轉台總成以減小該晶圓之旋轉的速度。
17. 如請求項1之系統，其中該光源及該感測器被固定。
18. 如請求項1之系統，其中該光源及該感測器之至少一者係安置於一可致動台上。
19. 一種配備裂痕偵測能力之檢驗工具，其包括：一光源，其經組態以照明安置於一旋轉台總成上之一晶圓之一表面之一區域，該旋轉晶圓台總成經組態以固定該晶圓且選擇性旋轉該晶圓；一偵測器，其經組態以偵測自該晶圓之該經照明之區域反射或散射的光；一裂痕偵測光源，其位於該晶圓之一表面之一第一側上，且經組態以導引一光束之至少一部分穿過該晶圓，其中該光束可至少部分地透射穿過該晶圓；一裂痕偵測感測器，其位於該晶圓之與該第一側相對置之一第二側上，且經組態以當該旋轉晶圓台總成旋轉該晶圓時，監測透射穿過該晶圓之光之一或多個特性，其中該旋轉晶圓台總成及該光源經組態以使該光束遍及該晶圓檢尋一圖案；一控制器，其通信地耦合至該感測器及該旋轉晶圓台總成之一部分，該控制器經組態以：基於該所監測之透射穿過該晶圓之光之一或多個特性而判定該晶圓中之一或多個裂痕的存在；且回應於該晶圓中之一或多個裂痕之存在的判定，導引該旋轉台總成以調整該晶圓之該旋轉狀態。
20. 如請求項19之檢驗工具，其中該檢驗工具經組態為一明場檢驗工具及一暗場檢驗工具之至少一者。
21. 一種用於偵測一晶圓中之裂痕之方法，其包括：產生可至少部分地透射穿過該晶圓之一光束；選擇性旋轉安置於一旋轉晶圓台總成上之一晶圓，以檢尋該 光束遍及該晶圓之該表面；監測透射穿過該晶圓之光之一或多個特性；基於該所監測之透射穿過該晶圓之光之一或多個特性而判定該晶圓中之一或多個裂痕的存在；且回應於該晶圓中之一或多個裂痕之存在的判定，導引該旋轉台總成以調整該晶圓之該旋轉狀態。
22. 一種用於監測晶圓在一旋轉晶圓台上之定心的系統，其包括：一旋轉晶圓台總成，其經組態以固定一晶圓且選擇性旋轉該晶圓；一光源，其位於該晶圓之一表面之一第一側上，且經組態以導引一光束之至少一部分穿過該晶圓，其中該光束可至少部分地透射穿過該晶圓；一感測器，其位於該晶圓之與該第一側相對置之一第二側上，且經組態以當該旋轉晶圓台總成旋轉該晶圓時，基於透射穿過該晶圓之光之一或多個特性而監測該晶圓之一邊緣斜角位置，其中該旋轉晶圓台及該光源經組態以使該光束遍及該晶圓檢尋接近該晶圓之該斜角之一圖案；一控制器，其通信地耦合至該感測器及該旋轉晶圓台總成之一部分，該控制器經組態以：基於該所監測之透射穿過該晶圓之光之一或多個特性而判定該晶圓中之一定心狀態；且回應於一偏心狀態之判定，導引該旋轉台總成以調整該晶圓之該旋轉狀態。
23. 一種用於監測一旋轉晶圓台上之晶圓滑移之系統，其包括：一旋轉晶圓台總成，其經組態以固定一晶圓且選擇性旋轉該晶圓； 一光源，其位於該晶圓之一表面之一第一側上，且經組態以導引一光束之至少一部分穿過該晶圓，其中該光束可至少部分地透射穿過該晶圓；一感測器，其位於該晶圓之與該第一側相對置之一第二側上，且經組態以當該旋轉晶圓台總成旋轉該晶圓時，監測一晶圓凹口位置與一心軸位置之至少一者中的變化；一控制器，其通信地耦合至該感測器及該旋轉晶圓台總成之一部分，該控制器經組態以：基於該所監測之該晶圓凹口位置與該心軸位置之至少一者中之變化而判定該晶圓之一滑移狀態；且回應於超過一選定滑移臨限值之一滑移狀態的判定，導引該旋轉台總成以調整該晶圓之該旋轉狀態。