TWI713132B - 處理工具及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露的一些實施例有關於一種處理工具。工具包括圍封 處理腔室的外殼，以及用以穿過外殼將晶圓傳遞至處理腔室中以及傳遞出處理腔室的輸入/輸出埠。背面宏觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以對晶圓的背面進行影像擷取。正面宏觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以根據第一影像解析度對晶圓的正面進行影像擷取。正面微觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以根據高於第一影像解析度的第二影像解析度對晶圓的正面進行影像擷取。

Description

處理工具及其操作方法
本發明的實施例是有關於一種處理工具及其操作方法。
現代積體晶片包括形成於半導體基底(例如，矽)上的數百萬或數十億個半導體元件。為了改良積體晶片的功能性，半導體業界不斷地縮小半導體元件的尺寸，為積體晶片提供小型、密集填充的元件。藉由形成具有小型、密集填充的元件的積體晶片，隨著元件的電力消耗減少，半導體元件的速度增加。然而，隨著積體晶片元件的密度增加，由於污染引起的積體晶片的故障率同樣增加。此故障率增加的一個原因是晶圓暴露於懸浮分子污染物(例如，空氣中的灰塵顆粒)。
為了使因污染物所引起的積體晶片故障減至最少，製造設施需要非常注意，以避免將晶圓暴露於污染物顆粒。舉例而言，現代的積體晶片形成於環境污染物含量較低的無塵室中。舉例而言，國際標準化組織1(International Organization for Standardization，ISO 1)無塵室不含有尺寸大於或等於0.5微米的 顆粒(與每立方米大約含有35,000,000個所述尺寸顆粒的外部環境空氣相比而言)。另外亦使用密閉的晶圓載具(carrier)在無塵室中的工具(tool)之間傳送積體晶片，所述晶圓載具進一步減少積體晶片對於污染物的暴露。
理想地，晶圓將沒有缺陷或污染地裝運給外部客戶。然而，實際上，無法完全避免一些類別水準(nominal level)的缺陷和/或污染物。為了量測各晶圓上存在的缺陷和/或污染的水準，在晶圓即將裝運之前在最終晶圓上使用出貨品質保證(outgoing quality assurance，OQA)製程。
本揭露的一些實施例有關於一種處理工具。工具包括圍封處理腔室的外殼，以及用以穿過外殼將晶圓傳遞至處理腔室中以及傳遞出處理腔室的輸入/輸出埠。背面宏觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以對晶圓的背面進行影像擷取。正面宏觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以第一影像解析度對晶圓的正面進行影像擷取。正面微觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以高於第一影像解析度的第二影像解析度對晶圓的正面進行影像擷取。
其他實施例有關於一種方法，所述方法將晶圓自周圍製造環境傳遞至自動化檢測工具的處理腔室中。當晶圓處於處理腔室中時，以第一影像解析度對晶圓執行背面宏觀成像操作，且以第一影像解析度對晶圓執行正面宏觀成像操作。在不使晶圓再次暴 露於周圍製造環境的情況下，將晶圓自處理腔室傳遞至真空腔室中。當晶圓處於真空腔室中時，以高於第一影像解析度的第二影像解析度對晶圓執行正面微觀成像操作。
其他實施例有關於一種處理工具，所述處理工具包括圍封所述處理工具的處理腔室的外殼。輸入/輸出埠包括在外殼的側壁中，且用以將晶圓傳遞至外殼內的處理腔室中及/或傳遞出所述處理腔室。第一晶圓傳遞系統包括用以將晶圓自輸入/輸出埠傳遞至處理腔室中的第一機械手臂。台架系統配置於處理腔室內且用以自第一晶圓傳遞系統接收晶圓。背面宏觀檢測系統沿處理腔室內的台架系統配置，且包括第一線掃描攝影機。藉由台架系統傳送晶圓以使晶圓在第一線掃描攝影機上方通過，使得第一線掃描攝影機對晶圓的背面進行影像擷取。正面宏觀檢測系統沿處理腔室內的台架系統配置，且包括第二線掃描攝影機。藉由台架系統傳送晶圓以使晶圓在第二線掃描攝影機下方通過，使得第二線掃描攝影機對晶圓的正面進行影像擷取。
100:自動化檢測工具
100A:第一自動化檢測工具
100B:第二自動化檢測工具
100C:第三自動化檢測工具
101:晶圓
101a:第一晶圓
101b:第二晶圓
101s:晶圓正面
102:外殼
103:背面宏觀檢測系統
104:正面宏觀檢測系統
105:處理腔室
106:正面微觀檢測系統
107:氣流部件/氣體流入部件
108:排序部件
109:蓮蓬頭
110:光學字元識別部件
111:排氣部件
112a:第一晶圓傳遞系統
112b:第二晶圓傳遞系統
113:真空泵
114:輸入/輸出埠
114a:輸入埠
114b:輸出埠
115:真空腔室
116:晶圓載具
118:控制器介面
118a:資料使用者輸入元件
118b:資料使用者顯示元件
122:台架系統
139:製造環境
140a、140b:軌道
140c:晶圓推車
152:路徑
160:第三線掃描攝影機
170:槽孔
180:成像攝影機
300:流程圖
302-334:步驟
402:第一線掃描攝影機
402a、402z:像素
502a、502b:暗色特徵/缺陷
504:亮色背景場
520:實際晶圓影像
522:理想模型影像
524:位置資料
526:晶圓凹口
602:第二線掃描攝影機
604:光源
606:反射鏡面
702、704、706、708:光線
902、904:微觀缺陷
906:晶粒區域/起弧微觀缺陷
908:刮痕微觀缺陷
910:破裂微觀缺陷/微觀缺陷的尺寸
912:座標
1000:晶粒圖
1002:表
1100:積體電路製造設施
1102:光微影系統
1104:蝕刻系統
1106:封裝及裝運系統
1108:製程資料伺服器
1110:故障偵測邏輯
1111:通信通道
1112:工具更新邏輯
在附圖的圖式中，藉助於實例且非限制地說明一或多個實施例，其中具有相同參考標號表示的元件通篇表示相同元件。強調的是，根據行業中的標準慣例，各種特徵可能未按比例繪製且僅用於說明的目的。實際上，為論述清楚起見，可任意增大或減小圖式中各種特徵的尺寸。
圖1是根據一或多個實施例的說明自動化檢測工具的外殼、輸入埠和輸出埠以及控制器介面的透視圖。
圖2是根據一或多個實施例的自動化檢測工具的方塊圖。
圖3是根據一或多個實施例的使用自動化檢測工具的方法的流程圖。
圖4是根據一或多個實施例的用於對晶圓的背面進行影像擷取的宏觀成像系統的俯視圖。
圖5描繪根據一或多個實施例的說明宏觀成像系統可如何用於對晶圓的正面或背面進行影像擷取的一系列影像。
圖6是根據一或多個實施例的可用於對晶圓的正面進行影像擷取的宏觀成像系統的示意圖。
圖7展示圖6的宏觀成像系統可如何用於執行明場(bright field)成像的實例。
圖8展示圖6的宏觀成像系統可如何用於執行暗場(dark field)成像的實例。
圖9描繪根據一或多個實施例的微觀成像缺陷報告的實例。
圖10描繪根據一或多個實施例的微觀成像缺陷報告的實例。
圖11是根據一或多個實施例的包括多個自動化檢測工具的半導體製造設施的方塊圖。
以下揭露內容提供用於實施所提供主題的不同特徵的許 多不同實施例或實例。下文描述組件以及配置的特定實例以簡化本揭露。當然，此等組件以及配置僅為實例且並不意欲為限制性的。舉例而言，應瞭解，術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」以及其類似者僅為通用識別碼，且因此在各種實施例中可互換，使得一個上下文中的「第一」元件可對應於其他上下文中的「第二」元件、「第三」元件等等。另外，在以下描述中，第一特徵在第二特徵上方或上的形成可包括第一特徵以及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可包括額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複參考標號及/或字母。此重複是出於簡單以及清晰的目的，且本身並不指示所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，在本文中可使用空間相對術語，諸如「在...下方」、「下方」、「下部」、「在...上方」、「上部」以及其類似者，來描述如圖式中所說明的一個元件或特徵與另外一或多個元件或特徵的關係。除了圖式中所描繪的定向外，空間相對術語意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用的空間相對描述詞同樣可相應地進行解釋。
使用出貨品質保證製程來評估半導體晶圓上存在何種程度的缺陷。舉例而言，出貨品質保證可用於以肉眼檢測以及偵測晶圓上的顆粒污染物、晶圓上的刮痕、晶圓上的特徵之間的起弧 (arcing)及/或晶圓表面上的其他損壞。傳統出貨品質保證製程為密集勞動，因為需要技術員拾起晶圓載具，打開晶圓載具以移動晶圓，使用一或多個光學檢視工具手動地檢測晶圓的缺陷，隨後更換晶圓載具中的晶圓，之後針對晶圓載具中的其他晶圓進行相同操作。這樣的製程無論就時薪而言，或由於人工處置/傳送晶圓增加破裂、污染物及/或缺陷，而有著較高的成本。因此，傳統出貨品質保證技術較不理想。
因此，本揭露的一些實施例提供自動化檢測工具以及對應技術，其可以有限的人工處置/傳送(若存在)對晶圓進行檢測。由此，此等自動化檢測工具限縮了人工成本，且亦使評估晶圓時造成的破裂、污染以及缺陷減至最少。
圖1是根據一或多個實施例的自動化檢測工具100的透視圖。如在下文將更詳細地瞭解，自動化檢測工具100在其外殼102內包括若干功能。與先前的手動方法相比，自動化檢測工具100藉由在其外殼內包括此等功能，使晶圓處理及/或測試一體化，限制對污染物的暴露，並降低晶圓破裂的風險。外殼102通常為圍封(enclose)自動化檢測工具的各種部件/系統的盒狀殼體。外殼102通常由金屬薄板製成，且包括可藉由其接收入埠晶圓(inbound wafers)的輸入埠114a，以及藉由其傳遞出貨晶圓(outgoing wafers)的輸出埠114b。
在圖1的實施例中，輸入埠114a以及輸出埠114b配置在外殼102的同一側上，但在其他實施例中，輸入埠以及輸出埠 可配置在外殼的不同側上。輸入埠114a包括在外殼102的金屬薄板中的輸入埠開口，其中透明玻璃門或透明聚合物門定位在輸入埠開口上方，以使外殼102的處理腔室與外部晶圓製造環境隔絕(例如，氣密性地隔絕)。類似地，輸出埠114b包括在外殼的金屬薄板中的輸出埠開口，其中透明玻璃門或透明聚合物門定位在輸出埠開口上方，以使外殼102的處理腔室與外部晶圓製造環境隔絕(例如，氣密性地隔絕)。輸入埠114a及/或輸出埠114b各自用以接收可移動的輸入/輸出晶圓載具，諸如前開式通用晶圓盒(front opening unified pod，FOUP)或標準機械式介面(standard mechanical interface，SMIF)晶圓盒。儘管圖1說明包括用於進入晶圓的輸入埠114a以及用於出貨晶圓的單獨輸出埠114b的實施例，但在其他實施例中，自動化檢測工具可僅包括共用於進入晶圓以及出貨晶圓的單一輸入/輸出埠。
控制器介面118允許使用者對自動化檢測工具100進行診斷，改變自動化檢測工具100的操作常式(routine)，及/或監控自動化檢測工具100所提供的先前操作、當前操作或未來操作的結果。控制器介面118包括：控制元件，諸如微控制器；資料使用者輸入元件118a，諸如鍵盤、滑鼠、觸控式螢幕及/或麥克風；以及資料使用者顯示元件118b，諸如監視器或其他視覺及/或音訊輸出裝置。
圖2展示自動化檢測工具100的方塊圖。可藉由輸入/輸出埠114將晶圓裝載到處理腔室105中，所述輸入/輸出埠在一些 實施例中可由個別的(separate)輸入開口以及輸出開口組成(例如參見圖1中的輸入埠114a以及輸出埠114b)，或在其他實施例中可由外殼中的單一開口組成。
如圖所示，外殼102圍封處理腔室105，處理腔室105中提供各種部件/系統。外殼102亦可囊括位於處理腔室105內的真空腔室115。真空泵113可將真空腔室115抽至真空。向下通風部件(down-draft assembly)可用於產生向下的氣流，所述向下的氣流旨在引導任何污染物顆粒向下且遠離所處理晶圓的表面。為了實現向下通風，氣流部件(gas flow assembly)107自處理腔室105的上部區域提供氣流，所述氣流部件可包括處理腔室105的上部區域內的蓮蓬頭109，並且通常包括風扇的排氣部件(exhaust assembly)111配置於外殼的底部區域中且自處理腔室105向外抽吸氣體。
在處理腔室105內，自動化檢測工具100包括用以執行至少四個獨立功能的硬體。自動化檢測工具100中的四個功能如下：背面宏觀檢測系統103、正面宏觀檢測系統104、正面微觀檢測系統106以及排序部件108。自動化檢測工具100亦包括例如用以在處理晶圓時自晶圓讀取晶圓識別碼(indentifier)的光學字元識別(optical character recognition，OCR)部件110，以及用於將晶圓傳遞/傳送到各個部件或自各個部件傳遞/傳送晶圓的晶圓傳遞系統。晶圓傳遞系統如圖所示為包括配置於處理腔室105的個別區域中的第一晶圓傳遞系統112a以及第二晶圓傳遞系統112b。台 架系統(gantry system)122亦有助於在各個部件/系統之間傳送晶圓。
在自動化檢測工具100的操作期間，控制器介面118用以控制：背面宏觀檢測系統103；正面宏觀檢測系統104；正面微觀檢測系統106；排序部件108；光學字元識別部件110；晶圓傳遞系統112a、晶圓傳遞系統112b；台架系統122；氣體流入部件107；排氣部件111；以及真空泵113。控制器介面118可包括記憶體及微處理器以及伺服系統、致動器以及其類似者，以促成下文所描述的操作。
現參考圖3描述自動化檢測工具100的操作，所述圖式展示根據一些實施例的流程圖300。應瞭解，儘管流程圖300是相對於圖2的自動化檢測工具100進行描述，但流程圖300為非限制性實例，且其他變化形式被視為屬於本揭露的範疇內。雖然所揭露的方法在下文經說明且描述為一系列動作或事件，但應瞭解，不應以限制性意義來解釋此等動作或事件所說明的次序。舉例而言，除本文中所說明及/或所描述的動作或事件之外，一些動作可與其他動作或事件以不同次序及/或同時發生。另外，可能並不需要所有的所說明動作來實施本文中的描述的一或多個態樣或實施例。此外，本文中所描繪的動作中的一或多者可以一或多個單獨動作及/或階段進行。
流程圖300在302處開始，此時穿過自動化檢測工具的外殼自所述工具的輸入埠載入一或多個半導體晶圓，且裝載至所 述工具的處理腔室內的台架系統上。在一些實施例中，每一晶圓包括上面形成有一或多個半導體元件的正面以及沒有半導體元件的背面。就圖2的自動化檢測工具100而言，在操作開始時，可在晶圓載具116位於自動化檢測工具100的第一裝載埠上時執行步驟302，且輸入埠114(例如，外殼102中的開口上方的透明玻璃或聚合物門)打開。隨後打開晶圓載具116(例如，將晶圓暴露於周圍的製造環境139)，且安置於外殼102內的晶圓傳遞系統112a的前端傳遞機器手(robot)自打開的晶圓載具116移出一或多個晶圓101。隨後，晶圓傳遞系統112a的第一傳遞機器手穿過輸入埠114將晶圓101自晶圓載具116直接移動至晶圓推車(wafer cart)140c上，所述晶圓推車為台架系統122的一部分。在所說明的實施例中，晶圓推車140c停置在處理腔室105內彼此平行延伸的一或多個軌道(例如，直線軌道對140a、140b)上。
另外，可選擇性地存在一系列裝載鎖定(load lock)來幫助減少在外殼102內的污染，而非簡單地穿過輸入埠114將晶圓101自晶圓載具116直接傳遞至晶圓推車140c。舉例而言，在替代方法中，在透明玻璃或聚合物門一開始打開時將晶圓101自晶圓載具116傳遞至外部裝載鎖定入口中。在此初始傳遞期間，外殼內的內部裝載鎖定入口保持關閉，以為自動化檢測工具100的處理腔室105維持向下氣流。在已將晶圓101裝載至外部裝載鎖定入口中之後，關閉透明玻璃或聚合物門，且隨後打開內部裝載鎖定入口(其允許晶圓進入處理腔室105中)。隨後穿過內部裝載鎖 定入口載入晶圓101且將其裝載至晶圓推車140c上，之後關閉內部裝載鎖定入口。
在一些實施例中，此晶圓傳遞是藉由包括一或多個機械手臂的晶圓傳遞系統112a進行。一或多個機械手臂將晶圓101自晶圓載具116傳遞至自動化檢測工具100中的各個系統/部件以及自所述各個系統/部件傳遞晶圓101。晶圓101通常在晶圓推車140c中裝載成其上面形成有半導體元件的正面朝向上方，而其通常沒有半導體元件的背面朝向下方，但在其他實施例中，晶圓將置放成其背面朝向上方且其正面朝向下方。隨後台架系統122在光學字元識別部件110、背面宏觀檢測系統103與正面宏觀檢測系統104之間移動晶圓推車140c以及其晶圓。具有第二機械手臂的第二晶圓傳遞系統112b在台架系統122與真空腔室115之間傳遞晶圓，所述真空腔室對應於正面微觀檢測系統106。在其他實施例中，每一晶圓傳遞部件可具有一或多個單獨的機械手臂。
在一些實施例中，每一晶圓傳遞系統112a、晶圓傳遞系統112b包括多個機械手臂。在一些實施例中，機械手臂包括葉片(blade)部分，所述葉片部分用以插入在晶圓101的底部表面下方，由此能夠提起以及移動晶圓。在一些實施例中，葉片部分包括感測器以改善葉片部分相對於晶圓101的定位，從而防止刮擦晶圓101的表面。在一些實施例中，葉片部分實質上為U形，以使葉片部分與晶圓之間接觸的量減至最少。在其他實施例中，葉片部分為圓形、直線形或用於支撐並移動晶圓101的另一適合形狀。由於晶 圓傳遞系統112a/晶圓傳遞系統112b免去了手動傳送晶圓的需要，因此晶圓傳遞系統112a/晶圓傳遞系統112b增加了製造良率且減少了生產成本。
在使用時，晶圓傳遞系統112a將晶圓101裝載至台架系統122上。台架系統122包括具有一或多個晶圓推車140c或夾盤的一對軌道140a、140b，晶圓傳遞系統112a在所述一或多個晶圓推車或夾盤上置放晶圓101。晶圓推車140c具有驅動機構，諸如滾輪(rollers)、齒輪、傳送帶、輸送機或磁鐵，所述驅動機構使晶圓推車沿軌道在外殼102內的各個部件及/或晶圓傳遞系統之間移動。在圖2的實施例中，所述軌道對140a、140b平行於外殼102的正面延伸，並且以第一方向穿過輸入埠114將晶圓裝載至自動化檢測工具中，且隨後在晶圓推車140c上以垂直於第一方向的第二方向移動所述晶圓。
返回參看圖3，在步驟304處，判定是否對晶圓的背面進行背面宏觀檢測。若是(在步驟304處為“是”)，則在步驟305中進行背面宏觀檢測。在一些實施例中，若進行檢測，則背面宏觀檢測305由兩個不同階段組成：將一或多個晶圓傳遞至背面宏觀檢測系統(步驟306)，以及識別晶圓背面上的宏觀缺陷(步驟308)。
同時參看圖2至圖3，如圖2中所示，當台架系統122的晶圓推車140c將晶圓101傳遞至自動化檢測工具的外殼內的背面宏觀檢測系統103時，進行背面宏觀檢測中的第一步驟(圖3：步驟306)。隨後，無需使晶圓101在背面宏觀檢測系統103內對準 的情況下，在晶圓101圍繞其中心軸旋轉時進行背面宏觀檢測中的第二步驟(圖3，步驟308a)，此時使用第一線掃描攝影機402來掃描晶圓101的背面並識別晶圓背面上的宏觀缺陷。第一線掃描攝影機402在台架系統122上配置成使得所述第一線掃描攝影機402配置在晶圓101的背面下方，使得晶圓可連續地沿台架系統通過，而不必在背面宏觀檢測系統103與正面宏觀檢測系統104之間翻轉。藉由圖4可看出，第一線掃描攝影機402包括沿晶圓101的半徑配置的一行像素(例如，像素402a、……、像素402z)。因此，當晶圓101軸向旋轉以使所述晶圓的背面在第一線掃描攝影機402上方(及/或第一線掃描攝影機402圍繞晶圓的中心軸旋轉)時，第一線掃描攝影機402徑向地對晶圓的背面進行影像擷取。因此，圖4呈現可如何獲取晶圓背面的實際晶圓影像的一種方式。
在圖3的步驟308b中，將晶圓背面的實際晶圓影像與理想晶圓影像進行比較。圖5展示可如何進行此步驟的實例。如圖5中所展示，可藉由第一線掃描攝影機402獲取晶圓背面的實際晶圓影像(520)。在一些狀況下，此實際晶圓影像中的宏觀缺陷可表現為相對於晶圓的相對亮色背景場504的相對暗色特徵502a、暗色特徵502b。在一些實施例中，在晶圓的背面上識別的宏觀缺陷可具有大約30微米的最小尺寸。因此，尺寸為30微米或大於30微米的宏觀缺陷可呈現清晰且不同的邊緣，而小於30微米的其他特徵可顯得模糊及/或朦朧，並且不容易辨別。
隨後在圖3中的步驟308c中，可將晶圓背面的實際影像與晶圓背面的理想模型影像進行比較。理想模型影像可僅基於晶圓的佈局(layout)，及/或可考慮一些預期的微影效果，但不包括任何缺陷或顆粒污染物。圖5展示沒有半導體元件的晶圓背面的實例，且因此理想模型影像522為除晶圓凹口526以外沒有任何刮痕或電路特徵的連續晶圓表面。如圖5的右側影像中所展示，實際晶圓影像520與理想模型影像522之間的差異可擷取出關於缺陷502a、缺陷502b的位置資料524。
返回參看圖3，在步驟310處，判定是否對晶圓的正面進行宏觀檢測。若是，則在步驟311處進行正面宏觀檢測。
若將進行正面宏觀檢測(在步驟310處為“是”)，則在步驟312處，台架系統將晶圓傳遞至自動化檢測工具外殼內的正面宏觀檢測台。舉例而言，此步驟可對應於圖2的將晶圓101移動至正面宏觀檢測系統104。
接下來，在圖3中的步驟314處，例如使用晶圓上的對準凹口使晶圓在正面宏觀檢測系統104內對準。在步驟316處，本方法判定將對晶圓進行亮場檢測或暗場檢測。在亮場檢測與暗場檢測之間進行切換時，光源所提供的入射光(相對於晶圓的正面)的角度在兩個角度之間移動以達成晶圓正面的不同成像。
若將進行亮場檢測，則在步驟318中，使用亮場檢測用第二線掃描攝影機來獲取晶圓正面的完整影像，通常無需使晶圓旋轉。例如在圖2中可看到此情形，其中正面宏觀檢測系統104內 的晶圓101藉由第二線掃描攝影機602進行影像擷取，此時晶圓101如所展示按照路徑152平移，而非圍繞其軸線旋轉。第二線掃描攝影機602為直線檢視長度大於或等於晶圓直徑的線掃描攝影機，且所述直線檢視長度垂直於一或多個軌道。圖6展示正面宏觀檢測系統104的另一實例，所述正面宏觀檢測系統包括軌道140a、軌道140b上的晶圓推車140c、第二線掃描攝影機602、光源604以及反射鏡面606。在亮場檢測期間，隨著晶圓推車140c使晶圓101根據路徑152平移，第二線掃描攝影機602基於自晶圓101反射的光線記錄晶圓101的影像。當第二線掃描攝影機602執行成像時，晶圓101經平移成所述晶圓的中心移動大於或等於晶圓直徑的距離。晶圓沿垂直於第二線掃描攝影機602的一行像素的線(例如，路徑152)平移。
在亮場檢測期間，用以照亮晶圓101的正面101s的入射光以第一入射角(圖7，入射角θ1)經向下引導至晶圓上。入射角θ1為照射在晶圓正面上的入射光與在入射點處垂直於正面的線(被稱作法線)之間的角度。第一入射角θ1在一些實施例中實質上為零度，且在一些實施例中可介於零度至四十度的範圍內。如可自圖7中的反射光線看出，在亮場檢測期間，晶圓101的頂部平坦表面往往會將光線向上朝向鏡面606反射且反射至第二線掃描攝影機602中，產生晶圓影像的「亮色」背景區域(參見光線702)，而非平坦的顆粒、刮痕或缺陷往往會使光線散射，從而產生「暗色」區域(參見光線704)。
若將進行暗場檢測，則在圖3的步驟320中，使用光線處於第二入射角的暗場檢測，使第二線掃描攝影機獲取晶圓正面的完整影像。
如在圖8中可看出，在暗場檢測期間，用以照亮晶圓正面的入射光以第二入射角θ2經向下引導至晶圓101上，所述第二入射角大於第一入射角(θ1，圖7)。第二入射角θ2在一些實施例中可介於30度至接近九十度的範圍內，使得入射光「掠過(skim)」晶圓的正面101s。由於第二入射角θ2較大，因此晶圓的平坦上部表面呈現為「暗色」區域(參見光線706)，而晶圓中的缺陷可呈現為「亮色」區域(參見光線708)。由此，暗場成像可被視作亮場成像的「負像(negative)」，儘管暗場成像相比於亮場成像能夠以更高的解析度偵測較小表面缺陷。
並非晶圓上的每一層都接受亮場檢測以及暗場檢測。舉例而言，光阻遮罩僅可使用亮場檢測來進行成像，而剛蝕刻好的層僅可使用暗場檢測來進行成像。由此，藉由使用亮場檢測及/或暗場檢測，識別並編錄晶圓正面上的宏觀缺陷。在兩種檢測技術之間進行的選擇提供了極高的晶圓解析度，且因此具有優勢。
返回參看圖3，在步驟322處，判定是否將對晶圓的正面進行微觀檢測，所述微觀檢測具有比宏觀檢測更高的解析度。若是(在步驟322處為“是”)，則在步驟323處進行正面微觀檢測。
更確切而言，在步驟324處，使用台架系統將晶圓傳遞至自動化檢測工具外殼內的正面微觀檢測台。在圖2的實例中， 正面微觀檢測系統106容納於保持低壓強的真空腔室115內。因此，在由背面宏觀檢測系統103及/或正面宏觀檢測系統104中的一或多者處理之後，晶圓傳遞系統112b的第二傳遞機器手可拾取晶圓101。可打開以及關閉腔室入口以使真空腔室115與處理腔室105隔離。舉例而言，隨後可打開正面微觀檢測系統106的腔室入口，且可藉由第二傳遞機器人(例如，第二傳遞機器人112b)將一或多個晶圓101置放至正面微觀微觀檢測系統106的真空腔室115中。隨後可關閉正面微觀檢測系統的腔室入口，且可將真空腔室115抽至真空，並且可進行正面微觀檢測。
在步驟326處，在已經將正面微觀檢測台抽至真空之後，具有第三線掃描攝影機的正面微觀檢測台對晶圓的正面進行影像擷取，並偵測關於晶圓正面的更詳細晶粒資訊。在圖2中，第三線掃描攝影機160安裝於正面微觀成像系統106內，所述正面微觀成像系統可使第三線掃描攝影機160以步進增量在x方向、y方向以及z方向上移動，以獲得晶圓101的正面的高解析度影像。第三線掃描攝影機160的解析度高於第一線掃描攝影機402的解析度，且高於第二線掃描攝影機602的解析度。在微觀檢測之後，可再次打開正面微觀檢測系統106的腔室入口，且晶圓傳遞系統112b的第二傳遞機器手可再次將晶圓置放回至台架系統122上。
在微觀檢測期間，藉由使用圖案匹配來對準可能包括微觀缺陷的實際正面晶圓微觀影像與不含微觀缺陷的理想模型影像。舉例而言，在獲得實際正面晶圓微觀影像之後，軟體演算法可使實 際晶圓影像中的特徵與理想模型影像中的那些特徵對準，例如，實際晶圓影像的切割道可與理想模型影像中的切割道對準，由此實際晶圓影像中的個別晶粒與理想模型影像上的那些晶粒對準。將實際正面晶圓微觀影像的個別晶粒區域與理想模型影像的對應晶粒區域進行比較，藉此偵測實際晶圓影像的所述晶粒區域中的微觀缺陷。儲存微觀缺陷的數目，以及每一微觀缺陷的尺寸、每一微觀缺陷的位置以及每一微觀缺陷的類型。舉例而言，圖9展示在晶粒區域906內識別出兩個微觀缺陷902、904的實例。在此實例中，微觀缺陷902、微觀缺陷904經識別以判定每一缺陷的缺陷碼908，其中缺陷碼可指定每一缺陷為起弧微觀缺陷906、刮痕微觀缺陷908抑或破裂微觀缺陷910，以及其他微觀缺陷。亦儲存每一微觀缺陷910的尺寸以及每一微觀缺陷910的位置(例如，x座標以及y座標912)。以相同方式分析晶圓的其他晶粒區域，且產生晶圓的晶粒圖。圖10展示晶粒圖1000的實例。在此晶粒圖中，示出每一晶粒，且基於在每一晶粒上偵測到的微觀缺陷的數量及/或類型調整晶粒的色彩。亦在晶粒圖下方的表1002中列出每一微觀缺陷。舉例而言，如表中所展示，已經在編號5晶粒上偵測到兩個微觀缺陷，並列出了微觀缺陷每一者的尺寸以及微觀缺陷每一者的位置，以及每一缺陷的缺陷碼。
參考圖3，在步驟328處，判定是否在當晶圓在自動化檢測工具的外殼內時對晶圓進行排序。若是，在步驟329處進行晶圓的排序。更確切而言，在步驟330處，使用台架系統將晶圓傳遞 至自動化檢測工具外殼內的光學字元識別/排序台。圖2中，光學字元識別部件110及/或排序部件108包括對晶圓識別碼進行影像擷取的成像攝影機180，所述晶圓識別碼由一系列文數字字元構成。隨後光學字元識別軟體對晶圓識別碼的原始影像進行處理，並判定影像中的文數字字元。因此，鑒於原始影像包括呈一影像格式(例如jpeg、tiff等)的像素陣列，光學字元識別軟體分析原始影像的像素，並擷取作為軟體變數儲存以易於識別以及追蹤晶圓的字串。
光學字元識別部件110的成像攝影機180可配置於自動化檢測工具內的各個位置中。舉例而言，若晶圓101為200毫米的晶圓，則光學字元識別部件110通常包括配置於晶圓頂部表面上方的正面攝影機，且所述正面攝影機對晶圓101的上部側(例如，主動裝置側)上的晶圓識別碼進行影像擷取。在晶圓101為300毫米的晶圓的其他實施例中，一或多個晶圓識別碼可設置在晶圓101的背面上，且因此，光學字元識別部件110可替代地包括在晶圓101的下部表面下方的背面攝影機。
在一些實施例中，自動化檢測工具亦可包括用於掃描貼附至每一晶圓101的條形碼或其他標記的掃描模組。此掃描模組可補充及/或代替光學字元識別部件110。掃描模組在晶圓101進入自動化檢測工具之後掃描條形碼或標記。掃描模組將經掃描條形碼或標記傳輸至電腦系統，以允許在整個生產過程中追蹤晶圓101。在整個生產過程中追蹤晶圓101的能力允許快速地定位並校 正生產誤差。
返回參看圖3，隨後在步驟322中根據預定演算法對晶圓進行排序。在一些實施例中，晶圓載具包括一系列槽孔(例如，25個槽孔)，其中每一槽孔經設定大小以容納單個晶圓。如圖2中所展示，排序部件108亦包括一系列槽孔170，在所說明的實施例中所述槽孔彼此堆疊，其中每一槽孔170經設定大小以容納一個晶圓。因此，在一些實施例中，晶圓101可經排序成其最終以以下方式置放回晶圓載具116中的槽孔中：置放於最接近晶圓載具116的一端的槽孔中的第一晶圓101a在晶圓載具的晶圓中具有最小晶圓識別碼，且置放於最接近晶圓載具116的相對另一端的槽孔中的第二晶圓101b在晶圓載具的晶圓中具有最大晶圓識別碼；且其中自晶圓載具116的一側至晶圓載具116的另一側，晶圓具有單調增加的晶圓識別碼。在藉由自動化檢測工具處理連續晶圓且其晶圓識別碼未按依序次序時，此情形會因許多原因而發生，自動化檢測工具可暫時將亂序晶圓安放在排序部件108的槽孔中，而非將晶圓直接放至晶圓載具116中。隨後，在亂序晶圓留存於排序部件108中時，其他晶圓其晶圓識別碼範圍落在應置放於晶圓載具116中時，將其置放在晶圓載具中，並置放在對應於晶圓在晶圓識別碼序列中的位置的槽孔中。最後，當亂序晶圓落在給定晶圓載具的晶圓識別碼範圍內時，將所述亂序晶圓置放於恰當的晶圓載具中。在其他實施例中，具有最少缺陷數目的第一晶圓最接近晶圓載具116的第一端置放，而具有最多缺陷數目的第二晶圓最接近晶 圓載具116的第二端置放，等等，而非藉由依序晶圓識別碼排列晶圓載具。此外，在一些實施例中，排序可包括識別具有超過某一臨界標準的缺陷的任何晶圓，以及藉由將所述晶圓放置在保留過度缺陷晶圓的晶圓載具中而選擇性地捨棄那些晶圓。
值得注意的是，取決於各個部件/腔室中的處理狀態以及等待處理的其他晶圓的狀態，第一晶圓傳遞系統112a可將經處理晶圓101置放於排序部件108中，直至到達適當時間才引導晶圓返回離開輸入/輸出埠114。或者，晶圓101可在經處理之前，例如在處理腔室可用之前，被置放於排序部件108中。排序部件108可包括晶圓托架，所述晶圓托架包括用以容納個別晶圓101的多個槽孔170或凹槽。舉例而言，在圖2中，晶圓托架圖示為具有豎直側壁以及自所述豎直側壁朝外延伸的水平突出部。相鄰突出部之間的豎直槽孔170大於晶圓的厚度，使得個別晶圓101可分別一個疊一個地堆疊在槽孔或凹槽中。在一些實例中，來自三個批次的晶圓同時儲存於排序部件108中。通常，單次使用輸入/輸出埠114將同一批次的所有晶圓一起移動至自動化檢測工具中。
排序部件108中的晶圓托架具有足夠數目個槽孔170以同時容納多個批次的晶圓。在一些實施例中，可在每一批次中分入較少晶圓以改善佇列時間。在一些實施例中，存在一對一對應關係或二對一對應關係，使得一批次中晶圓的數目對應於自動化檢測工具中部件/系統的數目。舉例而言，對於具有四個部件(例如，光學字元識別部件、正面宏觀檢測系統、背面宏觀檢測系統以及正 面微觀檢測系統)的處理工具，可將四個或八個晶圓分在一個批次中，且存在其中僅置放有一個或兩個晶圓的部分批次或專用批次。舉例而言，晶圓托架可容納二十八個或多於二十八個晶圓。此提供充足的儲存區，以允許在自動化檢測工具100內以流水線方式靈活地處理晶圓，同時可打開輸入/輸出埠114以分別插入/移出晶圓批次。此情形有助於改良輸貫量(throughput)，且亦減少可藉由輸入/輸出埠114自周圍製造環境139進入自動化檢測工具的處理腔室的潛在污染。
在步驟334處，使正面宏觀成像資料、背面宏觀成像資料以及微觀成像資料與每一晶圓相關聯；且將晶圓傳遞離開自動化檢測工具的外殼，並傳遞至自動化檢測工具的輸出埠。將此資料製成表，例如呈針對每一晶圓的報告的形式，且最終將此資料與晶圓一起發送給客戶。
圖11展示多個自動化檢測工具(例如，圖1，自動化檢測工具100)可如何配置於積體電路製造設施1100內以輔助製造。自動化檢測工具100尤其有利於在即將封裝以及裝運晶圓之前對成品晶圓進行評估，但亦應瞭解，此等自動化檢測工具亦可配置於積體電路製造設施1100中的其他位置處，在製造過程中幫助優化(characterize)製造製程以及優化晶圓。出於理解的目的而加以簡化的積體電路製造設施1100所示部分包括光微影系統1102、蝕刻系統1104以及封裝及裝運系統1106。第一自動化檢測工具100A配置於光微影系統1102與蝕刻系統1104之間，第二自動化檢測工 具100B配置在蝕刻系統1104的下游，且第三自動化檢測工具100C配置在封裝及裝運系統1106的上游。
在每一系統1102至系統1106處的處理完成之後，系統中的一或多個機械手臂自所述系統移出一或多個晶圓101，並將所述一或多個晶圓101存放在晶圓載具116中。隨後輸送機或其他傳遞部件在每一系統1102至系統1106之間移動晶圓載具116以及其內部的晶圓101，以允許與每一系統1102至系統1106相關聯的機械手臂在無需人工觸碰的情況下繼續裝載以及移除晶圓101。
可包括控制器以及記憶體的製程資料伺服器1108藉由通信通道1111以可操作方式耦接至系統1102至系統1106以及檢測工具100A至檢測工具100C，所述通信通道諸如光纜線、同軸纜線、銅線及/或無線訊號。製程資料伺服器1108包括故障偵測邏輯1110，以收集來自自動化檢測工具100A至自動化檢測工具100C的資料，並識別積體電路製造設施中有可能出現故障的有問題的工具。舉例而言，若光微影系統1102在指定範圍外操作(例如，以有問題的放式作動的工具)，則自動化檢測工具100A可在報告中暗示光微影系統1102表現不良所產生的字元圖樣(pattern of behavior)的晶圓缺陷。回應於此圖樣，製程資料伺服器1110內的工具更新邏輯1112可自動調整光微影系統1102的參數及/或操作常式，或可向技術員警示所懷疑的問題，使技術員親自查看裝置以進一步分析(且理想地排除)任何問題。自動化檢測工具100A至自動化檢測工具100C在需要極少人工干預或不需要人工干預的 情況下提供廣泛範圍的量測值，且充當在缺陷出現於製造設施中時用於識別缺陷的有效機制。此外，此領域中的先前方法為密集勞動，而所揭露的自動化檢測工具在大部分自主運行，且能夠在相對較短時間區間(span)內處理多個晶圓。
上文描述揭露示範性步驟，但不一定需要按所描述次序執行所述步驟。根據本揭露的實施例的精神以及範疇，可視需要添加步驟、替換步驟、改變步驟的次序及/或消除步驟。合併不同申請專利範圍及/或不同實施例的實施例在本揭露的範疇內，且本領域的技術人員在查閱本揭露之後將顯而易見所述實施例。
由此，本揭露的一些實施例有關於一種處理工具。工具包括圍封處理腔室的外殼，以及用以穿過外殼將晶圓傳遞至處理腔室中以及傳遞出處理腔室的輸入/輸出埠。背面宏觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以對晶圓的背面進行影像擷取。正面宏觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以第一影像解析度對晶圓的正面進行影像擷取。正面微觀檢測系統配置於處理腔室內，且用以高於第一影像解析度的第二影像解析度對晶圓的正面進行影像擷取。在一實施例中，處理工具更包括設置於所述外殼內的向下通風總成，所述向下通風總成包括：氣流總成，其用以自所述處理腔室的上部區域中的蓮蓬頭提供氣流；以及排氣總成，其用以自所述處理腔室的底部區域抽吸所述氣流，使得所述氣流總成以及所述排氣總成引發向下的氣流，所述向下的氣流引導顆粒向下且遠離所述晶圓的上部表面。在一實施例中，所述正面微觀檢測系統包括在所述外 殼的所述處理腔室內的真空腔室，其中所述晶圓可穿過的腔室入口使所述真空腔室與所述處理腔室隔離。在一實施例中，所述第一影像解析度能夠識別所述晶圓的所述正面上最小尺寸大約為30微米的宏觀缺陷，且其中所述第二影像解析度能夠識別所述晶圓的所述正面上最小尺寸小於30微米的微觀缺陷。在一實施例中，處理工具更包括：一或多個軌道，其在所述背面宏觀檢測系統與所述正面宏觀檢測系統之間連續延伸；以及晶圓推車，其用以接合所述晶圓，且用以沿所述一或多個軌道移動以將所述晶圓自所述背面宏觀檢測系統傳遞至所述正面宏觀檢測系統。在一實施例中，所述背面宏觀檢測系統包括第一線掃描攝影機，所述第一線掃描攝影機相對於所述一或多個軌道安裝成所述晶圓的背面在所述第一線掃描攝影機的上方通過。在一實施例中，所述第一線掃描攝影機包括多個像素，所述多個像素共同跨越對應於所述晶圓的半徑的距離，且其中所述多個像素配置在所述一或多個軌道上以相對於所述晶圓的中心軸向旋轉，使得所述多個像素在所述晶圓的所述背面下方旋轉，從而對所述晶圓的所述背面進行影像擷取。在一實施例中，所述正面宏觀檢測系統包括第二線掃描攝影機，所述第二線掃描攝影機相對於所述一或多個軌道安裝成所述晶圓的正面在所述第二線掃描攝影機的下方通過。在一實施例中，所述正面宏觀檢測系統包括：光源，其用以取決於待使用的成像模式而選擇性地以第一入射角以及第二入射角將光線導向所述晶圓；以及鏡面，其用以將光線自所述晶圓的所述正面重新導向所述第二線掃描攝影機。 在一實施例中，其中，在亮場成像模式期間，所述第一入射角實質上垂直於所述晶圓的所述正面，使得非平坦表面缺陷呈現為暗色區域；以及其中，在暗場成像模式期間，所述第二入射角介於30度與90度之間的範圍內，使得所述非平坦表面缺陷呈現為亮色區域。在一實施例中，處理工具更包括：光學字元識別系統，其停留在所述處理腔室內，且用以在已將所述晶圓傳遞至所述處理腔室中之後讀取所述晶圓的晶圓識別碼；排序總成，其在所述光學字元識別系統的下游且包括彼此堆疊的一系列槽孔，每一槽孔經設定大小以容納晶圓。
其他實施例有關於一種方法，所述方法將晶圓自周圍製造環境傳遞至自動化檢測工具的處理腔室中。當晶圓處於處理腔室中時，以第一影像解析度對晶圓執行背面宏觀成像操作，且以第一影像解析度對晶圓執行正面宏觀成像操作。在不使晶圓再次暴露於周圍製造環境的情況下，將晶圓自處理腔室傳遞至真空腔室中。當晶圓處於真空腔室中時，以高於第一影像解析度的第二影像解析度對晶圓執行正面微觀成像操作。在一實施例中，方法更包括：當所述晶圓處於所述處理腔室中時，執行光學字元識別操作以讀取所述晶圓上的晶圓識別碼。在一實施例中，方法更包括：沿一或多個軌道傳遞所述晶圓以執行所述背面宏觀成像以及所述正面宏觀成像，使得在所述背面宏觀成像以及所述正面宏觀成像期間，所述晶圓持續保持接合在所述一或多個軌道上。在一實施例中，其中執行所述背面宏觀成像包括：使第一線掃描攝影機繞著所述晶 圓的中心軸線旋轉以對所述晶圓的所述背面進行影像擷取，所述第一線掃描攝影機具有大約等於所述晶圓的半徑的第一線性檢視長度；以及其中執行所述正面宏觀成像包括：使第二線掃描攝影機相對於所述晶圓的直徑軸線平移，其中所述第二線掃描攝影機具有大於或等於所述晶圓的直徑的第二線性檢視長度。
其他實施例有關於一種處理工具，所述處理工具包括圍封所述處理工具的處理腔室的外殼。輸入/輸出埠包括在外殼的側壁中，且用以將晶圓傳遞至外殼內的處理腔室中及/或傳遞出所述處理腔室。第一晶圓傳遞系統包括用以將晶圓自輸入/輸出埠傳遞至處理腔室中的第一機械手臂。台架系統配置於處理腔室內且用以自第一晶圓傳遞系統接收晶圓。背面宏觀檢測系統沿處理腔室內的台架系統配置，且包括第一線掃描攝影機。藉由台架系統傳送晶圓以使晶圓在第一線掃描攝影機上方通過，使得第一線掃描攝影機對晶圓的背面進行影像擷取。正面宏觀檢測系統沿處理腔室內的台架系統配置，且包括第二線掃描攝影機。藉由台架系統傳送晶圓以使晶圓在第二線掃描攝影機下方通過，使得第二線掃描攝影機對晶圓的正面進行影像擷取。在一實施例中，處理工具更包括：正面微觀檢測系統，其包括設置於所述處理腔室內的真空腔室；以及第二晶圓傳遞系統，其包括用以將所述晶圓自所述背面宏觀檢測系統或所述正面宏觀檢測系統傳遞至所述正面微觀檢測系統的所述真空腔室中的第二機械手臂。在一實施例中，所述正面微觀檢測系統包括：第三線掃描攝影機，其用以沿所述真空腔室內的 第一軸線、第二軸線以及第三軸線移動以對所述晶圓的所述正面進行影像擷取，其中所述第三線掃描攝影機的影像解析度高於所述第一線掃描攝影機的影像解析度且高於所述第二線掃描攝影機的影像解析度。在一實施例中，處理工具更包括：光學字元識別系統，其停留在所述外殼內且耦接至所述台架系統，其中所述光學字元識別系統包括用以自各別晶圓讀取晶圓識別碼的成像攝影機。在一實施例中，所述台架系統包括：一或多個軌道，其在所述背面宏觀檢測系統與所述正面宏觀檢測系統之間連續延伸；以及晶圓推車，其用以接合晶圓，且沿所述一或多個軌道移動以將所述晶圓自所述背面宏觀檢測系統傳遞至所述正面宏觀檢測系統。
另其他實施例有關於一種方法。在此方法中，將晶圓自周圍製造環境傳遞至自動化檢測工具的處理腔室中。當晶圓停留在處理腔室中時，藉由使第一線掃描攝影機軸向旋轉及/或使晶圓繞著穿過所述晶圓中心的軸線軸向旋轉而對晶圓執行背面宏觀成像操作，從而以第一影像解析度提供晶圓的背面影像。當晶圓停留在處理腔室中時，藉由使晶圓在垂直於第二線掃描攝影機的線性檢視場的方向上橫向平移而對晶圓執行正面宏觀成像操作，從而提供晶圓的正面影像。將晶圓的背面影像或晶圓的正面影像與理想模型影像進行比較，以判定晶圓上是否存在破裂缺陷、刮痕缺陷或不均勻塗層缺陷。
又其他實施例有關於一種處理晶圓的方法。此方法使用包括第一機械手臂的第一晶圓傳遞系統來將晶圓自周圍製造環境 中的晶圓載具傳遞至處理工具的處理腔室中。在處理腔室中提供向下通風的氣流且排出所述氣流，以在處理腔室中引導污染物向下且遠離晶圓的上部表面。當晶圓停留在處理腔室中且在提供向下通風的氣流時，對晶圓執行背面宏觀成像操作以及正面宏觀成像操作。包括第二機械手臂的第二晶圓傳遞系統用於將晶圓自處理腔室傳遞至存在於處理工具內的真空腔室中。置放於最接近晶圓載具的一端的第一槽孔中的第一晶圓在晶圓載具的晶圓中具有最小晶圓識別碼，且置放於最接近晶圓載具的相對另一端的第二槽孔中的第二晶圓在晶圓載具的晶圓中具有最大晶圓識別碼。晶圓的晶圓識別碼自第一槽孔至第二槽孔單調增加。
另其他實施例有關於一種包括圍封處理腔室的外殼的處理工具。輸入/輸出埠用以穿過外殼將晶圓自晶圓載具傳遞至處理腔室中以及傳遞出處理腔室。配置於處理腔室內的宏觀檢測系統用以第一影像解析度對晶圓的正面及/或背面進行影像擷取。配置於處理腔室內的正面微觀檢測系統用以高於第一影像解析度的第二影像解析度對晶圓的正面進行影像擷取。排序部件具有彼此堆疊的多個槽孔，且每一槽孔經設定大小以容納晶圓用以將晶圓排序成：置放於最接近晶圓載具的一端的第一槽孔中的第一晶圓在晶圓載具的晶圓中具有最小晶圓識別碼，且置放於最接近晶圓載具的相對端的第二槽孔中的第二晶圓在晶圓載具的晶圓中具有最大晶圓識別碼。晶圓的晶圓識別碼自晶圓載具的一端至晶圓載具的相對另一端單調增加。
前文概述若干實施例的特徵，使得本領域的技術人員可更佳地理解本揭露的態樣。本領域的技術人員應理解，其可易於使用本揭露作為設計或修改用於實現本文中所引入的實施例的相同目的及/或達成相同優點的其他方法以及結構的基礎。本領域的技術人員亦應認識到，此類等效構造並不脫離本揭露的精神以及範疇，且本領域的技術人員可在不脫離本揭露的精神以及範疇的情況下在本文中進行作出改變、替代及更改。
100:自動化檢測工具
101:晶圓
101a:第一晶圓
101b:第二晶圓
102:外殼
103:背面宏觀檢測系統
104:正面宏觀檢測系統
105:處理腔室
106:正面微觀檢測系統
107:氣流部件/氣體流入部件
108:排序部件
109:蓮蓬頭
110:光學字元識別部件
111:排氣部件
112a:第一晶圓傳遞系統
112b:第二晶圓傳遞系統
113:真空泵
114:輸入/輸出埠
115:真空腔室
116:晶圓載具
118:控制器介面
122:台架系統
139:製造環境
140a:軌道
140c:晶圓推車
152:路徑
160:第三線掃描攝影機
170:槽孔
180:成像攝影機
402:第一線掃描攝影機
602:第二線掃描攝影機
604:光源
606:反射鏡面

Claims (10)

  1. 一種處理工具，包括：外殼，圍封處理腔室；輸入/輸出埠，用以穿過所述外殼將晶圓傳遞至所述處理腔室中以及傳遞出所述處理腔室；背面宏觀檢測系統，配置於所述處理腔室內且用以對所述晶圓的背面進行影像擷取；正面宏觀檢測系統，配置於所述處理腔室內且用以第一影像解析度對所述晶圓的正面進行影像擷取；以及正面微觀檢測系統，配置於所述處理腔室內且用以高於所述第一影像解析度的第二影像解析度對所述晶圓的所述正面進行影像擷取。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的處理工具，更包括設置於所述外殼內的向下通風部件，所述向下通風部件包括：氣流部件，其用以自所述處理腔室的上部區域中的蓮蓬頭提供氣流；以及排氣部件，其用以自所述處理腔室的底部區域抽吸所述氣流，使得所述氣流部件以及所述排氣部件引發向下的氣流，所述向下的氣流引導顆粒向下且遠離所述晶圓的上部表面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的處理工具，更包括：一或多個軌道，其在所述背面宏觀檢測系統與所述正面宏觀檢測系統之間連續延伸；以及 晶圓推車，其用以接合所述晶圓，且用以沿所述一或多個軌道移動以將所述晶圓自所述背面宏觀檢測系統傳遞至所述正面宏觀檢測系統。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的處理工具，更包括：光學字元識別系統，其停留在所述處理腔室內，且用以在已將所述晶圓傳遞至所述處理腔室中之後讀取所述晶圓的晶圓識別碼；排序部件，其在所述光學字元識別系統的下游且包括彼此堆疊的一系列槽孔，每一槽孔經設定大小以容納晶圓。
  5. 一種處理工具的操作方法，包括：將晶圓自周圍製造環境傳遞至自動化檢測工具的處理腔室中；當所述晶圓處於所述處理腔室中時，對所述晶圓執行背面宏觀成像操作，以及以第一影像解析度對所述晶圓執行正面宏觀成像操作；在不使所述晶圓再次暴露於所述周圍製造環境的情況下，將所述晶圓自所述處理腔室傳遞至真空腔室中；以及當所述晶圓處於所述真空腔室中時，以高於所述第一影像解析度的第二影像解析度對所述晶圓執行正面微觀成像操作。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，更包括：當所述晶圓處於所述處理腔室中時，執行光學字元識別操作以讀取所述晶圓上的晶圓識別碼。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的方法，更包括：沿一或多個軌道傳遞所述晶圓以執行所述背面宏觀成像以及所述正面宏觀成像，使得在所述背面宏觀成像以及所述正面宏觀成像期間，所述晶圓持續保持接合在所述一或多個軌道上。
  8. 一種處理工具，包括：外殼，其圍封所述處理工具的處理腔室，其中輸入/輸出埠包括在所述外殼的側壁中且用以將晶圓傳遞至所述外殼內的所述處理腔室中及/或傳遞出所述處理腔室；第一晶圓傳遞系統，其包括用以將所述晶圓自所述輸入/輸出埠傳遞至所述處理腔室中的第一機械手臂；台架系統，其配置於所述處理腔室內且用以自所述第一晶圓傳遞系統接收所述晶圓；背面宏觀檢測系統，其沿所述處理腔室內的所述台架系統配置且包括第一線掃描攝影機，其中所述晶圓藉由所述台架系統傳送以在所述第一線掃描攝影機上方通過，使得所述第一線掃描攝影機對所述晶圓的所述背面進行影像擷取；以及正面宏觀檢測系統，其沿所述處理腔室內的所述台架系統配置且包括第二線掃描攝影機，其中所述晶圓藉由所述台架系統傳送以在所述第二線掃描攝影機下方通過，使得所述第二線掃描攝影機對所述晶圓的所述正面進行影像擷取。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的處理工具，更包括：光學字元識別系統，其停留在所述外殼內且耦接至所述台架 系統，其中所述光學字元識別系統包括用以自各別晶圓讀取晶圓識別碼的成像攝影機。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的處理工具，其中所述台架系統包括：一或多個軌道，其在所述背面宏觀檢測系統與所述正面宏觀檢測系統之間連續延伸；以及晶圓推車，其用以接合晶圓，且沿所述一或多個軌道移動以將所述晶圓自所述背面宏觀檢測系統傳遞至所述正面宏觀檢測系統。
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