TWI730269B - 晶圓級檢驗的方法及晶圓級檢驗系統 - Google Patents

晶圓級檢驗的方法及晶圓級檢驗系統 Download PDF

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Abstract

本揭露描述了一種用於在半導體裝置的生產過程期間使用閥上檢驗偵測器來偵測半導體晶圓表面上的缺陷的晶圓級檢驗的系統和方法。在一些示例性實施例中係關於一種晶圓級檢驗的方法，包括通過製程腔室之傳送口傳送半導體晶圓；使用安排在真空閥上之至少一個閥上檢驗偵測器以自動地掃描半導體晶圓之表面，真空閥係通過傳送口而提供通道；產生半導體晶圓之表面之至少一個表面圖像；以及分析至少一個表面圖像，以偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。

Description

晶圓級檢驗的方法及晶圓級檢驗系統
本揭露係關於一種晶圓級檢驗的方法，且特別關於一種在線(in-line)的晶圓級檢驗的方法。
在半導體積體電路(integrated circuit，IC)業界中，有對更小的裝置尺寸及更高的電路封裝密度的持續需求。這種需求促使半導體業界發展新材料及複雜的製程。為了控制品質，在這種尺寸及複雜度下製造積體電路通常係藉由先進技術，以在生產製程的各個階段來檢驗積體電路。
舉例來說，當要在晶圓上形成特徵(如電晶體的閘極/汲極/源極特徵、水平內連線或垂直通孔等)時，上述晶圓通常會經過包括多個製程站點的生產線，上述製程站點通常使用不同的製程工具以執行各種操作，例如清潔、光微影、沉積介電質、乾式/濕式蝕刻及沉積金屬。在將晶圓傳送到生產線中的下一個操作(如下一個製程站點)之前，通常會先檢驗晶圓的缺陷。
通常來說係藉由人使用光學儀器而手動地執行這種檢驗，以確定缺陷是否存在，上述缺陷例如為參數缺陷(如線寬)、隨機缺陷(如單獨的通孔)及與區域有關的缺陷(如“致命缺陷(killer defect)”顆粒)，上述缺陷可能係由沿著生產線的一或多個故障的製程站點所造成。這種手動檢驗通常依賴於從一盒晶圓中隨機選擇的特定數量晶圓的表面上取樣特定數量的位置，這通常稱為“離線檢驗(offline inspection)”。這種離線檢驗會不利地引起各種問題。
舉例來說，時間與資源的折衷導致在檢驗解析度(inspection resolution)及採樣速率(sampling rate)之間進行折衷，舉例來說，高的採樣速率(即高的檢驗輸出量)通常需承受低檢驗解析度的後果，且反之亦然。此外，由於是“手動”操作，這種離線檢驗經常會干擾自動生產線，這也增加了晶圓污染的可能性。
因此，與離線檢驗相反，積體電路產業一直希望得到可自動檢驗缺陷的“在線”(inline)檢驗，可提供對各種製程特性(如工具及條件)的關鍵見解，而不會顯著地干擾生產線或影響其生產量。雖然已有這種需求相當久，但沒有合適的系統可滿足這些需求。
本揭露一些示例性實施例係關於一種晶圓級檢驗的方法，包括通過製程腔室之傳送口傳送半導體晶圓；使用安排在真空閥上之至少一個閥上檢驗偵測器以自動地掃描半導體晶圓之表面，真空閥係通過傳送口而提供通道；產生半導體晶圓之表面之至少一個表面圖像；以及分析至少一個表面圖像，以偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
本揭露其他實施例係關於一種晶圓級檢驗系統，包括傳送機構、至少一個閥上檢驗偵測器、以及至少一個處理器。傳送機構係配置以自動地通過製程腔室之傳送口而傳送半導體晶圓。至少一個閥上檢驗偵測器係安排在真空閥上，通過製程腔室之傳送口而提供通道，其中至少一個閥上檢驗偵測器係配置以掃描半導體晶圓之表面並產生線圖像。至少一個處理器係配置以根據一組預定義標準而偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
本揭露又一實施例係關於一種晶圓級檢驗系統，包括製程腔室、真空閥、傳送機構、至少一個閥上檢驗偵測器、以及至少一個處理器。製程腔室係用以進行半導體生產製程。真空閥係用以通過製程腔室之傳送口而提供通道。傳送機構係配置以自動地通過製程腔室之傳送口而傳送半導體晶圓。至少一個閥上檢驗偵測器係安排在真空閥上，以掃描半導體晶圓之表面。至少一個處理器係配置以根據一組預定義標準而偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
應理解的是，以下公開許多不同的實施方法或是範例來實行所提供之標的之不同特徵，以下描述具體的元件及其安排的實施例以闡述本揭露。當然這些實施例僅用以例示，且不該以此限定本揭露的範圍。舉例來說，應理解的是，當元件被稱為“連接到”或“耦接到”另一個元件時，其可直接連接到或耦接到另一個元件，或亦可存在一或多個中間的元件。
本揭露提供包括多個閥上檢驗偵測器的在線檢驗系統的各種實施例。在一些實施例中，這種閥上檢驗偵測器可整合在附接到製程腔室的傳送端口的真空閥上。此外，與僅在晶圓上對幾個位置進行取樣及/或對一盒晶圓中的一些晶圓進行取樣的檢驗相反，上述多個閥上檢驗偵測器掃描將傳送通過傳送端口的半導體晶圓的前表面及後表面。在這種晶圓傳送製程中，以逐行方式(line-by-line)掃描上述兩個表面，以確定是否存在缺陷。因此，與傳統的離線手動檢驗製程相比，這種在線檢驗製程不僅提供了高輸出量，而且不須對高檢驗解析度進行妥協(即在採樣速率及檢驗解析度之間沒有折衷)。因此，可有利地避免傳統離線檢驗系統中的上述問題。
第1圖繪示根據本揭露的一些實施例的在半導體製造生產線中與閥上檢驗偵測器整合的系統100的方塊圖。應注意的是，系統100僅是範例，而非用於限制本揭露。因此，應理解的是，可在第1圖的系統100前、中、後提供額外的操作，並且在此可僅對一些其他的操作進行簡要的描述。
參考第1圖，系統100包括多個製程站點102a、102b及102c(本文統稱為製程站點102)、多個連接腔室104a及104b(本文統稱為連接腔室104)，位於對應的製程站點102之間、以及多個儲存站點106a及106b(本文統稱為儲存站點106)，耦接到各別的連接腔室104。在製程站點102中進行的積體電路生產製程的範例包括清潔、光微影、濕式蝕刻、乾式蝕刻、沉積介電質、沉積金屬、及本領域已知的任何製程。可在每個製程站點102中產生至少一個特徵，包括金屬接點、蝕刻溝槽、隔離件、通孔、內連線等。
可在製程站點102及連接腔室104之間的真空閥處裝配閥上檢驗偵測器，用於在將晶圓輸送到下一個製程站點102或儲存站點106之前，檢驗來自各別的製程站點102之晶圓(如第2圖及第3圖中進一步詳細討論的)。舉例來說，製程站點102b通過連接腔室104a耦接到前一個製程站點102a，並且還通過連接腔室104b耦接到後一個製程站點102c。每個連接腔室104至少與一個儲存站點106耦接。舉例來說，儲存站點106a耦接到連接腔室104a，其中可從生產線中取出由製程站點102a上之閥上檢驗偵測器確定具有缺陷的晶圓，並將其儲存在儲存站點106a中以進行重新處理或拋棄(rejection)，而非傳送到下一個製程站點102b。
如隨後所進一步詳細討論的，在一些實施例中，連接腔室104包括可從製造站點102通過連接腔室104傳送晶圓的傳送機構、以及具有儲存單元及顯示單元的本地電腦112。舉例來說，晶圓可在連接腔室104a中的傳送機構上從製程站點102a傳送到製程站點102b，或者若檢驗到缺陷，則傳送到各別的儲存站點106a。在晶圓從製造站點102a傳送到連接腔室104a時，多個閥上檢驗偵測器會對晶圓的前表面及後表面進行成像。可把多個閥上檢驗偵測器所收集的數據儲存在本地電腦112a的儲存單元中，然後進行預處理操作。預處理的範例可包括將畫素線(pixel line)圖像重建為晶圓的多個二維表面圖像及各種失真校正，隨後將進一步詳細描述。如第1圖所示，第二個本地電腦112b耦接到第二個連接腔室104b，以對裝配在製程站點102b的真空閥上的閥上檢驗偵測器所收集的數據進行儲存及預處理。
在本文中，本地電腦112a及112b中的每一者通常稱為(或一起稱為)本地電腦112。本地電腦112的每一者皆通過連接(connection)108而耦接到遠端電腦110。在一些實施例中，連接108可包括乙太網路電纜、光纖、無線通訊媒體及/或本領域中已知的其他網路。應理解的是，可在本地電腦112及遠端電腦110之間部署其他連接及中間電路，以便於互連。
在一些實施例中，遠端電腦110可執行圖像處理操作，以根據關於例如線寬、不規則形狀、不均勻性等的預定義演算法或規則而自動地將設計標準與所收集的晶圓的表面圖像進行比較。在一些實施例中，遠端電腦110包括電腦網路、伺服器、應用程式及/或數據中心，通常稱為“雲端”或雲端計算。來自遠端電腦110的關於晶圓是否包含缺陷的結果及決定被處理並通過連接108傳輸回與連接腔室104及在真空閥上有閥上檢驗偵測器的製程站點102相關的本地電腦112。在一些實施例中，如果本地電腦112可在本地執行圖像處理及分析，則可不需要遠端電腦110。在一些實施例中，在本地顯示單元上顯示各種檢驗結果(如缺陷的尺寸、密度及分佈以及覆蓋在設計圖案的缺陷的測繪(mapping))，並且如果確定晶圓有缺陷，則將控制訊號發送到傳送機構，以將晶圓傳送到各別的儲存站點106。在一些實施例中，若晶圓不滿足預定閾值或標準，則會被確定為有缺陷的晶圓，因而會藉由傳送機構通過連接腔室104a而傳送到儲存站點106a中的晶圓盒以進行重新處理或拋棄。另一方面，如果確定晶圓未具有缺陷並滿足預定閾值或標準，則由傳送機構將其傳送到下一個製程站點102b以進行進一步的製程。在一些實施例中，閾值可根據應用而變化，並且可由製造商設定。在一些實施例中，連接腔室104中的傳送機構將所有晶圓在隨後的製程站點102中進行製程之前傳送到儲存站點。
雖然第1圖所示實施例中的系統100僅包括三個製程站點102、兩個連接腔室104、兩個儲存站點106、兩個本地電腦112及一個遠端電腦110，但應理解的是第1圖所示的實施例僅用於說明。系統100可包括任何期望數量的製程站點102、連接腔室104、儲存站點106、遠端電腦110以及本地電腦112，而仍在本揭露的範圍內。此外，在一些實施例中，連接腔室104可耦接到兩個或更多個製程站點102及/或兩個或更多個儲存站點106。
在一些實施例中，連接腔室104可在具有真空製程腔室的兩個製程站點之間保持真空密封，或者用高純度的惰性氣體(如Ar及N2 )吹掃，以在傳送製程時對空氣敏感的晶圓提供惰性環境。在一些實施例中，如果檢驗不會干擾上述製程，則可在製程站點102的真空門內配置閥上檢驗偵測器。將閥上檢驗偵測器與現有半導體製程站點的這種整合提供可有效地檢驗及測繪(map)晶圓正面及背面的缺陷的在線檢驗，而無需依賴於手動檢驗或使用額外的檢驗站統計採樣晶圓的表面。藉由在每個製程階段之後測繪晶圓的缺陷，作為在線生產製程的一部分，可獲得每個階段的製程特性(如工具及條件)的關鍵見解，同時將對輸出量的不利影響最小化。
第2A-2B圖繪示根據本揭露的一些實施例的考慮不同的空間要求及晶圓尺寸的在具有附接到真空閥的閥上檢驗偵測器製造站點中的真空製程腔室的各種立體圖。當然，這些立體圖僅為範例，而非旨於限制。
第2A圖繪示根據本揭露的一些實施例的具有兩個閥上檢驗偵測器204A、204B的真空製程腔室214的立體圖。在一些實施例中，晶圓210由合適的晶圓固持座212固定，晶圓固持座212耦接到傳送機構208(例如機動的機器傳送手臂)。在一些實施例中，晶圓固持座212固定晶圓210並同時露出晶圓210的前表面及後表面以供檢驗。傳送機構208可在X及Y方向上平移。在一些實施例中，傳送機構208也可繞X-Y平面中的特定中心旋轉。在所示的實施例中，當通過傳送端口206離開真空製程腔室214時，耦接到傳送機構208的晶圓固持座212沿著X軸以固定的速度傳送晶圓210。
在第2A圖所示的實施例中，在一個真空閥上安裝分別具有成像鏡205A及205B的兩個閥上檢驗偵測器204A及204B(統稱為閥上檢驗偵測器204)。在一些實施例中，真空閥包括可移動的真空閥202及固定的真空閥底座203。閥上檢驗偵測器204A及204B分別位於距晶圓210的前表面及後表面沿垂直(Z)方向的工作距離209A及209B處。在一些實施例中，取決於閥上檢驗偵測器204A及204B上的成像鏡205A及205B，工作距離209A及209B可為相同的或不同的。在一些實施例中，閥上檢驗偵測器204A與真空閥202一起移動，而閥上檢驗偵測器204B固定地固定在真空閥底座203上。在一些實施例中，可在連接腔室104中使用來自位在遠端的光源(未繪示)的漫射照明(diffused illumination)，其可在晶圓210的前表面及後表面上提供足夠的光，使得閥上檢驗偵測器204能拍到高解析度的圖像。在一些實施例中，為了對準，可在閥上檢驗偵測器204及真空閥202或真空閥底座203間提供額外的機械控制單元(未繪示)。
在一些實施例中，閥上檢驗偵測器204是線掃描(line scan)攝影機。在一些實施例中，基於線掃描攝影機的閥上檢驗偵測器204一次收集一條掃描線的圖像數據，而非一次拍攝整個晶圓表面的圖像。由第2A圖中的短虛線所表示，閥上檢驗偵測器204A的成像線216A係來自晶圓210的前表面的反射或散射光通過成像鏡205A被閥上檢驗檢測器204A中的光感測器收集的線區域。在一些實施例中，可藉由閥上檢驗偵測器204A中的光感測器的寬度、工作距離209A、及成像鏡205A的焦距，以調節Y方向上的閥上檢驗偵測器204A的視野218A(如成像線216A的最大長度)。在一些實施例中，成像線216A是視野218A及晶圓210的前表面在Y方向上的重疊部分。舉例來說，成像鏡的寬度可為25毫米(mm)，這可提供在Y方向上具有最多215mm寬度的視野，並且可提供14mm的感測器寬度。因此，考慮到晶圓210的直徑，工作距離209A可控制Y方向上的解析度，對於每行1024個畫素的光感測器的寬度來說，上述解析度的單位為mm/每畫素。類似地，可在晶圓210的後表面上配置閥上檢驗偵測器204B的成像線(未繪示)。
在一些實施例中，閥上檢驗偵測器204的光感測器可基於多種技術，例如感光耦合偵測器(charge-coupled detector，CCD)、互補金氧半導體(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)、或感光耦合偵測器與互補金氧半導體的混合架構。在一些實施例中，上述光感測器可為單色或彩色的感測器。在一些實施例中，光感測器可配置成在寬的波長範圍或窄的波長範圍內運作。在一些其他實施例中，光感測器可配置成接收來自光源的反射及/或散射的非螢光或者因為被光源激發而藉由缺陷或特徵所發出的螢光。
在一些實施例中，晶圓210可為矽基板。或者，晶圓210可包括其他元素半導體材料(例如鍺)。晶圓210還可包括化合物半導體材料，例如碳化矽、砷化鎵、砷化銦及磷化銦。此外，晶圓210可包括合金半導體材料，例如矽鍺、碳化矽鍺、砷磷化鎵、及銦磷化鎵。由於不同的材料特性(如折射率及消光係數(extinction coefficient))，每種材料可與來自光源的入射光不同地相互作用，這可影響照明光源及光感測器的設計，例如波長、靈敏度及模式(如散射、反射光或螢光)、以及傳送機構208的速度。
晶圓210可包含至少一個可由閥上檢驗偵測器204光學地檢驗的特徵。在一些實施例中，晶圓210可包括對包括氟矽酸鹽玻璃(fluorinated silica glass，FSG)、磷矽酸鹽玻璃(phosphosilicate glass，PSG)、硼磷矽酸鹽玻璃(borophosphosilicate glass，BPSG)、聚醯亞胺(polyimide)及/或其他未來所發展的低介電常數的介電材料進行乾/濕蝕刻所形成的溝槽。在一些實施例中，晶圓210還可包括導電特徵，例如來自如化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)、旋轉塗佈等製程的水平內連線或垂直通孔。在一些實施例中，由於如干涉效應及抗反射效應(antireflection effect)之類的現象，晶圓210上的這些材料膜層的物理尺寸(例如厚度及粗糙度、以及晶圓210與其上之材料的材料特性)也可影響照明源、光感測器及成像鏡205的設計。
第2B圖繪示根據本揭露的一些實施例的具有六個閥上檢驗偵測器204的真空製程腔室214的立體圖。當在所需解析度下，大的晶圓210的直徑遠大於閥上檢驗偵測器204的視野時，可使用多個閥上檢驗偵測器204掃描晶圓210的一個表面。在所示的實施例中，三個閥上檢驗偵測器204-1A、204-2A及204-3A係用於掃描晶圓210的前表面，且三個閥上檢驗偵測器204-1B、204-2B及204-3B係用於掃描晶圓210的後表面。
在另一個實施例中，具有較大直徑、較小焦距及/或大折射率的成像鏡205可在小的工作距離209A處提供寬的視野218A。為了得到小晶圓的相當的解析度(mm/每畫素)，可使用具有較大偵測器尺寸的閥上檢驗偵測器204。
在一些其他實施例中，由於可折疊一部分在X方向上平行於晶圓210的傳送方向的光學路徑，所以也可使用反射鏡(未繪示)以延伸視野，進而在Z方向上不具有大的空間時(如當真空製程腔室214的總高度小於工作距離209A加上閥上檢驗偵測器204的長度時)覆蓋整個晶圓表面。第2B圖中所呈現的配置僅係用於說明，而非用於限制。舉例來說，考慮到來自視野及/或連接腔室104及真空製程腔室214中的可用空間時，可在真空閥202或真空閥底座203上的任何位置處使用任何數量的閥上檢驗偵測器204以提供全表面掃描，進而完全建構出表面的圖像。
雖然第2A-2B圖中的上述系統包括兩個及六個閥上檢驗偵測器204，但是可結合任何想要的數量的閥上檢驗偵測器204，如用以在不同的波長範圍內運作及同時檢驗不同的缺陷(如尺寸、分佈及材料)，而仍未超出本揭露的範圍。
在一些實施例中，當特別是在有限的空間內檢驗大的晶圓210時，會變得難以維持來自泛光源(flood light source)照明的均勻強度。如上所述，由於成像線216是晶圓210唯一需要被均勻照明，以藉由閥上檢驗偵測器204收集線掃描圖像的部分，因此可由具有狹縫以對光束進行導向的線光源對成像線216進行照明。在一些實施例中，線光源可包括發光二極體(light emitting diodes，LED)的陣列，其具有作為光導(optical guide)的半條形會聚線透鏡(half bar converging line lens)。可在有限的空間中配置這種光源，並同時維持對晶圓210上的成像線216的均勻照明。在一些實施例中，在晶圓210的前表面及後表面存在至少兩個線光源。然而，根據各種實施例，可使用適合於各種應用的各種光源。
在一些實施例中，閥上檢驗偵測器204與光源之間的相對位置可影響檢驗標準。舉例來說，在對有反射表面的晶圓210使用線性光源的情況下，當閥上檢驗偵測器204偏離反射角時，反射表面在光感測器中會顯得較暗，而特徵及/或缺陷會散射光線並在圖像中顯得較明亮。再舉例來說，當閥上檢驗偵測器204位在來自光源的入射光的反射角內時，上述表面看起來是亮的，而特徵及/或缺陷可看起來更暗或更亮，取決於它們相對於表面其他部分的反射率。
在一些實施例中，傳送機構208可為由多個關節、一個臂及固持座所組成的機器手臂。在一些實施例中，傳送機構208可在有限的空間內提供高速及高精度的晶圓處理。如上所述，需要晶圓210垂直成像線216的軸向的線性動作以進行使用閥上檢驗偵測器204的表面檢驗。在一些實施例中，閥上檢驗偵測器204可配置成聚焦於晶圓210傳遞路徑的一部分，其中可藉由傳送機構208的運動部件的組合 (如關節的旋轉與臂及固持座的直線動作)以提供晶圓210及成像線216間的這種線性相對動作。
第2C圖繪示根據本揭露的一些實施例的具有兩個閥上檢驗偵測器204的真空製程腔室214的立體圖。在一些實施例中，如當真空閥202的動作軸線不垂直於晶圓表面時，閥上檢驗偵測器204A及204B都可靜止在真空閥框架213上。在所示的實施例中，真空閥202可在平行於半導體晶圓210表面的Y方向上移動。第2C圖僅用於說明，而非用於限制。真空閥202可在Y-Z平面中的任何方向上移動，並且仍在本揭露的範圍內。舉例來說，在一些實施例中，真空閥202可在Y-Z平面中旋轉，這允許真空閥202在具有相對於Y方向的夾角(即在0到90度的範圍內)的方向上移動。
第3A-3C圖繪示根據本揭露的一些實施例的當晶圓210被傳送機構208傳送通過真空製程腔室214的傳送端口206時，使用多個閥上檢驗偵測器204掃描及記錄晶圓210的前表面及後表面的多個線圖像的系統300的立體圖。
系統300首先在由傳送機構208所控制的晶圓固持座212上的晶圓210的第一位置處掃描晶圓210，如第3A圖所示。根據一些實施例，對前表面及後表面的掃描係從第一位置所開始。當晶圓210分別進入閥上檢驗偵測器204A及204B的視野218A及218B時，會啟動使用閥上檢驗偵測器204A及204B在兩個表面上對多個線圖像進行的記錄循環。在一些實施例中，也可由來自傳送機構208的馬達上的編碼器的位置訊號而啟動記錄。在一些實施例中，隨著掃描的進行，從前表面及後表面收集的多個線圖像會顯示在耦接到本地電腦302的顯示器306上。在一些實施例中，顯示器306上的窗口308係用於顯示藉由閥上檢驗偵測器204A從前表面收集的多個線圖像，且顯示器306上的窗口310係用於顯示藉由閥上檢驗偵測器204B從後表面收集的多個線圖像。如第3A圖所示，在掃描過程開始時，沒有可顯示在顯示器306上的窗口308及窗口310中的線圖像。
在一些實施例中，從閥上檢驗偵測器204到本地電腦302對一條線圖像進行的這種記錄過程係分成兩操作進行(即曝光及讀出操作)。在第一操作中，如上所述，閥上檢驗偵測器204在每次曝光時會在一個位置處收集藉由向閥上檢驗偵測器204施加觸發脈衝而啟動的一條線圖像。觸發脈衝還會結束曝光時段，並開始第二操作，以將線圖像資訊傳送到讀出紀錄器(readout register)並最終從閥上檢驗偵測器204傳送到本地電腦302，以完成讀出操作。在一些實施例中，一次將線圖像的一行畫素提供給本地電腦302。
在一些實施例中，成像線216的單獨一條線的曝光時間及線的數量可受晶圓210的速度及晶圓平面中沿X軸的解析度需求的影響。在一些實施例中，曝光時間還可受照明強度、光感測器的靈敏度、以及檢驗到的缺陷類型的影響。閥上檢驗偵測器204在下一個循環中與第一讀出時段並行地繼續下一個曝光操作，而傳送機構208將晶圓210移動到下一個位置。
根據一些實施例，系統300繼續到第3B圖中的第二位置，其中已完成晶圓210的前表面及後表面的部分掃描。在一些實施例中，受檢驗的晶圓210的表面圖像的重建係基於本地電腦302所接收來自閥上檢驗偵測器204的多個線圖像及其在晶圓210上的對應位置所進行。然後，多個線圖像被即時(in real time)顯示在顯示器306上對應的窗口308及窗口310中，如第3B圖所示。
一旦被檢驗的​​晶圓210的表面已經在第三位置被完全掃描，如第3C圖所示，本地電腦302隨後繼續重建並預處理完整的二維表面圖像，以準備用於缺陷檢驗的表面圖像。在一些實施例中，表面圖像的這種預處理包括偏移校正、增益​​校正、失真校正、調整對比度等。根據一些實施例，然後將重建的表面圖像顯示在顯示器306上對應的窗口308及窗口310中，如第3C圖所示。
第4圖繪示根據本揭露的一些實施例的具有用於檢驗晶圓表面的閥上檢驗偵測器204的系統400的方塊圖。系統400包括機械控制單元402、圖像收集單元404、控制器406、本地電腦408及遠端電腦410。在一些實施例中，機械控制單元402直接與傳送機構208(如機械傳送手臂)連接，以將半導體晶圓210移入及移出真空製程腔室214。在一些實施例中，晶圓210可使用其他可提供例如水平、垂直、線性、旋轉及其組合的動作的傳送機構208(例如帶式輸送機等)所傳送。在一些實施例中，傳送機構208可處理各種基板，例如薄的、大的、有薄膜框架的、玻璃、有凹槽的基板等。在一些實施例中，傳送機構可在晶圓盒、固持座及/或腔室之間傳送晶圓。在一些實施例中，機械控制單元402與傳送機構208上的編碼器互相通訊，並且通過控制器406將觸發訊號發送到連接到圖像收集單元404的閥上檢驗偵測器204。根據一些實施例，機械控制單元402還控制附接到真空製程腔室214的傳送端口206的真空閥202的開啟及關閉動作。此外，機械控制單元402也向附接到閥上檢驗偵測器204用於對準及聚焦的機構提供控制。
在一些實施例中，圖像收集單元404包括多個閥上檢驗偵測器204。在一些實施例中，多個閥上檢驗偵測器204均包括基於各種技術(例如感光耦合偵測器(CCD)、互補金氧半導體(CMOS)或感光耦合偵測器與互補金氧半導體的混合架構)的光感測器。在一些實施例中，上述光感測器可為單色或彩色的感測器。在一些實施例中，光感測器可配置成在寬的波長範圍或窄的波長範圍內運作。在一些其他實施例中，光感測器可配置成接收來自光源的反射及/或散射的非螢光或者因為被光源激發而從缺陷或特徵所發出的螢光。
在一些實施例中，控制器406是代表性的裝置，並且可包括處理器、記憶體、輸入/輸出介面、通訊介面及系統匯流排(system bus)。處理器可包括任何可操作以控制系統400的控制器406的操作及性能的處理電路。在各個實施例中，處理器可實現為通用處理器、晶片多處理器(chip multiprocessor，CMP)、專屬處理器(dedicated processor)、嵌入式處理器(embedded processor)、數位訊號處理器(digital signal processor，DSP)、網路處理器、輸入/輸出(input/output，I/O)處理器、媒體存取控制(media access control，MAC)處理器、無線電基頻處理器(radio baseband processor)、協同處理器(co-processor)、例如複雜指令集電腦(complex instruction set computer，CISC)微處理器、精簡指令集計算(reduced instruction set computing，RISC)微處理器、及/或超長指令字(very long instruction word，VLIW)微處理器或其他處理裝置的微處理器。處理器還可由控制器、微控制器、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、現場可程式化邏輯閘陣列(field programmable gate array，FPGA)、可程式化邏輯裝置(programmable logic device，PLD)等實現。
在各個實施例中，處理器可被安排以執行作業系統(operating system，OS)及各種應用程式。作業系統的範例包括例如通常以商標名Apple OS、Microsoft Windows OS、Android OS而為人所知的作業系統及任何其他專屬或開源的作業系統。應用程式的範例包括例如電話應用程式、相機(如數位相機、攝影機) 應用程式、瀏覽器應用程式、多媒體播放器應用程式、遊戲應用程式、訊息應用程式(如電子郵件、簡訊、多媒體)、閱讀器應用程式等。
在一些實施例中，提供包含電腦可執行指令的至少一個非暫態電腦可讀取儲存媒體，其中當由至少一個處理器執行上述電腦可執行指令時，會使得至少一個處理器進行本文描述的方法的實施例。此電腦可讀取儲存媒體可被包含在記憶體中。
在一些實施例中，記憶體可包括能儲存數據的任何機器可讀取或電腦可讀取媒體，包括揮發性/非揮發性記憶體及可移除/不可移除記憶體。記憶體可包括至少一個非揮發性記憶體單元。非揮發性記憶體單元能儲存一或多個軟體程式。僅舉幾個例子來說，軟體程式可包含例如應用程式、使用者數據、裝置數據及/或配置數據或其組合。軟體程式可包含可由系統400的控制器406的各種元件所執行的指令。
舉例來說，記憶體可包括唯讀記憶體(read-only memory，ROM)、隨機存取記憶體(random-access memory，RAM)、動態隨機存取記憶體(dynamic RAM，DRAM)、雙倍資料率動態隨機存取記憶體(Double-Data-Rate DRAM，DDR-RAM)、同步動態隨機存取記憶體(synchronous DRAM ，SDRAM)、靜態隨機存取記憶體(static RAM，SRAM)、可規劃式唯讀記憶體(programmable ROM，PROM)、可擦除可規劃式唯讀記憶體(erasable programmable ROM，EPROM)、電可擦除可規劃式唯讀記憶體(electrically erasable programmable ROM，EEPROM)、快閃記憶體(flash memory，如NOR或NAND快閃記憶體)、內容可定址記憶體(content addressable memory，CAM)、聚合物記憶體(polymer memory，如鐵電聚合物記憶體，ferroelectric polymer memory)、相變記憶體(phase-change memory，如雙向記憶體(ovonic memory))、鐵電記憶體、矽-氧化物-氮化物-氧化物-矽(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon，SONOS)記憶體、磁碟記憶體(disk memory，如磁片(floppy disk)、硬碟(hard drive)、光碟(optical disk)、磁碟(magnetic disk))或記憶卡(如磁記憶卡、光記憶卡)或適於儲存資訊的任何其他類型的媒體。
在一些實施例中，記憶體可包含文件形式的指令集，用於執行如本文所述的生成一或多個時序庫的方法。指令集可由任何可接受形式的機器可讀指令所儲存(包括原始碼或各種適當的程式語言)。可用於儲存指令集的程式語言的一些範例包括但不限於：Java、C、C++、C＃、Python、Objective-C、Visual Basic或.NET程式。在一些實施例中包括編譯器或直譯器，以將指令集轉為讓處理器執行的機器可執行代碼。
在一些實施例中，I/O介面可包括任何合適的機構或元件，以至少讓使用者可向系統400的控制器406提供輸入，並使控制器406可向使用者提供輸出。舉例來說，I/O介面可包括任何合適的輸入機構，包括但不限於按鈕、小鍵盤、鍵盤、點按式選盤、觸控螢幕或動作感測器。在一些實施例中，I/O介面可包括電容偵測機構或多點觸控電容偵測機構(如觸控螢幕)。
在一些實施例中，I/O介面可包括用於提供使用者可見之顯示的可視周邊輸出裝置(visual peripheral output device)。舉例來說，可視周邊輸出裝置可包括螢幕，例如液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)螢幕，其結合到系統400的控制器406中。在另一個範例中，可視周邊輸出裝置可包括可移動顯示器或投影系統，用於在遠離系統400的控制器406的表面上顯示內容。在一些實施例中，可視周邊輸出裝置可包括編碼器/解碼器(也稱為編解碼器(Codec))，以將數位媒體數據轉換為類比訊號。舉例來說，可視周邊輸出裝置可包括影片編解碼器、音訊編解碼器或任何其他合適類型的編解碼器。
可視周邊輸出裝置還可包括顯示器驅動程式、用於驅動顯示器驅動程式的電路或包括上述兩者。可視周邊輸出裝置可用於在處理器的指導下顯示內容。僅舉幾例來說，可視周邊輸出裝置可播放媒體回放資訊、在系統400的控制器406上實現的應用程式的應用程式螢幕、關於正在進行的通訊操作的資訊、關於進入的通訊請求的資訊、或裝置的操作螢幕。
在一些實施例中，通訊介面可包括能夠將系統400的控制器406耦合到一或多個網路及/或附加裝置的任何合適的硬體、軟體或硬體及軟體的組合。通訊介面可安排成使用任何合適的技術來操作，以使用所需的一組通訊協定、服務或操作程序以控制資訊訊號。通訊介面可包括適當的物理連接器，以與對應的通訊媒體連接(無論是有線的還是無線的)。
根據一些實施例，通訊系統及方法包括網路。在各種實施例，網路可包括區域網路(local area networks，LAN)以及廣域網路(wide area networks，WAN)，包括但不限於網際網路、有線通道、無線通道、包括電話、電腦、有線、無線電、光學或其他電磁通道的通訊裝置及其組合、包括能與傳送數據相容/相關的其他裝置及/或元件。舉例來說，通訊環境包括體內(in-body)通訊、各種裝置及各種通訊模式，例如無線通訊、有線通訊及其組合。
無線通訊模式包括點(如節點)之間的任何通訊模式，其至少部分地利用包括與無線傳輸、數據及裝置相關的各種協定及協定組合的無線技術。這些點包括如無線裝置(例如無線耳機)、音訊及多媒體裝置及設備(例如音訊播放器及多媒體播放器)、電話(包括行動電話及無線電話)、以及電腦及電腦相關裝置及元件(例如印表機、網路連接機器)及/或任何其他合適的裝置或第三方裝置。
有線通訊模式包括利用有線技術的點之間的任何通訊模式，所述有線技術包括與有線傳輸、數據及裝置相關聯的各種協定及協定的組合。這些點包括如音訊及多媒體裝置及設備(例如音訊播放器及多媒體播放器)、電話(包括行動電話及無線電話)、以及電腦及電腦相關裝置及元件(例如印表機、網路連接的機器)、及/或任何其他合適的裝置或第三方裝置。在各種實施例中，有線通訊模組可根據多個有線協定進行通訊。有線協定的一些範例可包括通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)通訊、RS-232、RS-422、RS-423、RS-485串列協定、火線(FireWire)、乙太網路、光纖通道、MIDI、ATA、串列ATA、PCI Express、T-1(及變體)、工業標準結構(Industry Standard Architecture，ISA)並列通訊、小型電腦系統介面(Small Computer System Interface，SCSI)通訊或外設元件互連 (Peripheral Component Interconnect，PCI)通訊。
因此在各種實施例中，通訊介面可包括一或多個介面，如無線通訊介面、有線通訊介面、網路介面、發送介面、接收介面、媒體介面、系統介面、元件介面、切換介面、晶片介面、控制器等。舉例來說，當通訊介面係由無線裝置或無線系統實現時其可包括無線介面，上述無線介面包括天線、發射器、接收器、收發器、放大器、濾波器、控制邏輯等之一或多者。
在各種實施例中，通訊介面可根據多個無線協定提供語音及/或數據通訊功能。無線協定的範例可包括各種無線區域網路(wireless local area network，WLAN)協定，包括電機電子工程師學會(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)802.xx系列協定，例如IEEE 802.11a/b/g/n、IEEE 802.16、IEEE 802.20等。無線協定的其他範例可包括各種無線廣域網路(wireless wide area network，WWAN)協定，如具有GPRS的GSM蜂巢式無線電話系統協定、具有1xRTT的CDMA蜂巢式無線電話通訊系統、EDGE系統、EV-DO系統、EV-DV系統、HSDPA系統等。無線協定的其他範例可包括無線個人區域網路(wireless personal area network，PAN)協定(例如紅外線協定)、來自藍牙技術聯盟(Special Interest Group，SIG)系列協定的協定、包括v1.0、v1.1、v1.2、v2.0、具有改進型資料傳輸率(Enhanced Data Rate，EDR)的v2.0版本的藍牙規格，以及一或多種藍牙規範等。無線協定的又一個範例可包括近場通訊 (near-field communication)技術及協定，例如電磁感應(electromagnetic induction，EMI)技術。電磁感應技術的範例可包括被動或主動射頻辨識(radio-frequency identification，RFID)協定及裝置。其他合適的協定可包括超寬頻(Ultra Wide Band，UWB)、數位辦公室(Digital Office，DO)、數位家庭、可信平台模組(Trusted Platform Module、TPM)、ZigBee等。
在一些實施例中，系統400的控制器406可包括耦接各種系統元件(包括處理器、記憶體及I/O介面)的系統匯流排。上述系統匯流排可為幾種類型的匯流排結構中的任何一種，上述匯流排結構包括記憶體匯流排或記憶體控制器、外圍匯流排或外部匯流排、及/或使用各種可用匯流排架構的本地匯流排(包括但不限於9位元匯流排、工業標準結構(ISA)、微通道架構(Micro-Channel Architecture，MCA)、擴展工業標準結構(Extended ISA，EISA)、整合驅動電子裝置(Integrated Drive Electronics，IDE)、VESA本地匯流排(VESA Local Bus，VLB)、個人電腦儲存卡國際協會(Personal Computer Memory Card International Association，PCMCIA)匯流排、小型電腦系統介面(SCSI)或其他專用匯流排、或適用於計算裝置應用程式的任何定制匯流排。
在一些實施例中，本地電腦408通過控制器406將檢驗參數配置到圖像收集單元404及機械控制單元402。這些檢驗參數配置用於要受檢驗的特定類型的基板、特徵或缺陷。在一些實施例中，此配置過程包括編寫檢驗配方(recipe)或回顧現有配方。在一些實施例中，檢驗參數包括觸發標準、檢驗解析度、線頻率、畫素頻率、總取得時間、照明強度、傳送機構的移動速度、晶圓的尺寸及/或其他合適的參數。在一些實施例中，本地電腦408還被配置為重建及預處理多個線圖像之完整的二維表面圖像以準備用於缺陷檢驗的表面圖像。在一些實施例中，表面圖像的這種預處理包括偏移校正、增益​​校正、失真校正、調整對比度等。在一些實施例中，本地電腦408包括顯示器306以顯示晶圓210的即時的線圖像和建構表面圖像。在一些實施例中，顯示器306也可為用於輸入及顯示檢驗參數的觸控螢幕。
在一些實施例中，遠端電腦410被配置以分析來自本地電腦408的經預處理的表面圖像。圖像分析的過程包括缺陷的大小及分佈的分析，並且與裝置的設計標準(例如大小、形狀、位置及顏色)進行比較，以將缺陷分類為預定義的類別。在一些實施例中，設計標準可在具有不同佈局特徵(layout characteristics)的生產線中的各個操作之間變化。
第5圖繪示根據本揭露的一些實施例的使用閥上檢驗偵測器204檢驗晶圓表面的方法500的流程圖。應理解的是，可在第5圖的方法500前、中、後提供額外的操作，並且可省略或僅在此簡要描述一些其他的操作。
根據一些實施例，方法500係從操作502開始，其中將傳送機構208上的晶圓210傳送出製程腔室214。方法500繼續到操作504，其中使用製程腔室214的真空閥202/203上的多個閥上檢驗偵測器204掃描晶圓210的前表面及後表面，同時傳送機構208通過傳送端口206沿垂直於線掃描方向的方向以固定的速度傳送晶圓210，如上述參考第2圖及第3圖所討論的。在一些實施例中，操作504更包括檢驗參數(如解析度及線掃描速度)的配置。在一些實施例中，操作504更包括控制傳送機構208的動作(如速度及方向)的機械控制單元402的配置。在一些實施例中，可由控制器406觸發線掃描，控制器406從位於傳送機構208上的編碼器獲取位置參數。在一些實施例中係由傳送機構208的速度來確定閥上檢驗偵測器204的線速度。在另一些實施例中，閥上檢驗偵測器204的解析度要求可藉由在製造生產線的對應操作中的感興趣或可能引入的缺陷類型所確定。
方法500繼續到操作506，其中對來自多個閥上檢驗偵測器204中每一者的多個線圖像以及上述線圖像在晶圓210的前表面及後表面上的位置資訊進行記錄，根據一些實施例。在一些實施例中，來自多個閥上檢驗偵測器204中每一者的多個線圖像從類比訊號轉換為數位訊號並儲存在本地電腦408中。
方法500繼續到操作508，其中一旦完成對晶圓210的兩個表面的掃描，便基於來自多個閥上檢驗偵測器204中每一者的多個線圖像以重建表面圖像。
方法500繼續到操作510，其中對晶圓的兩個表面的重建後的表面圖像進行預處理。在一些實施例中，表面圖像的重建及預處理包括例如偏移校正、增益​​校正、失真校正、調整對比度等製程中之至少一者。
根據一些實施例，方法500繼續到操作512，其中晶圓210的兩個表面的經預處理的表面圖像被發送到遠端電腦410。在一些實施例中，操作512更包括在耦接到本地電腦408的本地顯示器上顯示兩個表面的經預處理的表面圖像。
方法500繼續到操作514，其中遠端電腦410分析晶圓210的前表面及後表面的經預處理的表面圖像，根據一些實施例。在一些實施例中，對經預處理的表面圖像的分析包括與參考資料、設計標準及預定閾值進行比較，以藉由遠端電腦410進行缺陷的晶圓級測繪，以便確定缺陷的類型及分佈。在一些實施例中，然後將結果發送回本地電腦408以命令機械控制單元402控制傳送機構208，使得晶圓210可被重新處理、排除或繼續進行下一個製程，然後通過傳送端口206從製程腔室214卸載下一個晶圓以進行表面檢驗。在一些實施例中，遠端電腦410可首先識別每個晶粒的邊界。在一些實施例中，可藉由閥上檢驗偵測器204的解析度以調整系統的靈敏度。在一些實施例中，遠端電腦410還可基於與製程資訊相關的設計標準以決定拋棄、或在晶圓210上重新處理或移動。
前文僅說明了本揭露的原理。因此，應理解的是，本領域通常知識者將能夠設計各種佈置，這些佈置雖然未在本文中明確描述或繪示，但仍體現了本揭露的原理並且包括在本揭露之精神及範圍內。此外，本文所述的所有範例及條件語言主要係用以明確地僅用於教學目的並幫助讀者理解本揭露的原理及發明概念，並且應解釋為不限於這些具體引述的範例及條件。此外，本文敘述本揭露的原理、方面及實施例的所有陳述以及其具體範例旨在包含結構及功能的等同物。此外，這些等同物旨在包括當前已知的等同物及將來所發展的等同物，即不管結構如何，只要是所發展的可執行相同功能的任何元件即可。
示例性實施例的描述被設置為結合附圖來理解，上述附圖被認為是整個說明書的一部分。在說明書中，可能用到與空間相關的用詞，例如“下”、“上” 、“水平” 、“垂直” 、“在上方” 、“在下方” 、“上方” 、“下方” 、“頂部”和“底部” 及類似的用詞(例如 “水平地” 、“向下” 、“向上”等)。上述空間相關用詞應解釋為代表如所描述的或如所討論的附圖中所示的方向。這些相對術語僅是為了便於描述，並非要求上述設備需以特定方向構造或操作。
雖然已經根據示例性實施例描述了本揭露，但是本揭露並不限於此。反之，應對所附的申請專利範圍作廣義地解釋，以包括本揭露的其他變化例及實施例，本領域通常知識者可在不脫離本揭露的均等物的範圍及界限的情況下做出這些變化例及實施例。
本揭露一些示例性實施例係關於一種晶圓級檢驗的方法，包括通過製程腔室之傳送口傳送半導體晶圓；使用安排在真空閥上之至少一個閥上檢驗偵測器以自動地掃描半導體晶圓之表面，真空閥係通過傳送口而提供通道；產生半導體晶圓之表面之至少一個表面圖像；以及分析至少一個表面圖像，以偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
本揭露其他實施例係關於一種晶圓級檢驗系統，包括傳送機構、至少一個閥上檢驗偵測器、以及至少一個處理器。傳送機構係配置以自動地通過製程腔室之傳送口而傳送半導體晶圓。至少一個閥上檢驗偵測器係安排在真空閥上，通過製程腔室之傳送口而提供通道，其中至少一個閥上檢驗偵測器係配置以掃描半導體晶圓之表面並產生線圖像。至少一個處理器係配置以根據一組預定義標準而偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
本揭露又一實施例係關於一種晶圓級檢驗系統，包括製程腔室、真空閥、傳送機構、至少一個閥上檢驗偵測器、以及至少一個處理器。製程腔室係用以進行半導體生產製程。真空閥係用以通過製程腔室之傳送口而提供通道。傳送機構係配置以自動地通過製程腔室之傳送口而傳送半導體晶圓。至少一個閥上檢驗偵測器係安排在真空閥上，以掃描半導體晶圓之表面。至少一個處理器係配置以根據一組預定義標準而偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
如本揭露一些實施例所述之晶圓級檢驗的方法，其中傳送半導體晶圓包括使用傳送機構以通過製程腔室之傳送口傳送半導體晶圓。傳送機構耦接到晶圓固持座，晶圓固持座係用以固持半導體晶圓以及露出半導體晶圓之表面。至少一個閥上檢驗偵測器包括線掃描攝影機。至少一個閥上檢驗偵測器係配置以對半導體晶圓之表面一次掃描一畫素線。產生至少一個表面圖像更包括：將線圖像從至少一個閥上檢驗偵測器發送到本地電腦；以及藉由本地電腦預處理線圖像，以產生至少一個表面圖像。上述晶圓級檢驗的方法更包括：將至少一個表面圖像發送到遠端電腦；藉由遠端電腦分析至少一個表面圖像；以及將至少一個表面圖像與一組預定義標準比較，以偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
如本揭露另一些實施例所述之晶圓級檢驗系統，其中傳送機構包括機械傳送手臂。傳送機構耦接到用以固持半導體晶圓以及露出半導體晶圓之表面的晶圓固持座。至少一個閥上檢驗偵測器包括線掃描攝影機，並配置以對半導體晶圓之表面一次掃描一畫素線。至少一個處理器包括本地電腦，配置以從至少一個閥上檢驗偵測器接收線圖像；以及預處理線圖像，以產生半導體晶圓之表面之至少一個表面圖像。其中至少一個處理器更包括遠端電腦，配置以從本地電腦接收至少一個表面圖像；分析至少一個表面圖像；以及將至少一個表面圖像與預定義標準比較，以偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
如本揭露又一些實施例所述之晶圓級檢驗系統，其中至少一個閥上檢驗偵測器包括線掃描攝影機。至少一個閥上檢驗偵測器係配置以對半導體晶圓之表面一次掃描一畫素線。傳送機構耦接到用以固持半導體晶圓以及露出半導體晶圓之表面的晶圓固持座。至少一個處理器包括本地電腦，配置以從至少一個閥上檢驗偵測器接收線圖像；以及預處理線圖像，以產生至少一個表面圖像。至少一個處理器更包括遠端電腦，配置以從本地電腦接收至少一個表面圖像；分析至少一個表面圖像；以及將至少一個表面圖像與預定義標準比較，以偵測半導體晶圓之表面上之缺陷。
100、300、400‧‧‧系統102、102a、102b、102c‧‧‧製程站點104、104a、104b‧‧‧連接腔室106、106a、106b‧‧‧儲存站點108‧‧‧連接110‧‧‧遠端電腦112、112a、112b‧‧‧本地電腦202‧‧‧真空閥203‧‧‧真空閥底座(真空閥)204A、204B、204-1A、204-2A、204-3A、204-1B、204-2B、204-3B‧‧‧閥上檢驗偵測器205A、205B‧‧‧成像鏡206‧‧‧傳送端口208‧‧‧傳送機構209A、209B‧‧‧工作距離210‧‧‧晶圓212‧‧‧晶圓固持座214‧‧‧(真空)製程腔室216、216A‧‧‧成像線218A、218B‧‧‧視野302‧‧‧本地電腦306‧‧‧顯示器308、310‧‧‧窗口402‧‧‧機械控制單元404‧‧‧圖像收集單元406‧‧‧控制器408‧‧‧本地電腦410‧‧‧遠端電腦500‧‧‧方法502、504、506、508、510、512、514‧‧‧操作X、Y、Z‧‧‧座標
以下將配合所附圖式詳述本揭露之實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，多種特徵並未按照比例繪示且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本揭露的特徵。 第1圖繪示根據本揭露的一些實施例的在半導體製造生產線中與閥上檢驗偵測器整合的系統的方塊圖。 第2A圖繪示根據本揭露的一些實施例的具有兩個閥上檢驗偵測器的真空製程腔室的立體圖。 第2B圖繪示根據本揭露的一些實施例的具有六個閥上檢驗偵測器的真空製程腔室的立體圖。 第2C圖繪示根據本揭露的一些實施例的具有兩個閥上檢驗偵測器的真空製程腔室的立體圖。 第3A-3C圖繪示根據本揭露的一些實施例，當晶圓被傳送機構傳送通過真空製程腔室的傳送端口時，使用多個閥上檢驗偵測器掃描及記錄晶圓的前表面及後表面的多個線圖像的系統的立體圖。 第4圖繪示根據本揭露的一些實施例的具有用於檢驗晶圓表面的閥上檢驗偵測器的系統的方塊圖。 第5圖繪示根據本揭露的一些實施例的使用閥上檢驗偵測器檢驗晶圓表面的方法的流程圖。
500‧‧‧方法
502、504、506、508、510、512、514‧‧‧操作

Claims (10)

  1. 一種晶圓級檢驗的方法，包括：通過一半導體製程腔室之一傳送口傳送一半導體晶圓，該半導體腔室包括一真空閥，該真空閥包括一可動閥門以及一閥基底，配置成在該可動閥門相對該閥基底開啟時提供該傳送口，以及在該可動閥門相對該閥基底關閉時密封該半導體腔室；當該半導體晶圓通過該傳送口傳送時，使用一第一檢驗偵測器以自動地掃描該半導體晶圓之一第一表面，該第一檢驗偵測器固定在該可動閥門之一外表面；當該半導體晶圓通過該傳送口傳送時，使用一第二檢驗偵測器以自動地掃描該半導體晶圓之一第二表面，該第二檢驗偵測器固定在該可動閥門之該外表面，其中該第二表面與該第一表面相反；產生該半導體晶圓之該第一表面之至少一個第一表面圖像以及該半導體晶圓之該第二表面之至少一個第二表面圖像；以及分析該至少一個第一表面圖像以及該至少一個第二表面圖像，以偵測該半導體晶圓之該第一表面以及該第二表面上之缺陷。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級檢驗的方法，其中該第一檢驗偵測器以及該第二檢驗偵測器係各自配置以對該半導體晶圓之該第一表面以及該第二表面一次掃描一畫素線。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級檢驗的方法，其中產生該至少一個第一表面圖像以及該至少一個第二表面圖像更包括：將複數個線圖像從該第一檢驗偵測器以及該第二檢驗偵測器發送到一本地電腦；以及藉由該本地電腦預處理該等線圖像，以產生該至少一個第一表面圖像以及 該至少一個第二表面圖像。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓級檢驗的方法，更包括：將該至少一個第一表面圖像以及該至少一個第二表面圖像發送到一遠端電腦；藉由該遠端電腦分析該至少一個第一表面圖像以及該至少一個第二表面圖像；以及將該至少一個第一表面圖像以及該至少一個第二表面圖像與一組預定義標準比較，以偵測該半導體晶圓之該表面上之缺陷。
  5. 一種晶圓級檢驗系統，包括：一傳送機構，配置以自動地通過一半導體製程腔室之一傳送口而傳送一半導體晶圓，其中該半導體製程腔室包括一真空閥，該真空閥包括一可動閥門以及一閥基底，配置成在該可動閥門相對該閥基底開啟時提供該傳送口，以及在該可動閥門相對該閥基底關閉時密封該半導體腔室；至少一個第一檢驗偵測器，固定在該可動閥門之一表面上，其中該至少一個第一檢驗偵測器係配置以在該半導體晶圓通過該傳送口傳送時掃描該半導體晶圓之一第一表面，且該至少一個第一檢驗偵測器產生複數第一線圖像；至少一個第二檢驗偵測器，固定在該可動閥門之該表面上，其中該至少一個第二檢驗偵測器係配置以在該半導體晶圓通過該傳送口傳送時掃描該半導體晶圓之一第二表面，該第二表面與該第一表面相反，且該至少一個第二檢驗偵測器產生複數第二線圖像；以及至少一個處理器，配置以根據一組預定義標準而偵測該半導體晶圓之該第一表面以及該第二表面上之缺陷。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓級檢驗系統，其中該傳送機構耦接到一晶圓固持座，該晶圓固持座係用以固持該半導體晶圓以及露出該半導 體晶圓之該第一表面以及該第二表面。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓級檢驗系統，其中該至少一個第一檢驗偵測器以及該至少一個第二檢驗偵測器係配置以各自對該半導體晶圓之該第一表面以及該第二表面一次掃描一畫素線。
  8. 一種晶圓級檢驗系統，包括：一製程腔室，用以進行一半導體生產製程，該製程腔室包括一真空閥，該真空閥包括一可動閥門以及一閥基底，配置成在該可動閥門相對該閥基底開啟時提供該傳送口，以及在該可動閥門相對該閥基底關閉時密封該半導體腔室；一傳送機構，配置以當該可動閥門相對該閥基底開啟時自動地通過該製程腔室之該傳送口而傳送一半導體晶圓；至少一個第一檢驗偵測器，固定在該門之一表面上，配置成當該半導體晶圓通過該傳送口傳送時掃描該半導體晶圓之一第一表面，且產生該半導體晶圓的至少一個第一線圖像；至少一個第二檢驗偵測器，固定在該門之該表面上，配置成當該半導體晶圓通過該傳送口傳送時掃描該半導體晶圓之一第二表面，且產生該半導體晶圓的至少一個第二線圖像，其中該第二表面與該第一表面相反；以及至少一個處理器，配置以基於該至少一個影像以及一組預定義標準而偵測該半導體晶圓之該第一表面以及該第二表面上之缺陷。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓級檢驗系統，其中該至少一個第一檢驗偵測器以及該至少一個第二檢驗偵測器各自包括一線掃描攝影機。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓級檢驗系統，其中該傳送機構耦接到一晶圓固持座，該晶圓固持座係用以固持該半導體晶圓以及露出該半導體晶圓之該第一表面以及該第二表面。
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