发明名称 以像素为基础之图案化晶圆检查方法与设备
摘要 一种方法,用以提供于半导体晶圆上缺陷之检测,包含步骤:查验于晶圆上之个别像素,收集每一个由其反应扫描光束之方式所定义之像素签章,并决定是否该签章为一无缺陷像素或为具缺陷像素或怀疑具缺陷者。同时,提供一设备用于决定这些缺陷,其包含一支撑一晶圆台,一雷射源,产生一被指向晶圆之光束并收集光学,及光电感应器,用以收集为晶圆所散射之于若干方向中之雷射光,并产生相关类比信号,一A/D转换器,启源定义像素签章之信号数位成份,及用以识别可疑像素之签章并验证是否可疑像素为确实具缺陷之选择系统。
申请公布号 TW439165 申请公布日期 2001.06.07
申请号 TW088111398 申请日期 2000.03.28
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 鍚维史米兰思凯;沙吉沙得卡;利维拉彼多特;瑞维谢尔曼
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种用以分析表面特别是用以检测于半导体晶圆上之缺陷之方法,该方法至少包含步骤:查验控制下表面之个别像素,及藉由收集每一像素之签章,而检测可疑像素,每一像素系藉由以像素反应于一扫描束之光之方式加以定义,并决定是否该签章具有一无缺陷之签章之特征,或者是为有缺陷或可疑为缺陷之像素。2.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含分析每一像素之签章,以决定外来粒子之出现。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之一像素签章系藉由一阵列之签章成份加以定义,每一成份系为一相当于固定方向中,由该像素所散射之光强度之信号。4.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含藉由一方法检测缺陷或可疑像素,该方法系由包含:比较像素签章与主签章,比较像素签章参数与可接受参数范围,或决定于此等签章统计中像素签章位置之群组中加以选择。5.一种用以分析具图案半导体晶圆之方法,该晶圆包含多数晶粒于其上,该方法至少包含步骤:提供至少一扫描光束源,使得光束及晶圆相对作移动,于多数固定方向中,取样由晶圆所散射之光,以取得多数像素,每一像素具有相关之极座标,并转换每一可疑像素之极座标成为相关晶粒之笛卡儿座标。6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中上述之晶圆表面系理想地分割成若干区域,扫描束被提供之数量等于区域之数量,每一扫描束系相关于每一区域,该晶圆系被移动,使得每一光束扫描相关于它之晶圆区域,由晶圆表面之反应每一光束所产生之光系被于相关于该光束之多数固定方向中加以收集。7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中上述之晶圆之诸区域系为圆形,及具有相同半径大小之同心环,晶圆系被相对于中心作旋转,并被径向移动相对于环之径向大小之量。8.一种用以分析具图案半导体晶圆之方法,该方法至少包含步骤:以雷射束照射每一晶圆;使得每一晶圆相对于光束作相对运动,以使光束扫描该晶圆;于固定方向之一阵列中,感应由晶圆所散射之光;转换于每一固定方向中之散射光成为一电气信号;以预定取样频率,取样该电气信号,藉以于每一取样中,决定一阵列之値,相关于一晶圆之一像素之每一固定方向有一个値;假设阵列之每一値为构成一像素签章;定义必须由一无缺陷晶圆之所有像素必须满足之条件;决定是否每一晶圆之像素签章符合诸条件;及分类诸符合条件之像素为可接受像素及分类其他像素为"可疑"。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中于决定每一像素签章后,至少每一签章之一信号被估计,并且,基于该估计,若干签章被排除作进一步处理。10.一种用以分析具图案半导体晶圆之方法,该方法至少包含步骤:将每一晶圆之表面分割为若干区域;以若干雷射束照射每一晶圆,每一电射束相关诸区域之一;使得每一晶圆相对于光束作相对运动,以使光束扫描该晶圆;于固定方向之一阵列中,感应由晶圆所散射之光,每一方向相关于一光束;转换于每一固定方向中之散射光为一电气信号;以预定取样频率,取样该电气信号,藉以于每一取样中,决定一阵列之値,每一固定方向有一个相关于晶圆之一像素之値;假设阵列之每一値为构成一像素签章;定义必须由一无缺陷晶圆之所有像素必须满足之条件;决定是否每一晶圆之像素签章符合诸条件;及分类诸符合条件之像素为可接受像素及分类其他像素为"可疑"。11.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含使得每一包含可疑像素之晶圆接受向量晶粒对晶粒比较法。12.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含量测像素之高度,以检测大的外来粒子。13.一种于半导体晶圆中作多数晶粒之晶粒对晶粒比较之方法,该方法至少包含步骤:取得于每一晶粒中之可疑像素之晶粒座标;决定每一可疑像素中是否于其他晶粒中有另一可疑像素存在于类似位置中。14.一种于半导体晶圆中检测缺陷之方法,该方法至少包含步骤:执行凸块检测之步骤,以识别可疑像素;取得于每一晶粒中之可疑像素之晶粒座标;决定每一可疑像素中是否于其他晶粒中有另一可疑像素存在于类似位置中。15.一种于半导体晶圆中检测缺陷之方法,该方法至少包含步骤:执行衰变率估计之步骤,以识别可疑像素;取得于每一晶粒中之可疑像素之晶粒座标;决定每一可疑像素中是否于其他晶粒中有另一可疑像素存在于类似位置中。16.一种于具图案半导体晶圆中决定特别是外来粒子出现的缺陷之设备,该设备至少包含:a)一台,具有一支撑件;b)雷射源及光学件,产生一雷射束并将之导引至晶圆上;c)收集光学件,用以收集由晶圆所散射之于若干固定方向中之雷射光;d)光电感应器,用以产生代表该散射光之电气类比信号;e)A/D转换器,用以以一预定频率取样该类比信号,并将其转换为定义像素签章之连续数位成份;f)第一选择系统,用以接收该像素签章,及其座标,并识别诸可疑像素之签章;及g)第二选择系统,用以接收来自该第一选择系统之可疑像素签章及其相关像素座标,并验证每一可疑像素确实为一缺陷。17.如申请专利范围第16项所述之设备,其中该台包含一转台及扫描系藉由移动转台之旋转轴加以完成。18.一种用以决定于具图案之半导体晶圆中缺陷的设备,该设备至少包含:a)一台,具有一晶圆支撑件;b)一雷射源产生一雷射束;至少一光学头,被设计以发射雷射束至该晶圆上,并具有多数安排于其中之收集光纤;d)光电感应器,转换由收集光纤所收集之光成为电气类比信号;e)A/D转换器,用以以一预定频率取样的该类比信号,并将其转换为定义像素签章之连续数位成份;f)选择硬体,用以接收该等像素签章,及其座标,并识别诸可疑像素之签章;及g)微处理机,反应于该选择硬体,以自该选择硬体接收可疑像素签章及其相关像素座标,并估计诸可疑像素,以发出一故障警报。19.如申请专利范围第18项所述之设备,其中该光学头包含至少一雷射产生器及其中该收集光纤包含两重叠光纤环,用以收集由晶圆所散射之光。20.如申请专利范围第19项所述之设备,其中每一环包含16个光纤,均匀地于方位上分隔,并具有相同之仰角,该两环具有不同仰角。21.如申请专利范围第19项所述之设备,其中该雷射产生器产生一长椭圆形点大小。22.如申请专利范围第18项所述之设备,其中上述之选择硬体为一客户设计之电子电路,其包含一凸块检测器,一衰变速率估计器及一临限値比较器。23.如申请专利范围第18项所述之设备,更包含用以量测晶圆像素深度之机构。24.一种光学头,该光学头至少包含一空腔露出控制中之表面,至少一雷射源及多数光纤具有终端对称地安置于该空腔旁。25.如申请专利范围第24项所述之光学头,其中上述之光纤终端系安置于多数重叠环中,并被平均分隔于每一环中,并具有轴经过该空腔之底部之中心点。图式简单说明:第一图为依据本发明之一实施例之设备之一般特性平面示意图。第二图为第一图之设备之立体示意图。第三图为依据本发明之一实施例之设备之立体示意图。第四图为本发明之另一实施例之平面图。第五图为第四图之实施例之变化示意平面图。第六图a及第六图b为光学头之两实施例之垂直剖面图。第七图为由底部看之光学头放大平面图。第八图为依据本发明之一实施例之散射光之相位之方块图。第九图为依据本发明之一实施例之设备之类比处理单元之方块图。第十图,第十一图,及第十二图为信号处理之实施例。第十三图例示晶粒座标系统。第十四图(a),(b),(c)及第十五图例示出散射辐射收集器之另一沉积。第十六图及第十七图(a),(b)及(c)例示一用于高度量测之方法与设备。第十八图为一概念流程图,例示出依据本发明之较佳实施例之向量晶粒对晶粒比较。
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