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CN108022849B - 一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法及系统 - Google Patents

一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法及系统 Download PDF

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CN108022849B CN201711240724.3A CN201711240724A CN108022849B CN 108022849 B CN108022849 B CN 108022849B CN 201711240724 A CN201711240724 A CN 201711240724A CN 108022849 B CN108022849 B CN 108022849B
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Abstract

本发明公开一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法及系统，所述方法包括：步骤一，自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，获取反馈回来的光强灰阶值；步骤二，对收集到的数据进行分析，根据不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置光发射头；步骤三，选取从晶圆中心至晶圆边边缘的多个晶粒为取样序列进行光强调节，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于步骤二的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，获取反馈回来的光强灰阶值，并据此自动优化机台提供给晶圆的光强条件，本发明能够自动且准确定义亮场扫描机台光强调节区域，得到最优的光通量条件，从而得到完善的缺陷扫描程式，同时节约时间及人力。

Description

一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法及系统
技术领域
本发明涉及集成电路制造工艺领域，特别是涉及一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法及系统。
背景技术
随着半导体行业的飞速发展，半导体产品的研发趋向于多元化，器件尺寸越做越小，工艺制造复杂性越来越高，那么随之而来的，对缺陷检测技术的敏感度要求会越来越高，因此完善的缺陷扫描程式至关重要。
目前业内使用较多的光学缺陷扫描机台主要有亮场及暗场两种，其中亮场扫描机台的精度及敏感度更高，因此应用更广泛。其中Light training(光强调节)的结果及参数的选取是完善的扫描程式的关键。Light training(光强调节)的目的是定义机台提供给晶圆表面的光强值，决定晶圆表面的明暗度，晶圆表面各个区域太暗或者太亮都会影响缺陷扫描的敏感度。
目前线上传统建立缺陷扫描程式是通过人为选取较亮及较暗的区域为lighttraining(光强调节)的区域，得出的结果定义为机台提供给晶圆的光强值。然而，此种方法有较强的人为因素，主要通过人眼识别晶圆表面的明暗度，观察的区域及明暗的定义都有可能会有偏差，从而影响扫描程式的精度及明暗度，导致反映的缺陷的数据不够准确，影响对缺陷的判断。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法及系统，以能够自动且准确定义亮场扫描机台light training(光强调节)区域，得到最优的光通量条件，从而得到完善的缺陷扫描程式，同时节约时间及人力。
为达上述及其它目的，本发明提出一种一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法，包括如下步骤：
步骤一，自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，获取反馈回来的光强灰阶值；
步骤二，对收集到的数据进行分析，根据不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置光发射头；
步骤三，选取从晶圆中心至晶圆边边缘的多个晶粒为取样序列进行光强调节，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于步骤二的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，获取反馈回来的光强灰阶值,并据此自动优化机台提供给晶圆的光强条件。
进一步地，于步骤一中，自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，将取样晶粒置于聚焦光路下，收集不同电路特征区域反馈回来的光强信号，获取反馈回来的光强灰阶值。
进一步地，于步骤二中，灰阶值范围为0～255，按照灰阶值梯度，相同灰阶值梯度划分为一个区域。
进一步地，最亮最暗的区域按照灰阶值的大小定义，当最亮及最暗区域定义好后，将光发射头放到所述区域的中心位置。
进一步地，于步骤三中，选取从晶圆中心至晶圆边缘的5到10个晶粒为取样序列进行扫描，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于步骤二的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，光接收头在取样晶粒的整个区域进行扫描接收返回光强信号，获取反馈回来的光强灰阶值。
进一步地，于步骤三中，对两个光发射头的光强值进行叠加，再通过放大及补偿得到机台设定的最大及最小区间，进而以此作为机台提供给晶圆的光强条件。
为达到上述目的，本发明还提供一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的系统，包括：
预扫描单元，用于自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，获取反馈回来的光强灰阶值；
区域定义单元，用于对收集到的数据进行分析，根据不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置将光发射头；
光强调节优化单元，用于选取从晶圆中心至晶圆边边缘的多个晶粒为取样序列进行光强调节，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于区域定义单元的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，获取反馈回来的光强灰阶值，并据此自动优化机台提供给晶圆的光强条件。
进一步地，所述预扫描单元自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，将取样晶粒置于聚焦光路下，收集不同电路特征区域反馈回来的光强信号，获取反馈回来的光强灰阶值。
进一步地，所述区域定义单元按照灰阶值的大小定义最亮最暗的区域，当最亮及最暗区域定义好后，将光发射头放到所述区域的中心位置。
进一步地，所述光强调节优化单元选取从晶圆中心至晶圆边缘的5到10个晶粒为取样序列进行扫描，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于步骤二的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，光接收头在取样晶粒的整个区域进行扫描接收返回光强信号，获取反馈回来的光强灰阶值。
与现有技术相比，本发明一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法及系统通过选取晶圆中心(wafer center)的晶粒作为取样晶粒(sample die)进行预扫描，根据反馈回来的不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置光发射头(light box)，选取从晶圆中心(wafer center)至晶圆边缘(wafer edge)的多个晶粒为取样序列进行光强调节，实现了一种能够自动且准确定义亮场扫描机台光强调节区域的方法，得到最优的光通量条件，从而得到完善的缺陷扫描程式，同时节约时间及人力。
附图说明
图1为本发明一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法的步骤流程图；
图2为本发明具体实施例中自动选取晶圆中心的晶粒定义为取样晶粒进行预扫描的示意图；
图3为本发明具体实施例中根据接收端灰阶值的差异自行进行区域划分的示意图；
图4(a)/(b)为本发明具体实施例中根据不同区域灰阶值的大小自动选取最暗和最亮的区域为光发射头放置区、选取晶圆中心至晶圆边缘的5～10个晶粒作为取样序列进行光强调节的示意图；
图5为本发明一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的系统的系统结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法，包括如下步骤：
步骤101，自动选取一个位于晶圆中心(Wafer center)的晶粒(die)作为取样晶粒(sample die)进行预扫描(pre train light)，获取反馈回来的光强灰阶值。具体地，机台自动选取一个位于晶圆中心(wafer center)的晶粒(die)作为取样晶粒(sample die)进行预扫描，即，将晶圆sample die置于聚焦光路下，收集不同电路特征区域反馈回来的光强信号，机台系统读取反馈回来的光强灰阶值。
这里需说明的是，亮场扫描是一种光学检测，入射光采用直射光，接收端接收垂直反射光信号，适用于检验晶圆表面物理缺陷，可通过对晶圆上有缺陷晶粒(die)与正常晶粒的对比扫描，通过运算寻找出其差异(即缺陷)。
步骤102，对收集到的数据进行分析，根据不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置光发射头(light box)。在本发明具体实施例中，灰阶值范围0～255，按照灰阶值梯度，相同灰阶值梯度划分为一个区域，最亮最暗的区域按照灰阶值的大小定义。当最亮及最暗区域定义好后，直接将光发射头(light box)放到区域的中心位置即可。
步骤103，选取从晶圆中心(wafer center)至晶圆边缘(wafer edge)的多个晶粒(die)为取样序列(sample plan)进行光强调节(light training)，分别在取样序列(sample plan)的每个取样晶粒的对应于步骤102的最亮和最暗区域的位置放置光发射头(light box)，获取反馈回来的光强灰阶值，并据此自动优化机台提供给晶圆的光强条件。具体地，选取从晶圆中心(wafer center)至晶圆边上(wafer edge)的多个(比如5到10)晶粒(die)为取样序列(sample plan)进行光强调节(light training)，分别在取样序列(sample plan)的每个取样晶粒的对应于步骤102的最亮和最暗区域的位置放置光发射头(light box)，光接收头在取样晶粒的整个区域进行扫描接收返回光强信号，机台系统读取反馈回来的光强灰阶值，对两个光发射头(lilght box)的光强值进行叠加，再通过放大及补偿得到机台设定的最大及最小区间，进而以此作为机台提供给晶圆的光强条件。
通过上述步骤，缺陷扫描程式的光强调节(light training)结束，针对不同晶粒(die)、不同扫描(scan)区域(一个取样晶粒中的不同区域(单个晶粒中由于电路特征不同会有存在多个区域))，都会得到较好的光强值，能够最大程度的提高捕捉缺陷的敏感度，并且能够节约时间及人力。
以下将通过一具体实施例来说明本发明。在本发明具体实施例中，亮场缺陷扫描程式光强条件的优化过程如下：
步骤一，机台自动选取晶圆中心(wafer center)的晶粒(die)定义为预扫描的取样晶粒(sample die)，进行预扫描，如图2所示，同时，系统读取反馈回来的光强灰阶值；
步骤二，预扫描后，系统根据接收端灰阶值的差异自行进行区域划分，灰阶值范围0～255，按照灰阶值梯度，相同灰阶值梯度划分为一个区域，如图3所示，划分为a—i区域；
步骤三，划分区域完成后，系统根据不同区域灰阶值的大小，自动选取最暗和最亮的区域为light box放置区，选取从晶圆中心(wafer center)至晶圆边上(wafer edge)的5～10个晶粒(die)作为取样序列(sample plan)，自动进行光强调节(light training)，得到最优的光通量条件，如图4所示。
图5为本发明一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的系统的系统架构图。如图5所示，本发明一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的系统，包括：
预扫描单元501，用于选取一个位于晶圆中心(Wafer center)的晶粒(die)作为取样晶粒(sample die)进行预扫描，获取反馈回来的光强灰阶值。具体地，自动选取一个位于晶圆中心(wafer center)的晶粒(die)作为取样晶粒(sample die)进行预扫描，即，将晶圆sample die置于聚焦光路下，收集不同电路特征区域反馈回来的光强信号，机台系统读取反馈回来的光强灰阶值。
区域定义单元502，对收集到的数据进行分析，根据不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置将光发射头(light box)。在本发明具体实施例中，灰阶值范围0～255，按照灰阶值梯度，相同灰阶值梯度划分为一个区域，最亮最暗的区域按照灰阶值的大小定义。当最亮及最暗区域定义好后，直接将光发射头(light box)放到区域的中心位置即可。
光强调节优化单元503，用于选取从晶圆中心(wafer center)至晶圆边上(waferedge)的多个晶粒(die)为取样序列(sample plan)进行光强调节，分别在取样序列(sampleplan)的每个取样晶粒的对应于步骤102的最亮和最暗区域的位置放置光发射头(lightbox)，获取反馈回来的光强灰阶值，并据此自动优化机台提供给晶圆的光强条件。具体地，光强调节优化单元503选取从晶圆中心(wafer center)至晶圆边上(wafer edge)的多个(比如5到10)晶粒(die)为取样序列(sample plan)进行光强调节(light training)，分别在取样序列(sample plan)的每个取样晶粒的对应于步骤二的最亮和最暗区域的位置放置光发射头(light box)，光接收头在取样晶粒的整个区域进行扫描接收返回光强信号，并读取反馈回来的光强灰阶值，并对两个光发射头(lilght box)的光强值进行叠加，再通过放大及补偿得到机台设定的最大及最小区间，进而以此作为机台提供给晶圆的光强条件。
综上所述，本发明一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法及系统通过选取晶圆中心(wafer center)的晶粒作为取样晶粒(sample die)进行预扫描，根据反馈回来的不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置光发射头(light box)，选取从晶圆中心(wafer center)至晶圆边缘(wafer edge)的多个晶粒为取样序列进行光强调节，实现了一种能够自动且准确定义亮场扫描机台光强调节区域的方法，得到最优的光通量条件，从而得到完善的缺陷扫描程式，同时节约时间及人力。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (9)

1.一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法，包括如下步骤：
步骤一，自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，获取反馈回来的光强灰阶值；
步骤二，对收集到的数据进行分析，根据不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置光发射头；
步骤三，选取从晶圆中心至晶圆边缘的多个晶粒为取样序列进行光强调节，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于步骤二的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，获取反馈回来的光强灰阶值,并对两个所述光发射头的光强值进行叠加，再通过放大及补偿得到机台设定的最大及最小区间，进而以此作为机台提供给晶圆的光强条件。
2.如权利要求1所述的一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法，其特征在于：于步骤一中，自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，将取样晶粒置于聚焦光路下，收集不同电路特征区域反馈回来的光强信号，获取反馈回来的光强灰阶值。
3.如权利要求1所述的一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法，其特征在于：于步骤二中，灰阶值范围为0～255，按照灰阶值梯度，相同灰阶值梯度划分为一个区域。
4.如权利要求3所述的一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法，其特征在于：最亮和最暗的区域按照灰阶值的大小定义，当最亮及最暗区域定义好后，将光发射头放到最亮和最暗的区域的中心位置。
5.如权利要求1所述的一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的方法，其特征在于：于步骤三中，选取从晶圆中心至晶圆边缘的5到10个晶粒为取样序列进行扫描，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于步骤二的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，光接收头在取样晶粒的整个区域进行扫描接收返回光强信号，获取反馈回来的光强灰阶值。
6.一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的系统，包括：
预扫描单元，用于自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，获取反馈回来的光强灰阶值；
区域定义单元，用于对收集到的数据进行分析，根据不同灰阶值定义多个区域，进而选取最亮及最暗区域放置将光发射头；
光强调节优化单元，用于选取从晶圆中心至晶圆边缘的多个晶粒为取样序列进行光强调节，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于区域定义单元的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，获取反馈回来的光强灰阶值，并对两个所述光发射头的光强值进行叠加，再通过放大及补偿得到机台设定的最大及最小区间，进而以此作为机台提供给晶圆的光强条件。
7.如权利要求6所述的一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的系统，其特征在于：所述预扫描单元自动选取一个位于晶圆中心的晶粒作为取样晶粒进行预扫描，将取样晶粒置于聚焦光路下，收集不同电路特征区域反馈回来的光强信号，获取反馈回来的光强灰阶值。
8.如权利要求7所述的一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的系统，其特征在于：所述区域定义单元按照灰阶值的大小定义最亮和最暗的区域，当最亮及最暗区域定义好后，将光发射头放到最亮和最暗的区域的中心位置。
9.如权利要求6所述的一种亮场缺陷检测设备自动优化光强条件的系统，其特征在于：所述光强调节优化单元选取从晶圆中心至晶圆边缘的5到10个晶粒为取样序列进行扫描，分别在所述取样序列的每个取样晶粒的对应于步骤二的最亮和最暗区域的位置放置光发射头，光接收头在取样晶粒的整个区域进行扫描接收返回光强信号，获取反馈回来的光强灰阶值。
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