自動(dòng)化晶圓檢測(cè)設(shè)備
晶圓缺陷檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)晶圓上的物理缺陷(稱為顆粒的異物)和圖案缺陷,并獲取缺陷的位置坐標(biāo)(X,Y)。缺陷可分為隨機(jī)缺陷和設(shè)備缺陷。
隨機(jī)缺陷主要是由附著在晶圓表面的顆粒引起的,因此無(wú)法預(yù)測(cè)其位置。晶圓缺陷檢測(cè)設(shè)備的主要作用是檢測(cè)晶圓上的缺陷并找出其位置(位置坐標(biāo))。
另一方面,系統(tǒng)缺陷這是由掩模和曝光工藝的條件引起的,并且將在所有投射的管芯的電路圖案上的相同位置發(fā)生。它們發(fā)生在曝光條件非常困難且需要微調(diào)的位置。
晶圓缺陷檢測(cè)設(shè)備通過(guò)比較相鄰管芯的電路圖案的圖像來(lái)檢測(cè)缺陷。結(jié)果,有時(shí)不能使用常規(guī)的晶片缺陷檢測(cè)設(shè)備來(lái)檢測(cè)設(shè)備缺陷。
可以在圖案化工藝晶圓或裸晶圓上執(zhí)行檢測(cè)。每個(gè)都有不同的設(shè)備配置。以下是典型檢測(cè)設(shè)備的說(shuō)明;圖案化晶圓檢測(cè)設(shè)備和非圖案化晶圓檢查設(shè)備。
缺陷檢測(cè)原理
圖案化晶圓檢測(cè)設(shè)備
圖案化晶圓檢測(cè)設(shè)備有很多類(lèi)型,包括電子檢測(cè)設(shè)備,明場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備和暗場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備。這些每個(gè)都有自己的功能,但是基本的檢測(cè)原理是相同的。
在半導(dǎo)體晶片上,并排地制造相同圖案的電子器件。顧名思義,隨機(jī)缺陷通常是由諸如灰塵之類(lèi)的顆粒引起的,并出現(xiàn)在隨機(jī)位置。它們?cè)谔囟ㄎ恢弥貜?fù)出現(xiàn)的可能性極低。
因此,圖案化晶圓檢測(cè)設(shè)備可以通過(guò)比較相鄰芯片(也稱為管芯)的圖案圖像來(lái)檢測(cè)缺陷。)并獲得差異。
圖案化晶圓上缺陷檢測(cè)的原理
圖5-1顯示了檢測(cè)圖案化晶圓上缺陷的原理。
晶片上的圖案被電子束或光沿管芯陣列捕獲。通過(guò)比較要檢測(cè)的模具的圖像(1)和相鄰模具的圖像(2)來(lái)檢測(cè)缺陷。如果沒(méi)有缺陷,則通過(guò)數(shù)字處理從圖像1中減去圖像2的結(jié)果將為零,并且不會(huì)檢測(cè)到缺陷。相反,如果裸片(2)的圖像中存在缺陷,則該缺陷將保留在減去的圖像(3)中,如圖所示。然后檢測(cè)缺陷并記錄其位置坐標(biāo)。
非圖案晶圓檢測(cè)設(shè)備
無(wú)圖案晶片檢測(cè)設(shè)備用于晶片制造商的晶片運(yùn)輸檢測(cè),設(shè)備制造商的晶片進(jìn)料檢測(cè)以及使用偽裸晶片監(jiān)視設(shè)備清潔度的設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)。設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)也由設(shè)備制造商在運(yùn)輸檢測(cè)時(shí)執(zhí)行,并且由設(shè)備制造商在設(shè)備進(jìn)站檢測(cè)時(shí)執(zhí)行。
為了檢測(cè)設(shè)備的清潔度,將用于清潔度監(jiān)視的裸晶片裝入設(shè)備,然后移動(dòng)設(shè)備內(nèi)部的載物臺(tái)以監(jiān)視顆粒的增加。
非圖案晶片的缺陷檢測(cè)原理(1)
圖5-2示出了檢測(cè)未圖案化晶片上的缺陷的原理。
由于沒(méi)有圖案,因此無(wú)需圖像比較即可直接檢測(cè)缺陷。
激光束投射到旋轉(zhuǎn)的晶片上并沿徑向移動(dòng),從而使激光束能夠照射晶片的整個(gè)表面。
非圖案晶片的缺陷檢測(cè)原理
當(dāng)激光束投射到旋轉(zhuǎn)晶圓的顆粒/缺陷上時(shí),光將被散射并被檢測(cè)器檢測(cè)到。因此,檢測(cè)到顆粒/缺陷。根據(jù)晶片旋轉(zhuǎn)角度和激光束的半徑位置,計(jì)算并記錄粒子/缺陷的位置坐標(biāo)。鏡子晶片上的缺陷除顆粒外還包括晶體缺陷,例如COP。
檢測(cè)缺陷
檢測(cè)接觸孔底部殘留物的示例。
通常,明視場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備用于圖案缺陷的詳細(xì)檢測(cè)。另一方面,暗視場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備可以高速檢測(cè),并用于大量晶片的缺陷檢測(cè)。
在電子束檢測(cè)設(shè)備中,將電子束照射到晶片的表面上,并且檢測(cè)所發(fā)射的二次電子和反向散射電子。
此外,電子束檢測(cè)設(shè)備根據(jù)設(shè)備內(nèi)部布線的導(dǎo)電性,將二次電子的數(shù)量檢測(cè)為圖像對(duì)比度(電壓對(duì)比度)。如果檢測(cè)到高深寬比的接觸孔底部的導(dǎo)電性,則可以檢測(cè)出超薄厚度的SiO 2殘留物。