缺陷分析方法和系統的製作方法

2023-05-06 15:11:31 1

專利名稱：：缺陷分析方法和系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及晶圓缺陷檢測技術，特別是涉及一種晶圓的機械性劃傷的缺陷分才斤方法和系統。
背景技術：
：在半導體製造工藝中，各種製程(Process)設備的機械臂(LoaderArm)在傳送晶圓(Wafer)的過程中可能會對晶圓的晶面或晶背造成機械性劃傷(Scratch),因此，在後續的晶圓缺陷檢測和分析中，就需要對晶圓表面(晶面或晶背)的缺陷進行分析，找出機械性劃傷，確定造成該機械性劃傷的製程設備。現有的對機械性劃傷缺陷進行分析的方法如圖1所示步驟Sll,獲取缺陷檢測設備輸出的晶圓缺陷位置圖(DefectMap)。缺陷檢測設備是一種光學設備，可分為明場檢測設備和暗場檢測設備，有關缺陷檢測設備的信息請參考專利號為ZL01800646.9的中國發明專利和申請號為200510063841.8的中國發明專利申請。步驟S12，在晶圓缺陷位置圖中找出機械性劃傷，其通常為由多個缺陷點形成的直線。步驟S13,測量機械性劃傷的寬度，即相對於晶圓中心對稱的兩條直線間的距離。步驟S14,將測量所得的機械性劃傷的寬度與各種製程設備的機械臂寬度進行比對，確定可能造成該機械性劃傷的相關製程設備。然而，在晶圓表面有可能包含不止一種製程設備所造成的機械性劃傷，如圖2所示，晶圓l的表面包含有多個缺陷點(在圖中以小方框表示)，其中，機械性劃傷ll、12、21、22都是由多個缺陷點形成的直線，機械性劃傷ll、12是同一種製程設備造成的，機械性劃傷21、22是同一種製程設備造成的。此種情況下，在測量機械性劃傷寬度時，由於機械性劃傷12、22的距離非常接近，有可能就會測量直線11和22之間的距離，這樣測量出來的機械性劃傷的寬度就會不準確，進而得到錯誤的分析結果。此外，在現有技術中，上述步驟S12至S14通常是通過人工完成的，這種缺陷分析過程不僅時間較長，而且分析結果受分析人員的主觀因素影響較大。
發明內容本發明解決的問題是，提供一種缺陷分析方法和系統，以增加缺陷分析的準確性和時效性。為解決上述問題，本發明提供一種缺陷分析方法，包括獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息；根據所述機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線；計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離。可選的，所述缺陷分析系統還包括比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。在本發明的一個實施例中，所述獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息是指計算得到機械性劃傷的缺陷點在以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的坐標；將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線是指將機械性劃傷轉換為以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的直線方程；計算機械性劃傷寬度是根據下述公式計算機械性劃傷寬度W=2*C/(A2+B2)1/2其中，A、B、C為以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的直線方程Ax+By+C=0中的係數。在本發明的另一個實施例中，所述獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息是指計算得到機械性劃傷的缺陷點在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標；將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線是指將機械性劃傷轉換為缺陷檢測設備所定義的坐標系中的直線方程；計算機械性劃傷寬度是根據下述公式計算機械性劃傷寬度W=2*D=2*(Axl+Byl+C)/(A2+B2)1/2其中，A、B、C為缺陷檢測設備所定義的坐標系中的直線方程Ax+By+C=0中的係數，xl、yl為晶圓中心在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標。為解決上述問題，本發明還提供一種缺陷分析系統，包括獲取單元，用於獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息；轉換單元，用於根據所述機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線；計算單元，用於計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離。可選的，所述缺陷分析系統還包括分析單元，用於比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。上述技術方案將機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線，再根據坐標系中點到直線的距離公式計算得到機械性劃傷寬度，並通過比較機械性劃傷寬度與各種製程設備的機械臂寬度，找到與機械性劃傷寬度最接近的機械臂寬度，以及對應的可能造成機械性劃傷的製程設備。相較於現有技術通過測量直線間的距離來分析機械性劃傷，具有速度快，計算準確的優點，因而可以增加缺陷分析的準確性和時效性，符合半導體行業大規模生產的需求。圖1是現有技術中機械性劃傷的缺陷分析方法的流程圖；圖2是缺陷檢測設備輸出的晶圓缺陷位置圖的示意圖；圖3是本發明實施例缺陷分析方法的流程圖4是本發明第一實施例缺陷分析方法的步驟示意圖；圖5是本發明第二實施例缺陷分析方法的步驟示意圖；圖6是本發明實施例缺陷分析系統的結構示意圖。具體實施方式本發明實施例是將機械性劃傷轉換為坐標系中的直線，再根據坐標系中點到直線的距離公式計算得到機械性劃傷寬度，並通過比較機械性劃傷寬度與各種製程設備的機械臂寬度，找到與機械性劃傷寬度最接近的機械臂寬度，以及對應的可能造成機械性劃傷的製程設備。下面結合附圖和較佳實施例對本發明缺陷分析系統和方法的具體實施方式4故詳細的說明。第一實施例圖2是缺陷檢測設備輸出的晶圓缺陷位置圖的示意圖，機械性劃傷11、12、21、22分別包括有多個缺陷點，機械性劃傷ll、12是同一製程設備所造成的(相對於晶圓中心O對稱)，機械性劃傷21、22是同一製程設備所造成的(相對於晶圓中心O對稱)，本實施例是以機械性劃傷11、12為例進行說明。缺陷檢測設備可以輸出晶圓缺陷位置圖和缺陷信息文件。晶圓缺陷位置圖用於直觀地顯示晶圓表面各缺陷點的位置分布，如圖2所示。晶圓包含多個晶片(Die),所述晶圓缺陷信息文件包括晶圓中心的位置信息，即晶圓中心在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標；缺陷點所在的晶片的位置信息，即晶片在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標；缺陷點在其所在的晶片中的位置信息，即缺陷點在其所在的晶片坐標系中的坐標，晶片坐標系是指以該晶片的一角為坐標原點的坐標系。上述缺陷檢測設備所定義的坐標系是指檢測人員在使用缺陷檢測設備時，根據缺陷檢測設備的類型，晶圓的類型不同，會為缺陷檢測設備定義不同的坐標系的原點，例如，圖2所示的以01為坐標原點的坐標系(以下簡稱為01坐標系)，以02為坐標原點的坐標系(以下簡稱為02坐標系)，不同的坐標系，缺陷檢測設備輸出的缺陷信息文件會不同。本實施例在計算機械性劃傷寬度過程中，將不同的缺陷檢測設備所定義的坐標系(例如，01坐標系、02坐標系)統一為以晶圓中心為坐標原點的坐標系，下面將以01坐標係為例進行說明。請結合參考圖3和圖2、圖4,其中，圖3為本發明實施例的缺陷分析方法的流程圖，圖2、圖4是本實施例的缺陷分析方法的步驟示意圖。步驟S21,結合圖3和圖2所示，獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息。本實施例中，缺陷點的坐標信息是指缺陷點在以晶圓中心0為坐標原點的坐標系(以下筒稱為0坐標系)中的坐標。具體來說，選擇機械性劃傷11所包括的缺陷點，由缺陷檢測設備輸出缺陷信息文件。缺陷信息文件包括晶圓中心01在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標，即晶圓中心O在01坐標系中的坐標；機械性劃傷11的缺陷點所在的晶片在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標，即缺陷點所在的晶片在Ol坐標系中的坐標；缺陷點在其所在的晶片坐標系中的坐標。#4居缺陷點所在的晶片在01坐標系中的坐標、缺陷點在其所在的晶片坐標系中的坐標，可以計算得到缺陷點在Ol坐標系中的坐標；再根據缺陷點在01坐標系中的坐標、晶圓中心0在01坐標系中的坐標，可以計算得到缺陷點在o坐標系中的坐標。有關坐標的計算屬於公知常識，在此不予贅述。步驟S22,結合圖3和圖4所示，將所述才幾械性劃傷轉換為在坐標系中的直線。本實施例中，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線是指根據機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將機械性劃傷11轉換為0坐標系中的直線方程。建立機械性劃傷11的缺陷點形成的直線ll，在0坐標系中的直線方程，設直線ll，在O坐標系中的直線方程為Ax+By+C=0,其中係數A、B不同時為O;將步驟S21所獲取的機械性劃傷11的各缺陷點在O坐標系中的坐標，即x,y值代入直線方程，就可以求得直線方程中的係數A、B、C。步驟S23，結合圖3和圖4所示，計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離。機械性劃傷ll、12是相對於晶圓中心O對稱的兩條直線，即晶圓中心O到機械性劃傷11的距離等於晶圓中心O到機械性劃傷12的距離，因此計算晶圓中心O到直線11，的距離D再乘以2即為機械性劃傷11、12寬度。根據坐標系中點到直線Ax+By+C-0的距離公式D=(Ax+By+C)/(A2+B2)1/2，將點的坐標即x，y值代入距離公式中，本實施例中為晶圓中心O,即坐標原點(x=y=0),得到D-C/(a2+B2,2,因此，機械性劃傷寬度W=2*C/(A2+B2)1/2。步驟S24,比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。將步驟S23計算所得的機械性劃傷寬度W與預先儲存的各種製程設備的機械臂寬度進行比較，找出與計算所得的機械性劃傷寬度W最接近的機械臂寬度，其對應的製程設備就有可能是造成所述機械性劃傷的設備。本實施例中，各種製程設備的機械臂寬度是以例如為表1的形式預先儲存的表1tableseeoriginaldocumentpage9tableseeoriginaldocumentpage10因此，找出與計算所得的機械性劃傷寬度w最接近的機械臂寬度可以通過查詢表1得到，例如，計算所得的機械性劃傷11、12寬度W為4.987723cm,查表1得機械性劃傷可能是蝕刻製程的Al型設備、溼式製程的A7型設備的機械臂造成的，因此就需要檢查這兩種設備的機械臂在傳送晶圓的過程中是否存在問題，進而對其進行改進。以步驟S21至S23同樣的方法，可以計算機械性劃傷21、22寬度。由於在計算機械性劃傷寬度時，只需計算晶圓中心到其中一條直線的距離，因此只需選擇位於晶圓中心一側的機械性劃傷即可，這樣就不會出現誤認晶圓中心另一側的機械性劃傷的情況，例如圖2所示，計算晶圓中心到機械性劃傷11的距離再乘以2,就可以得到機械性劃傷11、12寬度，這樣就不會出現將機械性劃傷11、22誤認為是一種製程設備造成的，測量直線11和22之間的距離而得到錯誤的分析結果的問題。對應於上述缺陷分析方法，本實施例還提供一種缺陷分析系統，所述缺陷分析系統與缺陷檢測設備連接。如圖6所示，包括獲取單元60、轉換單元61、計算單元62、分析單元63。獲取單元60,用於獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息。所述缺陷點的坐標信息是指缺陷點在以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的坐標。轉換單元61,用於根據所述機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線，即以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的直線方程。計算單元62,用於計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離。所述以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的直線方程為Ax+By+C-0,則機械性劃傷寬度W:2舉C/(A2+B2)1。，A、B不同時為0。分析單元63,用於比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。各種製程設備的機械臂寬度以表格(如表1)、資料庫或文本文件等形式預先儲存在缺陷分析系統中，並且可以添加新的數據。第二實施例請結合參考圖3和圖2、圖5,其中，圖3為本發明實施例的缺陷分析方法的流程圖，圖2、圖5是本實施例的缺陷分析方法的步驟示意圖。本實施例與第一實施例的區別在於第一實施例是在O坐標系中計算機械性劃傷寬度，本實施例是在01坐標系中計算機械性劃傷寬度。步驟S21，結合圖3和圖2所示，獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息。本實施例中，缺陷點的坐標信息是指缺陷點在缺陷檢測設備所定義的坐標系，即01坐標系中的坐標。具體來說，選擇機械性劃傷11所包括的缺陷點，由缺陷檢測設備輸出缺陷信息文件。缺陷信息文件包括晶圓中心0在Ol坐標系中的坐標；機械性劃傷11的缺陷點所在的晶片在Ol坐標系中的坐標；缺陷點在其所在的晶片坐標系中的坐標。根據缺陷點所在的晶片在01坐標系中的坐標、缺陷點在其所在的晶片坐標系中的坐標，可以計算得到缺陷點在01坐標系中的坐標。步驟S22,結合圖3和圖5所示，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線。本實施例中，將所述機械性劃傷轉換為坐標系中的直線方程是指根據所述機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將機械性劃傷11轉換為01坐標系中的直線方程。建立機械性劃傷11的缺陷點形成的直線ll"在Ol坐標系中的直線方程，設直線ll"在Ol坐標系中的直線方程為Ax+By+C=0,其中係數A、B不同時為0;將步驟S21所獲取的4幾械性劃傷11的各缺陷點在01坐標系中的坐標，即x,y值代入直線方程，就可以求得直線方程中的係數A、B、C。步驟S23,結合圖3和圖5所示，計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離。根據坐標系中點到直線Ax+By+C=0的距離公式D=(Ax+By+C)/(A2+B2)1/2，從缺陷信息文件獲取晶圓中心O在Ol坐標系中的坐標，設為O(xl,yl),將其代入距離公式中，最後得到機械性劃傷寬度W=2*D=2*(Axl+Byl+C)/(A2+B2)1/2。步驟S24,比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。將步驟S23計算所得的機械性劃傷寬度W與預先儲存的各種製程設備的機械臂寬度進行比較，即通過查表l，找出與計算所得的機械性劃傷寬度W最接近的機械臂寬度，其對應的製程設備就有可能是造成所述機械性劃傷的設備。對應於上述缺陷分析方法，本實施例還提供一種缺陷分析系統，所述缺陷分析系統與缺陷檢測設備連接。如圖6所示，包括獲取單元60、轉換單元61、計算單元62、分析單元63。獲取單元60,用於獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息。所述缺陷點的坐標信息是指缺陷點在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標。轉換單元61,用於根據所述機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線，即缺陷檢測設備所定義的坐標系中的直線方程。計算單元62,用於計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離。所述缺陷檢測設備所定義的坐標系中的直線方程為Ax+By+C=0,則機械性劃傷寬度W=2*D=2*(Axl+Byl+C)/(A2+B2)1/2，A、B不同時為0,xl、yl為晶圓中心在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標，所述晶圓中心在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標是從缺陷檢測設備輸出的缺陷信息文件中獲得的。分析單元63，用於比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。各種製程設備的機械臂寬度以表格、資料庫或文本文件等形式預先儲存在缺陷分析系統中，並且可以添加新的數據。綜上所述，上述技術方案將機械性劃傷轉換為坐標系中的直線，再根據坐標系中點到直線的距離公式計算得到機械性劃傷寬度，並通過比較機械性劃傷寬度與各種製程設備的機械臂寬度，找到與機械性劃傷寬度最接近的機械臂寬度，以及對應的可能造成機械性劃傷的製程設備。相較於現有技術通過測量直線間的距離來分析機械性劃傷，具有速度快，計算準確的優點，因而可以增加缺陷分析的準確性和時效性，符合半導體行業大規模生產的需求。本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。權利要求1.一種缺陷分析方法，其特徵在於，包括獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息；根據所述機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線；計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離。2.根據權利要求1所述的缺陷分析方法，其特徵在於，還包括比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。3.根據權利要求1所述的缺陷分析方法，其特徵在於，所述獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息是指計算得到機械性劃傷的缺陷點在以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的坐標。4.根據權利要求3所述的缺陷分析方法，其特徵在於，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線是指將機械性劃傷轉換為以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的直線方程。5.根據權利要求4所述的缺陷分析方法，其特徵在於，計算機械性劃傷寬度是根據下述公式計算機械性劃傷寬度W=2*C/(A2+B2)1/2其中，A、B、C為以晶圓中心為坐標原點的坐標系中的直線方程Ax+By+C=0中的係數。6.根據權利要求1所述的缺陷分析方法，其特徵在於，所述獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息是指計算得到機械性劃傷的缺陷點在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標。7.根據權利要求6所述的缺陷分析方法，其特徵在於，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線是指將機械性劃傷轉換為缺陷檢測設備所定義的坐標系中的直線方程。8.根據權利要求7所述的缺陷分析方法，其特徵在於，計算機械性劃傷寬度是根據下述公式計算機械性劃傷寬度W=2*D=2*(Axl+Byl+C)/(A2+B2)1/2其中，A、B、<:為缺陷檢測設備所定義的坐標系中的直線方程八乂+:67+€=0中的係數，xl、yl為晶圓中心在缺陷檢測設備所定義的坐標系中的坐標。9.一種缺陷分析系統，其特徵在於，包括獲取單元，用於獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息；轉換單元，用於根據所述機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線；計算單元，用於計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離。10.根據權利要求9所述的缺陷分析系統，其特徵在於，還包括分析單元，用於比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。全文摘要一種缺陷分析方法，包括獲取機械性劃傷的缺陷點的坐標信息；根據所述機械性劃傷的缺陷點的坐標信息，將所述機械性劃傷轉換為在坐標系中的直線；計算機械性劃傷寬度，所述機械性劃傷寬度為兩倍的晶圓中心到所述直線的距離；比較計算所得的機械性劃傷寬度和各種製程設備的機械臂寬度，確定可能造成所述機械性劃傷的製程設備。本發明還公開了一種缺陷分析系統，本發明的缺陷分析方法和系統具有速度快，計算準確的優點，因而可以增加缺陷分析的準確性和時效性。文檔編號H01L21/00GK101399216SQ20071004649公開日2009年4月1日申請日期2007年9月26日優先權日2007年9月26日發明者健楊,閻海濱,陳宏璘,陳思安申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司