用光学显微镜自动监控硅片周边去边及缺陷的方法

摘要

本发明公开了一种用光学显微镜自动监控硅片周边去边及缺陷的方法，包括以下步骤：一.选择硅片，用自动检测仪器进行扫描，生成原始数据文件；二.通过系统软件编辑所述原始数据文件，在自动检测仪器扫描范围之外的硅片边缘无效晶片区添加虚拟晶片，在添加的虚拟晶片上编辑虚拟缺陷，生成数据结果文件；三.通过系统软件将所述数据结果文件传送到光学显微镜，光学显微镜根据所述数据结果文件对包括硅片边缘无效晶片区的硅片表面进行自动拍照；四.系统软件通过照片来分析硅片周边的去边情况及硅片周边的缺陷情况。采用本发明的方法，能对硅片边缘的去边情况及缺陷情况进行自动确认。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体检测技术，特别涉及一种用光学显微镜对硅片的周边去边及缺陷情况进行自动检测的方法。

背景技术

半导体检测中使用的光学显微镜，能通过原点对位准确地确认到缺陷点，能进行不同放大倍率切换，可以对不同的缺陷进行分类区分，可以对需要的缺陷进行拍照并将照片保存下来，可以通过系统软件看拍下来的照片并进行分析确认。

目前半导体制造厂用光学显微镜对硅片进行检测，通常是首先用自动检测仪器对硅片进行扫描，得到硅片表面的原始数据文件，然后将所述原始数据文件通过系统软件传送到光学显微镜，调整光学显微镜的机台进行对位，找到硅片表面缺陷点，切换不同的倍率，对缺陷点进行拍照并将照片保存下来，通过系统软件查看拍下来的照片进行分析确认，从而自动监控硅片表面的缺陷情况。

但是，自动检测仪器对硅片进行扫描通常仅能得到硅片有效晶片(具有完整图形的晶片(chip))的数据，而不能得到分布在硅片边缘的无效晶片(不具有完整图形的晶片(chip))的数据，从而也无法对硅片周边去边及缺陷情况进行自动检测。通常确认硅片边缘的去边及缺陷情况，都是人工手动的在机台上进行确认的，这样消耗的人力物力都比较大，不但影响了工作效率，而且确认的精度也比较差，无法实现对在线产品在一个流程中硅片的周边去边及周边缺陷情况进行长期规范的监控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用光学显微镜对硅片的周边去边及缺陷情况进行自动检测的方法，能对硅片边缘的去边情况及缺陷情况进行自动确认。

为解决上述技术问题，本发明的用光学显微镜自动监控硅片周边去边及缺陷的方法，包括以下步骤：

一.选择硅片，用自动检测仪器进行扫描，生成原始数据文件；

二.通过系统软件编辑所述原始数据文件，在自动检测仪器扫描范围之外的硅片边缘无效晶片区添加虚拟晶片，在添加的虚拟晶片上编辑虚拟缺陷，生成数据结果文件；

三.通过系统软件将所述数据结果文件传送到光学显微镜，光学显微镜根据所述数据结果文件对包括硅片边缘无效晶片区的硅片表面进行自动拍照；

四.系统软件通过照片来分析硅片周边的去边情况及硅片周边的缺陷情况。

所述编辑原始数据文件、在自动检测仪器扫描范围之外的硅片边缘无效晶片区添加虚拟晶片，可以是，如果测定硅片显示的Wafer Map行数大于列数，以X轴为主、Y轴为副升序排列，如果测定硅片显示的Wafer Map列数大于行数，以Y轴为主、X轴为副升序排列，通过原点的坐标位置，并结合最多的行数和列数，设置硅片边缘的坐标点，将整个硅片边缘的无效晶片区，按照晶片的大小分成若干个等大的虚拟晶片。

所述在虚拟晶片上编辑虚拟缺陷生成数据结果文件，可以是通过解以下方程组：

(n_ia+α-h)²+(m_ib+β-l)²＝r²

m_ib+β-l＝k(n_ia+α-h)

得到硅片缺陷在相应虚拟晶片内的精确坐标值，式中r为硅片圆心至边缘的距离，(h，l)为硅片圆心(x’，y’)坐标系与系统软件中定义原点(x，y)坐标系的相对坐标值，x′＝x-h，y′＝y-l，a为晶片的长，b为晶片的宽，m_i为晶片Y轴坐标值，n_i为晶片X轴坐标值，(α，β)为缺陷在所在晶片内的相对坐标，k为斜率。可以通过更改r值的大小，得到不同边缘位置的坐标值，这样就可以根据需要有目的的对硅片的边缘进行确认和分析。

本发明的用光学显微镜自动监控硅片周边去边及缺陷的方法，通过系统软件对自动扫描仪器扫描得到的没有包括硅片边缘无效晶片区数据的原始数据文件进行编辑，在自动检测仪器扫描范围之外的硅片边缘无效晶片区添加虚拟晶片，在添加的虚拟晶片上编辑虚拟缺陷，生成数据结果文件，光学显微镜可以根据该数据结果文件进行拍照，得到自动扫描仪器扫描不能得到的硅片边缘无效晶片区的照片，从而可以利用系统软件通过光学显微镜拍的照片自动分析硅片边缘的去边情况及缺陷情况。根据对硅片边缘无效晶片区缺陷情况的不同的设定，可以编辑出不同的数据文件结果，以达到不同的硅片缺陷分析需求。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的用光学显微镜自动监控硅片周边去边及缺陷的方法一实施方式流程图；

图2是硅片边缘虚拟缺陷坐标值算法示意图。

具体实施方式

本发明的用光学显微镜对硅片的周边去边及缺陷情况进行自动检测的方法的一实施方式如图1所示，包括以下步骤：

1.选择需要确认的硅片(Wafer)，用自动检测仪器进行扫描，生成原始数据文件；

2.通过系统软件编辑硅片原始数据文件，添加在自动检测仪器扫描范围之外的硅片边缘无效晶片区的虚拟晶片(Chip)数据，例如可以用Klarity Defect系统软件，编辑原始数据文件中的“Sample Test Plan”的设置结果来实现；

编辑方法如下：

Sample Test Plan的显示方法，如果测定硅片显示的Wafer Map行数大于列数，以X轴为主、Y轴为副升序排列；如果测定硅片显示的WaferMap列数大于行数，以Y轴为主、X轴为副升序排列，通过原点的坐标位置，并结合最多的行数和列数，就可以设置硅片边缘的坐标点，将整个硅片边缘的无效晶片区，按照晶片(Chip)的大小分成若干个等大的虚拟晶片(Chip)。将这些坐标值，添加到“Sample Test Plan”的设置中，这样就完成了硅片边缘无效晶片区的虚拟晶片(Chip)的编辑。硅片的原始数据文件中添加了在自动检测仪器扫描范围之外的硅片边缘无效晶片区的虚拟晶片(Chip)数据。

3.在添加的虚拟晶片(Chip)上编辑虚拟的缺陷，生成数据结果文件。例如，用Klarity Defect系统软件在原始数据文件中的“Defect List”中进行编辑。缺陷的坐标值通过算法精确将其计算出来，详细的算法说明如下：

如图2所示，(x，y)为系统软件中定义原点，(x’，y’)为硅片(wafer)圆心，相对坐标如下：

x′＝x-h

y′＝y-l

定义(h，l)为(x’，y’)坐标系与(x，y)坐标系的相对坐标值，并定义a为晶片(chip)的长、b为晶片的宽。

在(x’，y’)坐标系中，硅片(wafer)周边圆方程为：

x′²+y′²＝r²

直线方程为

y′＝kx′

r为硅片圆心到边缘的距离，k为斜率。将坐标变换至(x，y)坐标系下，圆方程为

(x-h)²+(y-l)²＝r²

直线方程为

y-l＝k(x-h)

在数据结果文件中，缺陷坐标是在所在晶片(chip)的相对坐标，其坐标值为(α，β)，则此点在(x，y)坐标系中可表示为：

x₀＝na+α

y₀＝mb+β

其中n，m为整数，代表缺陷所在的晶片(chip)，值为

$n=\left[\frac{{x^{\prime }}_0+h}{a}\right]$

$m=\left[\frac{{y^{\prime }}_0+l}{b}\right]$

可得以下方程组：

(n_ia+α-h)²+(m_ib+β-l)²＝r²

m_ib+β-l＝k(n_ia+α-h)

m_i为晶片Y轴坐标值，n_i为晶片X轴坐标值，解此方程组则可得到硅片缺陷在相应晶片(chip)内的精确坐标值，可以通过更改r值的大小，得到不同硅片边缘位置的坐标值，这样就可以根据需要有目的的对硅片的边缘进行确认和分析。

4.将数据结果文件通过系统软件，传送至光学显微镜；

6.光学显微镜根据所述数据结果文件对硅片的边缘进行自动拍照；

7.系统软件通过照片来分析硅片周边的去边情况及硅片周边的缺陷情况。

一具体实施例如下，以KLA2351(自动检测仪器)，Klarity Defect(系统软件)，Review Station(光学显微镜)为例。

1.选择需要确认的硅片，先用自动检测仪器(KLA2351)进行扫描，文件名为TEST；

2.在Klarity Defect系统软件中打开扫描的结果，在“Wafer Map”的界面上，点击鼠标右键，选择“KLARF export”，将弹出的文本文件另存为：TEST1.txt；

3.编辑添加所述硅片边缘无效晶片区的虚拟晶片(Chip)，通过编辑原始数据文件的“Sample Test Plan”的设置结果来实现；

4.在添加的虚拟晶片(Chip)上编辑虚拟的缺陷。缺陷的坐标值通过算法精确将其计算出来，将计算出的虚拟缺陷坐标值编辑到原始数据文件中的“Defect List”中去；编辑的格式一定要符合KRF文件的格式要求(同KRF文件的格式保持一致)

例如：

1 3310 2019 3 23 2.732 2.731 0.821700 0.907 5 1 0 1 0 0

a     b     c      d          e        f   g h i j k l

a表示：Defect ID(缺陷标识符)

b表示：XREL YREL(缺陷X，Y坐标值，通过公式精确计算出的α，β值)

c表示：X Index Y Index(缺陷所在Chip坐标值，通过公式计算出的n，m值)

d表示：X Size Y Size(缺陷X，Y的大小)

e表示：Defect Area(缺陷的面积)

f表示：D Size(D的大小)

g表示：Class Number(分类番号)

h表示：Test(测试)

i表示：Cluster Number(成群数)

j表示：Review Sample(检查样本)

k表示：Image Count(照片数)

l表示：Image List(照片目录)

黑体字部分是需要编辑的，其它部分只需要复制某个真实缺陷的结果，将编辑好的数据文件另存：TEST2.txt

5.将TEST2.txt的文件，在Klarity Defect中以打开KRF文件的形式将其打开；

6.将文件名为TEST2.txt的数据传送至光学显微镜；

7.对硅片的边缘进行自动拍照；

8.用系统软件通过照片来具体分析硅片周边的去边情况及硅片周边的缺陷情况。

本发明的用光学显微镜自动监控硅片周边去边及缺陷的方法，通过系统软件对自动扫描仪器扫描得到的没有包括硅片边缘无效晶片区数据的原始数据文件进行编辑，在自动检测仪器扫描范围之外的硅片边缘无效晶片区添加虚拟晶片，在添加的虚拟晶片上编辑虚拟缺陷，生成数据结果文件，光学显微镜可以根据该数据结果文件进行拍照，得到自动扫描仪器扫描不能得到的硅片边缘无效晶片区的照片，从而可以利用系统软件通过光学显微镜拍的照片自动分析硅片边缘的去边情况及缺陷情况。根据对硅片边缘无效晶片区缺陷情况的不同的设定，可以编辑出不同的数据文件结果，以达到不同的硅片缺陷分析需求。