專利名稱：以光學(xué)方式檢查和顯現(xiàn)從圓片狀物體獲得的光學(xué)測(cè)量值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以光學(xué)方式檢查和顯現(xiàn)對(duì)圓片狀物體記錄的至少一個(gè)圖像的光學(xué)測(cè)量值的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體生產(chǎn)中，在制造工藝期間，在多個(gè)工藝步驟中依次加工晶片。隨著集成密度的增加，對(duì)形成在晶片上的結(jié)構(gòu)的質(zhì)量的要求變得更高了。為了能夠檢驗(yàn)所形成的結(jié)構(gòu)的質(zhì)量并發(fā)現(xiàn)缺陷(如果有缺陷的話)，對(duì)用于處理晶片的組件和工藝步驟的質(zhì)量、精確性和再生產(chǎn)性的要求相應(yīng)地較為嚴(yán)格。這意味著在包括大量工藝步驟且有許多層的光致抗蝕劑或類似物需要涂覆的晶片的生產(chǎn)過(guò)程中，可靠地并盡早地檢測(cè)到缺陷尤其重要。在對(duì)缺陷進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)時(shí)，需要考慮到由于光致抗蝕劑(photoresist)在半導(dǎo)體晶片上涂覆的厚度差異而導(dǎo)致的系統(tǒng)性缺陷，以避免對(duì)半導(dǎo)體晶片上并不包含缺陷的位置進(jìn)行標(biāo)記。
德國(guó)專利申請(qǐng)案DE 10 307 454 A1揭示了一種用于對(duì)半導(dǎo)體襯底的表面進(jìn)行光學(xué)檢查的方法、裝置和軟件，以及一種用于使用此種方法或此種裝置來(lái)制造結(jié)構(gòu)化半導(dǎo)體襯底的方法和裝置。在所述方法中，記錄圖像以對(duì)半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行光學(xué)檢查。所述圖像由多個(gè)像素組成，每個(gè)像素具有至少三個(gè)相關(guān)的不同波長(zhǎng)的強(qiáng)度，所述強(qiáng)度被稱為色值。根據(jù)所述色值，通過(guò)轉(zhuǎn)換成由強(qiáng)度和顏色坐標(biāo)跨越的顏色空間來(lái)計(jì)算具有相同坐標(biāo)值的像素的頻率分布。將由此計(jì)算的頻率分布用于與相應(yīng)計(jì)算的第二頻率分布或由其得出的量進(jìn)行比較。此方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)圓片狀物體的視覺(jué)比較或視覺(jué)檢查。
半導(dǎo)體晶片的宏觀圖像顯示出層的均質(zhì)性徑向性地變化。特別是在涂覆光致抗蝕劑時(shí)，在遠(yuǎn)離晶片中心的區(qū)域中出現(xiàn)均質(zhì)性變化。如果為了對(duì)成像的晶片的圖像進(jìn)行評(píng)估而在晶片的整個(gè)半徑上使用統(tǒng)一的敏感度(至今為止正是如此)，則始終可以檢測(cè)到邊緣處的偏差，但無(wú)法檢測(cè)到中間(晶片中心附近)的缺陷。如果選擇高敏感度以確?？煽康貦z測(cè)到均質(zhì)區(qū)域中的缺陷，則在邊緣區(qū)域中錯(cuò)誤檢測(cè)會(huì)增多，因?yàn)椴痪|(zhì)的邊緣區(qū)域不是總會(huì)被評(píng)估為缺陷。為了避免這種結(jié)果，可將邊緣區(qū)域徹底排除。然而這樣又會(huì)漏掉真正的缺陷。另一方面，如果選擇了較低的敏感度，可能不再會(huì)有錯(cuò)誤檢測(cè)，但均質(zhì)區(qū)域中的缺陷可能不會(huì)被檢測(cè)到。
德國(guó)專利申請(qǐng)案DE 103 31 686.8 A1揭示了一種評(píng)估對(duì)晶片或其它圓片狀物體記錄的圖片的方法。在記錄了至少一個(gè)參考晶片的圖像之后，在用戶界面上作為徑向均質(zhì)性功能而獲得并顯示參考晶片的測(cè)量值的徑向分布。關(guān)于所測(cè)量的參考晶片的徑向均質(zhì)性功能改變徑向依賴性敏感度輪廓。改變敏感度輪廓的至少一個(gè)參數(shù)，從而能夠根據(jù)與徑向均質(zhì)性功能的比較來(lái)從視覺(jué)上確定經(jīng)修整的敏感度輪廓。這種方法同樣不能顯示整個(gè)晶片的圖像，而只有在整個(gè)晶片的圖像的輔助下，才能就缺陷方面來(lái)評(píng)估圖像。
第7,065,460號(hào)美國(guó)專利揭示了一種用于檢查半導(dǎo)體組件的裝置和方法。所述裝置用來(lái)檢查半導(dǎo)體產(chǎn)品的電屬性。根據(jù)所述檢查獲得的測(cè)量結(jié)果結(jié)合各種顏色而顯示在顯示器上。
呈圖中曲線形式的測(cè)量值的圖解表示只對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的分布的一個(gè)維度有意義。然而，如果測(cè)量點(diǎn)是在空間中分布的，那么圖解會(huì)將其縮減成一個(gè)維度。結(jié)果會(huì)丟失信息。即使3D圖的表示也不是總能形成圖解表示，因?yàn)闀?huì)有重疊。很難顯示出原始信息與測(cè)量值之間的聯(lián)系。數(shù)字形式的表示無(wú)法實(shí)現(xiàn)關(guān)于測(cè)量值的空間分布的任何結(jié)論。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種視覺(jué)方法，其允許可靠且快速地獲得圓片狀襯底的表面上的可能缺陷的空間分布。
通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，首先記錄至少一個(gè)圓片狀物體的至少一個(gè)圖像，其中根據(jù)所述至少一個(gè)記錄的圖像來(lái)產(chǎn)生多個(gè)光學(xué)測(cè)量值。接著，將色值與每個(gè)光學(xué)測(cè)量值相關(guān)聯(lián)。根據(jù)光學(xué)測(cè)量值產(chǎn)生所得圖像，其中圓片狀物體的區(qū)域的一部分(其光學(xué)測(cè)量值在預(yù)定區(qū)間內(nèi))與從預(yù)定調(diào)色板中選出的色值相關(guān)聯(lián)。
所得圖像與記錄的圖像具有相同尺寸。所述調(diào)色板具有至少三種不同的顏色，所得圖像以這些顏色來(lái)顯示。調(diào)色板界定測(cè)量值與色值之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，圓片狀物體的表面的圖像通過(guò)這種關(guān)聯(lián)規(guī)則而以不同的顏色來(lái)顯示。
也可確定閾值以便于區(qū)分。因此，在記錄的圖像的測(cè)量值與閾值之間形成差值。
在特定實(shí)施例中，調(diào)色板可以從綠色漸變成白色再漸變成紅色。調(diào)色板從綠色到白色再到紅色的漸變用于顯現(xiàn)信噪比，其中在測(cè)量值遠(yuǎn)離閾值之處出現(xiàn)綠色區(qū)域，而紅色區(qū)域指示測(cè)量值超出閾值的區(qū)域。
記錄的圖像和所得圖像顯示在系統(tǒng)的顯示器上，其中為了評(píng)估圓片狀襯底上的缺陷，可在記錄的圖像與所得圖像之間進(jìn)行切換。調(diào)色板的選擇由用戶自行判斷。為了快速地檢測(cè)出具有或不具有缺陷的區(qū)域，具有三種顏色的漸變的調(diào)色板已證明是有用的。
所述圓片狀物體可為平板顯示器或晶片。


圖中示意繪示本發(fā)明，且將在下文中參看圖式來(lái)描述本發(fā)明。
圖1是用于檢測(cè)晶片或圓片狀襯底上的缺陷的系統(tǒng)的示意表示。
圖2a是晶片的圖像或圖像數(shù)據(jù)的記錄類型的表示。
圖2b是晶片的示意平面圖。
圖3是系統(tǒng)的顯示器上的晶片的視圖，且其用于與真實(shí)記錄的晶片圖像進(jìn)行比較。
圖4是晶片表面的視圖，其中已形成與閾值的差值。
圖5是采取黑白表示形式的晶片表面的假色圖像。
具體實(shí)施例方式
圖1繪示用于檢測(cè)晶片上的缺陷的系統(tǒng)1。系統(tǒng)1包括(例如)至少一個(gè)用于半導(dǎo)體襯底或晶片的套筒元件3。在測(cè)量單元5中，記錄著各個(gè)晶片的圖像或圖像數(shù)據(jù)。在半導(dǎo)體襯底或晶片的套筒元件3與測(cè)量單元5之間提供傳送機(jī)構(gòu)9。系統(tǒng)1被外殼11包圍，其中外殼11界定基座12。在系統(tǒng)1中，進(jìn)一步并入有計(jì)算機(jī)15，用于記錄和處理測(cè)量的各個(gè)晶片的圖像和圖像數(shù)據(jù)。系統(tǒng)1配備有顯示器13和鍵盤(pán)14。鍵盤(pán)14使得用戶能夠輸入數(shù)據(jù)以控制系統(tǒng)，或者輸入?yún)?shù)以評(píng)估各個(gè)晶片的圖像數(shù)據(jù)。在顯示器13上向用戶顯示多個(gè)用戶界面。
圖2a繪示從晶片16檢測(cè)圖像和/或圖像數(shù)據(jù)的方式的示意表示。晶片16放置在臺(tái)20上，所述臺(tái)20可在第一方向X和第二方向Y上在外殼11內(nèi)橫移。第一和第二方向X、Y彼此成直角。圖像記錄構(gòu)件22提供在晶片16的表面17上方，其中成像構(gòu)件22的視場(chǎng)小于晶片16的整個(gè)表面17。為了能夠在成像構(gòu)件22的輔助下將晶片16的整個(gè)表面17成像，以迂曲的方式掃描晶片16。隨后，將依次記錄的像場(chǎng)組合成晶片16的表面17的整體圖像。這一操作也由提供在外殼11中的計(jì)算機(jī)15來(lái)執(zhí)行。在本示范性實(shí)施例中，為了在臺(tái)20與成像構(gòu)件22之間相對(duì)移動(dòng)，使用能夠在坐標(biāo)方向X和Y上橫移的X-Y掃描臺(tái)。相機(jī)23固定地安裝成面向所述臺(tái)20。另一方面，臺(tái)20當(dāng)然也可固定地安裝著，而成像構(gòu)件22于是將必須在晶片16上移動(dòng)以進(jìn)行成像。相機(jī)23在一個(gè)方向上的移動(dòng)與臺(tái)20在垂直于所述方向的方向上的移動(dòng)的組合也是可能的。借助照明構(gòu)件23對(duì)晶片16進(jìn)行照明，以照亮晶片16上至少那些對(duì)應(yīng)于成像構(gòu)件22的視場(chǎng)的部分。由于這種集中式照明(其也可借助閃光燈而成為閃動(dòng)式的)的原因，也可能在運(yùn)行過(guò)程中成像，即，在此情況中，臺(tái)20或成像構(gòu)件22橫移而不停下來(lái)進(jìn)行成像過(guò)程。以此方式，可有較大的晶片處理量。當(dāng)然也可能針對(duì)每一幀而停止臺(tái)20與成像構(gòu)件22之間的相對(duì)移動(dòng)，且也可能在晶片16的整個(gè)表面17上對(duì)晶片16進(jìn)行照明。臺(tái)20、成像構(gòu)件22和照明構(gòu)件23由計(jì)算機(jī)15控制。計(jì)算機(jī)15可將幀存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器15a中，并且在必要時(shí)從中取出幀。
圖2b是放置在臺(tái)20上的晶片16的平面圖。晶片16具有中心點(diǎn)25。向晶片16涂覆多個(gè)層，然后在進(jìn)一步的工藝步驟中將層結(jié)構(gòu)化。經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)化的晶片包括大量經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)化的元件。
圖3是顯示在系統(tǒng)1的顯示器13上的晶片30的視圖，且其用于與真實(shí)記錄的晶片30的圖像32進(jìn)行比較。為此，將顯示器13基本上劃分成第一區(qū)域34、第二區(qū)域36以及第三區(qū)域38。第一區(qū)域34顯示相機(jī)23所記錄的晶片30的圖像。第二區(qū)域36顯示晶片30的平面圖，其中可能有缺陷的區(qū)域由圓圈或橢圓元件表示。在所記錄的晶片30的圖像32中，缺陷或有缺陷的區(qū)域不能直接辨別?？杀鎰e的僅是晶片30的邊緣37處的位置39處的明亮斑點(diǎn)，其指示缺陷。此外，可能在第一區(qū)域34中記錄的晶片30的圖像的四種不同表示之間進(jìn)行選擇?？山柚谝绘I41在顯示器13上顯示并查看晶片30的圖像的前視圖。用戶可借助第二鍵42以切換至晶片30的后視圖，以查看晶片30的背面的圖像。用戶可借助第三鍵43以便為晶片30的記錄的圖像來(lái)選擇色移。用戶可借助第四鍵44來(lái)選擇晶片30的表面的信噪比的顏色表示。
在第三區(qū)域38中，系統(tǒng)1的用戶可獲得關(guān)于晶片30表面上的可能缺陷的文數(shù)字信息。
圖4是晶片30的表面的視圖，其中已形成與閾值的差值。在第一區(qū)域34中，向用戶顯示晶片30的表面的彩色圖像。用于顯示的顏色取自調(diào)色板50，調(diào)色板50也顯示在第一區(qū)域34中，在晶片30的有色所得圖像49旁邊。在所示的實(shí)施例中，調(diào)色板50從紅色51漸變成白色52再漸變成綠色53。因此，調(diào)色板50有助于顯現(xiàn)信噪比。紅色51指示已超出閾值。白色52指示未超出閾值。綠色53指示相關(guān)區(qū)域或測(cè)量值距所選擇的閾值相當(dāng)遠(yuǎn)。
使用調(diào)色板的顏色表示形式只是表示形式的各種可能性中的一種。應(yīng)了解，不應(yīng)認(rèn)為本實(shí)施例中描述的具有紅色、白色和綠色的調(diào)色板50限制了本發(fā)明。為了說(shuō)明借助相機(jī)23從晶片30表面獲得的測(cè)量值，將色值與每一測(cè)量值相關(guān)聯(lián)。在顯示器的第一區(qū)域34中向用戶以視覺(jué)方式顯示此顏色表示形式。
現(xiàn)在，通過(guò)將某一色值與圓片狀物體表面上光學(xué)測(cè)量值在預(yù)定區(qū)間內(nèi)的區(qū)域相關(guān)聯(lián)來(lái)產(chǎn)生所得圖像。在圓片狀襯底的整個(gè)表面上進(jìn)行這一操作。結(jié)果得到與記錄的圖像具有相同尺寸的圖像。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇調(diào)色板50(即，每一測(cè)量值與顏色之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則)，可獲得所確定的光學(xué)測(cè)量值的圖解表示，用戶可從視覺(jué)上即時(shí)迅速地辨認(rèn)所述圖解表示。
在圖4所示的實(shí)施例中，將測(cè)量值與閾值之間的差值用作測(cè)量值。如上文所提及，將從綠色到白色再到紅色的漸變用作調(diào)色板，以便可非常清楚地顯現(xiàn)信噪比。在測(cè)量值遠(yuǎn)離閾值之處出現(xiàn)綠色區(qū)域55，紅色區(qū)域56指出晶片30表面上測(cè)量值超出閾值或閾的區(qū)域。通過(guò)這種表示，閾值的確定被簡(jiǎn)化，且在可檢測(cè)出誤差之前不必以遞增形式改變所述閾值。
在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量方法足夠敏銳以能夠檢測(cè)出在以光學(xué)方式記錄的圖像中不容易辨別的缺陷的情況下，對(duì)所記錄的圖像的反饋較為重要。由于所得圖像與記錄的圖像具有相同尺寸，所以容易在兩個(gè)視圖之間進(jìn)行切換以便評(píng)估此測(cè)量結(jié)果。
圖5繪示呈黑白形式的晶片30表面的假色圖像。與圖4中的調(diào)色板40類似，圖5中的調(diào)色板60顯示出黑色符號(hào)與白色符號(hào)的變化。指出超出閾值的符號(hào)位于調(diào)色板60的頂部區(qū)域61中。在調(diào)色板60的中間區(qū)域62中，尚未超出閾值，且圓片狀物體的區(qū)域沒(méi)有缺陷。在調(diào)色板60的底部區(qū)域63中，所述符號(hào)指出測(cè)量值遠(yuǎn)離閾值。與調(diào)色板60類似，在晶片30的所得圖像64中，用相應(yīng)的符號(hào)指示所述區(qū)域，使得用戶可容易地辨別存在著可能缺陷的區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種以光學(xué)方式檢查和顯現(xiàn)來(lái)自圓片狀物體的至少一個(gè)圖像的光學(xué)測(cè)量值的方法，其包括以下步驟記錄所述至少一個(gè)圓片狀物體的所述至少一個(gè)圖像，其中根據(jù)所述至少一個(gè)記錄的圖像來(lái)產(chǎn)生多個(gè)光學(xué)測(cè)量值；將每一光學(xué)測(cè)量值與色值相關(guān)聯(lián)；以及產(chǎn)生所得圖像，其中將從預(yù)定之調(diào)色板中選出的色值與所述圓片狀物體的表面的光學(xué)測(cè)量值在預(yù)定區(qū)間內(nèi)的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將所述圓片狀物體放置在臺(tái)上，其中所述臺(tái)在第一方向X和第二方向Y上橫移；提供成像構(gòu)件，其中所述成像構(gòu)件的視場(chǎng)小于所述圓片狀物體的整個(gè)表面；以及為了將所述圓片狀物體的所述整個(gè)表面成像，通過(guò)所述成像構(gòu)件以迂曲的方式來(lái)掃描所述圓片狀物體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述所得圖像與所述圓片狀物體的所述記錄的圖像具有相同形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述調(diào)色板具有至少三種不同顏色，所述所得圖像以所述至少三種不同顏色來(lái)顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述調(diào)色板表現(xiàn)每一測(cè)量值與色值之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，借助所述關(guān)聯(lián)規(guī)則以不同于所述圓片狀物體的所述記錄的圖像的其它顏色來(lái)顯示所述圓片狀物體的所述表面的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于確定閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于在所述圓片狀物體的所述記錄的圖像的所述測(cè)量值與所述閾值之間形成差值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述調(diào)色板從綠色漸變成白色再漸變成紅色。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述調(diào)色板從綠色到白色再到紅色的所述漸變是用于顯現(xiàn)信噪比，其中在所述測(cè)量值遠(yuǎn)離所述閾值之處出現(xiàn)綠色區(qū)域，且紅色區(qū)域指示所述測(cè)量值超出所述閾值的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述圓片狀物體的所述記錄的圖像和所述所得圖像顯示在用于以光學(xué)方式檢查圓片狀物體的系統(tǒng)的顯示器上，其中為了評(píng)估所述圓片狀物體上的缺陷，可在所述圓片狀物體的所述記錄的圖像與所述所得圖像之間進(jìn)行切換。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述圓片狀物體是平板顯示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述圓片狀物體是晶片。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種顯現(xiàn)來(lái)自圓片狀物體的記錄的圖像的測(cè)量值的方法。首先，記錄至少一個(gè)圓片狀物體的圖像，且產(chǎn)生大量測(cè)量值。將每一測(cè)量值與色值相關(guān)聯(lián)。最后，產(chǎn)生所得圖像，其中將已在圓片狀襯底上導(dǎo)致測(cè)量值的區(qū)域與從預(yù)定的調(diào)色板中選出的色值相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101051028SQ20071008884
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者麥克森·岱特雷夫 申請(qǐng)人:比斯泰克半導(dǎo)體系統(tǒng)股份有限公司