晶圆边缘缺陷检测系统

陈 鲁 刘健鹏 张 嵩 李成敏

深圳中科飞测科技股份有限公司 广东 深圳 518000

引言

集成电路制造技术被誉为人类工业制造的皇冠,随着集成电路技术的不断发展,其制造工艺越来越精密和复杂。对制造过程中的缺陷要求也越来越严格。而且不仅关注晶圆正面上的集成电路的缺陷,也逐渐关注晶圆边缘集成电路以外的缺陷。边缘的缺陷主要有以下几种类型:残胶、划痕、膜层开裂或脱落、崩边等。残胶、划痕、膜层开裂或脱落等缺陷在工艺过程中会挥发出颗粒对集成电路部分造成污染,而崩边更会造成晶圆整体碎裂,进而污染整个生产线。

目前晶圆边缘的检测方式通常为人工目检,显然人工目检严重依赖技术员的视力和注意力,判断非常主观,而且发现的缺陷通常以文字描述为主,不能形成图像数据,不利于工艺流程的整合和优化。通常利用成像技术对关注区域拍照即可保留缺陷的图像数据,但是晶圆边缘通常为镜面反射特性,局部形貌在半导体标准规定的范围内波动,导致明场成像下反射光线不可控,最终导致明场图像亮度均匀性差,甚至有暗场区域,无法获得图像信息。

KLA-Tencor Technologies公司采用了线扫成像方式,晶圆旋转一周,对晶圆边缘扫描成像,但是照明光线角度单一,使得边缘图像部分饱和,部分又太暗。Raytex公司同样采用旋转扫描,但是成像和照明方式为单点照明和单点成像,根据晶圆扫面一圈后散射光强信号的变化判断是否有缺陷,虽然灵敏度较高,但是获取的仅为信号,没有缺陷的图像信息,不够直观,很难为工艺的良率提升提供有效数据。……