[发明专利]晶圆级检验的方法及晶圆级检验系统

说明书

本公开描述了一种用于在半导体装置的生产过程期间使用阀上检验检测器来检测半导体晶圆表面上的缺陷的晶圆级检验的系统和方法。在一些示例性实施例中涉及一种晶圆级检验的方法，包括通过工艺腔室的传送口传送半导体晶圆；使用安排在真空阀上的至少一个阀上检验检测器以自动地扫描半导体晶圆的表面，真空阀是通过传送口而提供通道；产生半导体晶圆的表面的至少一个表面图像；以及分析至少一个表面图像，以检测半导体晶圆的表面上的缺陷。

技术领域

本公开涉及一种晶圆级检验的方法，且特别关于一种在线(in-line)的晶圆级检验的方法。

背景技术

在半导体集成电路(integrated circuit，IC)业界中，有对更小的装置尺寸及更高的电路封装密度的持续需求。这种需求促使半导体业界发展新材料及复杂的工艺。为了控制品质，在这种尺寸及复杂度下制造集成电路通常是通过先进技术，以在生产工艺的各个阶段来检验集成电路。

举例来说，当要在晶圆上形成特征(如晶体管的栅极/漏极/源极特征、水平内连线或垂直通孔等)时，上述晶圆通常会经过包括多个工艺站点的生产线，上述工艺站点通常使用不同的工艺工具以执行各种操作，例如清洁、光刻、沉积介电质、干式/湿式蚀刻及沉积金属。在将晶圆传送到生产线中的下一个操作(如下一个工艺站点)之前，通常会先检验晶圆的缺陷。

通常来说是通过人使用光学仪器而手动地执行这种检验，以确定缺陷是否存在，上述缺陷例如为参数缺陷(如线宽)、随机缺陷(如单独的通孔)及与区域有关的缺陷(如“致命缺陷(killer defect)”颗粒)，上述缺陷可能是由沿着生产线的一或多个故障的工艺站点所造成。这种手动检验通常依赖于从一盒晶圆中随机选择的特定数量晶圆的表面上取样特定数量的位置，这通常称为“离线检验(offline inspection)”。这种离线检验会不利地引起各种问题。

举例来说，时间与资源的折衷导致在检验分辨率(inspection resolution)及采样速率(sampling rate)之间进行折衷，举例来说，高的采样速率(即高的检验输出量)通常需承受低检验分辨率的后果，且反的亦然。此外，由于是“手动”操作，这种离线检验经常会干扰自动生产线，这也增加了晶圆污染的可能性。

因此，与离线检验相反，集成电路产业一直希望得到可自动检验缺陷的“在线”(inline)检验，可提供对各种工艺特性(如工具及条件)的关键见解，而不会显著地干扰生产线或影响其生产量。虽然已有这种需求相当久，但没有合适的系统可满足这些需求。

发明内容

本公开一些示例性实施例涉及一种晶圆级检验的方法，包括通过工艺腔室的传送口传送半导体晶圆；使用安排在真空阀上的至少一个阀上检验检测器以自动地扫描半导体晶圆的表面，真空阀是通过传送口而提供通道；产生半导体晶圆的表面的至少一个表面图像；以及分析至少一个表面图像，以检测半导体晶圆的表面上的缺陷。

本公开其他实施例涉及一种晶圆级检验系统，包括传送机构、至少一个阀上检验检测器、以及至少一个处理器。传送机构是配置以自动地通过工艺腔室的传送口而传送半导体晶圆。至少一个阀上检验检测器是安排在真空阀上，通过工艺腔室的传送口而提供通道，其中至少一个阀上检验检测器是配置以扫描半导体晶圆的表面并产生线图像。至少一个处理器是配置以根据一组预定义标准而检测半导体晶圆的表面上的缺陷。

本公开又一实施例涉及一种晶圆级检验系统，包括工艺腔室、真空阀、传送机构、至少一个阀上检验检测器、以及至少一个处理器。工艺腔室是用以进行半导体生产工艺。真空阀是用以通过工艺腔室的传送口而提供通道。传送机构是配置以自动地通过工艺腔室的传送口而传送半导体晶圆。至少一个阀上检验检测器是安排在真空阀上，以扫描半导体晶圆的表面。至少一个处理器是配置以根据一组预定义标准而检测半导体晶圆的表面上的缺陷。

在一些实施例中，其中传送该半导体晶圆包括使用一传送机构以通过该工艺腔室的该传送口传送该半导体晶圆。