[发明专利]半导体晶片缺陷检验系统及半导体晶片图像对准的方法

说明书

一种在半导体晶片缺陷检验系统处执行半导体晶片图像对准的方法。在所述方法中，将半导体晶片装载到所述半导体晶片缺陷检验系统中。针对所述半导体晶片执行预检验对准。在执行所述预检验对准之后，实行第一扫描带以产生所述半导体晶片上的第一区的第一图像。确定所述第一图像中的目标结构相对于已知点的偏移。使用所述偏移针对所述第一图像执行缺陷识别。在实行所述第一扫描带且确定所述偏移之后，实行第二扫描带以产生所述半导体晶片上的第二区的第二图像。在实行所述第二扫描带时，使用所述偏移来执行所述半导体晶片的运行时间对准。

相关申请案

本申请案主张2018年10月19日申请的标题为“缺陷位置准确度(Defect LocationAccuracy)”的第62/748,043号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案的全部内容据此出于全部目的而以引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及用于半导体晶片的缺陷检验，且更明确来说，本发明涉及用于缺陷检测的晶片图像对准。

背景技术

可通过使用检验工具产生目标裸片的目标图像，且从所述目标图像减去参考裸片的参考图像(或反之亦然)而在半导体晶片上识别缺陷。目标图像与参考图像之间的差异可表示缺陷。为了使此缺陷识别精确，目标图像中的相应像素应对应于裸片上的与参考图像中的相应像素相同的位置。因此，晶片应在检验工具中精确对准以确保目标图像与参考图像之间的像素的此对应。然而，检验工具中的目标与参考晶片图像对准呈现巨大挑战。举例来说，检验期间的半导体晶片的局部加热可能导致裸片大小的局部变化。这些局部变化劣化对准且借此劣化识别缺陷位置的精确度。在另一实例中，晶片上的裸片行及列与检验工具中的晶片卡盘的x平移及y平移台之间的任何误对准将劣化缺陷位置识别的精确度。例如振动的其它因素还可能影响晶片图像对准及因此缺陷位置识别的精确度。

图1是展示在半导体晶片缺陷检验系统中执行的现有技术晶片对准方法100的流程图。关于具有多个裸片308(图3)的半导体晶片300描述方法100。在方法100中，在将晶片300装载到检验系统的晶片卡盘上之前首先执行预对准器步骤102。预对准器步骤102涉及定位晶片300的晶片凹口302及晶片中心304。通过定位晶片凹口302，预对准器步骤102确保在晶片300最初被装载到卡盘上时，晶片300正确地定向且裸片轴与晶片卡盘平移台的轴大致对准。

预对准器步骤102后接着低放大率对准步骤104及高放大率对准步骤106，所述两者在已将晶片300装载到卡盘上之后执行。低放大率对准步骤104包含粗略θ校正。通常，低放大率对准步骤104将在物理上使晶片300旋转。高放大率对准步骤106包含精细θ校正，其比步骤104的粗略θ校正更精确。晶片对准的低放大率步骤104及高放大率步骤106定位跨晶片重复的两个或两个以上用户选定对准目标。高放大率对准步骤106还可包含在x方向上(即，沿晶片300上的裸片308的行)计算热缩放因子。举例来说，识别行中的两个裸片中的相应目标结构的位置且测量目标结构之间的距离。比较测量距离与目标结构之间的预期距离，此为已知的，这是因为其基于x方向上的裸片节距(例如，如布局中指定)。测量距离与预期距离之间的比率提供x方向热缩放因子。在晶片检验之前，在检验过程的设置阶段期间发生低放大率晶片对准步骤104及高放大率晶片对准步骤106。