監(jiān)控用于檢測半導(dǎo)體晶片表面上的缺陷的表面檢查系統(tǒng)的工作狀況的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控用于檢測半導(dǎo)體晶片表面上的缺陷的表面檢查系統(tǒng)的工作狀況的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在制備半導(dǎo)體晶片以形成用于生產(chǎn)電子元件的基板的過程中，檢查半導(dǎo)體晶片表面存在的缺陷。待被檢查的表面通常是半導(dǎo)體晶片的打算在其上形成電子元件結(jié)構(gòu)的上側(cè)表面。為了進行檢查，可以使用表面檢查掃描系統(tǒng)。所述系統(tǒng)以激光的光點逐步照射半導(dǎo)體晶片的表面并且檢測作為一個或者不同立體角(通路)的函數(shù)的散射光。如此獲得的散射光數(shù)據(jù)允許推導(dǎo)出關(guān)于被檢查表面上所存在的缺陷的位置和尺寸的信息。
[0003]為了使關(guān)于缺陷尺寸的信息盡可能精確地與缺陷的實際尺寸相一致，借助于參考半導(dǎo)體晶片來校準表面檢查系統(tǒng)。US 7027146 B1描述了一種能生產(chǎn)出參考半導(dǎo)體晶片的方法。參考半導(dǎo)體晶片還可購買獲得。如US 7027146 B1中所述的參考半導(dǎo)體晶片具有沉積在其表面上的不同尺寸、數(shù)量和尺寸分布的參考缺陷。聚苯乙烯膠乳球(Polystyrenelatex spheres，也稱PSL球)常常被用作參考缺陷。在PSL球的情況中，所觀察到的球的真實直徑對應(yīng)于缺陷的報告尺寸。如果參考缺陷不具有球面構(gòu)造，則缺陷的尺寸通常意味著其最大的空間范圍。
[0004]如果表面檢查系統(tǒng)被正確地校準了，則其以在尺寸方面的變化在規(guī)定的公差極限(標準公差)內(nèi)的精確度來指示出參考半導(dǎo)體晶片上的缺陷的數(shù)量、位置和尺寸。例如，所獲得的測量數(shù)據(jù)可能作為表示作為其尺寸的函數(shù)的缺陷頻率的柱狀圖來處理。測量數(shù)據(jù)的處理可能限于尺寸間隔，以便不考慮涉及具有位于尺寸間隔外的尺寸的缺陷的測量數(shù)據(jù)。
[0005]重要的是監(jiān)控表面檢查系統(tǒng)是否處于正確的工作狀況，并且如果監(jiān)控顯露出異常是否適合于報警。如果異常出現(xiàn)，則其促使必須被調(diào)查，并且如果合適則必須恢復(fù)表面檢查系統(tǒng)的正確狀況。US2007/0030478 A1描述了一種其中在使用表面檢查系統(tǒng)的過程中提供了參考半導(dǎo)體晶片的重復(fù)檢查的監(jiān)控方法。如果參考半導(dǎo)體晶片的檢查的測量數(shù)據(jù)與處于新近校準狀況的表面檢查系統(tǒng)所傳送的基本上沒有不同，則表面檢查系統(tǒng)的狀況被認為是適宜的。然而，所述檢查的范圍和靈敏度有些地方不能令人滿意。例如，通過測量缺陷的數(shù)量，未獲得關(guān)于作為時間函數(shù)的缺陷尺寸的測量的穩(wěn)定性的信息。表面檢查系統(tǒng)沒有注意到分配給缺陷的缺陷尺寸的可能偏離，或者僅后來注意到。在這方面，即便收集關(guān)于尺寸分布的最大位置及其作為時間函數(shù)的變化的輔助信息，信息量仍保持得不充分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供一種允許更全面地并以更好靈敏度地監(jiān)控用于檢測半導(dǎo)體晶片表面上的缺陷的表面檢查系統(tǒng)的工作行為的相應(yīng)方法。
[0007]通過一種監(jiān)控用于檢測半導(dǎo)體晶片表面上的缺陷的表面檢查系統(tǒng)的工作狀況的方法來實現(xiàn)該目的，包括:
[0008]提供參考半導(dǎo)體晶片，在參考半導(dǎo)體晶片的檢查表面上具有特定數(shù)量、尺寸和密度的缺陷；
[0009]通過利用表面檢查系統(tǒng)來實施參考半導(dǎo)體晶片的參考檢查和參考半導(dǎo)體晶片的至少一個控制檢查，測量檢查表面上的缺陷的位置和尺寸；
[0010]識別出這樣的缺陷，即，因為它們的位置而被認為是參考檢查和控制檢查的共同缺陷的缺陷；
[0011]對于每個共同缺陷，確定從基于參考檢查和控制檢查的其尺寸對比所獲得的尺寸差值；以及
[0012]基于所確定的尺寸差值評估表面檢查系統(tǒng)的工作狀況。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的方法不限于觀察一個或更多個以下參數(shù)及它們在表面檢查系統(tǒng)的工作過程中的進展:檢測到的缺陷的數(shù)量、檢測到的缺陷的尺寸分布的最大的位置和在特定尺寸間隔中檢測到的缺陷的尺寸分布的寬度。而是，其涉及檢測單個缺陷的尺寸和確定由對比根據(jù)參考檢查和控制檢查的缺陷尺寸所產(chǎn)生的這些缺陷的尺寸差值。根據(jù)已經(jīng)確定的這些尺寸差值來評估表面檢查系統(tǒng)的工作狀況。
[0014]表面檢查系統(tǒng)包括光源和一個或更多個檢測器，所述光源產(chǎn)生用來掃描檢查表面的光束，所述檢測器記錄(register)由缺陷與光束之間的相互作用所引起的散射光。所述表面檢查系統(tǒng)是市場上可買到的，例如，來自廠家KLA-Tencor的。
[0015]參考檢查優(yōu)選在表面檢查系統(tǒng)的校準過程中或者在校準之后立即執(zhí)行。在隨后的校準之前，進行一個或更多個控制檢查以便獲得表面檢查系統(tǒng)的工作狀況的圖片，并且如果有必要的話實施測量以便使表面檢查系統(tǒng)恢復(fù)至正確的狀況。在參考檢查與第一控制檢查之間，并且選擇性地在隨后的控制檢查之間，使用表面檢查儀用于其預(yù)定目的，即，檢測半導(dǎo)體晶片表面上的缺陷。
[0016]為了校準表面檢查系統(tǒng)，可使用具有檢查表面的參考半導(dǎo)體晶片，在該檢查表面上存在限定數(shù)量的并具有限定尺寸分布的PSL球。
[0017]原則上，具有PSL球的所述參考半導(dǎo)體晶片還可以用作在根據(jù)本發(fā)明的方法的過程中執(zhí)行的參考檢查和控制檢查的參考半導(dǎo)體晶片。參考半導(dǎo)體晶片的缺陷優(yōu)選具有很難利用PSL球?qū)崿F(xiàn)的連續(xù)尺寸分布。因此，優(yōu)選使用具有來源于在單晶體的結(jié)晶期間已經(jīng)形成的空位結(jié)塊的缺陷的參考半導(dǎo)體晶片，由其獲得了參考半導(dǎo)體晶片。該單晶體優(yōu)選由硅構(gòu)成。例如可能被檢測為C0P缺陷的空位結(jié)塊的形成可能在單晶體在與熔體的分界面處結(jié)晶期間受影響。熔體與生長的單晶體之間的界面處的高結(jié)晶速率和低溫度梯度促進了所述缺陷的形成。從單晶體獲得的參考半導(dǎo)體晶片的檢查表面優(yōu)選處于拋光狀態(tài)。參考半導(dǎo)體晶片的檢查表面是在參考檢查和控制檢查過程中被掃描的表面。與具有PSL球的參考半導(dǎo)體晶片對比，優(yōu)選的參考半導(dǎo)體晶片敏感度更低并且可以沒有清理的問題。參考半導(dǎo)體晶片的檢查表面上的缺陷密度優(yōu)選不小于Ι/cm2并且不大于15/cm2。
[0018]在參考檢查和控制檢查的過程中，至少測量參考半導(dǎo)體晶片的檢查表面上的缺陷的位置和尺寸。隨后識別參考檢查和控制檢查的共同缺陷。這些共同缺陷是根據(jù)其位置被認為是相同的那些。在標準SEMI M50-0307中描述了對于發(fā)現(xiàn)的共同缺陷的適當程序。因此，參考檢查和控制檢查的共同缺陷是就其位置而言當彼此分開不超過一預(yù)定距離(搜尋半徑)且在該距離內(nèi)沒有再發(fā)現(xiàn)缺陷的這種缺陷。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)參考檢查的共同缺陷的尺寸與根據(jù)控制檢查的該缺陷的尺寸相比較。對于所識別出的每一個共同缺陷記錄通過所述對比確定的尺寸差值，并且將該信息用作評估表面檢查系統(tǒng)的工作狀況的依據(jù)。
[0020]該信息是能夠迅速地認識到表面檢查系統(tǒng)的工作狀況