使用斜率数据的用于半导体衬底的检查方法及检查装置制造方法及图纸

提供了使用斜率数据的用于半导体衬底的检查方法及检查装置。检查方法包括通过使用检查装置（300）记录来自半导体衬底（110）的主表面（111）的检查区域（120）中的测量点的第一数据（810），其中检查区域（120）旋绕主表面（111）的中心点（105）且其中第一数据（810）包括关于主表面（111）在测量点处沿第一方向的斜率的信息，第一方向偏离与包含测量点且使其中心在中心点（105）的圆相切的方向不超过±60°。数据处理装置（400）分析第一数据（810）以获得主表面（111）上的在其处第一数据（810）满足预定准则的地方的位置数据（830）。通过数据接口单元（490）输出位置数据（830）。

Inspection Method and Inspection Device for Semiconductor Substrates Using Slope Data

A method and device for inspecting semiconductor substrates using slope data are provided. The inspection method includes recording the first data (810) from the measurement point in the inspection area (120) of the main surface (111) of the semiconductor substrate (110) by using the inspection device (300), in which the inspection area (120) revolves around the central point (105) of the main surface (111) and the first data (810) includes the slope of the main surface (111) along the first direction at the measurement point. For information, the first direction deviates from the direction of the circle containing the measuring point and its center is tangent to the central point (105) and does not exceed (+60 degrees). The data processing device (400) analyses the first data (810) to obtain the location data (830) on the main surface (111) where the first data (810) satisfies the predetermined criteria. Output position data (830) through data interface unit (490).

【技术实现步骤摘要】
使用斜率数据的用于半导体衬底的检查方法及检查装置
本公开涉及用于集成电路和功率半导体器件的制造的对诸如半导体晶片之类的半导体衬底的检查，其中非接触式方法用于对诸如毛细裂缝和边缘破裂之类的结构缺陷的检测。
技术介绍
半导体器件的小型化伴随有半导体器件厚度的减小和从中获得半导体器件的变薄的半导体晶片。随着厚度减小，半导体晶片变得更易于有机械损坏，并且适用于半导体晶片的电测试方法变得更加精细（delicate）。最后定下来的半导体晶片的多种多样的表面结构和组分以及沿晶片边缘的通常未限定的边缘排除区域通常阻碍通过自动化的光学检查方法可靠地检测结构缺陷，这在晶片表面上的粒子检测的领域中增加一些重要性。到目前为止，对经处理和图案化的半导体晶片上的诸如毛细裂缝之类的结构缺陷的光学检查通常涉及手动检查。本公开旨在用于以高可靠性检测半导体衬底中的结构缺陷的自动化的检查方法和检查装置。
技术实现思路
本公开与一种用于半导体衬底的检查方法有关。通过使用检查装置，从半导体衬底的主表面的检查区域中的测量点获得第一数据，其中检查区域旋绕（windaround）主表面的中心点，并且其中第一数据包括关于主表面在相应测量点处沿第一方向的斜率（slope）的信息。第一方向是围绕中心点并且通过该测量点的圆的切线方向，或者偏离切线方向不超过±60°。数据处理装置处理第一数据以获得主表面上的在其处第一数据满足预定准则的这样的地方的位置数据。数据接口单元至少输出位置数据。半导体衬底可以是半导体晶片，例如在晶片制造的任意阶段（例如，在将半导体衬底变薄至最终厚度的过程之后或者在切割之前，即在将半导体管芯与半导体衬底分离之前）的具有200mm或300mm直径的硅晶片。半导体衬底的主表面是两个基本水平且平行的基础表面中的暴露的一个。检查区域是为检查选择的主表面的一部分。检查区域可与中心点间隔开，并且可以是由具有不同半径的两个同心圆限制的圆形环，或者可以是由具有不同最大直径的两个不同的同心正多边形限制的多边形环。替代地，检查区域可以是具有围绕中心点的至少一个完整转弯的螺旋形区域，或者可包括不止一个环。为了检测毛细裂缝，检查区域可直接邻接主表面的外边缘，或者可至少接近外边缘。检查区域可包括或可不包括边缘排除区域。在检查期间，半导体衬底可被布置在衬底载体（例如切割胶带）上，并且检查区域也可包括切割胶带的一部分。关于主表面关于水平参考平面的斜率的信息在下面被称为斜率信息。斜率信息涉及主表面在测量点处并且针对每个测量点沿在下面被称为“第一方向”的某个方向的斜率。参考径向坐标系，第一方向可以是与包含相应测量点并且使其中心在主表面上的中心点的圆相切的方向，或者是与相应的切线方向偏离不超过±60°（例如不超过±7.5°）的方向。第一方向不命名平面中的一个单个方向，而是为每个测量点标记斜率被沿其进行评估的方向。在正交参考平面中，测量点的“第一方向”可指向不同方向。针对在到中心点的相同径向线上的测量点定义的“第一方向”可指向相同方向。对于某些方法，“第一方向”对于相同检查视场（inspectionfield）中的测量点组是相同的。第一数据包括上面针对检查区域中的测量点定义的斜率信息，并且在下面被称为斜率数据。斜率数据可被分成行式数据集（linedataset），其中每个行式数据集包括沿围绕半导体衬底的中心点的一条检查线的测量点的斜率信息。检查线可平行于检查区域的边界线延伸。例如，斜率数据包括针对围绕中心点的闭合检查线上的测量点和针对与检查线相切的方向上的每个测量点的斜率信息。环形检查区域内的检查线可以是不同直径的圆，并且围绕中心点的多边形环内的检查线可以是多边形线。检查装置可以是被适配成获得包含斜率信息的数据的任何装置。检查装置可包括能够记录包含斜率信息的数据的光学测量设备，其中所记录的数据可直接表示斜率数据，或者其中所记录的数据可以是初步数据，可以通过数据处理从所述初步数据导出斜率数据。例如，所记录的数据包含地形（topography）数据，所述地形数据包含主表面在测量点处相对于水平参考平面的高度或深度的信息。检查装置可包括CWL（有色（chromatic）白光）传感器、白光干涉仪、激光条纹传感器、光度立体装置或偏折（deflectometry）装置。所记录的地形数据可被转换成斜率数据，其中斜率信息是通过关于测量点的高度和沿第一方向的测量点之间的距离的知识获得的。分析第一数据还可包括另外的数据处理，诸如用于抑制噪声、寄生效应和外层的数字滤波。数据处理装置可评估斜率数据。例如，数据处理装置针对某些准则沿每条检查线进行搜索，检查相邻检查线中的准则的一致性，并获得主表面上的地方的位置数据，在所述地方处斜率信息满足预定准则。数据接口单元输出至少包括位置数据的检查数据。检查数据可包括诸如明视场图像和暗视场图像之类的另外的数据，其可包含用于缺陷分类并且用于估计检测到的缺陷对半导体衬底的有关部分的影响的另外的信息。该方法利用观察：半导体衬底的某些结构缺陷（例如毛细裂缝）在总体斜率数据的特定子集中示出典型的识别标志（signature），所述识别标志可以可靠地与使用图案（pattern）、非关键伪像（artefact）的识别标志分离并且甚至与边缘排除区域的强烈改变的识别标志分离。根据实施例，从第一数据获得第二数据，其中第二数据描述沿相应的第一方向的斜率的改变，并且其中获得针对主表面的地方的位置数据，在所述地方处第二数据超过预定阈值。接近衬底边缘的毛细裂缝通常在主要径向方向上从外边缘传播。可以示出：沿与毛细裂缝几乎正交地相交的线（例如沿上面描述的检查线）评估斜率数据导致第二数据中的特定识别标志。换言之，检查方法选择性地记录和评估包含关于典型结构缺陷的重要信息的特定种类的斜率数据。根据实施例，第一数据包括关于主表面在测量点处沿与围绕中心点并且通过相应测量点的圆相切的方向的斜率的信息。换言之，第一数据包括沿圆形检查线的轮廓（profile）信息，所述圆形检查线在检查区域的所有部分中与径向方向正交地相交，使得所记录的第一数据提供第二数据中的针对最常见类型的毛细裂缝的强信号。根据实施例，检查装置记录地形数据，并且处理第一数据包括将地形数据转换成斜率数据，其中通过关于测量点的高度和沿第一方向的距离的知识而获得斜率信息。将地形数据转换成斜率数据还可包括用于抑制噪声、寄生效应和外层的数字滤波。根据另一实施例，检查装置包括偏折装置，所述偏折装置沿第一方向直接记录斜率信息并直接输出斜率数据。偏折装置可包括滑动形（slid-shaped）辐射源和检测设备，其中辐射源和检测设备被布置成使得检测设备接收由辐射源发射并在检查区域中从半导体衬底反射的辐射的径向投影。辐射源可发射红外辐射、紫外辐射和/或可见光，其中辐射源至少具有纵向延伸，发射特性（例如辐射锥）沿所述纵向延伸近似均匀。辐射源可以是例如直的加热丝（heatedwire）。根据另一实施例，辐射源包括平坦发射表面和狭缝形孔径。通过孔径发射的辐射在下面被也称为“发光线”，不管发射的辐射的波长如何。根据实施例，发光线的纵向轴平行于主表面，并且与辐射源和检测设备之间的直接连接线正交。根据另一实施例，发光线的纵向轴在与主表面正交并且通过辐射源和检测设备之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于半导体衬底的检查方法，所述方法包括：通过使用检查装置（300），记录来自半导体衬底（110）的主表面（111）的检查区域（120）中的测量点的第一数据（810），其中检查区域（120）旋绕主表面（111）的中心点（105），并且其中第一数据（810）包括关于主表面（111）在测量点处沿第一方向的斜率的信息，所述第一方向偏离与包含相应测量点并且使其中心在中心点（105）的圆相切的方向不超过±60°；通过数据处理装置（400）分析第一数据（810），其中获得主表面（111）上的地方的位置数据（830），在所述地方处第一数据（810）满足预定准则；以及通过数据接口单元（490）输出位置数据（830）。

【技术特征摘要】
2017.12.08 DE 102017129356.61.一种用于半导体衬底的检查方法，所述方法包括：通过使用检查装置（300），记录来自半导体衬底（110）的主表面（111）的检查区域（120）中的测量点的第一数据（810），其中检查区域（120）旋绕主表面（111）的中心点（105），并且其中第一数据（810）包括关于主表面（111）在测量点处沿第一方向的斜率的信息，所述第一方向偏离与包含相应测量点并且使其中心在中心点（105）的圆相切的方向不超过±60°；通过数据处理装置（400）分析第一数据（810），其中获得主表面（111）上的地方的位置数据（830），在所述地方处第一数据（810）满足预定准则；以及通过数据接口单元（490）输出位置数据（830）。2.根据权利要求1所述的检查方法，进一步包括：从第一数据（810）获得第二数据（820），所述第二数据（820）描述沿如针对相应测量点所定义的第一方向的测量点处的斜率的改变，并且其中位置数据（830）标识斜率的改变的值超过预定阈值的地方。3.根据权利要求1或2中任一项所述的检查方法，其中第一数据（810）包括关于主表面（111）在测量点处沿与包含所述测量点并且使其中心在中心点（105）的圆相切的方向的斜率的信息。4.根据权利要求1至3中任一项所述的检查方法，其中第一数据（810）包括数量为n的数据子集，并且针对检查区域（120）中的n个检查视场（125）中的一个中的测量点，每个数据子集包括关于主表面（111）在测量点处在与到中心点（105）并且通过检查视场（125）的一条径向线正交的方向上的斜率的信息，其中n表示大于2的整数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的检查方法，其中记录第一数据（810）包括记录地形数据（815）和将地形数据（815）转换成斜率数据，其中转换地形数据（815）包括数字滤波方法。6.根据权利要求1至5中任一项所述的检查方法，其中检查装置（300）包括偏折装置（600），所述偏折装置（600）包括限定发光线（611）的辐射源（610）以及检测设备（622），所述检测设备（622）被布置成使得检测设备（622）接收发光线（611）的反射，其中反射包括被近似定向在关于中心点（105）的径向方向上的条纹反射（612）。7.根据权利要求6所述的检查方法，其中第一数据（810）包括数量为n的数据子集，并且针对检查区域（120）中的n个检查视场（125）中的一个中的测量点，每个数据子集包括关于主表面（111）在测量点处在与到中心点（105）并且通过检查视场（125）的一条径向线正交的方向上的斜率的信息，其中n表示大于2的整数，并且其中为了获得数据子集，移动发光线（611）以使得条纹反射（612）基本上沿与那一条径向线正交的方向移动。8.根据权利要求1至7中任一项所述的检查方法，其中半导体衬底（110）被布置在衬底载体（190）的载体表面（191）的第一表面部分（1911）上，检查区域（120）延伸超出半导体衬底（110）的横向外表面（113），并且第一数据（810）包括关于载体表面（191）的第二表面部分（1912）在测量点处的斜率的信息，其中第二表面部分（1912）横向邻接半导体衬底（110）。9.根据权利要求1至8中任一项所述的检查方法，进一步包括：记录从由辅助辐射源（392）发射并在主表面（111）处反射或穿过主表面（111）的辐射获得的辅助数据（860），其中分析第一数据（810）包括分析辅助数据（860）。10.一种检查装置，包括：支撑设备（312），其被适配成临时固定包括半导体衬底（110）的DUT（100）；测量设备（320），其被适配用于记录来自可布置在支撑设备（312）上的DUT（10...

【专利技术属性】
技术研发人员：R穆尔，N西德尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE