半導體製造晶圓檢測技術分析
發布時間:2010-06-22
中心議題:
新環境中的老方法
半導體製造中廣泛采用晶圓自動檢測係統已逾30nian。zaixianjingyuanjianceyouzhuyutuijinzhizaojishudefazhan,tanengzaoqijiancedaogongyizhongdequexian,congerjianshaokaifashijianbingfangzhichanchuchaoshi。guoqu,jiancequexiandenenglishizhuyaoguanzhudianzhiyi,danxianzaideyaoqiugaibianle。jinjinianlai,meiyijingyuandequexianjishuxunsuzengchangzhimeiyijingyuanduoda100萬個缺陷,這是因為晶圓尺寸變大,同時檢測技術靈敏度更高了(圖1)。雖sui然ran總zong檢jian測ce計ji數shu增zeng加jia及ji關guan鍵jian缺que陷xian尺chi寸cun變bian得de更geng小xiao,這zhe一yi時shi期qi缺que陷xian檢jian查zha的de典dian型xing策ce略lve並bing未wei改gai變bian,尤you其qi是shi在zai隨sui機ji取qu樣yang占zhan主zhu導dao的de缺que陷xian檢jian查zha區qu域yu。這zhe種zhong情qing況kuang能neng產chan生sheng常chang與yu幹gan擾rao缺que陷xian在zai一yi起qi的de缺que陷xianpareto圖(圖2)。

缺陷檢測管理的趨勢
傳統的在線監控策略主要關注像隨機微粒這樣的隨機缺陷。盡管檢測隨機微粒很重要,但更先進的技術節點出現了很難檢測的係統缺陷(圖3)。即使檢測後,從大量缺陷計數中識別這些缺陷也頗具挑戰性,每晶圓50個缺陷的取樣率僅是105個缺陷數據的0.05%。隨著係統缺陷的增加,人們更多關注識別工藝開發早期的作圖問題以減少產品推出周期。
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一些方法,包括焦點曝光矩陣(FEM)或PWQ(工藝窗口限定)等(deng),正(zheng)被(bei)用(yong)於(yu)識(shi)別(bie)係(xi)統(tong)性(xing)作(zuo)圖(tu)問(wen)題(ti)。同(tong)樣(yang),器(qi)件(jian)開(kai)發(fa)過(guo)程(cheng)中(zhong)發(fa)現(xian)的(de)邊(bian)際(ji)圖(tu)形(xing)也(ye)要(yao)求(qiu)受(shou)監(jian)控(kong),以(yi)檢(jian)測(ce)可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)工(gong)藝(yi)變(bian)化(hua)和(he)交(jiao)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)失(shi)效(xiao)。為(wei)達(da)到(dao)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao),采(cai)用(yong)部(bu)分(fen)設(she)計(ji)夾(jia)作(zuo)為(wei)庫(ku)來(lai)有(you)效(xiao)地(di)監(jian)控(kong)關(guan)鍵(jian)圖(tu)形(xing)類(lei)型(xing)。這(zhe)一(yi)方(fang)法(fa)中(zhong),每(mei)個(ge)邊(bian)際(ji)圖(tu)形(xing)的(de)設(she)計(ji)夾(jia)可(ke)以(yi)注(zhu)冊(ce)在(zai)庫(ku)中(zhong),任(ren)何(he)這(zhe)種(zhong)圖(tu)形(xing)失(shi)效(xiao)的(de)發(fa)生(sheng)可(ke)有(you)效(xiao)地(di)被(bei)捕(bu)捉(zhuo)和(he)分(fen)類(lei)。
方法:思路的重大改變
為(wei)了(le)提(ti)高(gao)監(jian)測(ce)和(he)識(shi)別(bie)關(guan)鍵(jian)缺(que)陷(xian)的(de)效(xiao)率(lv),必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)新(xin)方(fang)法(fa)。依(yi)賴(lai)簡(jian)單(dan)的(de)缺(que)陷(xian)過(guo)濾(lv)和(he)基(ji)於(yu)大(da)小(xiao)的(de)缺(que)陷(xian)次(ci)序(xu)是(shi)不(bu)夠(gou)的(de)。為(wei)了(le)取(qu)得(de)最(zui)佳(jia)的(de)檢(jian)測(ce)和(he)鑒(jian)評(ping)預(yu)算(suan),必(bi)須(xu)對(dui)檢(jian)測(ce)設(she)置(zhi)與(yu)鑒(jian)評(ping)策(ce)略(lve)二(er)者(zhe)使(shi)用(yong)新(xin)的(de)知(zhi)識(shi)信(xin)息(xi)。從(cong)設(she)計(ji)和(he)模(mo)擬(ni)得(de)到(dao)的(de)關(guan)鍵(jian)區(qu)域(yu)和(he)熱(re)點(dian)這(zhe)樣(yang)一(yi)些(xie)知(zhi)識(shi)信(xin)息(xi)可(ke)以(yi)插(cha)入(ru)檢(jian)測(ce)方(fang)略(lve)中(zhong),優(you)化(hua)可(ke)用(yong)的(de)檢(jian)測(ce)容(rong)量(liang)。在(zai)完(wan)成(cheng)檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)中(zhong)和(he)完(wan)成(cheng)後(hou),基(ji)於(yu)多(duo)重(zhong)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)的(de)缺(que)陷(xian)過(guo)濾(lv)和(he)分(fen)類(lei)使(shi)用(yong)戶(hu)能(neng)快(kuai)速(su)識(shi)別(bie)新(xin)缺(que)陷(xian),有(you)效(xiao)地(di)量(liang)化(hua)已(yi)知(zhi)的(de)缺(que)陷(xian)類(lei)型(xing)。利(li)用(yong)設(she)計(ji)空(kong)間(jian)中(zhong)缺(que)陷(xian)鄰(lin)近(jin)位(wei)置(zhi)的(de)信(xin)息(xi)(此處,設計的複雜組成是了解的),可以較好地評估每一缺陷的良率相關性,提供缺陷的排序(圖4)。

用yong與yu設she計ji相xiang關guan的de檢jian測ce設she置zhi,現xian在zai可ke以yi產chan生sheng更geng智zhi能neng化hua的de檢jian測ce菜cai單dan,注zhu意yi力li集ji中zhong在zai最zui重zhong要yao的de芯xin片pian區qu域yu。這zhe一yi技ji術shu已yi成cheng功gong地di在zai開kai發fa和he生sheng產chan工gong廠chang中zhong進jin行xing了le試shi驗yan。引yin入ru新xin方fang法fa後hou,缺que陷xian識shi別bie更geng有you效xiao,因yin而er能neng通tong過guo分fen析xi實shi驗yan結jie果guo減jian少shao工gong藝yi開kai發fa時shi間jian(圖5)。由於能方便地監控關鍵結構,就可以評估每一組實驗,以便選擇刻印圖形結果最好的工藝條件。

采cai用yong在zai線xian檢jian測ce新xin方fang法fa,現xian在zai已yi能neng以yi係xi統tong性xing方fang法fa識shi別bie缺que陷xian問wen題ti。在zai要yao求qiu技ji術shu優you勢shi和he運yun作zuo效xiao率lv二er者zhe均jun有you競jing爭zheng力li的de環huan境jing下xia,必bi須xu實shi施shi新xin方fang法fa使shi可ke用yong於yu缺que陷xian管guan理li的de資zi源yuan最zui大da化hua。缺que陷xian檢jian測ce不bu再zai需xu要yao處chu於yu單dan獨du在zai工gong廠chang中zhong的de封feng閉bi模mo式shi(silomode),設計人員、光(guang)刻(ke)和(he)缺(que)陷(xian)工(gong)程(cheng)師(shi)也(ye)必(bi)須(xu)利(li)用(yong)新(xin)提(ti)供(gong)的(de)技(ji)術(shu)來(lai)有(you)效(xiao)地(di)識(shi)別(bie)隨(sui)機(ji)缺(que)陷(xian)和(he)圖(tu)形(xing)缺(que)陷(xian)。進(jin)而(er),在(zai)線(xian)檢(jian)測(ce)現(xian)在(zai)已(yi)與(yu)設(she)計(ji)相(xiang)關(guan)聯(lian),能(neng)優(you)化(hua)檢(jian)測(ce)預(yu)算(suan),從(cong)而(er)檢(jian)測(ce)最(zui)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)區(qu)域(yu)。當(dang)半(ban)導(dao)體(ti)製(zhi)造(zao)在(zai)競(jing)爭(zheng)中(zhong)繼(ji)續(xu)向(xiang)前(qian)推(tui)進(jin)時(shi),綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)缺(que)陷(xian)和(he)設(she)計(ji)將(jiang)是(shi)缺(que)陷(xian)管(guan)理(li)的(de)大(da)趨(qu)勢(shi)。
- 晶圓自動檢測方法
- 缺陷檢測管理的趨勢
- 在線監測方法的技術優勢
新環境中的老方法
半導體製造中廣泛采用晶圓自動檢測係統已逾30nian。zaixianjingyuanjianceyouzhuyutuijinzhizaojishudefazhan,tanengzaoqijiancedaogongyizhongdequexian,congerjianshaokaifashijianbingfangzhichanchuchaoshi。guoqu,jiancequexiandenenglishizhuyaoguanzhudianzhiyi,danxianzaideyaoqiugaibianle。jinjinianlai,meiyijingyuandequexianjishuxunsuzengchangzhimeiyijingyuanduoda100萬個缺陷,這是因為晶圓尺寸變大,同時檢測技術靈敏度更高了(圖1)。雖sui然ran總zong檢jian測ce計ji數shu增zeng加jia及ji關guan鍵jian缺que陷xian尺chi寸cun變bian得de更geng小xiao,這zhe一yi時shi期qi缺que陷xian檢jian查zha的de典dian型xing策ce略lve並bing未wei改gai變bian,尤you其qi是shi在zai隨sui機ji取qu樣yang占zhan主zhu導dao的de缺que陷xian檢jian查zha區qu域yu。這zhe種zhong情qing況kuang能neng產chan生sheng常chang與yu幹gan擾rao缺que陷xian在zai一yi起qi的de缺que陷xianpareto圖(圖2)。

缺陷檢測管理的趨勢
傳統的在線監控策略主要關注像隨機微粒這樣的隨機缺陷。盡管檢測隨機微粒很重要,但更先進的技術節點出現了很難檢測的係統缺陷(圖3)。即使檢測後,從大量缺陷計數中識別這些缺陷也頗具挑戰性,每晶圓50個缺陷的取樣率僅是105個缺陷數據的0.05%。隨著係統缺陷的增加,人們更多關注識別工藝開發早期的作圖問題以減少產品推出周期。
[page]一些方法,包括焦點曝光矩陣(FEM)或PWQ(工藝窗口限定)等(deng),正(zheng)被(bei)用(yong)於(yu)識(shi)別(bie)係(xi)統(tong)性(xing)作(zuo)圖(tu)問(wen)題(ti)。同(tong)樣(yang),器(qi)件(jian)開(kai)發(fa)過(guo)程(cheng)中(zhong)發(fa)現(xian)的(de)邊(bian)際(ji)圖(tu)形(xing)也(ye)要(yao)求(qiu)受(shou)監(jian)控(kong),以(yi)檢(jian)測(ce)可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)工(gong)藝(yi)變(bian)化(hua)和(he)交(jiao)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)失(shi)效(xiao)。為(wei)達(da)到(dao)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao),采(cai)用(yong)部(bu)分(fen)設(she)計(ji)夾(jia)作(zuo)為(wei)庫(ku)來(lai)有(you)效(xiao)地(di)監(jian)控(kong)關(guan)鍵(jian)圖(tu)形(xing)類(lei)型(xing)。這(zhe)一(yi)方(fang)法(fa)中(zhong),每(mei)個(ge)邊(bian)際(ji)圖(tu)形(xing)的(de)設(she)計(ji)夾(jia)可(ke)以(yi)注(zhu)冊(ce)在(zai)庫(ku)中(zhong),任(ren)何(he)這(zhe)種(zhong)圖(tu)形(xing)失(shi)效(xiao)的(de)發(fa)生(sheng)可(ke)有(you)效(xiao)地(di)被(bei)捕(bu)捉(zhuo)和(he)分(fen)類(lei)。
方法:思路的重大改變
為(wei)了(le)提(ti)高(gao)監(jian)測(ce)和(he)識(shi)別(bie)關(guan)鍵(jian)缺(que)陷(xian)的(de)效(xiao)率(lv),必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)新(xin)方(fang)法(fa)。依(yi)賴(lai)簡(jian)單(dan)的(de)缺(que)陷(xian)過(guo)濾(lv)和(he)基(ji)於(yu)大(da)小(xiao)的(de)缺(que)陷(xian)次(ci)序(xu)是(shi)不(bu)夠(gou)的(de)。為(wei)了(le)取(qu)得(de)最(zui)佳(jia)的(de)檢(jian)測(ce)和(he)鑒(jian)評(ping)預(yu)算(suan),必(bi)須(xu)對(dui)檢(jian)測(ce)設(she)置(zhi)與(yu)鑒(jian)評(ping)策(ce)略(lve)二(er)者(zhe)使(shi)用(yong)新(xin)的(de)知(zhi)識(shi)信(xin)息(xi)。從(cong)設(she)計(ji)和(he)模(mo)擬(ni)得(de)到(dao)的(de)關(guan)鍵(jian)區(qu)域(yu)和(he)熱(re)點(dian)這(zhe)樣(yang)一(yi)些(xie)知(zhi)識(shi)信(xin)息(xi)可(ke)以(yi)插(cha)入(ru)檢(jian)測(ce)方(fang)略(lve)中(zhong),優(you)化(hua)可(ke)用(yong)的(de)檢(jian)測(ce)容(rong)量(liang)。在(zai)完(wan)成(cheng)檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)中(zhong)和(he)完(wan)成(cheng)後(hou),基(ji)於(yu)多(duo)重(zhong)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)的(de)缺(que)陷(xian)過(guo)濾(lv)和(he)分(fen)類(lei)使(shi)用(yong)戶(hu)能(neng)快(kuai)速(su)識(shi)別(bie)新(xin)缺(que)陷(xian),有(you)效(xiao)地(di)量(liang)化(hua)已(yi)知(zhi)的(de)缺(que)陷(xian)類(lei)型(xing)。利(li)用(yong)設(she)計(ji)空(kong)間(jian)中(zhong)缺(que)陷(xian)鄰(lin)近(jin)位(wei)置(zhi)的(de)信(xin)息(xi)(此處,設計的複雜組成是了解的),可以較好地評估每一缺陷的良率相關性,提供缺陷的排序(圖4)。

用yong與yu設she計ji相xiang關guan的de檢jian測ce設she置zhi,現xian在zai可ke以yi產chan生sheng更geng智zhi能neng化hua的de檢jian測ce菜cai單dan,注zhu意yi力li集ji中zhong在zai最zui重zhong要yao的de芯xin片pian區qu域yu。這zhe一yi技ji術shu已yi成cheng功gong地di在zai開kai發fa和he生sheng產chan工gong廠chang中zhong進jin行xing了le試shi驗yan。引yin入ru新xin方fang法fa後hou,缺que陷xian識shi別bie更geng有you效xiao,因yin而er能neng通tong過guo分fen析xi實shi驗yan結jie果guo減jian少shao工gong藝yi開kai發fa時shi間jian(圖5)。由於能方便地監控關鍵結構,就可以評估每一組實驗,以便選擇刻印圖形結果最好的工藝條件。

采cai用yong在zai線xian檢jian測ce新xin方fang法fa,現xian在zai已yi能neng以yi係xi統tong性xing方fang法fa識shi別bie缺que陷xian問wen題ti。在zai要yao求qiu技ji術shu優you勢shi和he運yun作zuo效xiao率lv二er者zhe均jun有you競jing爭zheng力li的de環huan境jing下xia,必bi須xu實shi施shi新xin方fang法fa使shi可ke用yong於yu缺que陷xian管guan理li的de資zi源yuan最zui大da化hua。缺que陷xian檢jian測ce不bu再zai需xu要yao處chu於yu單dan獨du在zai工gong廠chang中zhong的de封feng閉bi模mo式shi(silomode),設計人員、光(guang)刻(ke)和(he)缺(que)陷(xian)工(gong)程(cheng)師(shi)也(ye)必(bi)須(xu)利(li)用(yong)新(xin)提(ti)供(gong)的(de)技(ji)術(shu)來(lai)有(you)效(xiao)地(di)識(shi)別(bie)隨(sui)機(ji)缺(que)陷(xian)和(he)圖(tu)形(xing)缺(que)陷(xian)。進(jin)而(er),在(zai)線(xian)檢(jian)測(ce)現(xian)在(zai)已(yi)與(yu)設(she)計(ji)相(xiang)關(guan)聯(lian),能(neng)優(you)化(hua)檢(jian)測(ce)預(yu)算(suan),從(cong)而(er)檢(jian)測(ce)最(zui)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)區(qu)域(yu)。當(dang)半(ban)導(dao)體(ti)製(zhi)造(zao)在(zai)競(jing)爭(zheng)中(zhong)繼(ji)續(xu)向(xiang)前(qian)推(tui)進(jin)時(shi),綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)缺(que)陷(xian)和(he)設(she)計(ji)將(jiang)是(shi)缺(que)陷(xian)管(guan)理(li)的(de)大(da)趨(qu)勢(shi)。
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