監控用于檢測半導體晶片表面上的缺陷的表面檢查系統的工作狀況的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種監控用于檢測半導體晶片表面上的缺陷的表面檢查系統的工作狀況的方法。
【背景技術】
[0002]在制備半導體晶片以形成用于生產電子元件的基板的過程中，檢查半導體晶片表面存在的缺陷。待被檢查的表面通常是半導體晶片的打算在其上形成電子元件結構的上側表面。為了進行檢查，可以使用表面檢查掃描系統。所述系統以激光的光點逐步照射半導體晶片的表面并且檢測作為一個或者不同立體角(通路)的函數的散射光。如此獲得的散射光數據允許推導出關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，借助于參考半導體晶片來校準表面檢查系統。US 7027146 B1描述了一種能生產出參考半導體晶片的方法。參考半導體晶片還可購買獲得。如US 7027146 B1中所述的參考半導體晶片具有沉積在其表面上的不同尺寸、數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于缺陷的報告尺寸。如果參考缺陷不具有球面構造，則缺陷的尺寸通常意味著其最大的空間范圍。
[0004]如果表面檢查系統被正確地校準了，則其以在尺寸方面的變化在規定的公差極限(標準公差)內的精確度來指示出參考半導體晶片上的缺陷的數量、位置和尺寸。例如，所獲得的測量數據可能作為表示作為其尺寸的函數的缺陷頻率的柱狀圖來處理。測量數據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據。
[0005]重要的是監控表面檢查系統是否處于正確的工作狀況，并且如果監控顯露出異常是否適合于報警。如果異常出現，則其促使必須被調查，并且如果合適則必須恢復表面檢查系統的正確狀況。US2007/0030478 A1描述了一種其中在使用表面檢查系統的過程中提供了參考半導體晶片的重復檢查的監控方法。如果參考半導體晶片的檢查的測量數據與處于新近校準狀況的表面檢查系統所傳送的基本上沒有不同，則表面檢查系統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，通過測量缺陷的數量，未獲得關于作為時間函數的缺陷尺寸的測量的穩定性的信息。表面檢查系統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，即便收集關于尺寸分布的最大位置及其作為時間函數的變化的輔助信息，信息量仍保持得不充分。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的目的是提供一種允許更全面地并以更好靈敏度地監控用于檢測半導體晶片表面上的缺陷的表面檢查系統的工作行為的相應方法。
[0007]通過一種監控用于檢測半導體晶片表面上的缺陷的表面檢查系統的工作狀況的方法來實現該目的，包括:
[0008]提供參考半導體晶片，在參考半導體晶片的檢查表面上具有特定數量、尺寸和密度的缺陷；
[0009]通過利用表面檢查系統來實施參考半導體晶片的參考檢查和參考半導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的工作狀況。
[0013]根據本發明的方法不限于觀察一個或更多個以下參數及它們在表面檢查系統的工作過程中的進展:檢測到的缺陷的數量、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參考檢查和控制檢查的缺陷尺寸所產生的這些缺陷的尺寸差值。根據已經確定的這些尺寸差值來評估表面檢查系統的工作狀況。
[0014]表面檢查系統包括光源和一個或更多個檢測器，所述光源產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。所述表面檢查系統是市場上可買到的，例如，來自廠家KLA-Tencor的。
[0015]參考檢查優選在表面檢查系統的校準過程中或者在校準之后立即執行。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恢復至正確的狀況。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定目的，即，檢測半導體晶片表面上的缺陷。
[0016]為了校準表面檢查系統，可使用具有檢查表面的參考半導體晶片，在該檢查表面上存在限定數量的并具有限定尺寸分布的PSL球。
[0017]原則上，具有PSL球的所述參考半導體晶片還可以用作在根據本發明的方法的過程中執行的參考檢查和控制檢查的參考半導體晶片。參考半導體晶片的缺陷優選具有很難利用PSL球實現的連續尺寸分布。因此，優選使用具有來源于在單晶體的結晶期間已經形成的空位結塊的缺陷的參考半導體晶片，由其獲得了參考半導體晶片。該單晶體優選由硅構成。例如可能被檢測為C0P缺陷的空位結塊的形成可能在單晶體在與熔體的分界面處結晶期間受影響。熔體與生長的單晶體之間的界面處的高結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體晶片的檢查表面優選處于拋光狀態。參考半導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球的參考半導體晶片對比，優選的參考半導體晶片敏感度更低并且可以沒有清理的問題。參考半導體晶片的檢查表面上的缺陷密度優選不小于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中描述了對于發現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定距離(搜尋半徑)且在該距離內沒有再發現缺陷的這種缺陷。
[0019]根據本發明，根據參考檢查的共同缺陷的尺寸與根據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的工作狀況的依據。
[0020]該信息是能夠迅速地認識到表面檢查系統的工作狀況