專利名稱：自動檢測機械性劃痕的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動檢測缺陷的方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種自動檢測機械性劃痕的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造過程中，由于復(fù)雜的工藝步驟，晶圓片在不同機臺上進行工藝，通過缺陷檢測設(shè)備常常會在晶圓片表面發(fā)現(xiàn)缺陷，這些缺陷包括在工藝過程中的產(chǎn)生的顆粒、由于射頻原因產(chǎn)生的晶圓擊穿和由機器臂產(chǎn)生的機械性劃痕等，其中，由機械臂產(chǎn)生的機械性劃痕通過缺陷檢測設(shè)備，可以發(fā)現(xiàn)，檢測到的缺陷點的分布會明顯的沿特定的直線方向分布，由于生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的持續(xù)進行，盡快的找出產(chǎn)生該機械性劃痕的機臺，能夠盡可能的減少晶圓的損傷率，從而減少半導(dǎo)體器件的次品率。為了確認產(chǎn)生這一類機械性劃痕的機臺，目前最常用的方法為:根據(jù)任意一個缺陷信號(機械性劃痕)在晶圓片上的位置，估算該機械性劃痕到晶圓中心點的垂直距離，再根據(jù)晶圓片的尺寸，估算該機械性劃痕的長度，然后通過查表或者工程師的經(jīng)驗判斷產(chǎn)生該機械性劃痕的可能機臺，再對這些可能的機臺進行測試或者對這些機臺已經(jīng)進行過的產(chǎn)品進行缺陷檢測，從而定位產(chǎn)生該機械性劃痕的設(shè)備，對該設(shè)備進行維修或其他相關(guān)處理。該方法其一、在精度和準確性上往往都不盡如人意；其二、人為的判斷或查表，再進行缺陷檢測，浪費大量時間，此時已經(jīng)有若干產(chǎn)品已經(jīng)進行下去；或者判斷出可能的機臺后，就停止在這些機臺上進行產(chǎn)品，降低生產(chǎn)效率。中國專利(申請?zhí)?201110054813.5)公開了一種矩形石英晶片缺陷自動檢測分類識別方法，其步驟:1、在原始圖像中提取石英晶片的長邊并計算其斜率；2、進 行圖像旋轉(zhuǎn)，使晶片的長邊在圖像中呈水平走向；3、進行圖像分割，從背景中分離出晶片目標(biāo)；4、基于晶片目標(biāo)及其相關(guān)參數(shù)，建立晶片模板；5、外圍斷條缺陷的檢測和識別；6、外圍邊緣不齊缺陷的檢測和識別；7、外圍崩邊缺陷的檢測和識別；8、邊緣處崩邊缺陷的檢測和識別；9、邊緣處邊緣不齊缺陷的檢測和識別；10、邊緣處炸口和劃痕缺陷的檢測和識別；11、內(nèi)部炸心、劃痕和陰影缺陷的檢測和識別。上述發(fā)明公開的方法可以精確檢測缺陷，且精確分類缺陷類型，但是未能提供準確快速的找出產(chǎn)生該缺陷的機臺的方法，從而未能克服現(xiàn)有技術(shù)中由于不能快速準確定位產(chǎn)生機械性劃痕的機臺，導(dǎo)致的產(chǎn)品的次品率上升，影響半導(dǎo)體器件生產(chǎn)效率的問題。中國專利(申請?zhí)?201010022611.8)公開了一種自動檢測晶圓缺陷的方法和系統(tǒng)，該方法包括以下步驟:將晶圓載入檢測機臺；獲取晶圓的產(chǎn)品信息，產(chǎn)品信息可以包括晶圓的尺寸以及晶圓上管芯的數(shù)量、大小和位置的信息；利用檢測機臺檢測晶圓上的管芯，檢測包括檢測管芯是否具有缺陷以及當(dāng)檢測出缺陷管芯時檢測缺陷管芯的坐標(biāo)，檢測進一步包括檢測缺陷管芯的缺陷類型；將檢測結(jié)果自動生成為結(jié)果文件。上述發(fā)明的自動檢測晶圓缺陷的方法和系統(tǒng)，解決了人工輸入有缺陷管芯容易出錯的問題，大大提高了檢測效率，但是上述發(fā)明未能提供準確快速定位產(chǎn)生缺陷的機臺的方法，從而未能克服由于不能快速準確的定位產(chǎn)生缺陷的機臺，導(dǎo)致產(chǎn)品的次品率上升，影響半導(dǎo)體器件生產(chǎn)效率的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種自動檢測機械性劃痕的方法及系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中不能快速準確的定位產(chǎn)生該機械性劃痕的生產(chǎn)設(shè)備的問題，從而提高生產(chǎn)效率，減少由于該機臺對晶圓產(chǎn)生的損傷率，進而降低晶圓的次品率。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種自動檢測機械性劃痕的方法，應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備對晶圓片進行工藝后的缺陷檢測工藝中，其特征在于，包括:利用一缺陷檢測單元檢測并記錄所述晶圓上的缺陷數(shù)據(jù)，且該缺陷檢測單元將所述缺陷數(shù)據(jù)傳送至一缺陷處理單元；所述缺陷處理單元獲取并對所述缺陷數(shù)據(jù)過濾分析處理后，輸出缺陷尺寸數(shù)據(jù)，并將該缺陷尺寸數(shù)據(jù)傳送至一數(shù)據(jù)比對單元；所述數(shù)據(jù)比對單元調(diào)取一設(shè)備數(shù)據(jù)庫中存儲的生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)，并將該生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)與獲取的所述缺陷尺寸數(shù)據(jù)進行比對，以定位產(chǎn)生缺陷的生產(chǎn)設(shè)備。上述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述缺陷處理單元對所述缺陷數(shù)據(jù)進行過濾分析處理包括以下步驟:步驟a:所述缺陷處理單元將所述缺陷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二值圖像；
·
步驟b:所述缺陷處理單元對所述二值圖像進行霍夫變換，得到直線缺陷數(shù)據(jù)；步驟c:所述缺陷處理單元對所述直線缺陷數(shù)據(jù)進行過濾，得到一第一直線缺陷數(shù)據(jù)；步驟d:所述缺陷處理單元根據(jù)所述第一直線缺陷數(shù)據(jù)利用最小二乘法得出一直線方程；步驟e:所述缺陷處理單元根據(jù)所述直線方程得出缺陷尺寸數(shù)據(jù)。上述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述缺陷數(shù)據(jù)為所述缺陷檢測單元檢測到所述晶圓片上的包含有機械性劃痕的所有缺陷的數(shù)據(jù)。上述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述二值圖像由缺陷區(qū)域和不具有缺陷的區(qū)域組成，且表示缺陷區(qū)域的顏色與所述不具有缺陷的區(qū)域的顏色不同；其中，黑點標(biāo)識的區(qū)域為缺陷區(qū)域；白點標(biāo)識的區(qū)域為不具有缺陷的區(qū)域。上述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述步驟c中所述缺陷處理單元對所述直線缺陷數(shù)據(jù)進行過濾的方法包括:將所述霍夫變換的閾值提高，過濾掉不清晰的缺陷直線數(shù)據(jù)。上述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述閾值大于等于0.8，如0.8、
0.9,1.0 等。上述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述缺陷尺寸數(shù)據(jù)為所述晶圓片的中心與所述第一直線缺陷的垂直距離。一種自動檢測機械性劃痕的系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用上述的自動檢測機械性劃痕的方法中，包括:缺陷檢測單元、缺陷處理單元、數(shù)據(jù)比對單元和設(shè)備數(shù)據(jù)庫單元，且所述設(shè)備數(shù)據(jù)庫中存儲有生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)；所述缺陷檢測單元檢測并記錄一晶圓上的缺陷數(shù)據(jù)，且該缺陷檢測單元將所述缺陷數(shù)據(jù)傳送至所述缺陷處理單元；所述缺陷處理單元獲取并對所述缺陷數(shù)據(jù)過濾分析處理后，輸出缺陷尺寸數(shù)據(jù)，并將該缺陷尺寸數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)據(jù)比對單元；所述數(shù)據(jù)比對單元獲取所述缺陷尺寸數(shù)據(jù)并與所述生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)進行比對，以定位產(chǎn)生缺陷的生產(chǎn)設(shè)備。上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或者有益效果:本發(fā)明提供的自動檢測機械性劃痕的方法及系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能快速準確的定位產(chǎn)生該機械性劃痕的生產(chǎn)設(shè)備的問題，避免人為估算的錯誤，從而提高生產(chǎn)效率，減少由于該生產(chǎn)設(shè)備對晶圓產(chǎn)生的損傷率，進而降低晶圓的次品率。


圖1是本發(fā)明提供的一種自動檢測機械性劃痕的方法的流程圖；圖2是本發(fā)明提供的一種自動檢測機械性劃痕的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但是不作為本發(fā)明的限定。圖1是本發(fā)明提供的一種自動檢測機械性劃痕的方法的流程圖；如圖所示，利用一缺陷檢測單元檢測并記錄一晶圓上的缺陷數(shù)據(jù)，該缺陷數(shù)據(jù)為包含機械性劃痕的所有缺陷的數(shù)據(jù)，且該缺陷檢測單元將缺陷數(shù)據(jù)傳送至一缺陷處理單元；缺陷處理單元獲取并對該缺陷數(shù)據(jù)過濾分析處理后，輸出缺陷尺寸數(shù)據(jù)，并將該缺陷尺寸數(shù)據(jù)傳送至一數(shù)據(jù)比對單元；數(shù)據(jù)比對單元調(diào)取一設(shè)備數(shù)據(jù)庫中存儲的生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)，并將該生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)與所獲取的缺陷尺寸數(shù)據(jù)進行比對，以定位產(chǎn)生缺陷的生產(chǎn)設(shè)備。其中，缺陷處理單元對該缺陷數(shù)據(jù)進行分析過濾處理包括以下步驟:步驟a:缺陷處理單元將缺陷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有黑點和白點二值圖像，黑點所在二值圖像中的位置代表晶圓片上該位置上具有缺陷點，白點所在二值圖像中的位置代表晶圓片上該位置上不具有缺陷點；步驟b:缺陷處理單元對二值圖像進行霍夫變換，得到直線缺陷數(shù)據(jù)；步驟c:缺陷處理單元對直線缺陷數(shù)據(jù)進行過濾，過濾時，將閾值適當(dāng)提高，閾值為大于等于0.8的值，如0.8、0.9、1.0等，從而得到一第一直線缺陷數(shù)據(jù)；步驟d:缺陷處理單元根據(jù)第一直線數(shù)據(jù)利用最小二乘法得出直線方程；步驟e:缺陷 處理單元根據(jù)直線方程得出晶圓片中心與第一直線缺陷的垂直距離，即缺陷尺寸。這種自動檢測機械性劃痕的方法應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備對晶圓片進行工藝后的缺陷檢測工藝中，能夠快速準確的定位產(chǎn)生該機械性劃痕的生產(chǎn)設(shè)備，避免人為估算的錯誤，從而提高生產(chǎn)效率，減少由于該生產(chǎn)設(shè)備對晶圓產(chǎn)生的損傷率，進而降低晶圓的次品率。圖2是本發(fā)明提供的一種自動檢測機械性劃痕的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，包括:缺陷檢測單元、缺陷處理單元、數(shù)據(jù)比對單元和設(shè)備數(shù)據(jù)庫單元，且設(shè)備數(shù)據(jù)庫中存儲有生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)；缺陷檢測單元檢測并記錄一晶圓上的缺陷數(shù)據(jù)，且該缺陷檢測單元將缺陷數(shù)據(jù)傳送至缺陷處理單元；缺陷處理單元獲取并對缺陷數(shù)據(jù)過濾分析處理后，輸出缺陷尺寸數(shù)據(jù)，并將該缺陷尺寸數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)比對單元；數(shù)據(jù)比對單元獲取缺陷尺寸數(shù)據(jù)并與生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)進行比對，以定位產(chǎn)生缺陷的生產(chǎn)設(shè)備。這種自動檢測機械性劃痕的系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備對晶圓片進行工藝后的缺陷檢測工藝中，能夠快速準確的定位產(chǎn)生該機械性劃痕的生產(chǎn)設(shè)備，避免人為估算的錯誤，從而提高生產(chǎn)效率，減少由于該生產(chǎn)設(shè)備對晶圓產(chǎn)生的損傷率，進而降低晶圓的次品率。實施例1:KLA-Tencor2825 (科磊量測設(shè)備儀器廠生產(chǎn)的一種缺陷檢測機臺的型號)機臺對晶圓片進行缺陷檢測，檢測到缺陷信號后得到缺陷數(shù)據(jù)，將晶圓片上每一個具有缺陷點的位置作為一個有效的像素，缺陷處理單元將缺陷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二值圖像，再對二值圖像進行霍夫變換，由于機械性劃痕均是線長比較長且缺陷點數(shù)量比較多的缺陷，所以可以很快的設(shè)計合理的閾值以篩選符合要求的第一直線缺陷數(shù)據(jù)，再根據(jù)最小二乘法得出第一直線缺陷數(shù)據(jù)的直線方程，從而獲得晶圓片的中心到第一直線缺陷的垂直距離，即缺陷尺寸數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)比對單元將缺陷尺寸數(shù)據(jù)與設(shè)備數(shù)據(jù)庫單元中存儲的生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)進行比對，從而精確定位出產(chǎn)生缺陷的生產(chǎn)設(shè)備。

綜上所述，本發(fā)明提供的自動檢測機械性劃痕的方法及系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能快速準確的定位產(chǎn)生該機械性劃痕的生產(chǎn)設(shè)備的問題，避免人為估算的錯誤，從而提高生產(chǎn)效率，減少由于該生產(chǎn)設(shè)備對晶圓產(chǎn)生的損傷率，進而降低晶圓的次品率。以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的申請專利范圍，所以凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等效變化，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動檢測機械性劃痕的方法，應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備對晶圓片進行工藝后的缺陷檢測工藝中，其特征在于，包括: 利用一缺陷檢測單元檢測并記錄所述晶圓上的缺陷數(shù)據(jù)，且該缺陷檢測單元將所述缺陷數(shù)據(jù)傳送至一缺陷處理單元； 所述缺陷處理單元獲取并對所述缺陷數(shù)據(jù)過濾分析處理后，輸出缺陷尺寸數(shù)據(jù)，并將該缺陷尺寸數(shù)據(jù)傳送至一數(shù)據(jù)比對單元； 所述數(shù)據(jù)比對單元調(diào)取一設(shè)備數(shù)據(jù)庫中存儲的生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)，并將該生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)與獲取的所述缺陷尺寸數(shù)據(jù)進行比對，以定位產(chǎn)生缺陷的生產(chǎn)設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述缺陷處理單元對所述缺陷數(shù)據(jù)進行過濾分析處理的步驟，具體包括: 步驟a:所述缺陷處理單元將所述缺陷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二值圖像； 步驟b:所述缺陷處理單元對所述二值圖像進行霍夫變換，得到直線缺陷數(shù)據(jù)； 步驟c:所述缺陷處理單元對所述直線缺陷數(shù)據(jù)進行過濾，得到一第一直線缺陷數(shù)據(jù)； 步驟d:所述缺陷處理單元根據(jù)所述第一直線缺陷數(shù)據(jù)利用最小二乘法得出一直線方程; 步驟e:所述缺陷處理單元根據(jù)所述直線方程得出缺陷尺寸數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述缺陷數(shù)據(jù)為所述缺陷檢測單元檢測到所述晶圓片上的包含有機械性劃痕的所有缺陷的數(shù)據(jù)?！?br> 4.如權(quán)利要求2所述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述二值圖像由缺陷區(qū)域和不具有缺陷的區(qū)域組成，且表示缺陷區(qū)域的顏色與所述不具有缺陷的區(qū)域的顏色不同。
5.如權(quán)利要求2所述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，步驟c中所述缺陷處理單元對所述直線缺陷數(shù)據(jù)進行過濾的方法包括:將所述霍夫變換的閾值提高，過濾掉不清晰的缺陷直線數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述閾值大于等于0.8。
7.如權(quán)利要求2所述的自動檢測機械性劃痕的方法，其特征在于，所述缺陷尺寸數(shù)據(jù)為所述晶圓片的中心與所述第一直線缺陷的垂直距離。
8.一種自動檢測機械性劃痕的系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1 7中任意一項所述的自動檢測機械性劃痕的方法中，包括:缺陷檢測單元、缺陷處理單元、數(shù)據(jù)比對單元和設(shè)備數(shù)據(jù)庫單元，且所述設(shè)備數(shù)據(jù)庫中存儲有生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)； 所述缺陷檢測單元檢測并記錄一晶圓上的缺陷數(shù)據(jù)，且該缺陷檢測單元將所述缺陷數(shù)據(jù)傳送至所述缺陷處理單元； 所述缺陷處理單元獲取并對所述缺陷數(shù)據(jù)過濾分析處理后，輸出缺陷尺寸數(shù)據(jù)，并將該缺陷尺寸數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)據(jù)比對單元； 所述數(shù)據(jù)比對單元獲取所述缺陷尺寸數(shù)據(jù)并與所述生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)進行比對，以定位產(chǎn)生缺陷的生產(chǎn)設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動檢測機械性劃痕的方法及系統(tǒng)，包括缺陷檢測單元、缺陷處理單元、數(shù)據(jù)比對單元和設(shè)備數(shù)據(jù)庫單元；缺陷檢測單元檢測到晶圓片上的缺陷后得到缺陷數(shù)據(jù)，由缺陷處理單元對缺陷數(shù)據(jù)進行處理得到缺陷尺寸數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)比對單元將缺陷尺寸數(shù)據(jù)與設(shè)備數(shù)據(jù)庫單元中存儲的生產(chǎn)設(shè)備的機械尺寸數(shù)據(jù)進行比對，定位得到產(chǎn)生機械性劃痕的生產(chǎn)設(shè)備；通過應(yīng)用本發(fā)明提供的自動檢測機械性劃痕的方法及系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能快速準確的定位產(chǎn)生機械性劃痕的生產(chǎn)設(shè)備的問題，避免人為估算的錯誤，從而提高生產(chǎn)效率，減少由于該生產(chǎn)設(shè)備對晶圓產(chǎn)生的損傷率，進而降低晶圓的次品率。
文檔編號G01N21/88GK103245667SQ20131011989
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者陳旭, 婁曉祺, 邵雄 申請人:上海華力微電子有限公司