专利名称：以光学方式检查和显现从圆片状物体获得的光学测量值的方法
技术领域：
本发明涉及一种以光学方式检查和显现对圆片状物体记录的至少一个图像的光学测量值的方法。
背景技术：
在半导体生产中，在制造工艺期间，在多个工艺步骤中依次加工晶片。随着集成密度的增加，对形成在晶片上的结构的质量的要求变得更高了。为了能够检验所形成的结构的质量并发现缺陷(如果有缺陷的话)，对用于处理晶片的组件和工艺步骤的质量、精确性和再生产性的要求相应地较为严格。这意味着在包括大量工艺步骤且有许多层的光致抗蚀剂或类似物需要涂覆的晶片的生产过程中，可靠地并尽早地检测到缺陷尤其重要。在对缺陷进行光学检测时，需要考虑到由于光致抗蚀剂(photoresist)在半导体晶片上涂覆的厚度差异而导致的系统性缺陷，以避免对半导体晶片上并不包含缺陷的位置进行标记。
德国专利申请案DE 10 307 454 A1揭示了一种用于对半导体衬底的表面进行光学检查的方法、装置和软件，以及一种用于使用此种方法或此种装置来制造结构化半导体衬底的方法和装置。在所述方法中，记录图像以对半导体衬底表面进行光学检查。所述图像由多个像素组成，每个像素具有至少三个相关的不同波长的强度，所述强度被称为色值。根据所述色值，通过转换成由强度和颜色坐标跨越的颜色空间来计算具有相同坐标值的像素的频率分布。将由此计算的频率分布用于与相应计算的第二频率分布或由其得出的量进行比较。此方法无法实现对圆片状物体的视觉比较或视觉检查。
半导体晶片的宏观图像显示出层的均质性径向性地变化。特别是在涂覆光致抗蚀剂时，在远离晶片中心的区域中出现均质性变化。如果为了对成像的晶片的图像进行评估而在晶片的整个半径上使用统一的敏感度(至今为止正是如此)，则始终可以检测到边缘处的偏差，但无法检测到中间(晶片中心附近)的缺陷。如果选择高敏感度以确保可靠地检测到均质区域中的缺陷，则在边缘区域中错误检测会增多，因为不均质的边缘区域不是总会被评估为缺陷。为了避免这种结果，可将边缘区域彻底排除。然而这样又会漏掉真正的缺陷。另一方面，如果选择了较低的敏感度，可能不再会有错误检测，但均质区域中的缺陷可能不会被检测到。
德国专利申请案DE 103 31 686.8 A1揭示了一种评估对晶片或其它圆片状物体记录的图片的方法。在记录了至少一个参考晶片的图像之后，在用户界面上作为径向均质性功能而获得并显示参考晶片的测量值的径向分布。关于所测量的参考晶片的径向均质性功能改变径向依赖性敏感度轮廓。改变敏感度轮廓的至少一个参数，从而能够根据与径向均质性功能的比较来从视觉上确定经修整的敏感度轮廓。这种方法同样不能显示整个晶片的图像，而只有在整个晶片的图像的辅助下，才能就缺陷方面来评估图像。
第7,065,460号美国专利揭示了一种用于检查半导体组件的装置和方法。所述装置用来检查半导体产品的电属性。根据所述检查获得的测量结果结合各种颜色而显示在显示器上。
呈图中曲线形式的测量值的图解表示只对于测量点的分布的一个维度有意义。然而，如果测量点是在空间中分布的，那么图解会将其缩减成一个维度。结果会丢失信息。即使3D图的表示也不是总能形成图解表示，因为会有重叠。很难显示出原始信息与测量值之间的联系。数字形式的表示无法实现关于测量值的空间分布的任何结论。
发明内容
因此，本发明的目的是创造一种视觉方法，其允许可靠且快速地获得圆片状衬底的表面上的可能缺陷的空间分布。
通过具有权利要求1的特征的方法来实现这一目的。
本发明的优点在于，首先记录至少一个圆片状物体的至少一个图像，其中根据所述至少一个记录的图像来产生多个光学测量值。接着，将色值与每个光学测量值相关联。根据光学测量值产生所得图像，其中圆片状物体的区域的一部分(其光学测量值在预定区间内)与从预定调色板中选出的色值相关联。
所得图像与记录的图像具有相同尺寸。所述调色板具有至少三种不同的颜色，所得图像以这些颜色来显示。调色板界定测量值与色值之间的关联规则，圆片状物体的表面的图像通过这种关联规则而以不同的颜色来显示。
也可确定阈值以便于区分。因此，在记录的图像的测量值与阈值之间形成差值。
在特定实施例中，调色板可以从绿色渐变成白色再渐变成红色。调色板从绿色到白色再到红色的渐变用于显现信噪比，其中在测量值远离阈值之处出现绿色区域，而红色区域指示测量值超出阈值的区域。
记录的图像和所得图像显示在系统的显示器上，其中为了评估圆片状衬底上的缺陷，可在记录的图像与所得图像之间进行切换。调色板的选择由用户自行判断。为了快速地检测出具有或不具有缺陷的区域，具有三种颜色的渐变的调色板已证明是有用的。
所述圆片状物体可为平板显示器或晶片。
图中示意绘示本发明，且将在下文中参看图式来描述本发明。
图1是用于检测晶片或圆片状衬底上的缺陷的系统的示意表示。
图2a是晶片的图像或图像数据的记录类型的表示。
图2b是晶片的示意平面图。
图3是系统的显示器上的晶片的视图，且其用于与真实记录的晶片图像进行比较。
图4是晶片表面的视图，其中已形成与阈值的差值。
图5是采取黑白表示形式的晶片表面的假色图像。
具体实施例方式
图1绘示用于检测晶片上的缺陷的系统1。系统1包括(例如)至少一个用于半导体衬底或晶片的套筒元件3。在测量单元5中，记录着各个晶片的图像或图像数据。在半导体衬底或晶片的套筒元件3与测量单元5之间提供传送机构9。系统1被外壳11包围，其中外壳11界定基座12。在系统1中，进一步并入有计算机15，用于记录和处理测量的各个晶片的图像和图像数据。系统1配备有显示器13和键盘14。键盘14使得用户能够输入数据以控制系统，或者输入参数以评估各个晶片的图像数据。在显示器13上向用户显示多个用户界面。
图2a绘示从晶片16检测图像和/或图像数据的方式的示意表示。晶片16放置在台20上，所述台20可在第一方向X和第二方向Y上在外壳11内横移。第一和第二方向X、Y彼此成直角。图像记录构件22提供在晶片16的表面17上方，其中成像构件22的视场小于晶片16的整个表面17。为了能够在成像构件22的辅助下将晶片16的整个表面17成像，以迂曲的方式扫描晶片16。随后，将依次记录的像场组合成晶片16的表面17的整体图像。这一操作也由提供在外壳11中的计算机15来执行。在本示范性实施例中，为了在台20与成像构件22之间相对移动，使用能够在坐标方向X和Y上横移的X-Y扫描台。相机23固定地安装成面向所述台20。另一方面，台20当然也可固定地安装着，而成像构件22于是将必须在晶片16上移动以进行成像。相机23在一个方向上的移动与台20在垂直于所述方向的方向上的移动的组合也是可能的。借助照明构件23对晶片16进行照明，以照亮晶片16上至少那些对应于成像构件22的视场的部分。由于这种集中式照明(其也可借助闪光灯而成为闪动式的)的原因，也可能在运行过程中成像，即，在此情况中，台20或成像构件22横移而不停下来进行成像过程。以此方式，可有较大的晶片处理量。当然也可能针对每一帧而停止台20与成像构件22之间的相对移动，且也可能在晶片16的整个表面17上对晶片16进行照明。台20、成像构件22和照明构件23由计算机15控制。计算机15可将帧存储在存储器15a中，并且在必要时从中取出帧。
图2b是放置在台20上的晶片16的平面图。晶片16具有中心点25。向晶片16涂覆多个层，然后在进一步的工艺步骤中将层结构化。经过结构化的晶片包括大量经过结构化的元件。
图3是显示在系统1的显示器13上的晶片30的视图，且其用于与真实记录的晶片30的图像32进行比较。为此，将显示器13基本上划分成第一区域34、第二区域36以及第三区域38。第一区域34显示相机23所记录的晶片30的图像。第二区域36显示晶片30的平面图，其中可能有缺陷的区域由圆圈或椭圆元件表示。在所记录的晶片30的图像32中，缺陷或有缺陷的区域不能直接辨别。可辨别的仅是晶片30的边缘37处的位置39处的明亮斑点，其指示缺陷。此外，可能在第一区域34中记录的晶片30的图像的四种不同表示之间进行选择。可借助第一键41在显示器13上显示并查看晶片30的图像的前视图。用户可借助第二键42以切换至晶片30的后视图，以查看晶片30的背面的图像。用户可借助第三键43以便为晶片30的记录的图像来选择色移。用户可借助第四键44来选择晶片30的表面的信噪比的颜色表示。
在第三区域38中，系统1的用户可获得关于晶片30表面上的可能缺陷的文数字信息。
图4是晶片30的表面的视图，其中已形成与阈值的差值。在第一区域34中，向用户显示晶片30的表面的彩色图像。用于显示的颜色取自调色板50，调色板50也显示在第一区域34中，在晶片30的有色所得图像49旁边。在所示的实施例中，调色板50从红色51渐变成白色52再渐变成绿色53。因此，调色板50有助于显现信噪比。红色51指示已超出阈值。白色52指示未超出阈值。绿色53指示相关区域或测量值距所选择的阈值相当远。
使用调色板的颜色表示形式只是表示形式的各种可能性中的一种。应了解，不应认为本实施例中描述的具有红色、白色和绿色的调色板50限制了本发明。为了说明借助相机23从晶片30表面获得的测量值，将色值与每一测量值相关联。在显示器的第一区域34中向用户以视觉方式显示此颜色表示形式。
现在，通过将某一色值与圆片状物体表面上光学测量值在预定区间内的区域相关联来产生所得图像。在圆片状衬底的整个表面上进行这一操作。结果得到与记录的图像具有相同尺寸的图像。通过适当地选择调色板50(即，每一测量值与颜色之间的关联规则)，可获得所确定的光学测量值的图解表示，用户可从视觉上即时迅速地辨认所述图解表示。
在图4所示的实施例中，将测量值与阈值之间的差值用作测量值。如上文所提及，将从绿色到白色再到红色的渐变用作调色板，以便可非常清楚地显现信噪比。在测量值远离阈值之处出现绿色区域55，红色区域56指出晶片30表面上测量值超出阈值或阈的区域。通过这种表示，阈值的确定被简化，且在可检测出误差之前不必以递增形式改变所述阈值。
在根据本发明的测量方法足够敏锐以能够检测出在以光学方式记录的图像中不容易辨别的缺陷的情况下，对所记录的图像的反馈较为重要。由于所得图像与记录的图像具有相同尺寸，所以容易在两个视图之间进行切换以便评估此测量结果。
图5绘示呈黑白形式的晶片30表面的假色图像。与图4中的调色板40类似，图5中的调色板60显示出黑色符号与白色符号的变化。指出超出阈值的符号位于调色板60的顶部区域61中。在调色板60的中间区域62中，尚未超出阈值，且圆片状物体的区域没有缺陷。在调色板60的底部区域63中，所述符号指出测量值远离阈值。与调色板60类似，在晶片30的所得图像64中，用相应的符号指示所述区域，使得用户可容易地辨别存在着可能缺陷的区域。
权利要求
1.一种以光学方式检查和显现来自圆片状物体的至少一个图像的光学测量值的方法，其包括以下步骤记录所述至少一个圆片状物体的所述至少一个图像，其中根据所述至少一个记录的图像来产生多个光学测量值；将每一光学测量值与色值相关联；以及产生所得图像，其中将从预定之调色板中选出的色值与所述圆片状物体的表面的光学测量值在预定区间内的区域相关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将所述圆片状物体放置在台上，其中所述台在第一方向X和第二方向Y上横移；提供成像构件，其中所述成像构件的视场小于所述圆片状物体的整个表面；以及为了将所述圆片状物体的所述整个表面成像，通过所述成像构件以迂曲的方式来扫描所述圆片状物体。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述所得图像与所述圆片状物体的所述记录的图像具有相同形式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述调色板具有至少三种不同颜色，所述所得图像以所述至少三种不同颜色来显示。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述调色板表现每一测量值与色值之间的关联规则，借助所述关联规则以不同于所述圆片状物体的所述记录的图像的其它颜色来显示所述圆片状物体的所述表面的图像。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于确定阈值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在所述圆片状物体的所述记录的图像的所述测量值与所述阈值之间形成差值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述调色板从绿色渐变成白色再渐变成红色。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述调色板从绿色到白色再到红色的所述渐变是用于显现信噪比，其中在所述测量值远离所述阈值之处出现绿色区域，且红色区域指示所述测量值超出所述阈值的区域。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述圆片状物体的所述记录的图像和所述所得图像显示在用于以光学方式检查圆片状物体的系统的显示器上，其中为了评估所述圆片状物体上的缺陷，可在所述圆片状物体的所述记录的图像与所述所得图像之间进行切换。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述圆片状物体是平板显示器。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述圆片状物体是晶片。
全文摘要
本发明揭示一种显现来自圆片状物体的记录的图像的测量值的方法。首先，记录至少一个圆片状物体的图像，且产生大量测量值。将每一测量值与色值相关联。最后，产生所得图像，其中将已在圆片状衬底上导致测量值的区域与从预定的调色板中选出的色值相关联。
文档编号H01L21/66GK101051028SQ20071008884
公开日2007年10月10日 申请日期2007年3月28日 优先权日2006年4月7日
发明者麦克森·岱特雷夫 申请人:比斯泰克半导体系统股份有限公司