晶圓缺陷尺寸校正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶圓缺陷尺寸校正方法，利用缺陷觀察設備觀察、量取缺陷尺寸比較準確的優(yōu)點，在缺陷觀察設備對選取的若干缺陷的尺寸進行量取后，與缺陷檢測設備建立聯(lián)動，并建立相應的缺陷校正關系，自動校正缺陷檢測設備對缺陷尺寸定義的準確性，使得由缺陷檢測設備測得的缺陷尺寸分布的準確性大大提高，同時又縮短了全部通過缺陷觀察設備量取尺寸的大量時間，有利于大量工程數(shù)據(jù)的分析，在沒有進行缺陷形貌分析前，就可以對晶圓上的缺陷尺寸分布有較好的掌握。
【專利說明】晶圓缺陷尺寸校正方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造【技術領域】，尤其涉及一種晶圓缺陷尺寸的校正方法。

【背景技術】
[0002] -顆芯片的制作工藝往往包含幾百步的工序，主要的工藝模塊可以分為光刻、刻 蝕、離子注入、薄膜生長和清洗等幾大部分，在實際的生產(chǎn)過程中任何環(huán)節(jié)的微小錯誤都將 導致整個芯片最終電學性能的失效。特別是隨著電路關鍵尺寸的不斷縮小，其對工藝控制 的要求就越來越嚴格，所以，為能在實際生產(chǎn)過程中及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，都需要配置有高 靈敏度光學和電子束的缺陷檢測設備對產(chǎn)品進行在線檢測，然后，再通過電子顯微鏡等缺 陷觀察設備對缺陷進行成像和元素成分的分析。
[0003] 光學缺陷檢測的基本工作原理是將芯片上的光學圖像轉(zhuǎn)換化成為由不同亮暗灰 階表示的數(shù)據(jù)圖像，圖1表示為將一個光學顯微鏡下獲得的圖像轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)圖像特征的 過程，再通過相鄰芯片上的數(shù)據(jù)圖形特征的比較來檢測有異常的缺陷所在位置。電子束缺 陷檢測的原理也同樣是將設備獲得的電子信號轉(zhuǎn)換為有亮暗的數(shù)據(jù)圖，然后再進行比較來 確定缺陷的位置。
[0004] 檢測設備捕獲到的缺陷往往包含很多特征信號，如亮暗、大小、位置和形狀等，特 別是缺陷大小對于缺陷的成因分析和其對產(chǎn)品性能的影響是非常重要的。
[0005] 然而，在實際的芯片上，由于不同圖形結(jié)構的對檢測光源信號有著不同的影響，往 往獲得的缺陷的圖形數(shù)據(jù)是比較粗糙的。圖2是將一塊芯片通過缺陷檢測設備得到的缺陷 尺寸的分布圖，而進行將這塊芯片通過電子顯微鏡（缺陷觀察設備）的形貌分析最終的分 布則如圖3所示，可見兩者的缺陷尺寸分布存在較大差別，證明缺陷檢測設備得到的缺陷 尺寸分布數(shù)據(jù)的實際準確性較低。
[0006] 因此，如何在晶圓的缺陷檢測設備上直接就獲得相對比較準確的缺陷尺寸分布， 對于大規(guī)模的生產(chǎn)過程的效率和質(zhì)量控制都是非常重要的，而這也是本領域技術人員亟待 解決的技術問題之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種晶圓缺陷尺寸校正方法，用來解決 現(xiàn)有技術無法通過缺陷檢測設備獲得準確缺陷尺寸分布的問題。
[0008] 本發(fā)明提供的晶圓缺陷尺寸校正方法包括以下步驟：
[0009] 步驟S01，提供一待檢測晶圓；
[0010] 步驟S02,通過缺陷檢測設備，對該晶圓的需檢測區(qū)域進行缺陷檢測，并選取若干 檢測到的缺陷，量取得到該選取的若干缺陷的第一尺寸；
[0011] 步驟S03,通過缺陷觀察設備，對該需檢測區(qū)域進行缺陷形貌觀察，并量取得到該 選取的若干缺陷的第二尺寸；
[0012] 步驟S04,以該第二尺寸為基準，得到該若干缺陷的第一尺寸的校正值；
[0013] 步驟S05,將該校正值應用于該缺陷檢測設備檢測該晶圓或其他晶圓得到的缺陷 尺寸中。
[0014] 進一步地，步驟S04包括將該若干缺陷按照其第一尺寸的不同尺寸區(qū)間分為若干 檔次，將該若干檔次分別以該第二尺寸為基準，得到每個檔次的第一尺寸校正值；步驟S05 包括將該每個檔次的校正值分別應用于該晶圓或其他晶圓按同尺寸區(qū)間劃分的缺陷尺寸 中。
[0015] 進一步地，步驟S04還包括步驟S041，選取另外至少一個晶圓并重復步驟S01至步 驟S04,得到多個晶圓的校正值。
[0016] 進一步地，步驟S05包括將該多個校正值進行平均數(shù)處理，并應用于該晶圓或其 他晶圓得到的缺陷尺寸中。
[0017] 進一步地，步驟S05包括將該多個校正值中的同尺寸區(qū)間校正值進行平均數(shù)處 理，并應用于該晶圓或其他晶圓按同尺寸區(qū)間劃分的缺陷尺寸中。
[0018] 進一步地，該校正值為第一尺寸與第二尺寸的差值平均數(shù)。
[0019] 進一步地，該校正值為第一尺寸與第二尺寸的差值加權平均數(shù)。
[0020] 進一步地，步驟S04還包括將得到的校正值存儲于數(shù)據(jù)庫中；步驟S05包括該缺陷 檢測設備檢測該晶圓或其他晶圓時，調(diào)用該數(shù)據(jù)庫中的校正值并應用于其得到的缺陷尺寸 中。
[0021] 進一步地，步驟S05中為應用于與該待測晶圓同工藝的晶圓。
[0022] 進一步地，該第一尺寸和第二尺寸為缺陷X方向和y方向中的最大尺寸或為缺陷 X方向最大尺寸與y方向最大尺寸的乘積。
[0023] 進一步地，該需檢測區(qū)域位于晶圓表面，該缺陷檢測設備為光學缺陷檢測設備，該 缺陷觀察設備為掃描電鏡。
[0024] 本發(fā)明的晶圓缺陷尺寸校正方法，利用缺陷觀察設備（如掃描電鏡等電子顯微 鏡）觀察、量取缺陷尺寸比較準確的優(yōu)點，在缺陷觀察設備對選取的若干缺陷的尺寸進行 量取后，與缺陷檢測設備建立聯(lián)動，并建立相應的缺陷校正關系，自動校正缺陷檢測設備對 缺陷尺寸定義的準確性，使得由缺陷檢測設備測得的缺陷尺寸分布的準確性大大提高，同 時又縮短了全部通過缺陷觀察設備量取尺寸的大量時間，有利于大量工程數(shù)據(jù)的分析，在 沒有進行缺陷形貌分析前，就可以對晶圓上的缺陷尺寸分布有較好的掌握。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 為能更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實 施例進行詳細描述，其中：
[0026] 圖1是現(xiàn)有電路光學圖像轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)灰階圖像的示意圖；
[0027] 圖2是將一塊芯片通過缺陷檢測設備得到的缺陷尺寸分布圖；
[0028] 圖3將圖2所用芯片通過電子顯微鏡形貌分析得到的缺陷尺寸分布圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明缺陷晶圓缺陷尺寸校正方法的流程示意圖；
[0030] 圖5是本發(fā)明一實施例中一個缺陷在缺陷檢測設備中的數(shù)據(jù)信號圖；
[0031] 圖6是圖5中的缺陷在電子顯微鏡下的尺寸示意圖；
[0032] 圖7是本發(fā)明另一實施例的系統(tǒng)示意圖。

【具體實施方式】
[0033] 請參閱圖4,本實施例的晶圓缺陷尺寸校正方法包括以下步驟：
[0034] 步驟S01，提供一待檢測晶圓；
[0035] 步驟S02,通過缺陷檢測設備，對該晶圓的需檢測區(qū)域進行缺陷檢測，并選取若干 檢測到的缺陷，量取得到該選取的若干缺陷的第一尺寸，其中，第一尺寸是由缺陷檢測設備 測量而得；
[0036] 步驟S03,通過缺陷觀察設備，對該需檢測區(qū)域進行缺陷形貌觀察，并量取得到該 選取的若干缺陷的第二尺寸，其中，第二尺寸是由缺陷觀察設備測量而得；
[0037] 步驟S04,以該第二尺寸為基準，得到該若干缺陷的第一尺寸的校正值，其中，分別 將該若干缺陷中每個缺陷的第一尺寸與第二尺寸一一對應比較，計算得到校正值；
[0038] 步驟S05,將該校正值應用于該缺陷檢測設備檢測該晶圓或其他晶圓得到的缺陷 尺寸中，以使缺陷檢測設備測得的該晶圓其他位置的缺陷或其他晶圓上的缺陷尺寸經(jīng)過校 正，而較為準確。
[0039] 通過本發(fā)明的晶圓缺陷尺寸校正方法，利用缺陷觀察設備（如掃描電鏡等電子顯 微鏡）觀察、量取缺陷尺寸比較準確的優(yōu)點，在缺陷觀察設備對選取的若干缺陷的尺寸進 行量取后，與缺陷檢測設備建立聯(lián)動，并建立相應的缺陷校正關系，自動校正缺陷檢測設備 對缺陷尺寸定義的準確性，使得由缺陷檢測設備測得的缺陷尺寸分布的準確性大大提高， 同時又縮短了全部通過缺陷觀察設備量取尺寸的大量時間，有利于大量工程數(shù)據(jù)的分析， 在沒有進行缺陷形貌分析前，就可以對晶圓上的缺陷尺寸分布有較好的掌握。
[0040] 由于缺陷在晶圓上表現(xiàn)為不同大小，且每個尺寸區(qū)間的缺陷數(shù)量可能差異較大， 如圖2和圖3所示，而不同尺寸的缺陷在由缺陷檢測設備量取的尺寸可能存在不同程度的 誤差（相較于缺陷觀察設備量取的準確尺寸），相同或相近尺寸的缺陷的尺寸誤差程度較 小，本實施例優(yōu)選對該若干缺陷進行尺寸分檔后，分別進行計算校正值，從而得到不同尺寸 區(qū)間下，不同大小的校正值，以提高校正效果和測量后續(xù)晶圓尺寸的準確性。具體地，步驟 S04包括將該若干缺陷按照其第一尺寸的不同尺寸區(qū)間分為若干檔次，將該若干檔次分別 以該第二尺寸為基準，得到每個檔次的第一尺寸校正值；步驟S05包括將該每個檔次的校 正值分別應用于該晶圓或其他晶圓按同尺寸區(qū)間劃分的缺陷尺寸中。
[0041] 晶圓的實際生產(chǎn)過程中，往往是一批一批晶圓大量產(chǎn)出、抽檢的，每批晶圓、甚至 每塊晶圓上的芯片，可能缺陷的數(shù)量、大小、程度都不盡相同，為了提高本發(fā)明校正值的普 遍適用性和準確性，可以對多個晶圓進行分析、提取校正值，并可以在生產(chǎn)過程中，抽檢晶 圓的同時，提取校正值，并與之前已有校正值進行整合，以提高后續(xù)缺陷尺寸獲取的準確 性。具體地，步驟S04還包括步驟S041，選取另外至少一個晶圓并重復步驟S01至步驟S04， 得到多個晶圓的校正值。其中，步驟S05可以包括將該多個校正值進行平均數(shù)處理，并應 用于該晶圓或其他晶圓得到的缺陷尺寸中；步驟S05也可以包括將該多個校正值中的同尺 寸區(qū)間校正值進行平均數(shù)處理，并應用于該晶圓或其他晶圓按同尺寸區(qū)間劃分的缺陷尺寸 中。
[0042] 上述生產(chǎn)過程中還可以設置數(shù)據(jù)庫，用于存儲計算而得的校正值，具體地，如圖7 所示，步驟S04還包括將得到的校正值存儲于數(shù)據(jù)庫中；步驟S05包括該缺陷檢測設備檢測 該晶圓或其他晶圓時，調(diào)用該數(shù)據(jù)庫中的校正值并應用于其得到的缺陷尺寸中。
[0043] 本實施例中，所述校正值的計算方式優(yōu)選第一尺寸與第二尺寸的平均數(shù)，具體地 為每個缺陷的第一尺寸與第二尺寸的差值組成差值集合，取該差值集合的平均數(shù)為校正 值。更佳地，考慮到缺陷尺寸大小的分布不一，取加權平均數(shù)為校正值，以提高校正值的可 靠性。
[0044] 實際應用中，同一個工藝生產(chǎn)線生產(chǎn)的晶圓一般具有缺陷相似性與可校正性，因 此，步驟S05中較佳地為應用于與該待測晶圓同工藝的晶圓。
[0045] 本實施例中，該第一尺寸和第二尺寸為缺陷X方向和y方向中的最大尺寸，如圖5 和圖6所示，同一缺陷在缺陷檢測設備與缺陷觀察設備下的形貌和尺寸都有所不同，本實 施例選取X方向和y方向中的最大尺寸，如圖6中的X方向最大尺寸作為第二尺寸，在實際 應用中，可以根據(jù)不同設備和測量方法，選取不同的尺寸參數(shù)，如y方向最大尺寸、X方向最 大尺寸與y方向最大尺寸的乘積面積尺寸等，作為校正值的計算基礎。
[0046] 本實施例中的該需檢測區(qū)域位于晶圓表面，該缺陷檢測設備為光學缺陷檢測設 備，該缺陷觀察設備為掃描電鏡。在其他實施例中，可以檢測晶圓其他部位的缺陷，如底部 圖形，則缺陷檢測設備為電子束缺陷檢測設備。缺陷觀察設備也可以是其他能夠清晰反映、 精確量取缺陷尺寸的電子顯微鏡等設備。
【權利要求】
1. 一種晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于，其包括以下步驟： 步驟SOI，提供一待檢測晶圓； 步驟S02,通過缺陷檢測設備，對該晶圓的需檢測區(qū)域進行缺陷檢測，并選取若干檢測 到的缺陷，量取得到該選取的若干缺陷的第一尺寸； 步驟S03,通過缺陷觀察設備，對該需檢測區(qū)域進行缺陷形貌觀察，并量取得到該選取 的若干缺陷的第二尺寸； 步驟S04,以該第二尺寸為基準，得到該若干缺陷的第一尺寸的校正值； 步驟S05,將該校正值應用于該缺陷檢測設備檢測該晶圓或其他晶圓得到的缺陷尺寸 中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步驟S04包括將該若 干缺陷按照其第一尺寸的不同尺寸區(qū)間分為若干檔次，將該若干檔次分別以該第二尺寸為 基準，得到每個檔次的第一尺寸校正值；步驟S05包括將該每個檔次的校正值分別應用于 該晶圓或其他晶圓按同尺寸區(qū)間劃分的缺陷尺寸中。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步驟S04還包括 步驟S041，選取另外至少一個晶圓并重復步驟S01至步驟S04,得到多個晶圓的校正值。
4. 根據(jù)權利要求3所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步驟S05包括將該多 個校正值進行平均數(shù)處理，并應用于該晶圓或其他晶圓得到的缺陷尺寸中。
5. 根據(jù)權利要求3所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步驟S05包括將該多 個校正值中的同尺寸區(qū)間校正值進行平均數(shù)處理，并應用于該晶圓或其他晶圓按同尺寸區(qū) 間劃分的缺陷尺寸中。
6. 根據(jù)權利要求3所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：該校正值為第一尺寸 與第二尺寸的差值平均數(shù)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：該校正值為第一尺寸 與第二尺寸的差值加權平均數(shù)。
8. 根據(jù)權利要求3所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步驟S04還包括將得 到的校正值存儲于數(shù)據(jù)庫中；步驟S05包括該缺陷檢測設備檢測該晶圓或其他晶圓時，調(diào) 用該數(shù)據(jù)庫中的校正值并應用于其得到的缺陷尺寸中。
9. 根據(jù)權利要求3所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：該第一尺寸和第二尺 寸為缺陷X方向和y方向中的最大尺寸或為缺陷X方向最大尺寸與y方向最大尺寸的乘積。
10. 根據(jù)權利要求1所述的晶圓缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步驟S05中為應用于 與該待測晶圓同工藝的晶圓，該需檢測區(qū)域位于晶圓表面，該缺陷檢測設備為光學缺陷檢 測設備，該缺陷觀察設備為掃描電鏡。
【文檔編號】H01L21/66GK104103543SQ201410377368
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權日:2014年8月1日
【發(fā)明者】倪棋梁, 陳宏璘, 龍吟 申請人:上海華力微電子有限公司