晶圆缺陷尺寸校正方法
【专利摘要】本发明公开了一种晶圆缺陷尺寸校正方法，利用缺陷观察设备观察、量取缺陷尺寸比较准确的优点，在缺陷观察设备对选取的若干缺陷的尺寸进行量取后，与缺陷检测设备建立联动，并建立相应的缺陷校正关系，自动校正缺陷检测设备对缺陷尺寸定义的准确性，使得由缺陷检测设备测得的缺陷尺寸分布的准确性大大提高，同时又缩短了全部通过缺陷观察设备量取尺寸的大量时间，有利于大量工程数据的分析，在没有进行缺陷形貌分析前，就可以对晶圆上的缺陷尺寸分布有较好的掌握。
【专利说明】晶圆缺陷尺寸校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造【技术领域】，尤其涉及一种晶圆缺陷尺寸的校正方法。
【背景技术】
[0002] -颗芯片的制作工艺往往包含几百步的工序，主要的工艺模块可以分为光刻、刻 蚀、离子注入、薄膜生长和清洗等几大部分，在实际的生产过程中任何环节的微小错误都将 导致整个芯片最终电学性能的失效。特别是随着电路关键尺寸的不断缩小，其对工艺控制 的要求就越来越严格，所以，为能在实际生产过程中及时发现和解决问题，都需要配置有高 灵敏度光学和电子束的缺陷检测设备对产品进行在线检测，然后，再通过电子显微镜等缺 陷观察设备对缺陷进行成像和元素成分的分析。
[0003] 光学缺陷检测的基本工作原理是将芯片上的光学图像转换化成为由不同亮暗灰 阶表示的数据图像，图1表示为将一个光学显微镜下获得的图像转换成为数据图像特征的 过程，再通过相邻芯片上的数据图形特征的比较来检测有异常的缺陷所在位置。电子束缺 陷检测的原理也同样是将设备获得的电子信号转换为有亮暗的数据图，然后再进行比较来 确定缺陷的位置。
[0004] 检测设备捕获到的缺陷往往包含很多特征信号，如亮暗、大小、位置和形状等，特 别是缺陷大小对于缺陷的成因分析和其对产品性能的影响是非常重要的。
[0005] 然而，在实际的芯片上，由于不同图形结构的对检测光源信号有着不同的影响，往 往获得的缺陷的图形数据是比较粗糙的。图2是将一块芯片通过缺陷检测设备得到的缺陷 尺寸的分布图，而进行将这块芯片通过电子显微镜（缺陷观察设备）的形貌分析最终的分 布则如图3所示，可见两者的缺陷尺寸分布存在较大差别，证明缺陷检测设备得到的缺陷 尺寸分布数据的实际准确性较低。
[0006] 因此，如何在晶圆的缺陷检测设备上直接就获得相对比较准确的缺陷尺寸分布， 对于大规模的生产过程的效率和质量控制都是非常重要的，而这也是本领域技术人员亟待 解决的技术问题之一。
【发明内容】
[0007] 为了实现本发明的发明目的，本发明提供一种晶圆缺陷尺寸校正方法，用来解决 现有技术无法通过缺陷检测设备获得准确缺陷尺寸分布的问题。
[0008] 本发明提供的晶圆缺陷尺寸校正方法包括以下步骤：
[0009] 步骤S01，提供一待检测晶圆；
[0010] 步骤S02,通过缺陷检测设备，对该晶圆的需检测区域进行缺陷检测，并选取若干 检测到的缺陷，量取得到该选取的若干缺陷的第一尺寸；
[0011] 步骤S03,通过缺陷观察设备，对该需检测区域进行缺陷形貌观察，并量取得到该 选取的若干缺陷的第二尺寸；
[0012] 步骤S04,以该第二尺寸为基准，得到该若干缺陷的第一尺寸的校正值；
[0013] 步骤S05,将该校正值应用于该缺陷检测设备检测该晶圆或其他晶圆得到的缺陷 尺寸中。
[0014] 进一步地，步骤S04包括将该若干缺陷按照其第一尺寸的不同尺寸区间分为若干 档次，将该若干档次分别以该第二尺寸为基准，得到每个档次的第一尺寸校正值；步骤S05 包括将该每个档次的校正值分别应用于该晶圆或其他晶圆按同尺寸区间划分的缺陷尺寸 中。
[0015] 进一步地，步骤S04还包括步骤S041，选取另外至少一个晶圆并重复步骤S01至步 骤S04,得到多个晶圆的校正值。
[0016] 进一步地，步骤S05包括将该多个校正值进行平均数处理，并应用于该晶圆或其 他晶圆得到的缺陷尺寸中。
[0017] 进一步地，步骤S05包括将该多个校正值中的同尺寸区间校正值进行平均数处 理，并应用于该晶圆或其他晶圆按同尺寸区间划分的缺陷尺寸中。
[0018] 进一步地，该校正值为第一尺寸与第二尺寸的差值平均数。
[0019] 进一步地，该校正值为第一尺寸与第二尺寸的差值加权平均数。
[0020] 进一步地，步骤S04还包括将得到的校正值存储于数据库中；步骤S05包括该缺陷 检测设备检测该晶圆或其他晶圆时，调用该数据库中的校正值并应用于其得到的缺陷尺寸 中。
[0021] 进一步地，步骤S05中为应用于与该待测晶圆同工艺的晶圆。
[0022] 进一步地，该第一尺寸和第二尺寸为缺陷X方向和y方向中的最大尺寸或为缺陷 X方向最大尺寸与y方向最大尺寸的乘积。
[0023] 进一步地，该需检测区域位于晶圆表面，该缺陷检测设备为光学缺陷检测设备，该 缺陷观察设备为扫描电镜。
[0024] 本发明的晶圆缺陷尺寸校正方法，利用缺陷观察设备（如扫描电镜等电子显微 镜）观察、量取缺陷尺寸比较准确的优点，在缺陷观察设备对选取的若干缺陷的尺寸进行 量取后，与缺陷检测设备建立联动，并建立相应的缺陷校正关系，自动校正缺陷检测设备对 缺陷尺寸定义的准确性，使得由缺陷检测设备测得的缺陷尺寸分布的准确性大大提高，同 时又缩短了全部通过缺陷观察设备量取尺寸的大量时间，有利于大量工程数据的分析，在 没有进行缺陷形貌分析前，就可以对晶圆上的缺陷尺寸分布有较好的掌握。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实 施例进行详细描述，其中：
[0026] 图1是现有电路光学图像转换成为数据灰阶图像的示意图；
[0027] 图2是将一块芯片通过缺陷检测设备得到的缺陷尺寸分布图；
[0028] 图3将图2所用芯片通过电子显微镜形貌分析得到的缺陷尺寸分布图；
[0029] 图4是本发明缺陷晶圆缺陷尺寸校正方法的流程示意图；
[0030] 图5是本发明一实施例中一个缺陷在缺陷检测设备中的数据信号图；
[0031] 图6是图5中的缺陷在电子显微镜下的尺寸示意图；
[0032] 图7是本发明另一实施例的系统示意图。
【具体实施方式】
[0033] 请参阅图4,本实施例的晶圆缺陷尺寸校正方法包括以下步骤：
[0034] 步骤S01，提供一待检测晶圆；
[0035] 步骤S02,通过缺陷检测设备，对该晶圆的需检测区域进行缺陷检测，并选取若干 检测到的缺陷，量取得到该选取的若干缺陷的第一尺寸，其中，第一尺寸是由缺陷检测设备 测量而得；
[0036] 步骤S03,通过缺陷观察设备，对该需检测区域进行缺陷形貌观察，并量取得到该 选取的若干缺陷的第二尺寸，其中，第二尺寸是由缺陷观察设备测量而得；
[0037] 步骤S04,以该第二尺寸为基准，得到该若干缺陷的第一尺寸的校正值，其中，分别 将该若干缺陷中每个缺陷的第一尺寸与第二尺寸一一对应比较，计算得到校正值；
[0038] 步骤S05,将该校正值应用于该缺陷检测设备检测该晶圆或其他晶圆得到的缺陷 尺寸中，以使缺陷检测设备测得的该晶圆其他位置的缺陷或其他晶圆上的缺陷尺寸经过校 正，而较为准确。
[0039] 通过本发明的晶圆缺陷尺寸校正方法，利用缺陷观察设备（如扫描电镜等电子显 微镜）观察、量取缺陷尺寸比较准确的优点，在缺陷观察设备对选取的若干缺陷的尺寸进 行量取后，与缺陷检测设备建立联动，并建立相应的缺陷校正关系，自动校正缺陷检测设备 对缺陷尺寸定义的准确性，使得由缺陷检测设备测得的缺陷尺寸分布的准确性大大提高， 同时又缩短了全部通过缺陷观察设备量取尺寸的大量时间，有利于大量工程数据的分析， 在没有进行缺陷形貌分析前，就可以对晶圆上的缺陷尺寸分布有较好的掌握。
[0040] 由于缺陷在晶圆上表现为不同大小，且每个尺寸区间的缺陷数量可能差异较大， 如图2和图3所示，而不同尺寸的缺陷在由缺陷检测设备量取的尺寸可能存在不同程度的 误差（相较于缺陷观察设备量取的准确尺寸），相同或相近尺寸的缺陷的尺寸误差程度较 小，本实施例优选对该若干缺陷进行尺寸分档后，分别进行计算校正值，从而得到不同尺寸 区间下，不同大小的校正值，以提高校正效果和测量后续晶圆尺寸的准确性。具体地，步骤 S04包括将该若干缺陷按照其第一尺寸的不同尺寸区间分为若干档次，将该若干档次分别 以该第二尺寸为基准，得到每个档次的第一尺寸校正值；步骤S05包括将该每个档次的校 正值分别应用于该晶圆或其他晶圆按同尺寸区间划分的缺陷尺寸中。
[0041] 晶圆的实际生产过程中，往往是一批一批晶圆大量产出、抽检的，每批晶圆、甚至 每块晶圆上的芯片，可能缺陷的数量、大小、程度都不尽相同，为了提高本发明校正值的普 遍适用性和准确性，可以对多个晶圆进行分析、提取校正值，并可以在生产过程中，抽检晶 圆的同时，提取校正值，并与之前已有校正值进行整合，以提高后续缺陷尺寸获取的准确 性。具体地，步骤S04还包括步骤S041，选取另外至少一个晶圆并重复步骤S01至步骤S04， 得到多个晶圆的校正值。其中，步骤S05可以包括将该多个校正值进行平均数处理，并应 用于该晶圆或其他晶圆得到的缺陷尺寸中；步骤S05也可以包括将该多个校正值中的同尺 寸区间校正值进行平均数处理，并应用于该晶圆或其他晶圆按同尺寸区间划分的缺陷尺寸 中。
[0042] 上述生产过程中还可以设置数据库，用于存储计算而得的校正值，具体地，如图7 所示，步骤S04还包括将得到的校正值存储于数据库中；步骤S05包括该缺陷检测设备检测 该晶圆或其他晶圆时，调用该数据库中的校正值并应用于其得到的缺陷尺寸中。
[0043] 本实施例中，所述校正值的计算方式优选第一尺寸与第二尺寸的平均数，具体地 为每个缺陷的第一尺寸与第二尺寸的差值组成差值集合，取该差值集合的平均数为校正 值。更佳地，考虑到缺陷尺寸大小的分布不一，取加权平均数为校正值，以提高校正值的可 靠性。
[0044] 实际应用中，同一个工艺生产线生产的晶圆一般具有缺陷相似性与可校正性，因 此，步骤S05中较佳地为应用于与该待测晶圆同工艺的晶圆。
[0045] 本实施例中，该第一尺寸和第二尺寸为缺陷X方向和y方向中的最大尺寸，如图5 和图6所示，同一缺陷在缺陷检测设备与缺陷观察设备下的形貌和尺寸都有所不同，本实 施例选取X方向和y方向中的最大尺寸，如图6中的X方向最大尺寸作为第二尺寸，在实际 应用中，可以根据不同设备和测量方法，选取不同的尺寸参数，如y方向最大尺寸、X方向最 大尺寸与y方向最大尺寸的乘积面积尺寸等，作为校正值的计算基础。
[0046] 本实施例中的该需检测区域位于晶圆表面，该缺陷检测设备为光学缺陷检测设 备，该缺陷观察设备为扫描电镜。在其他实施例中，可以检测晶圆其他部位的缺陷，如底部 图形，则缺陷检测设备为电子束缺陷检测设备。缺陷观察设备也可以是其他能够清晰反映、 精确量取缺陷尺寸的电子显微镜等设备。
【权利要求】
1. 一种晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于，其包括以下步骤： 步骤SOI，提供一待检测晶圆； 步骤S02,通过缺陷检测设备，对该晶圆的需检测区域进行缺陷检测，并选取若干检测 到的缺陷，量取得到该选取的若干缺陷的第一尺寸； 步骤S03,通过缺陷观察设备，对该需检测区域进行缺陷形貌观察，并量取得到该选取 的若干缺陷的第二尺寸； 步骤S04,以该第二尺寸为基准，得到该若干缺陷的第一尺寸的校正值； 步骤S05,将该校正值应用于该缺陷检测设备检测该晶圆或其他晶圆得到的缺陷尺寸 中。
2. 根据权利要求1所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步骤S04包括将该若 干缺陷按照其第一尺寸的不同尺寸区间分为若干档次，将该若干档次分别以该第二尺寸为 基准，得到每个档次的第一尺寸校正值；步骤S05包括将该每个档次的校正值分别应用于 该晶圆或其他晶圆按同尺寸区间划分的缺陷尺寸中。
3. 根据权利要求1或2所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步骤S04还包括 步骤S041，选取另外至少一个晶圆并重复步骤S01至步骤S04,得到多个晶圆的校正值。
4. 根据权利要求3所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步骤S05包括将该多 个校正值进行平均数处理，并应用于该晶圆或其他晶圆得到的缺陷尺寸中。
5. 根据权利要求3所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步骤S05包括将该多 个校正值中的同尺寸区间校正值进行平均数处理，并应用于该晶圆或其他晶圆按同尺寸区 间划分的缺陷尺寸中。
6. 根据权利要求3所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：该校正值为第一尺寸 与第二尺寸的差值平均数。
7. 根据权利要求6所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：该校正值为第一尺寸 与第二尺寸的差值加权平均数。
8. 根据权利要求3所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步骤S04还包括将得 到的校正值存储于数据库中；步骤S05包括该缺陷检测设备检测该晶圆或其他晶圆时，调 用该数据库中的校正值并应用于其得到的缺陷尺寸中。
9. 根据权利要求3所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：该第一尺寸和第二尺 寸为缺陷X方向和y方向中的最大尺寸或为缺陷X方向最大尺寸与y方向最大尺寸的乘积。
10. 根据权利要求1所述的晶圆缺陷尺寸校正方法，其特征在于：步骤S05中为应用于 与该待测晶圆同工艺的晶圆，该需检测区域位于晶圆表面，该缺陷检测设备为光学缺陷检 测设备，该缺陷观察设备为扫描电镜。
【文档编号】H01L21/66GK104103543SQ201410377368
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】倪棋梁, 陈宏璘, 龙吟 申请人:上海华力微电子有限公司