一种系统性极微物理缺陷的检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种系统性极微物理缺陷的检测方法，采用扫描电子显微镜对扫描区域中晶圆的多个检测点进行扫描拍摄并检测每个定点拍照图中的缺陷数量，根据颜色分级，生成缺陷色阶图，计算获取缺陷预估值，从而判断晶圆是否符合工艺要求。本发明专利技术针对极微物理缺陷做到及时高效地监控，缩短传统电子缺陷扫描机台检测此类缺陷的时间，节约成本。

A method for detecting systematic physical defects

The invention discloses a systematic detection method for extremely micro-physical defects. The scanning electron microscope is used to scan and photograph several detection points of a wafer in the scanning area and detect the number of defects in each fixed-point photograph. According to the color grading, the defect color scale map is generated, and the defect pre-estimation is calculated, so as to judge the crystal. Whether the circle meets the technological requirements. The invention can monitor and control the extremely micro physical defects timely and efficiently, shorten the time of detecting such defects by the traditional electronic defect scanner, and save the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种系统性极微物理缺陷的检测方法
本专利技术涉及半导体制造检测领域，尤其涉及一种系统性极微物理缺陷的检测方法。
技术介绍
在现有的半导体制造工艺中，由机台或制程的影响而产生的物理缺陷，是制约产品良率提升的重要因素。但是随着半导体技术节点的提升，极微物理缺陷(缺陷尺寸小于30nm，深度小于10nm)对晶圆的良率的影响越来越大。在技术研发中，极微物理缺陷往往是由制程的不足造成的。而这些极微物理缺陷无法通过现有的光学缺陷扫描机台检测只能依靠高分辨率的电子缺陷扫描机台进行检测，但电子缺陷扫描机台检测晶圆的时间往往较长，通常扫描时间约为2h/片，同时扫描范围仅包含晶圆面积的二十分之一，对于扫描整片晶圆需要至少20h。扫描时间较长导致无法满足量产产线的物理缺陷检测需求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种系统性极微物理缺陷的检测方法。具体技术方案如下：一种系统性极微物理缺陷的检测方法，提供一待测晶圆；包括以下步骤：步骤S1：所述待测晶圆放置于一扫描电子显微镜的扫描区域中；步骤S2：扫描电子显微镜对所述待测晶圆的检测面上的多个检测点进行扫描拍摄，获取多个定点拍照图，并检测每个所述定点拍照图中的缺陷数量；步骤S3：根据每个所述定点拍照图的缺陷数量和预设的颜色分级，生成缺陷色阶图；步骤S4：根据所述缺陷色阶图和所述颜色分级对应的关联系数计算获取缺陷预估值；步骤S5：根据所述缺陷预估值判断所述待测晶圆是否符合工艺要求。优选的，所述步骤S3中，所述颜色分级包括多个颜色等级，每个所述颜色等级各对应一预设的缺陷数量范围，在所述缺陷色阶图中将每个所述检测点的颜色设置为所述缺陷数量对应的所述颜色等级。优选的，所述关联系数采用如下步骤获取：步骤A1：提供一基准晶圆，采用电子缺陷扫描机对所述基准晶圆扫描检测以获取缺陷图；步骤A2：根据所述缺陷图获取每个所述基准晶圆的检测点的定点拍照图，并根据所述颜色分级对所述基准晶圆的检测点设置相应的颜色等级；步骤A3：根据所述颜色等级汇总所述基准晶圆的检测点所在的晶粒的缺陷总数；步骤A4：通过根据所述颜色等级汇总的所述基准晶圆的检测点所在的晶粒的缺陷总数，以及对应的具有相同颜色等级的所述基准晶圆的检测点的数量，以获取每个所述颜色等级所对应的关联系数。优选的，所述步骤A4中，所述关联系数的计算公式为n＝x/y，其中，n为一所述颜色等级的关联系数，x为根据所述颜色等级汇总的所述基准晶圆的检测点所在的晶粒的缺陷总数，y为具有相同颜色等级的所述基准晶圆的检测点的数量。优选的，所述步骤S4中，采用公式Nt＝Ng*α+Ny*β+Nr*γ计算所述缺陷预估值；其中，Nt为所述缺陷预估值，Ng为第一颜色等级的检测点的数量和，α为所述第一颜色等级对应的所述关联系数；Ny为第二颜色等级的检测点的数量和，β为所述第二颜色等级对应的所述关联系数，Nr为第三颜色等级的检测点的数量和，γ为所述第三颜色等级对应的所述关联系数。优选的，所述步骤S2中，所述检测点均匀地分布在所述待测晶圆的检测面上。优选的，所述步骤S2中，所述检测点设置在所述待测晶圆中缺陷出现的典型区域中。优选的，所述步骤S2中，所述扫描电子显微镜采用预设的倍率获取所述定点拍照图，在所述倍率下扫描电子显微镜能够清晰地显示出所述检测点内的缺陷。优选的，在判断出所述待测晶圆不符合所述工艺要求后，还包括以下步骤：采用电子缺陷扫描机对所述待测晶圆扫描检测以获取缺陷数值。上述技术方案具有如下优点或有益效果：针对极微物理缺陷做到及时高效地监控，缩短传统电子缺陷扫描机台检测此类缺陷的时间，提高缺陷检测范围，保证制程的稳定和晶圆良率的稳定。实现大量抽检和提高检测效率的目的，避免更多此类缺陷对晶圆的影响，从而节约成本。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1为本专利技术一种系统性极微物理缺陷的检测方法实施例的流程图；图2为本专利技术实施例中获取关联系数的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。本专利技术一种较佳的实施例中，根据图1所示，一种系统性极微物理缺陷的检测方法，提供一待测晶圆；包括以下步骤：步骤S1：待测晶圆放置于一扫描电子显微镜的扫描区域中；步骤S2：扫描电子显微镜对待测晶圆的检测面上的多个检测点进行扫描拍摄，获取多个定点拍照图，并检测每个定点拍照图中的缺陷数量；步骤S3：根据每个定点拍照图的缺陷数量和预设的颜色分级，生成缺陷色阶图；步骤S4：根据缺陷色阶图和颜色分级对应的关联系数计算获取缺陷预估值；步骤S5：根据缺陷预估值判断待测晶圆是否符合工艺要求。具体地，本实施例中，采用扫描电子显微镜(SEMReview)机台设定定点拍照程式，通过对多个检测点的扫描能够反映晶圆整体缺陷情况，设置适当倍率，最终得到SEM定点拍照图。通过预设的颜色分级，根据每一张SEM的定点拍照图中出现的缺陷数量进行分类。例如：无缺陷的表示为绿色；缺陷数量<3颗的定义为黄色；缺陷数量≥3颗的定义为红色。根据不同的工艺，每种颜色区间的范围可根据不同需求进行调整。通过上述的颜色分级，将定点拍照图转化为色阶图，并通过统计学原理获取每一种颜色所在检测点与对应的电子束缺陷扫描机检测到的缺陷值的关联系数。进一步根据缺陷色阶图和关联系数计算缺陷预估值。上述方案可快速预估出晶圆极微物理缺陷的数量，与缺陷控制标准比较，快速做出工程判断。尤其是采用对检测点的扫描拍摄，而非对晶圆进行大面积整体上的扫描，采用检测点的扫描拍摄及检测一片晶圆需要约15分钟，抽检时间较传统的电子束缺陷扫描缩短了1/8，检测样品和效率可提升8倍。极大提高了检测的效率，从而实现产线大量快速监控极微物理缺陷的效果。本专利技术一种较佳的实施例中，步骤S3中，颜色分级包括多个颜色等级，每个颜色等级各对应一预设的缺陷数量范围，在缺陷色阶图中将每个检测点的颜色设置为缺陷数量对应的颜色等级。本专利技术一种较佳的实施例中，根据图2所示，关联系数采用如下步骤获取：步骤A1：提供一基准晶圆，采用电子缺陷扫描机对基准晶圆扫描检测以获取缺陷图；步骤A2：根据缺陷图获取每个基准晶圆的检测点的定点拍照图，并根据颜色分级对基准晶圆的检测点设置相应的颜色等级；步骤A3：根据颜色等级汇总基准晶圆的检测点所在的晶粒的缺陷总数；步骤A4：通过根据颜色等级汇总的基准晶圆的检测点所在的晶粒的缺陷总数，以及对应的具有相同颜色等级的基准晶圆的检测点的数量，以获取每个颜色等级所对应的关联系数。具体地，本实施例中，采用基准晶圆作为关联系数获取的基准，通过对基准晶圆的扫描预先对缺陷的分布进行计算分析，得到的关联系数套用至检测过程中，提高检测效率。本专利技术一种较佳的实施例中，步骤A4中，关联系数的计算公式为n＝x/y，其中，n为一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统性极微物理缺陷的检测方法，其特征在于，提供一待测晶圆；包括以下步骤：步骤S1：所述待测晶圆放置于一扫描电子显微镜的扫描区域中；步骤S2：扫描电子显微镜对所述待测晶圆的检测面上的多个检测点进行扫描拍摄，获取多个定点拍照图，并检测每个所述定点拍照图中的缺陷数量；步骤S3：根据每个所述定点拍照图的缺陷数量和预设的颜色分级，生成缺陷色阶图；步骤S4：根据所述缺陷色阶图和所述颜色分级对应的关联系数计算获取缺陷预估值；步骤S5：根据所述缺陷预估值判断所述待测晶圆是否符合工艺要求。

【技术特征摘要】
1.一种系统性极微物理缺陷的检测方法，其特征在于，提供一待测晶圆；包括以下步骤：步骤S1：所述待测晶圆放置于一扫描电子显微镜的扫描区域中；步骤S2：扫描电子显微镜对所述待测晶圆的检测面上的多个检测点进行扫描拍摄，获取多个定点拍照图，并检测每个所述定点拍照图中的缺陷数量；步骤S3：根据每个所述定点拍照图的缺陷数量和预设的颜色分级，生成缺陷色阶图；步骤S4：根据所述缺陷色阶图和所述颜色分级对应的关联系数计算获取缺陷预估值；步骤S5：根据所述缺陷预估值判断所述待测晶圆是否符合工艺要求。2.根据权利要求1所述的系统性极微物理缺陷的检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述颜色分级包括多个颜色等级，每个所述颜色等级各对应一预设的缺陷数量范围，在所述缺陷色阶图中将每个所述检测点的颜色设置为所述缺陷数量对应的所述颜色等级。3.根据权利要求2所述的系统性极微物理缺陷的检测方法，其特征在于，所述关联系数采用如下步骤获取：步骤A1：提供一基准晶圆，采用电子缺陷扫描机对所述基准晶圆扫描检测以获取缺陷图；步骤A2：根据所述缺陷图获取每个所述基准晶圆的检测点的定点拍照图，并根据所述颜色分级对所述基准晶圆的检测点设置相应的颜色等级；步骤A3：根据所述颜色等级汇总所述基准晶圆的检测点所在的晶粒的缺陷总数；步骤A4：通过根据所述颜色等级汇总的所述基准晶圆的检测点所在的晶粒的缺陷总数，以及对应的具有相同颜色等级的所述基准晶圆的检测点的数量，以获取每个所述颜色等级所对应的关联系数。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：奉伟，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42