结合光学及电子束检验的半导体热点及工艺窗的发现制造技术

为了评估半导体制造过程，获得包含被分组成调制组的裸片的半导体晶片。每一调制组使用相异过程参数制造。光学检验所述晶片以识别缺陷。训练扰乱点过滤器以将所述缺陷分类为DOI或扰乱点缺陷。基于所述训练的结果，确定所述晶片的第一初步工艺窗且识别在包围所述第一工艺窗的调制组的第一群组中的具有DOI的裸片结构。将所述经训练扰乱点过滤器应用到所述经识别缺陷以确定所述晶片的第二经修正工艺窗。基于所述第二经修正工艺窗内的一或多个调制组中的经指定关照区域的SEM图像确定所述晶片的第三进一步经修正工艺窗。产生指定所述第三工艺窗的报告。工艺窗的报告。工艺窗的报告。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】结合光学及电子束检验的半导体热点及工艺窗的发现
[0001]相关申请案
[0002]本申请案主张2019年8月7日申请的印度(IN)专利申请案第201941031907号的优先权，所述案的全文为了全部目的以引用的方式并入。


[0003]本公开涉及半导体制造且更具体来说，涉及执行缺陷检验及分类以识别制造工艺窗。

技术介绍

[0004]为了确定半导体制造的工艺窗，可基于实验性设计(即，“实验设计”或DOE)制造被称为DOE晶片的半导体晶片且针对缺陷检验所述半导体晶片。DOE晶片的实例包含工艺窗鉴定(PWQ)晶片及焦距
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曝光矩阵(FEM晶片)。传统上，在两步骤技术中将光学检验(例如，使用具有宽带等离子体(BBP)光源的检验工具)与大规模扫描电子显微镜(SEM)分析结合以确定工艺窗。在第一步骤中，识别故障结构。在第二步骤中，确定故障结构的工艺窗。此传统两步骤技术是冗长的且使用效率低的取样，此通常限制用户仅执行技术一次。

技术实现思路

[0005]因此，需要结合光学检验(例如，BBP检验)及SEM检验以确定半导体制造工艺窗的经改进方法及系统。
[0006]在一些实施例中，一种评估半导体制造过程的方法包含：获得包含被分组成调制组的多个裸片的半导体晶片，其中每一调制组使用相异过程参数制造；及光学检验所述半导体晶片以识别所述调制组中的缺陷。训练扰乱点过滤器以将所述经识别缺陷分类为所关注缺陷(DOI)或扰乱点缺陷。训练所述扰乱点过滤器包含执行所述经识别缺陷的第一样本的扫描电子显微镜(SEM)图像的自动缺陷分类以确定所述第一样本中的相应缺陷是DOI还是扰乱点缺陷。基于所述训练的结果，确定所述半导体晶片的第一初步工艺窗。所述第一工艺窗是其相应调制组无DOI的过程参数的窗。还基于所述训练的所述结果，在包围所述第一工艺窗的调制组的第一群组中识别具有DOI的裸片结构。将所述经训练扰乱点过滤器应用到所述经识别缺陷以确定所述半导体晶片的第二经修正工艺窗。确定所述第二工艺窗包含针对位于所述第一工艺窗内且具有紧邻所述第一群组的相应调制组的过程调制的相应过程调制的每一调制组，确定所述调制组是否具有识别为具有所述第一群组的所述相应调制组中的所关注缺陷的结构的一或多个DOI。基于所述第二经修正工艺窗内的一或多个调制组中的经指定关照区域的SEM图像确定所述半导体晶片的第三进一步经修正工艺窗。产生指定所述第三工艺窗的报告。
[0007]在一些实施例中，一种半导体检验系统包含光学检验工具、一或多个处理器及存储用于由所述一或多个处理器执行的一或多个程序的存储器。所述一或多个程序包含用于执行上文的方法的指令。在一些实施例中，一种非暂时性计算机可读存储媒体存储经配置
用于由包含光学检验工具的半导体检验系统的一或多个处理器执行的一或多个程序。所述一或多个程序包含用于执行上文的方法的指令。
附图说明
[0008]为了更佳理解各种所述实施方案，应结合以下图式参考下文的实施方式。
[0009]图1是展示根据一些实施例的评估半导体制造过程的方法的流程图。
[0010]图2是展示根据一些实施例的训练扰乱点过滤器且作出初步工艺窗确定的方法的流程图。
[0011]图3是展示根据一些实施例的识别具有DOI的裸片结构的方法的流程图。
[0012]图4是展示根据一些实施例的工艺窗修正的方法的流程图。
[0013]图5是展示根据一些实施例的额外工艺窗修正(例如，相对于图4)的方法的流程图。
[0014]图6是展示根据一些实施例的测量关键尺寸(CD)均匀性的方法的流程图。
[0015]图7A到7D展示根据一些实施例的具有多个调制组的半导体晶片，所述多个调制组中的每一者使用相异过程参数制造。
[0016]图8A到8D展示经受依据过程调制而变化的系统缺陷的裸片结构的实例。
[0017]图9是根据一些实施例的半导体检验系统的框图。
[0018]贯穿图式及说明书，相同元件符号是指对应零件。
具体实施方式
[0019]现将详细参考各个实施例，在随附图式中说明所述实施例的实例。在以下详细描述中，陈述多个具体细节以便提供各个所述实施例的透彻解释。然而，一般技术者将明白，可在无这些具体细节的情况下实践各种所述实施例。在其它例子中，未详细描述众所周知的方法、程序、组件、电路及网络以免不必要地使本专利技术的方面不清楚。
[0020]图1是展示根据一些实施例的评估半导体制造过程的方法100的流程图。可使用半导体检验系统900(图9)或其部分执行方法100。
[0021]在方法100中，获得(102)包含被分组成调制组的多个裸片的半导体晶片。半导体晶片是DOE晶片(例如，PWQ或FEM晶片)且每一调制组使用相异过程参数制造。例如，半导体晶片700(图7A到7D)包含多个调制组702，所述多个调制组702中的每一者使用相异过程参数制造。每一调制组702包含一或多个半导体裸片(例如，布置成阵列的多个半导体裸片，其中布置由用于制造裸片的对应分划板上的裸片层的阵列指定)。在一些实施例中，每一调制组702部分通过凭借分划板仅光刻地曝光一部分且不曝光晶片的其它部分的单个例子制造的半导体晶片的所述部分。在一些实施例中，相异过程参数包含(104)光刻过程步骤的相应焦距及相应曝光(即，剂量)，使得针对特定光刻过程步骤，使用焦距及曝光的相异结合制造每一调制组702。例如，晶片700上的每一列调制组702可使用相异焦距制造且晶片700上的每一行调制组702可使用相异曝光制造(或反之亦然)。针对晶片700，曝光可沿着列单调制动及/或焦距可沿着行单调制动(或反之亦然)。然而，调制组的其它布置可行；一般来说，具有过程参数的特定结合的调制组在晶片上的位置可为任意的。当执行方法100时，半导体晶片的制造可为完整抑或不完整的。
[0022]光学检验(106)半导体晶片以识别调制组中的缺陷。在一些实施例中，使用(108)具有BBP光源的光学检验工具以检验晶片。光学检验可使用单个光学模式或多个光学模式(例如，两个光学模式)执行。每一光学模式具有光学特性的相异结合。在一些实施例中，光学特性包含波长范围、偏光、焦距、孔径(例如，照明孔径中的透射分布及集光孔径中的透射分布)及/或集光孔径中的相移分布。第一光学模式不同于第二光学模式在于至少一个光学特性的值不同。针对给定光学模式，可通过扫描半导体晶片以产生晶片上的相应裸片的目标图像而识别缺陷。在逐像素基础上从目标图像减去裸片的参考图像(或反之亦然)以产生显露缺陷的差异图像。例如，如果差异图像中的特定区域的像素值具有满足阈值的强度，那么将所述区域识别为具有缺陷。扫描可未检测一些缺陷，这是因为缺陷非常小或不引起入射光的反射率的改变。
[0023]检测到的缺陷包含妨碍装置功能性的所关注缺陷(DOI)及不妨碍装置功能性的所谓的扰乱点缺陷。不同于DOI，扰乱点缺陷通常非工程师所关注的。扰乱点缺陷可在数目上超过所关注缺陷。扰乱点缺陷的存在阻止基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种评估半导体制造过程的方法，其包括：获得包括被分组成调制组的多个裸片的半导体晶片，其中每一调制组使用相异过程参数制造；光学检验所述半导体晶片以识别所述调制组中的缺陷；训练扰乱点过滤器以将所述经识别缺陷分类为所关注缺陷(DOI)或扰乱点缺陷，其包括执行所述经识别缺陷的第一样本的扫描电子显微镜(SEM)图像的自动缺陷分类以确定所述第一样本中的相应缺陷是DOI还是扰乱点缺陷；基于所述训练的结果，确定所述半导体晶片的第一初步工艺窗，所述第一工艺窗是其相应调制组无DOI的过程参数的窗；基于所述训练的所述结果，识别在包围所述第一工艺窗的调制组的第一群组中的具有DOI的裸片结构；将所述经训练扰乱点过滤器应用到所述经识别缺陷以确定所述半导体晶片的第二经修正工艺窗，其包括：针对位于所述第一工艺窗内且具有紧邻所述第一群组的相应调制组的过程调制的相应过程调制的每一调制组，确定所述调制组是否具有识别为具有所述第一群组的所述相应调制组中的所关注缺陷的结构的一或多个DOI；基于所述第二经修正工艺窗内的一或多个调制组中的经指定关照区域的SEM图像确定所述半导体晶片的第三进一步经修正工艺窗；及产生指定所述第三工艺窗的报告。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述相异过程参数包括光刻过程步骤的相应焦距及相应曝光。3.根据权利要求1所述的方法，其中使用包括宽带等离子体(BBP)光源的光学检验工具执行光学检验所述半导体晶片。4.根据权利要求1所述的方法，其中识别在调制组的所述第一群组中的具有DOI的所述裸片结构包括：从调制组的所述第一群组选择基于所述训练的所述结果预测为DOI的所述经识别缺陷的第二样本；及执行所述第二样本的SEM图像的自动缺陷分类。5.根据权利要求1所述的方法，其中针对位于所述第一工艺窗内且具有紧邻所述第一群组的相应调制组的过程调制的相应过程调制的每一调制组，确定所述调制组是否具有识别为具有所述第一群组的所述相应调制组中的所关注缺陷的结构的一或多个DOI包括：从所述调制组选择如使用所述经训练扰乱点过滤器确定的具有为DOI的最高概率的所述经识别缺陷的第三样本；及执行所述第三样本的SEM图像的自动缺陷分类。6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括定义所述关照区域以包含识别为具有DOI的裸片结构；其中所述报告指定在包围所述第三工艺窗的一或多个调制组中的具有DOI的一或多个裸片结构。7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述第三工艺窗包括：
至少部分基于发现具有DOI的裸片结构的可能性确定用于SEM检验的所述第二工艺窗内的调制组的优先级；获得所述第二工艺窗内的经确定优先级调制组的所述关照区域的SEM图像；及执行所述第二工艺窗内的所述经确定优先级调制组的所述关照区域的所述SEM图像的自动缺陷分类。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述关照区域中的一或多者是用户指定的。9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括测量具有DOI的一或多个裸片结构的关键尺寸均匀性，其中：所述报告指定具有DOI的所述一或多个裸片结构的所述关键尺寸均匀性；且所述一或多个裸片结构包括在包围所述第三工艺窗的调制组中的具有DOI的全部裸片结构。10.一种非暂时性计算机可读存储媒体，其存储用于由包括光学检验工具的半导体检验系统的一或多个处理器执行的一或多个程序，所述一或多个程序包含用于进行以下项的指令：使用所述光学检验工具光学检验半导体晶片以识别所述调制组中的缺陷，其中所述半导体晶片包括被分组成调制组的多个裸片，每一调制组使用相异过程参数制造；训练扰乱点过滤器以将所述经识别缺陷分类为所关注缺陷(DOI)或扰乱点缺陷，其包括执行所述经识别缺陷的第一样本的扫描电子显微镜(SEM)图像的自动缺陷分类以确定所述第一样本中的相应缺陷是DOI还是扰乱点缺陷；基于所述训练的结果，确定所述半导体晶片的第一初步工艺窗，所述第一工艺窗是其相应调制组无DOI的过程参数的窗；基于所述训练的所述结果，识别在包围所述第一工艺窗的调制组的第一群组中的具有DOI的裸片结构；将所述经训练扰乱点过...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：