一种晶圆缺陷检测方法技术

本发明专利技术提供所述晶圆缺陷检测方法，在对目标方块单元中周期性重复图形的区域进行缺陷检测的过程中，通过确定最小周期并设定偏移量，将参考方块单元图形按照所述偏移量进行偏移获得偏移参考区域，将所述待检区域图形与所述偏移参考区域进行形貌比较，若待检区域中某一图形与偏移参考区域中对应位置的图形均不一致时，则判定异常；对成对出现且间隔距离为一个偏移量的两个异常图形，判断位于偏移量方向起始处的异常图形为缺陷，位于偏移量方向终止处的异常图形非缺陷；对于其余单独出现的异常图形判断为缺陷。所述晶圆缺陷检测方法能够检测出由于掩膜版缺陷等问题造成的晶圆上方块单元在相同位置存在的同样的缺陷，检测结果准确，检测方法简单易行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路制造工艺
，尤其涉及。
技术介绍
在半导体集成电路制造中，各工艺过程会因为各种原因而引入微粒或者缺陷，随着对超大规模集成电路高集成度和高性能的需求逐渐增加，半导体技术向着更小的特征尺寸发展，这些微粒或者缺陷对集成电路质量的影响也日趋显著，在线缺陷检测的必要性和重要性与日俱增。在进行半导体制造工艺过程中，通过对晶圆进行缺陷检测来定位并分析引起缺陷的原因，根据原因找到相应的对策来避免或者减少缺陷的产生，从而保证产品的良率及可靠性，从根本上保证生产的产量与质量，从而获得更高的利润。光刻是半导体制造中非常重要的一步工艺，通过光刻机把图形从掩膜版转移到设置于半导体晶圆上的光刻胶上，再通过刻蚀的工艺把图形转移到晶圆上。为了分摊单个器件的制造成本，在每个半导体晶圆上排列多个半导体器件，完成全部工艺后再将多个半导体器件分离为各个半导体器件。晶圆上的这种半导体器件的周期性单元称为方块单元(Die)，目前的晶圆检测一般都采用相邻方块单元之间互相比较的方法来判定是否存在缺陷。即，当扫描沿着X方向进行时，把当前正在检测的方块单元和其左边的方块单元和其右边的方块单元分别比较，如果图形与两边的方块单元都不一样，则判定此处缺陷存在。然而，如果掩膜版本身在制造或保存过程中存在缺陷或从环境中引入了有害颗粒，就会在光刻过程中把缺陷引入到所有的方块单元，即在每一个方块单元的相同位置都存在相同的缺陷，以目前这种方块单元和方块单元比较的方法就不能检测到这类缺陷。在晶圆的设计中，存在不少具有重复性图形的结构，比如SRAM的阵列，后道的大面积金属互连区域等。这类结构的良率对器件的性能有着非常重要的影响。如何全面对这些区域进行缺陷检测，包括由光刻的掩膜版异常引入的缺陷，至关重要。图I为现有技术中缺陷检测的晶圆地图。如图I所示，所述晶圆上具有多个周期重复性的方块单元(Die)，所述方块单元是在光刻工艺中利用同一个掩膜图形按照一定比例进行图形转移而复制在晶圆上的，因而晶圆上每一方块单元的图形重复且与掩膜图形的图形保持一致。 在现有技术进行晶圆缺陷检测时，检测机台搜集反应晶圆表面形貌的表面图像信息，通过将每一方块单元与相邻方块单元进行比较来判定是否存在缺陷。对于图I所示的晶圆地图，将标记了 T (target)的方块单元称之为目标方块单元，将对目标方块单元T进行缺陷检测，与目标方块单元T相邻的标记了 Rl (referencel)和R2 (reference〗)的方块单元作为参考方块单元。当对目标方块单元T进行扫描时，检测机台会将搜集到的目标方块单元T的形貌与参考方块单元Rl和参考方块单元R2对应的位置处的形貌进行比较，目标方块单元T中的某处图形的形貌与参考方块单元Rl和参考方块单元R2对应位置的图形的形貌都不一样时，判定目标方块单元T中的该处图形存在缺陷。图2为现有技术中晶圆上目标方块单元与参考方块单元的缺陷示意图。结合图2，现有技术中缺陷检测方法具体判定过程如下例如目标方块单元T中存在如下表面异常形貌三角形标注处存在第一异常图形Al，圆形标注处存在第二异常图形A2。对于三角形标注处存在的第一异常图形Al，将第一异常图形Al与参考方块单元Rl的对应位置处图形的形貌进行比较，结果形貌不同，将第一异常图形Al与参考方块单元R2的对应位置处图形的形貌进行比较，结果形貌不同，第一异常图形Al与参考方块图形单元Rl及参考方块单元R2的对应位置处图形的形貌均不同，则第一异常图形Al判定为缺陷。对于圆形标注处存在的第二异常图形A2，同样与参考方块图形单元Rl及参考方块单元R2的对应位置处图形的形貌进行比较，结果第二异常图形A2与参考方块单元Rl及参考方块单元R2的对应位置处图形的形貌均相同，则第二异常图形A2不判定为缺陷。至此，对目标方块单元T的缺陷扫描和判定结束，扫描判定结果为目标方块单元T中仅存在一个缺陷，即为三角形标注处存在的缺陷。然而，在参考方块单元Rl和参考方块单元R2中与目标方块单元T的第二异常图 形A2相对应的位置处具有同样的圆形标注处存在的异常图形，此类缺陷通常为光刻时由于掩膜版上异常杂质的引入，导致掩膜版上图形转移到晶圆上时，以相同的表面形貌存在于每一方块单元的相同位置处，导致缺陷检测无法查出此类缺陷，导致检测结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够检测出由于掩膜版缺陷等问题造成的晶圆上方块单元在相同位置存在的同样的缺陷的晶圆缺陷检测方法。为解决上述问题，本专利技术，所述晶圆表面包括若干周期性重复的方块单元，所述方块单元中存在至少一个具有周期性重复图形的区域，所述晶圆缺陷检测方法包括以下步骤获取晶圆的版图设计数据和晶圆表面形貌彳目息；根据所述版图设计数据和晶圆表面形貌信息，选定目标方块单元中具有周期性重复图形的区域为待检区域；确定所述待检区域中图形重复的最小周期，根据所述最小周期设定偏移量；以与目标方块单元相邻的方块单元为参考方块单元，将参考方块单元中与所述待检区域位置对应的参考区域的图形按照所述偏移量进行偏移，获得偏移参考区域；对所述待检区域图形进行缺陷检测，将所述待检区域图形与所述偏移参考区域图形进行形貌比较，若待检区域中某处图形与偏移参考区域中对应位置的图形均不一致时，则判定该处图形存在异常；扫描所述待检区域上异常图形，对成对出现且间隔距离为一个偏移量的两个异常图形，判断位于偏移量方向起始处的异常图形为缺陷，位于偏移量方向终止处的异常图形非缺陷；对于其余单独出现的异常图形判断为缺陷。进一步的，所述版图设计数据包括预设晶圆表面的图形、层次及尺寸数据。进一步的，所述晶圆表面形貌信息通过光学电子显微镜、扫描电子显微镜或聚焦粒子束扫描获取。进一步的，所述晶圆缺陷检测针对所述晶圆上全部或部分方块单元中周期性重复图形的区域进行检测。进一步的，当所述方块单元中存在多个周期性重复图形的区域时，所述晶圆缺陷检测方法针对方块单元中全部或部分周期性重复图形的区域进行检测。进一步的，所述偏移量数值为最小周期数值的整数倍。进一步的，所述最小周期包括相互垂直的两个方向的最小周期标量。进一步的，所述最小周期包括沿着缺陷检测扫描方向的最小周期标量和垂直于缺陷检测扫描方向的最小周期标量。进一步的,所述偏移量包括两个分别与最小周期标量方向相对应的偏移标量。进一步的，所述参考方块单元包括与所述目标方块单元相邻的两个方块单元。综上所述，本专利技术所述晶圆缺陷检测方法，在对目标方块单元中周期性重复图形的区域进行缺陷检测的过程中，通过确定所述待检区域中图形重复的最小周期，根据所述最小周期设定偏移量，并将参考方块单元图形按照所述偏移量进行偏移，获得偏移参考区域，对所述待检区域图形进行缺陷检测，将所述待检区域图形与所述偏移参考区域图形进行形貌比较，若待检区域中某一图形与偏移参考区域中对应位置的图形均不一致时，则判定该处图形存在异常；对于所述待检区域上成对出现的异常图形，且成对的异常图形之间距离为一个偏移量，则判断位于偏移量起始位置处的异常图形为缺陷；对于其余单独出现的异常图形亦判断为缺陷。所述晶圆缺陷检测方法能够检测出由于掩膜版缺陷等问题造成的晶圆上方块单元在相同位置存在的同样的缺陷，检测结果准确，检测方法简单易行。附图说明图1为现有技术中缺陷检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆缺陷检测方法，所述晶圆表面包括若干周期性重复的方块单元，所述方块单元中存在至少一个具有周期性重复图形的区域，所述晶圆缺陷检测方法包括以下步骤 获取晶圆的版图设计数据和晶圆表面形貌信息； 根据所述版图设计数据和晶圆表面形貌信息，选定目标方块单元中具有周期性重复图形的区域为待检区域； 确定所述待检区域中图形重复的最小周期，根据所述最小周期设定偏移量； 以与目标方块单元相邻的方块单元为参考方块单元，将参考方块单元中与所述待检区域位置对应的参考区域的图形按照所述偏移量进行偏移，获得偏移参考区域； 对待检区域图形进行缺陷检测，将所述待检区域图形与所述偏移参考区域图形进行形貌比较，若待检区域中某处图形与偏移参考区域中对应位置的图形均不一致时，则判定该处图形存在异常； 扫描所述待检区域上异常图形，对成对出现且间隔距离为一个偏移量的两个异常图形，判断位于偏移量方向起始处的异常图形为缺陷，位于偏移量方向终止处的异常图形非缺陷；对于其余单独出现的异常图形判断为缺陷。2.如权利要求I所述的晶圆缺陷检测方法，其特征在于，所述版图设计数据包括预设晶圆表面的图形、层次及尺寸数据。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢意飞，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：