CN101996908A - 晶片的检测方法及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶片的检测方法及检测装置，该方法包括步骤：以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块；对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息，本发明可以提高对渐变式缺陷的检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种晶片的检测方法及检测装置。
背景技术
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了使半导体器件具备更快的运算速度、更大的数据存储量以及更多的功能，半导体晶片朝向高集成度方向发展，MOS器件的栅极结构特征尺寸已经进入深亚微米阶段，这样就对工艺的要求越来越严格。
在现有的晶片(wafer)制造工艺中，常会发生生产设备参数常会在规定标准内发生漂移，从而在晶片上会造成轻微渐变式缺陷(defect)。这种缺陷会随着时间的变化和所在芯片的位置而越来越严重，虽然晶片的缺陷检测设备也越来越精密，但因为该种缺陷是渐变的(也就是沿垂直于晶片直径方向连续变化)，而现有的检测方式通常也都是渐变的，也就是对晶片上的连续区域进行测试。例如如图1所示，当前的一种晶片检测设备是利用模块到模块(Die-to-Die)的检测方式，即在检测时，将晶片表面分为若干个模块，然后检测设备通过光电信号在晶片表面沿图1中的箭头方向扫描各模块，同时收集检测反馈的光电信号，再比较相邻模块(Die)的信号差异。具体的比较方式为：先比较模块ml和其相邻的模块m2，然后再比较模块m2和其相邻的模块m3，如比较差异值超过预设标准(Spec)，就标示为缺陷。因此，现有的检测方法受检测设备的限制，使得缺陷刚开始产生时无法被检测设备发现，所以在实际检测中往往是缺陷变得很严重并造成大量影响时才能被检测设备发现。
例如在公开号为“CN101451962A”的中国专利申请中公开了一种验证缺陷扫描机台的方法，在使用标准片验证合格后的缺陷扫描机台上，扫描晶片本体表面带有颗粒的定期测试晶片，记录定期测试晶片上的颗粒参数作为标准颗粒参数；在之后缺陷扫描机台日常监控中，将定期测试晶片在缺陷扫描机台上扫描，记录颗粒参数；比较日常监控中记录的颗粒参数和标准参数的差值，若在设定的阈值范围内，则缺陷扫描机台检测合格，反之则不合格。
上述现有的检测方式在遇到缺陷是随晶片所在位置发生缓慢变化时，例如从边缘到中心(Edge-to-Center)，或从上沿到下沿(Top-to-down)，即相邻模块(Die)之间仅有微小差异或无差异时，检测设备就无法认定缺陷的存在。所以只能通过降低检测的规则来提高检测灵敏度。但这样做又会使芯片本身一些微小差异，例如非缺陷的正常存在差异(nuisance defect)被标示成缺陷。增加真实缺陷被发现的难度，当生产制程中真的发生这种缺陷时，往往就要面临着比较困难的设定和选择。
因此，对渐变式缺陷的准确检测是目前晶片检测中有待解决的问题。
发明内容
本发明解决的问题是通过提供一种晶片的检测方法，提高对渐变式缺陷的检测精度。
为了解决上述问题，本发明提供了一种晶片的检测方法，包括步骤：以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个圆形或圆环形检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块；对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息。
可选的，一个所述检测区域为圆形，另外的所述检测区域为圆环形。
可选的，所有环形检测区域的内外半径差和圆形检测区域半径相等，或所有环形检测区域的面积和圆形检测区域的面积相等。
可选的，对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测结果进行比较的步骤包括：
从至少3个不同检测区域中，各选择1个待检模块，利用其中1个待检模块的检测数据和另外2个待检模块的检测数据比较。
可选的，所述3个不同检测区域为相邻的检测区域。
可选的，还包括：记录发出异常时所检测的待检模块。
可选的，所述至少2个位于不同检测区域内的待检模块位于晶片的同一半径上。
可选的，待检模块距离所在的检测区域的外围距离相同。
相应的，本发明还提供了一种晶片的检测装置，包括：划分装置，用于以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个圆形或圆环形检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块；检测装置，用于对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息。
可选的，一个所述检测区域为圆形，另外的所述检测区域为圆环形。
可选的，所有环形检测区域的内外半径差和圆形检测区域半径相等，或所有环形检测区域的面积和圆形检测区域的面积相等。
可选的，所述检测装置还包括检测子模块，用于从至少3个不同检测区域中，各选择1个待检模块，进行检测；
判断模块，用于利用其中1个待检模块的检测数据和另外2个待检模块的检测数据比较。
可选的，所述3个不同检测区域为相邻的检测区域。
可选的，所述检测装置还包括存储模块，用于记录发出异常时所检测的待检模块。
可选的，所述至少2个位于不同检测区域内的待检模块位于晶片的同一半径上。
可选的，待检模块距离所在的检测区域的外围距离相同。
和现有技术相比，本发明通过检测时定义不同检测区域，再在每个检测区域内划分待检模块，然后比较位于不同检测区域内的待检模块的检测数据，因为位于不同检测区域的待检模块互不相邻，因此该方法增加了缺陷检测时对渐变式缺陷的敏感性，同时降低非缺陷的正常存在差异被标示成缺陷发生几率，满足了及时检测到渐变式缺陷的要求。
附图说明
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是现有技术制造的晶片测试方法示意图；
图2为本发明的晶片的检测方法流程图；
图3为本发明的晶片的检测方法一实施例的示意图；
图4为本发明的晶片的检测装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
在现有的晶片(water)制造工艺中，常会发生生产设备参数在规定标准内发生漂移，从而在晶片上会造成轻微渐变式缺陷(defect)。这种缺陷会随着时间的变化和所在芯片的位置而越来越严重，虽然芯片的缺陷检测设备也越来越精密，但因为该种缺陷因为是渐变的，而当前的晶片检测设备都是渐变的检测方式，因此，现有的检测设备在检测时在初始时受检测设备方法的限制，无法被检测设备发现，所以在相邻模块之间仅有微小差异或无差异时，检测设备就无法认定缺陷的存在，实际检测中往往是缺陷变得很严重并造成大量影响时才能被检测设备发现。所以只能通过降低检测的规则来提高检测灵敏度。但这样做又会使芯片本身一些微小差异，例如非缺陷的正常存在差异(nuisance defect)被标示成缺陷。增加真实缺陷被发现的难度，当生产制成中真的发生这种缺陷时，往往就要面临着比较困难的设定和选择。
本发明的发明人研究后提供了一种晶片的检测方法，包括步骤：以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个圆形或圆环形检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块；对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息。
可选的，一个所述检测区域为圆形，另外的所述检测区域为圆环形。
可选的，所有环形检测区域的内外半径差和圆形检测区域半径相等，或所有环形检测区域的面积和圆形检测区域的面积相等。
可选的，对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测结果进行比较的步骤包括：
从至少3个不同检测区域中，各选择1个待检模块，利用其中1个待检模块的检测数据和另外2个待检模块的检测数据比较。
可选的，所述3个不同检测区域为相邻的检测区域。
可选的，还包括：记录发出异常时所检测的待检模块。
可选的，所述至少2个位于不同检测区域内的待检模块位于晶片的同一半径上。
可选的，待检模块距离所在的检测区域的外围距离相同。
相应的，本发明还提供了一种晶片的检测装置，包括：划分装置，用于以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个圆形或圆环形检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块；检测装置，用于对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息。
可选的，一个所述检测区域为圆形，另外的所述检测区域为圆环形。
可选的，所有环形检测区域的内外半径差和圆形检测区域半径相等，或所有环形检测区域的面积和圆形检测区域的面积相等。
可选的，所述检测装置还包括检测子模块，用于从至少3个不同检测区域中，各选择1个待检模块，进行检测；
判断模块，用于利用其中1个待检模块的检测数据和另外2个待检模块的检测数据比较。
可选的，所述3个不同检测区域为相邻的检测区域。
可选的，所述检测装置还包括存储模块，用于记录发出异常时所检测的待检模块。
可选的，所述至少2个位于不同检测区域内的待检模块位于晶片的同一半径上。
可选的，待检模块距离所在的检测区域的外围距离相同。
和现有技术相比，本发明通过检测时定义不同检测区域，再在每个检测区域内划分待检模块，然后比较位于不同检测区域内的待检模块的检测数据，因为位于不同检测区域的待检模块互不相邻，因此该方法增加了缺陷检测时对渐变式缺陷的敏感性，同时降低非缺陷的正常存在差异被标示成缺陷发生几率，满足了及时检测到渐变式缺陷的要求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
图2为本发明的晶片的检测方法流程图。图3为本发明的晶片的检测方法一实施例的示意图。
如图2所示，本发明的晶片检测方法包括步骤：
S1：以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块。
具体的在本实施例中，如图3所示，将晶片表面划分为4个检测区域，在一个优选实施方式中，检测区域为圆形或者圆环形。例如第一检测区域R1、第二检测区域R2、第三检测区域R3及第四检测区域R4，其中第一检测区域R1、第二检测区域R2及第三检测区域R3为以晶片圆心为圆心的圆环，第四检测区域R4为以晶片圆心为圆心的圆。上述为举例说明，除此之外也可以将晶片划分为例如2个、3个、8个、10个等等检测区域。
在检测区域中划分待检模块，例如在第一检测区域R1至第四检测区域R4内划分待检模块，具体的在第一检测区域R1内沿两个垂直第一方向和第二方向将第四检测区域分为若干个矩形的待检模块，例如待检模块md11、md12、md13......，同样在第二检测区R2至第四检测区域也分为若干个待检模块，例如将第二检测区域R2分为md21、md22、md23......第三检测区域R3分为md31、md32、md33......第四检测区域R4分为md41、md42、md43......
在其它实施例中，所述检测区域也可以为除圆形和圆环形的其他形状，例如沿垂直的两个方向直线划分而成的矩形的区域。
在本实施例的一个优选实施方式中，上述第一检测区域R1、第二检测区域R2及第三检测区域R3内外的半径差相等，且都等于第四检测区域R4的半径，这样在检测区域内选择待检模块比较时，第一检测区域R1、第二检测区域R2、第三检测区域R3及第四检测区域R4沿晶片同一半径方向的待检模块的数目相当，因此方便比较待检模块的测量值。
在另一优选实施方式中，所述第一检测区域R1、第二检测区域R2、第三检测区域R3以及第四检测区域R4的面积相同，这样便于不同的检测区域内可以划分出数目相同的待检模块，从而方便对不同检测区域内的待检模块的比较。
在另一个优选实施方式中，所述第一检测区域R1、第二检测区域R2、第三检测区域R3以及第四检测区域R4可以根据要划分成的待检模块的数目决定，具体的，例如如果要在每个检测区域内包含100个待检模块，那么就可以把晶片划分为包含100个待检模块的若干个区域，每个包含100个待检模块的区域也就是可以将晶片划分成的检测区域。该划分方法方便一对一的比较位于不同检测区域的待检模块。
在一个优选实施方式中，将检测到的各待检模块的检测数据进行存储。
S2：对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息。
在一个具体实施方式中，如图3所示，按照箭头方向对检测区域进行扫描，检测检测区域内每个待检模块上的缺陷，具体可以利用本领域技术人员熟知的方法，例如用光信号扫面晶片表面，然后利用利用收集装置收集镜片表面反射的光信号，最后利用分析装置通过光谱分析确定晶片表面的缺陷位置、类型、形状及体积等。当然上述仅仅是举例说明，除此之外可以按照任意的方向进行扫描，还可以根据要检测的缺陷的种类来确定检测的方式。
检测后得到所有检测区域内每个待检模块的检测数据，然后比较检测数据。
在一个具体实施方式中，首先选择相邻的三个检测区域，例如第一检测区域R1、第二检测区域R2和第三检测区域R3，接着分别从第一检测区域R1、第二检测区域R2和第三检测区域R3中选择1个待检模块，优选的，选择的待检模块位于同一晶片半径上，并且距离所在的检测区域的外围距离相同，例如如图3所示，从第一检测区域R1内选择待检模块md11，从第二检测区R2内选择待检模块md21，从第三检测区域R3内选择待检模块md31，从第四检测区域R4内选择待检模块md41。待检模块md11、md21、md31、md41被同一条晶片半径穿过，并且距离各自所在的检测区域的外圆的距离都为d1。这个使得选择的待检模块不相邻，从而不会存在渐变缺陷检测不到的问题，而且因为选择同一晶片半径上的待检模块，这样在下一次选择时可以更换为另一条晶片半径经过的待检模块，因此这样使得选择待检模块的次序更加清楚，不容易漏掉待检模块。
接着，对待检模块md11、md21、md31的检测数据进行比较，具体的先比较待检模块md11和待检模块md21内的检测数据，得到一个差值，当该差值出现异常时，例如超过设定的标准值，则认为存在缺陷，因此发出异常信息。然后记录发出异常时的待检模块，例如在上述检测过程中发出异常信号，则记录待检模块md21，例如可以将待检模块md21的检测数据进行存储，然后对待检模块md21进行详细分析找出其存在的缺陷。
接着再比较待检模块md21和待检模块md31内的检测数据，再得到一个差值，当该差值出现异常时，例如超过设定的标准值，则认为存在缺陷，因此发出异常信息。然后记录发出异常时的待检模块，例如在上述检测过程中发出异常信号，则记录待检模块md31，例如可以将待检模块md31的检测数据进行存储，然后对待检模块md31进行详细分析找出其存在的缺陷。
接着再选择另外3个待检模块，例如待检模块md12、md22、md32的检测数据进行比较，具体过程同上，不再赘述。最终完成全部的待检模块的比较。
当然在上述过程中也可以在得到一组差值之后再与标准值进行比较。
利用上述方法进行检测缺陷时，由于进行比较的待检模块位于不同的检测区域，因此待检模块之间不相邻，这样避免了相邻的模块之间比较，不容易发现渐变缺陷的问题。
图4为本发明的晶片的检测装置一实施例的结构示意图。如图4所示，相应的本发明还提供了一种晶片的检测装置，包括：划分装置510，用于以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块；检测装置520，用于对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息。
优选的，一个所述检测区域为圆形，另外的所述检测区域为圆环形。
优选的，所有环形检测区域的内外半径差和圆形检测区域半径相等，或所有环形检测区域的面积和圆形检测区域的面积相等。
优选的，所述检测装置还包括检测子模块530，用于从至少3个不同检测区域中，各选择1个待检模块，进行检测；还包括判断模块540，用于利用其中1个待检模块的检测数据和另外2个待检模块的检测数据比较。
优选的，所述检测装置520还包括存储模块550，用于记录发出异常时所检测的待检模块。
优选的，所述3个不同检测区域为相邻的检测区域。
优选的，所述至少2个位于不同检测区域内的待检模块位于晶片的同一半径上。
优选的，待检模块距离所在的检测区域的外围距离相同。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (16)
1.一种晶片的检测方法，其特征在于，包括步骤：
以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块；
对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，一个所述检测区域为圆形，另外的检测区域为圆环形。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所有环形检测区域的内外半径差和圆形检测区域半径相等，或所有环形检测区域的面积和圆形检测区域的面积相等。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测结果进行比较的步骤包括：
从至少3个不同检测区域中，各选择1个待检模块，利用其中1个待检模块的检测数据和另外2个待检模块的检测数据比较。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述3个不同检测区域为相邻的检测区域。
6.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，还包括：记录发出异常时所检测的待检模块。
7.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述至少2个位于不同检测区域内的待检模块位于晶片的同一半径上。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，待检模块距离所在的检测区域的外围距离相同。
9.一种晶片的检测装置，其特征在于，包括：
划分装置，用于以晶片的中心为圆心将晶片表面划分为至少2个检测区域，将每个检测区域划分为至少2个待检模块；
检测装置，用于对不同检测区域进行检测，并选择至少2个位于不同检测区域内的待检模块的检测数据进行比较，当所述检测数据差值超过预定范围，则发出异常信息。
10.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，一个所述检测区域为圆形，另外的所述检测区域为圆环形。
11.根据权利要求10所述的检测装置，其特征在于，所有环形检测区域的内外半径差和圆形检测区域半径相等，或所有环形检测区域的面积和圆形检测区域的面积相等。
12.根据权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括检测子模块，用于从至少3个不同检测区域中，各选择1个待检模块，进行检测；
判断模块，用于利用其中1个待检模块的检测数据和另外2个待检模块的检测数据比较。
13.根据权利要求12所述的检测装置，其特征在于，所述3个不同检测区域为相邻的检测区域。
14.根据权利要求10所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括存储模块，用于记录发出异常时所检测的待检模块。
15.根据权利要求10所述的检测装置，其特征在于，所述至少2个位于不同检测区域内的待检模块位于晶片的同一半径上。
16.根据权利要求15所述的检测装置，其特征在于，其特征在于，待检模块距离所在的检测区域的外围距离相同。
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