CN103604814A

CN103604814A - 一种芯片缺陷的检测方法

Info

Publication number: CN103604814A
Application number: CN201310506695.6A
Authority: CN
Inventors: 倪棋梁; 陈宏璘; 龙吟
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-02-26

Abstract

本发明公开了一种芯片缺陷的检测方法，包括如下步骤：提供一芯片组和一光学检测设备；设定第一焦距值，所述光学检测设备采用所述第一焦距值对所述芯片组进行起始扫描，并将起始扫描结果存储在数据库中；设定第二焦距值，所述光学检测设备采用所述第二焦距值对所述芯片组进行返回扫描，并将返回扫描结果存储在数据库中；叠加所述数据库中的起始扫描结果和返回扫描结果，并将叠加后的扫描结果和芯片的正常扫描结果进行比对来确定缺陷的位置。采用本发明的芯片缺陷的检测方法，提高了芯片缺陷检测的精度，且操作简单方便，从而提高了芯片缺陷检测的效率。

Description

一种芯片缺陷的检测方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种芯片缺陷的检测方法。

背景技术

先进的集成电路制造工艺一般都包含几百步的工序，任何环节的微小错误都将导致整个芯片的失效，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严格，所以在生产过程中为能及时的发现和解决问题，一般都配置有光学检测设备对产品进行在线的检测。

芯片缺陷检测的工作原理是将芯片上的光学图像转化成为由不同亮暗灰阶表示的数据图像，图1a-1c是本发明背景技术中将电路的光学图像转换为数据图像的示意图，如图1a-1c所示，先采用光信号发射装置发射检测光信号至芯片电路图形1上，然后利用探测器接受芯片电路图形1反射和/或折射回的光信号图形2，之后再将光信号图形2转换为数据图形3，再通过相邻芯片上的数据图形的比对来确定缺陷所在的位置；图2-图4是本发明背景技术中相邻的芯片组的灰阶图形数据进行比对的示意图，如图2表示为相邻的3个芯片，通过对3个芯片的图形数据进行同时采集，然后通过B芯片和A芯片的比较得出有信号差异的位置，如图3所示，再通过B芯片和C芯片的比较得出有信号差异的位置，如图4所示，那么这两个对比结果中差异信号的相同位置就是B芯片上检测到的缺陷的位置。

芯片的功能主要是通过一层层的电路在垂直方向上叠堆而成。目前的光学缺陷检测只能将光路焦距集中在一定的高度，有的缺陷位于电路的上面而有的位于电路的底部，如图5所示，根据目前的检测方法如果将光路焦距集中在电路的上面，只能对上面的缺陷进行有效的检测而下面的缺陷的信号会变的很微弱以至于不能被有效识别，如图6所示。

中国专利（公开号：CN102269712A）提供一种晶片缺陷检测方法，该方法通过生成一与受检测晶片一致的模拟晶片,将受检测晶片上的芯片位置与模拟晶片上的芯片位置完全对准，对模拟晶片上的芯片位置信息进行处理,并依据处理结果控制光学显微镜操作台在横轴方向和纵轴方向的具体移动距离，从而使光学显微镜精确对准受检测晶片上每个受检测芯片的位置，解决了通过纯目检的方式确定分散于晶片不同位置的各个受检测芯片时常常会出错，从而会影响到最终检测结果的准确性的问题,有效提高了晶片缺陷检测的工作效率。

中国专利（公开号：CN102937597A）提出一种缺陷检测的方法，通过采用完整的芯片扫描获得电路密度分布图，并以该电路密度分布图设定多个缺陷检测区域，进而利用该缺陷检测区域进行芯片的缺陷检测分析工艺，由于能精准的划分不同电路密度的检测区域，以提高缺陷检测的精度，有效的降低工程师的工作量，从而提高工程师在缺陷检测工艺中的工作效率，进而降低设备的生产时间，大大的提高了检测工艺的生产效率。

上述两件专利都提出了芯片缺陷的检测方法，但是其采取的技术方案与本发明所采取的芯片缺陷的检测方法并不相同。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明公开了一种缺陷检测的方法，以克服现有技术中光学缺陷检测将光路焦距集中在一定的高度，造成芯片缺陷的检测精度不高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种芯片缺陷的检测方法，包括如下步骤：

S1，提供一芯片组和一光学检测设备；

S2，设定第一焦距值，所述光学检测设备采用所述第一焦距值对所述芯片组进行起始扫描，并将起始扫描结果存储在数据库中；

S3，设定第二焦距值，所述光学检测设备采用所述第二焦距值对所述芯片组进行返回扫描，并将返回扫描结果存储在数据库中；

S4，叠加所述数据库中的起始扫描结果和返回扫描结果，并将叠加后的扫描结果和芯片的正常扫描结果进行比对来确定缺陷的位置。

上述的芯片缺陷的检测方法，其中，在所述步骤S2中，所述光学检测设备对所述芯片组进行起始扫描，采集所述芯片组的第一信号图像，并由所述光学检测设备将所述第一信号图像转换为第一数据图像，所述起始扫描结果为所述第一数据图像；

在所述步骤S3中，所述光学检测设备对所述芯片组进行返回扫描，采集所述芯片组的第二信号图像，并由所述光学检测设备将所述第二信号图像转换为第二数据图像，所述返回扫描结果为所述第二数据图像。

上述的芯片缺陷的检测方法，其中，在所述步骤S4中，叠加数据库中的所述第一数据图像和所述第二数据图像为第三数据图像，并将第三数据图像和芯片的正常数据图像进行比对来确定缺陷的位置。

上述的芯片缺陷的检测方法，其中，所述芯片组至少包括相邻的三个芯片。

上述的芯片缺陷的检测方法，其中，所述芯片组为横向排列或纵向排列。

上述的芯片缺陷的检测方法，其中，所述芯片组横向排列时，所述步骤S2中的起始扫描和所述步骤S3中的返回扫描是对所述芯片组的往返行扫描。

上述的芯片缺陷的检测方法，其中，所述芯片组纵向排列时，所述步骤S2中的起始扫描和所述步骤S3中的返回扫描是对所述芯片组的往返列扫描。

上述的芯片缺陷的检测方法，其中，所述第一焦距值和所述第二焦距值为所述光学检测设备光路的高度，所述第一焦距值和所述第二焦距值不相同，以检测不同焦距平面上的缺陷。

上述的芯片缺陷的检测方法，其中，所述光学检测设备为高灵敏度光学检测设备。

上述发明具有如下优点或者有益效果：

本发明提出的芯片缺陷的检测方法，通过在起始扫描和返回扫描时设定不同的焦距值，可以检测到芯片中不同焦距平面上的缺陷，从而提高了芯片缺陷检测的精度。

具体附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1a-1c是本发明背景技术中将电路的光学图像转换为数据图像的示意图；

图2是本发明背景技术中三个相邻芯片组的结构示意图；

图3是图2中相邻芯片B和A的数据进行比对以检测缺陷的示意图；

图4是图2中相邻芯片B和C的数据进行比对以检测缺陷的示意图；

图5是本发明中在电路上方和底部具有缺陷的芯片的剖面示意图；

图6是本发明背景技术中在一个焦距平面内检测图5中缺陷的俯视图；

图7是本发明实施例中对相邻芯片进行行扫描的示意图；

图8是本发明实施例中对相邻芯片进行列扫描的示意图；

图9是本发明实施例中对芯片组进行起始扫描的示意图；

图10是本发明实施例中对芯片组进行返回扫描的示意图；

图11是本发明实施例一中进行缺陷检测后叠加不同焦距平面的数据图像形成的俯视图；

图12是本发明实施例二中在电路上方和中部具有缺陷的芯片的剖面示意图；

图13是本发明实施例二中进行缺陷检测后叠加不同焦距平面的数据图像形成的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

实施例一：

如图5，图7-图11所示的芯片缺陷的检测方法：

首先提供一个芯片组和一个光学检测设备，如图5所示，芯片组的电路上方和底部均有缺陷4，光学检测设备针对如图5所示的缺陷4进行检测；

建立缺陷扫描程序，对如图9的起始扫描设定位于电路上方的第一焦距值，光学检测设备进行起始扫描时，采集所述芯片组的第一信号图像，并由所述光学检测设备将所述第一信号图像转换为第一数据图像并存储在数据库中；

对如图10所示的返回扫描设定位于电路底部的第二焦距值，光学检测设备在进行返回扫描时，采集所述芯片组的第二信号图像，并由所述光学检测设备将所述第二信号图像转换为第二数据图像并存储在数据库中；

然后叠加数据库中所述第一数据图像和所述第二数据图像形成第三数据图像，如图11所示，第三数据图像可以清晰的显示出不同焦距平面内的缺陷，通过和正常的芯片数据图像进行比对，可以精确的检测出缺陷的位置。

本实施例中，光学检测设备为高灵敏度光学检测设备，如积分球、光谱仪、光度计、光探头、光分布曲线设备；芯片组至少包括相邻的三个芯片；如图7-图10所示，起始扫描和返回扫描可以是对横向排列的芯片组进行往返的行扫描，也可以是对纵向排列的芯片组进行往返的列扫描，如图9和图10所示，光学检测设备的光路5在芯片组上往返移动进行起始扫描和返回扫描。

实施例二：

如图12和13所示：本实施例与实施例一大致相同，具体改进为：针对如图12所示的位于电路上面和中部的缺陷4，建立缺陷检测的扫描程序，对芯片的起始扫描设定位于电路上面的第一焦距值，对芯片的返回扫描设定位于电路中部的第二焦距值，从而可以准确地检测出芯片中电路上方和电路中部的缺陷。

在上述两个实施例中，光检测设备可以设定不同的焦距值对芯片进行多次往返扫描，并叠加每次往返扫描的两个焦距值的数据图像，将叠加后的数据图像和芯片的正常数据图像进行对比，即进行多次往返扫描以进行多次对比，从而能更精确的检测出芯片中存在的缺陷。

综上所述，光检测设备通过在起始扫描和返回扫描中设定不同的焦距值，从而可以检测到芯片中不同位置的缺陷，提高了芯片缺陷检测的精度，且操作简单方便，同时大大提高了芯片缺陷检测的效率。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；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，这并不影响本发明的实质内容。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

1.一种芯片缺陷的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，提供一芯片组和一光学检测设备；

2.如权利要求1所述的芯片缺陷的检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述光学检测设备对所述芯片组进行起始扫描，采集所述芯片组的第一信号图像，并由所述光学检测设备将所述第一信号图像转换为第一数据图像，所述起始扫描结果为所述第一数据图像；

3.如权利要求2所述的芯片缺陷的检测方法，其特征在于，在所述步骤S4中，叠加数据库中的所述第一数据图像和所述第二数据图像为第三数据图像，并将第三数据图像和芯片的正常数据图像进行比对来确定缺陷的位置。

4.如权利要求1所述的芯片缺陷的检测方法，其特征在于，所述芯片组至少包括相邻的三个芯片。

5.如权利要求1所述的芯片缺陷的检测方法，其特征在于，所述芯片组为横向排列或纵向排列。

6.如权利要求5所述的芯片缺陷的检测方法，其特征在于，所述芯片组横向排列时，所述步骤S2中的起始扫描和所述步骤S3中的返回扫描是对所述芯片组的往返行扫描。

7.如权利要求5所述的芯片缺陷的检测方法，其特征在于，所述芯片组纵向排列时，所述步骤S2中的起始扫描和所述步骤S3中的返回扫描是对所述芯片组的往返列扫描。

8.如权利要求1所述的芯片缺陷的检测方法，其特征在于，所述第一焦距值和所述第二焦距值为所述光学检测设备光路的高度，所述第一焦距值和所述第二焦距值不相同，以检测不同焦距平面上的缺陷。

9.如权利要求1所述的芯片缺陷的检测方法，其特征在于，所述光学检测设备为高灵敏度光学检测设备。