CN104022052B - 一种缺陷检测和观察设备的位置同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种缺陷检测和观察设备的位置同步方法，涉及半导体检测工艺领域，包括提供参照晶圆，参照晶圆上设有缺陷；采用缺陷检测设备检测参照晶圆，并通过缺陷观察设备观察缺陷，缺陷观察设备根据第一偏差值对缺陷的观察程序进行修正；经过设定的时间间隔后，再次通过缺陷检测设备和缺陷观察设备检测和观察参照晶圆的缺陷，得到缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的第二偏差值；并根据第二偏差值对第一偏差值进行修正和更新。本发明的技术方案能够保持缺陷检测和观察设备的中心位置的一致，从而避免由于两者之间的巨大差异造成自动观察的失败。

Description

一种缺陷检测和观察设备的位置同步方法
技术领域
本发明涉及用于半导体检测工艺领域，尤其涉及一种缺陷检测和观察设备的位置同步方法。
背景技术
集成电路的制造工艺十分的复杂，简单的说，就是在衬底材料(如硅衬底)上，运用各种方法形成不同“层”，并在选定的区域掺入离子，以改变半导体材料的导电性能，形成半导体器件的过程。集成电路的制造工艺是由多种单项工艺组合而成的，简单来说主要的单项工艺通常包含三类：薄膜制备工艺、图形转移工艺和掺杂工艺。
为了能够满足芯片复杂功能的运算的要求，芯片上电路图形的关键尺寸不断地缩小，先进的集成电路制造工艺光刻技术已经开始采用远紫外光光刻、电子束投影光刻和离子束投影光刻及X射线光刻等，特别是当电路图形关键尺寸进入到20nm以下技术节点，传统意义上的光学检测设备由于分辨率的限制比较难于捕捉到一些关键图形的细小缺陷，这对于各种新工艺的开发和芯片良率的提升是个巨大的难题。
对于尺寸极小的缺陷都必须利用电子显微镜的观察才能将缺陷的形貌看清楚，而现有的电子显微镜缺陷观察工作原理为，首先将在缺陷检测设备上确定的芯片信息主要包括芯片的大小和起始位置并手动传送到电子显微镜中，然后由于电子显微镜的中心位置和缺陷检测设备是存在误差的，所以这时工程师需要在电子显微镜下通过人工去识别这些信息，用3～4颗有缺陷检测设备获得的缺陷位置来校正扫描电子显微镜和缺陷扫描检测设备两种机型腔体中心位置的偏差值(X,Y),并将两个设备的空间误差保存到缺陷观察的程序中。
但是，由于缺陷检测设备的中心位置会随着运行，在一定的范围内有变化，这时缺陷观察设备所得到的修正值并没有变化，所以不同缺陷观察程序在进行缺陷定位时都需在较大的范围进行搜索，比如原来只要在长宽为n、m的范围内，这时需要在长宽为n+l、m+l的较大范围内搜索，甚至自动定位失败，从而造成分析效率的大大降低。
中国专利(CN103502801A)公开了一种缺陷分类方法，使用拍摄试样的装置以及与制造上述试样的工序对应的分类制程程序来分类缺陷图像，其特征在于，该缺陷分类方法具有以下步骤：通过与第一图像拍摄装置的分类制程程序相同的工序对应的第二图像拍摄装置的分类制程程序，来定义与以上述第一图像拍摄装置的分类制程程序定义的分类相同的分类；从由上述第二图像拍摄装置拍摄得到的缺陷图像中，确定与登记到以上述第一图像拍摄装置的分类制程程序定义的分类类中的示教图像相同种类的缺陷图像；以及将上述确定出的缺陷图像登记到以上述第二图像拍摄装置的分类制程程序定义的分类类中的、与登记了上述示教图像的上述第一图像拍摄装置的分类相同的分类中。但该专利缺乏有效性的同步方法。
中国专利(CN1815206)公开了一种光学元件缺陷检测方法，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，其特征在于，包含以下步骤：使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射步骤；以相互不同的多个观察角度，检测从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的检测步骤；对检测出的各观察角度的光强度进行比较的比较步骤；以及根据所述比较步骤的比较结果和预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系，判断缺陷的正当性的判断步骤。但该专利任然缺乏有效性的同步方法。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种缺陷检测和观察设备的位置同步方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为：
一种缺陷检测和观察设备的位置同步方法，应用于晶圆缺陷的检测和观察，所述缺陷检测和观察设备包括缺陷检测设备和缺陷观察设备，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，提供一参照晶圆，所述参照晶圆上设有缺陷；
步骤2，采用所述缺陷检测设备检测所述参照晶圆，并通过缺陷观察设备观察所述缺陷，以得到所述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的第一偏差值，所述缺陷观察设备根据所述第一偏差值对缺陷的观察程序进行修正，以使得所述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置保持一致；
步骤3，经过一设定的时间间隔后，再次通过所述缺陷检测设备和缺陷观察设备检测和观察所述参照晶圆的缺陷，以得到所述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的第二偏差值；
步骤4，所述缺陷观察设备根据所述第二偏差值对第一偏差值进行修正和更新，以保持所述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的一致。
上述的缺陷检测和观察设备的位置同步方法，其中，所述参照晶圆上的缺陷随机分布。
上述的缺陷检测和观察设备的位置同步方法，其中，其特征在于，所述参照晶圆上的缺陷的数量大于2颗。
上述的缺陷检测和观察设备的位置同步方法，其中，其特征在于，所述缺陷观察设备为电子显微镜。
上述的缺陷检测和观察设备的位置同步方法，其中，所述设定的时间间隔为6～8天。
上述的缺陷检测和观察设备的位置同步方法，其中，所述缺陷检测和观察设备的位置同步方法适用于20nm以下制程。
本发明的技术方案中晶圆中心位置偏差可以和缺陷检测设备的保持一致，从而避免由于两者之间的巨大差异造成自动观察的失败。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1本发明实施例的参照晶圆的结构示意图；
图2本发明实施例的参照晶圆的形貌示意图；
图3本发明实施例得到第一次偏差值的示意图；
图4本发明实施例得到第二次偏差值的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明汇总的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有实例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实例及实例中的特征可以相互自由组合。
以下将结合附图对本发明的一个实例做具体阐释。
本发明的实例是应用于晶圆缺陷的检测和观察，所述缺陷检测和观察设备包括缺陷检测设备和缺陷观察设备，其中，该方法包括以下步骤：
步骤1，如图1所示，提供一参照晶圆，参照晶圆上设有缺陷，优选参照晶圆的形貌如图2中所示；
步骤2，如图3所示，采用上述缺陷检测设备检测该参照晶圆，并通过缺陷观察设备观察该参照晶圆上的缺陷，以得到上述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的第一偏差值，缺陷观察设备根据该第一偏差值对缺陷的观察程序进行修正，以使得缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置保持一致；
步骤3，如图4所示，经过一设定的时间间隔后，再次通过缺陷检测设备和缺陷观察设备检测和观察参照晶圆的缺陷，以得到缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的第二偏差值；
步骤4，上述缺陷观察设备根据第二偏差值对第一偏差值进行修正和更新，以保持缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的一致。
本发明的实施例设计如图1所示的一片带有固定缺陷的参照晶圆，然后用缺陷检测设备对缺陷的位置进行量化，分别表示为(Kn，Ln)颗；然后将这些缺陷在经过电子显微镜的形貌分析来确定两种设备之间的晶圆中心位置偏差值R1。
此后，在生产过程中可以根据实际的情况，对如图1所示的参照晶圆进行重复的检测和观察来确定不同时间段的两种设备之间的中心偏差值Rn。
当电子显微镜得到这个Rn后，可以自动对设备中保存的所有缺陷观察的程序中的晶圆中心位置偏差值进行取代更新，即电子显微镜可以自动识别并更新缺陷观察的程序的原有设定值。
利用本发明的实施例，电子显微镜中的缺陷观察的程序中的晶圆中心位置偏差就可以和缺陷检测设备的保持一致，从而避免由于两者之间的巨大差异造成自动观察的失败。
如图1和3所示，在实际的生产过程中，本发明的实施例在开始的时候对参照晶圆进行缺陷的扫描得到了一系列的缺陷坐标值(x1，y1)……(x8，y8),同时通过电子显微镜对这些缺陷进行定位，可以得到一个中心偏差的修正值R1。
如图4所示，那么，在经过1周后再重新对如图1所示的参照晶圆进行缺陷的扫描得到了一系列的缺陷坐标值(k1，h1)……(k8，h8),这时同样通过电子显微镜对这些缺陷进行定位，可以得到一个中心偏差的修正值R2，那么将R1-R2的中心位置变化值修正到缺陷观察的程序中，这样就可以使电子显微镜中的缺陷观察程序中的晶圆中心位置和缺陷检测设备的保持一致，从而避免由于两者之间的巨大差异造成自动观察的失败。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种缺陷检测和观察设备的位置同步方法，应用于晶圆缺陷的检测和观察，所述缺陷检测和观察设备包括缺陷检测设备和缺陷观察设备，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，提供参照晶圆，所述参照晶圆上设有数量大于2颗的缺陷；
步骤2，采用所述缺陷检测设备检测所述参照晶圆，并通过缺陷观察设备观察所述缺陷，以得到所述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的第一偏差值，所述缺陷观察设备根据所述第一偏差值对缺陷的观察程序进行修正，以使得所述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置保持一致；
步骤3，经过设定的时间间隔后，再次通过所述缺陷检测设备和缺陷观察设备检测和观察所述参照晶圆的缺陷，以得到所述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的第二偏差值；
步骤4，所述缺陷观察设备根据所述第二偏差值对第一偏差值进行修正和更新，以保持所述缺陷检测设备和缺陷观察设备的中心位置的一致；
其中，所述缺陷观察设备为电子显微镜。
2.如权利要求1所述的缺陷检测和观察设备的位置同步方法，其特征在于，所述参照晶圆上的缺陷随机分布。
3.如权利要求1所述的缺陷检测和观察设备的位置同步方法，其特征在于，所述设定的时间间隔为6～8天。
4.如权利要求1所述的缺陷检测和观察设备的位置同步方法，其特征在于，所述缺陷检测和观察设备的位置同步方法适用于所述参照晶圆芯片电路图形关键尺寸在20nm以下的制程。
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