CN104201124A - 根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法，包括：第一步骤，用于将芯片置于聚焦光路下，从而利用聚焦光路对具有不同电路特征区域的芯片上进行扫描；第二步骤，用于根据扫描结果获得聚焦光路反射信号强度分布；第三步骤，用于根据聚焦光路反射信号强度分布对芯片上的聚焦光路反射信号强度按照不同的强度梯度设定多个聚焦光路反射信号强度区域；第四步骤，用于对所述多个聚焦光路反射信号强度区域中不满足焦距强度阈值要求的区域设定信号放大系数，并以所述信号放大系数来放大聚焦光路中照射所述不满足焦距强度的区域的聚焦光部分的强度；第五步骤，用于利用所述聚焦光部分放大后的聚焦光路对芯片进行扫描。

Description

根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法。
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地发现和解决问题，配置有光学和电子束的缺陷检测设备对产品进行在线。
不管是光学和电子的缺陷检测，其工作的基本原理都是通过设备获得几个芯片的信号，然后再进行数据的比对，如图1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2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3所示，那么这两个对比结果中差异信的相同位置就是B芯片上侦测到的缺陷的位置。在实际的检测扫描过程中，由于晶圆在不同的工艺之后会呈现不同程度的曲翘现象，有的是相对水平面向上弯曲(如图4所示)，有的是相对水平面向下弯曲(如图5所示)。然后，光学检测本身在逐行进行如图6所示的水平和如图7所示的垂直方向扫描时，对于图形水平面的控制是非常关键的，同一的电路如果水平面的焦距稍有偏差，就会使得设备获得的图形失真，从而影响最终的缺陷检测的灵敏度。而目前业内采用的聚焦方式是在独立于检测光之外配置一个单波长的光路系统，在检测光路进行扫描的同时对晶圆的水平面进行侦测和补偿。
然而，实际的运行过程发现有的聚焦光路在一些特定的电路图形中的反射光信号非常微弱，不同图形的反射光信号强度可能甚至差达2个数量级(如图8所示)，如上所述这就会导致对这些特定的芯片区域的焦距能力变差，从而最终影响缺陷检测的能力。而且，随着晶圆尺寸从12英寸发展到18英寸，晶圆本身的的曲翘度也会被放大，同时芯片的电路集成度越来越高，这都会导致晶圆聚焦变的非常重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法。
为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法，其包括：
第一步骤，用于将芯片置于聚焦光路下，从而利用聚焦光路对具有不同电路特征区域的芯片上进行扫描；
第二步骤，用于根据扫描结果获得聚焦光路反射信号强度分布；
第三步骤，用于根据聚焦光路反射信号强度分布对芯片上的聚焦光路反射信号强度按照不同的强度梯度设定多个聚焦光路反射信号强度区域；
第四步骤，用于对所述多个聚焦光路反射信号强度区域中不满足焦距强度阈值要求的区域设定信号放大系数，并以所述信号放大系数来放大聚焦光路中照射所述不满足焦距强度的区域的聚焦光部分的强度；
第五步骤，用于利用所述聚焦光部分放大后的聚焦光路对芯片进行扫描。
优选地，聚焦光路中除所述聚焦光部分之外的部分的光强不变。
优选地，所述信号放大系数等于焦距强度阈值除以通过第一步骤对所述不满足焦距强度的区域扫描得到的最小聚焦光路反射信号强度值。
优选地，所述信号放大系数大于焦距强度阈值除以通过第一步骤对所述不满足焦距强度的区域扫描得到的最小聚焦光路反射信号强度值。
利用本发明的缺陷检测方法，能够更好地实现对不同翘曲度晶圆和不同电路结构的芯片进行精准聚焦，并实现高灵敏度的光学缺陷检测。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了相邻的3个芯片组。
图2示意性地示出了B芯片和A芯片的数据比较图。
图3示意性地示出了B芯片和C芯片的数据比较图。
图4示意性地示出了向上弯曲的晶圆示意图。
图5示意性地示出了向下弯曲的晶圆示意图。
图6示意性地示出了光学检测水平方向扫描的示意图。
图7示意性地示出了光学检测垂直方向扫描的示意图。
图8示意性地示出了芯片上不同电路区域聚焦反射光强信号示意图。
图9示意性地示出了根据本发明优选实施例的根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法的流程图。
图10示意性地示出了根据本发明优选实施例的根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法采取的芯片示意图。
图11示意性地示出了聚焦光路扫描获得反射信号强度分布示意图。
图12示意性地示出了大面积切割方案的示意图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
图9示意性地示出了根据本发明优选实施例的根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法的流程图。
具体地说，如图9所示，根据本发明优选实施例的根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法包括：
第一步骤S1，用于将芯片置于聚焦光路下，从而利用聚焦光路对具有不同电路特征区域的芯片上进行扫描；
第二步骤S2，用于根据扫描结果获得聚焦光路反射信号强度分布；
第三步骤S3，用于根据聚焦光路反射信号强度分布对芯片上的聚焦光路反射信号强度按照不同的强度梯度设定多个聚焦光路反射信号强度区域；例如，多个聚焦光路反射信号强度区域可能包括图10所示的第一聚焦光路反射信号强度区域1、第二聚焦光路反射信号强度区域2和第三聚焦光路反射信号强度区域3。
第四步骤S4，用于对所述多个聚焦光路反射信号强度区域中不满足焦距强度阈值要求的区域设定信号放大系数，并以所述信号放大系数来放大聚焦光路中照射所述不满足焦距强度的区域的聚焦光部分的强度(聚焦光路中除所述聚焦光部分之外的部分的光强不变)；优选地，所述信号放大系数等于或大于焦距强度阈值除以通过第一步骤S1对所述不满足焦距强度的区域扫描得到的最小聚焦光路反射信号强度值。
第五步骤S5，用于利用所述聚焦光部分放大后的聚焦光路对芯片进行扫描。
例如，光学检测设备在进行缺陷检测时，对聚焦光反射光强度的最小值要求为600，那么将如图8所示的芯片上一个反射光强度最小的区域(聚焦光反射光强度值为500-230)的反射光信号设定3倍的光信号放大(放大后聚焦光反射光强度值将变成1500-690)，从而满足光学检测设备对水平聚焦的最低要求，实现对不同翘曲度晶圆和不同电路结构的芯片进行精准聚焦，并实现高灵敏度的光学缺陷检测。
在具体实施时，在创建光学缺陷检测时，将如图10所示晶圆上的一个完整的芯片置于聚焦光路下，聚焦光路对芯片上有不同电路特征的区域进行相同于缺陷检测时的扫描，从而获得一个完整的聚焦光路反射信号强度分布如图11所示，然后对芯片上的聚焦光路反射信号强度按照不同的强度梯度设定多个聚焦光路反射信号强度区域，并对不能满足焦距强度的区域设定信号放大的系数，从而实现不同的结构都能满足水平聚焦的要求，并可实现分区域的同时管理。避免利用单一入射光光强的增强，导致有的区域信号过度饱和从而也无法实现缺陷检测。
而且，优选地，在具体执行上述方法时，如图12所示，对于某些情况，聚焦光强可能对于芯片局部微观面积有个最小要求，而对于如图12所示的大面积的光强不符合的情况，如图12在进行检测和运算是的数据处理量是非常大的，所以可以对大面积的区域进行符合最小面积的切割处理来降低数据处理量。如图12所示，大的区域1被划分成多个小区域。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，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 (4)

1.一种根据图形特征对自动聚焦光强进行补偿的缺陷检测方法，其特征在于包括：
第一步骤，用于将芯片置于聚焦光路下，从而利用聚焦光路对具有不同电路特征区域的芯片上进行扫描；
第二步骤，用于根据扫描结果获得聚焦光路反射信号强度分布；
第三步骤，用于根据聚焦光路反射信号强度分布对芯片上的聚焦光路反射信号强度按照不同的强度梯度设定多个聚焦光路反射信号强度区域；
第四步骤，用于对所述多个聚焦光路反射信号强度区域中不满足焦距强度阈值要求的区域设定信号放大系数，并以所述信号放大系数来放大聚焦光路中照射所述不满足焦距强度的区域的聚焦光部分的强度；
第五步骤，用于利用所述聚焦光部分放大后的聚焦光路对芯片进行扫描。
2.根据权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，聚焦光路中除所述聚焦光部分之外的部分的光强不变。
3.根据权利要求1或2所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述信号放大系数等于焦距强度阈值除以通过第一步骤对所述不满足焦距强度的区域扫描得到的最小聚焦光路反射信号强度值。
4.根据权利要求1或2所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述信号放大系数大于焦距强度阈值除以通过第一步骤对所述不满足焦距强度的区域扫描得到的最小聚焦光路反射信号强度值。
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