CN105280512B - 一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法 - Google Patents

一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,通过在扫描程式中将每个扫描行实际缺陷数目与其对应的扫描行缺陷数目最大值进行对比,当出现连续发生若干扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,即通过调高阈值的设定值,来过滤一些噪声缺陷,以便排除因某扫描行存在真实缺陷而导致其实际缺陷数目较高的情况,然后再继续进行扫描,从而既不会在有真实缺陷的情况下误调阈值,又能在阈值过紧的情况下通过不断修改阈值扫完整片晶圆,大大减少了一次又一次进行扫描程式改动所花费的时间和人力。

Description

一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造及测试技术领域,更具体地,涉及一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法。
背景技术
随着半导体集成电路的迅速发展及关键尺寸按比例缩小,其制造工艺也变得越发复杂。目前先进的集成电路制造工艺一般都包含数百个工艺步骤,只要其中的一个步骤出现问题,就会引起晶圆上整个半导体集成电路芯片的缺陷发生,严重的还可能导致整个芯片的失效。因此,业界普遍通过扫描机台在一定的扫描程式下对晶圆进行缺陷扫描,并将扫描得到的缺陷数量与控制限进行对比,来判断晶圆上的缺陷是否超出控制标准,以及时进行相应处理。
缺陷扫描的机理主要是以光/电子入射到晶圆表面,收集反射/散射光/电子,得到一个灰度图像,将邻近单元或标准单元与之对比,得到灰度差异值,再根据设定的阈值进行判断,当超过阈值时即认为是缺陷。
在进行缺陷扫描的过程中,由于扫描机台设置有总缺陷数目最大值,一旦扫描过程中发现的缺陷总数达到该最大值,则缺陷扫描将终止,并传出只有部分结果的扫描结果。
请参阅图1a和图1b,图1a和图1b分别是晶圆1和晶圆2的一种缺陷扫描状态示意图。在研发过程中,晶圆之间的缺陷差别往往很大。在用针对晶圆1建立的缺陷扫描程式对晶圆1进行缺陷扫描时,可以完成对晶圆1的完整扫描,并得到例如图1a所示的缺陷扫描图形。而在将该缺陷扫描程式同样用于扫描晶圆2时,由于晶圆2的缺陷数目很大,很可能就会因达到扫描机台设置的总缺陷数目最大值而终止扫描。在这种情况下,对晶圆2的扫描将终止于例如图1b箭头所指的横线处,我们只能得到图示的部分缺陷图,从而不能达到我们需要对整个晶圆进行完整扫描的期望。
针对出现的上述问题,现有方法只能通过对扫描机台的阈值等参数进行调整,方法是通过提高阈值来过滤一些噪声缺陷,然后再次进行扫描,才能得到所需的结果。这种以手工调整阈值并再次进行扫描方式带来的问题是比较耗时耗力,影响了生产效率的提高;而且,对阈值的调整也缺乏衡量的标准,以致在阈值提高量太少时噪声降低不明显,阈值提高量太多时可能会漏过真正的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,可在阈值过紧的情况下,通过不断修改阈值扫描完整片晶圆。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,包括:
步骤S01:利用一扫描机台建立一扫描程式,并根据设定的待检测晶圆的扫描程式信息,计算得到允许的各扫描行缺陷数目最大值;
步骤S02:进行晶圆扫描,并在扫描程式中将获得的每个扫描行实际缺陷数目与其对应的扫描行缺陷数目最大值进行数值大小的比较;其中,在晶圆扫描过程中,根据扫描阈值对扫描图像的灰度差异值进行判断,当超过阈值时即认为是缺陷,得到每个扫描行的实际缺陷数目;
步骤S03,当出现若干第一连续的扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,在所述扫描程式中通过调高阈值的设定值,以使该阈值满足能够使得该第一连续的扫描行中最后一扫描行实际缺陷数目减少到等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值条件,然后,使用该调高后的阈值进行自后一扫描行开始的扫描;
步骤S04:当再出现若干第二连续的扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,重复步骤S03,直至完成整片晶圆的完全扫描。
优选地,所述扫描程式信息包括总缺陷数目最大值、扫描行数及各扫描行长度。
优选地,所述扫描行缺陷数目最大值Cn满足:
Cn=QLn
其中,Q=M/∑Ln
其中,M代表总缺陷数目最大值,n代表扫描行数,Ln代表扫描行长度,Q代表单位长度缺陷数目最大值,所述扫描程式信息包括M、n、Ln
优选地,在完成整片晶圆的完全扫描后,在所述扫描程式中记录下晶圆上阈值更改的位置和数值,以得到整片晶圆的扫描阈值分布图,并进一步得到对应的完全的缺陷分布图。
优选地,所述第一连续的扫描行的行数大于或等于第二连续的扫描行的行数。
优选地,所述第一、第二连续的扫描行的行数为2~5。
从上述技术方案可以看出,本发明通过在扫描程式中将每个扫描行实际缺陷数目与其对应的扫描行缺陷数目最大值进行对比,当出现连续发生若干扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,即通过调高阈值的设定值,来过滤一些噪声缺陷,以便排除因某扫描行存在真实缺陷而导致其实际缺陷数目较高的情况,然后再继续进行扫描,从而既不会在有真实缺陷的情况下误调阈值,又能在阈值过紧的情况下通过不断修改阈值扫完整片晶圆。此外,通过阈值分布图,还可供工程师对照缺陷图进行比对参考,便于后续对扫描程式的进一步优化。
附图说明
图1a~图1b分别是晶圆1和晶圆2的一种缺陷扫描状态示意图;
图2是本发明的一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法的流程图;
图3是扫描行缺陷数目最大值和扫描行实际缺陷数目随扫描行数的分布曲线;
图4是晶圆扫描阈值分布图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
在以下本发明的一个具体实施方式中,请参阅图2,图2是本发明的一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法的流程图。如图2所示,本发明的一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,包括:
如框01所示,步骤S01:利用一扫描机台建立一扫描程式,并根据设定的待检测晶圆的扫描程式信息,计算得到允许的各扫描行缺陷数目最大值。
所述扫描程式可以是新建立的一种扫描程式,也可利用现有的针对产品研发阶段的缺陷扫描工程程式来建立。例如,可在现有的缺陷扫描工程程式下增加一个附加选项,该附加选项具有阈值自动调整功能;若选择,则将原先的扫描程式变为阈值自动调整模式。在此模式下,程式仍会自动扫描,且额外会获取机台设定的待检测晶圆的扫描程式的信息,根据这些信息,可通过计算得到允许的各扫描行缺陷数目最大值Cn。扫描程式信息可包括例如总缺陷数目最大值M、扫描行数n及各扫描行长度Ln等。利用这些信息,并通过以下公式一可计算得到允许的各扫描行缺陷数目最大值Cn
Cn=QLn 公式一
其中,Q代表单位长度缺陷数目最大值,可通过以下公式二计算得到:
Q=M/∑Ln 公式二
其中,∑Ln代表扫描行总长度。
请参阅图3,图3是运用本发明的方法得到的扫描行缺陷数目最大值和扫描行实际缺陷数目随扫描行数的分布曲线。假设扫描机台的总缺陷数目最大值M为50000,扫描行总长度∑Ln约为90000mm,扫描行数n=600,那么,将这些数据代入公式一和公式二,通过计算可以得到Cn随n的分布曲线。图中,经计算的Cn首尾值最小,大致在5.5,中值最大,大约在161。
如框02所示,步骤S02:进行晶圆扫描,并在扫描程式中将获得的每个扫描行实际缺陷数目与其对应的扫描行缺陷数目最大值进行数值大小的比较。
在晶圆扫描过程中,根据扫描阈值对扫描图像的灰度差异值进行判断,当超过阈值时即认为是缺陷。这样即可得到每个扫描行的实际缺陷数目。然后,在扫描程式中将获得的每个扫描行实际缺陷数目与其对应的扫描行缺陷数目最大值进行数值大小的比较。
如框03所示,步骤S03,当出现若干第一连续的扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,在所述扫描程式中通过调高阈值的设定值,以使该阈值满足能够使得该第一连续的扫描行中最后一扫描行实际缺陷数目减少到等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值条件,然后,使用该调高后的阈值进行自后一扫描行开始的扫描。
当出现扫描行实际缺陷数目大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,本发明采用例如阈值自动调整模式,通过在所述扫描程式中调高阈值的设定值,来过滤一些噪声缺陷,使得按照调高后的阈值对扫描图像的灰度差异值进行判断时,被认为是缺陷的数量变少,从而可使得重新得到的扫描行实际缺陷数目减少到等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值。然后,使用该调高后的阈值继续进行自后一扫描行开始的扫描,使后续每个扫描行的实际缺陷数目得以减少,以避免达到对应扫描行的缺陷数目最大值。
为了排除因某扫描行存在真实缺陷而导致其实际缺陷数目较高的情况,可以设定:当出现连续若干个扫描行(即第一连续的扫描行)的实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,才在下一行的扫描开始前,先进行调高相关扫描区域阈值的设定值,并将阈值设定为满足能够使得这些连续的扫描行中最后一扫描行的实际缺陷数目减少到至少等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值条件。然后,再使用该调高后的阈值进行自后一扫描行开始的扫描。作为一优选的实施方式,该连续若干个扫描行(即第一连续的扫描行)的行数可为2~5。
请参阅图3。在实际扫描晶圆过程中,机台记录下每一扫描行的实际缺陷数目Cn’,通过在扫描过程中获得的每一扫描行的实际缺陷数目Cn’,在图3中可以同时得到Cn’随扫描行数n的分布曲线。在机台的扫描程式中,可将Cn’与Cn两者的大小进行比较。如图3所示,在图示左侧第一个虚圆标记处,连续出现了例如5行Cn’>Cn的情况。此时,扫描程式判断有达到扫描数量上限的风险,即执行先进行调高相关扫描区域阈值的设定值,并将阈值设定为满足能够使得这些连续的扫描行中最后一扫描行的实际缺陷数目减少到至少等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值条件(即满足Cn’≤Cn中的最大数)。然后,再使用该调高后的阈值进行自后一扫描行开始的扫描。从图3可以看出,经过阈值调高后,自下一行起的若干行出现了Cn’≤Cn的情况,说明阈值调整起到了作用。
如框04所示,步骤S04:当再出现若干第二连续的扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,重复步骤S03,直至完成整片晶圆的完全扫描。
经过一次阈值调整,可能还不能完全解决后续的每个扫描行的实际缺陷数目Cn’都小于或至少等于其对应的扫描行缺陷数目最大值Cn。如果再次出现连续若干个扫描行(即第二连续的扫描行)的实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,可再次调高相关扫描区域阈值的设定值,并将阈值设定为满足能够使得这些连续的扫描行(即第二连续的扫描行)中最后一扫描行的实际缺陷数目减少到至少等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值条件。然后,再使用该第二次调高后的阈值进行自后一扫描行开始的扫描。作为一优选的实施方式,该连续若干个扫描行(即第二连续的扫描行)的行数可为2~5。考虑到实际缺陷数目的不断累积,为了进一步确保在后续扫描时,累积的实际缺陷数目不致达到总缺陷数目最大值M,限定第一连续的扫描行的行数大于或等于第二连续的扫描行的行数。例如,如果设定第一连续的扫描行的行数为5,则第二连续的扫描行的行数可为2~4,至多为5。
请继续参阅图3。在第一次调高阈值后,在图示的第二个虚圆标记处,再次连续出现了例如5行Cn’>Cn的情况。此时,可再次进行调高相关扫描区域阈值的设定值,并将阈值设定为满足能够使得这些连续的扫描行(即第二连续的扫描行)中最后一扫描行的实际缺陷数目减少到至少等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值条件(即满足Cn’≤Cn中的最大数)。然后,再使用该第二次调高后的阈值进行自后一扫描行开始的扫描。从图3可以看出,经过第二次阈值调高后,自下一行起的若干行出现了Cn’≤Cn的情况,说明第二次阈值调整起到了作用。
请继续参阅图3。在第二次调高阈值后,在图示右侧的第三个虚圆标记处,第三次连续出现了例如5行Cn’>Cn的情况。此时,可继续进行调高相关扫描区域阈值的设定值,并将阈值设定为满足能够使得这些连续的扫描行中最后一扫描行的实际缺陷数目减少到至少等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值条件(即满足Cn’≤Cn中的最大数)。然后,再使用该第三次调高后的阈值进行自后一扫描行开始的扫描。如果后续继续发生连续若干行Cn’>Cn的情况,可按照本发明的阈值自动调整模式,不断调高阈值设定值。从图3可以看出,经过第三次阈值调高后,自下一行起全部出现了Cn’≤Cn的情况,说明通过三次阈值调整成功地使本来有可能终止扫描的现象得以避免。经过三次阈值调整后,得到图示完整的Cn’曲线。
在完成整片晶圆的完全扫描后,在扫描程式中可记录下晶圆上阈值各次更改的位置和数值,从而可得到如图4所示整片的晶圆扫描阈值分布图。图中自上而下显示出四种阈值位置和数值分布100~400,这四种阈值分布100~400体现了扫描开始时的初始阈值及之后发生三次阈值修正的情况。同时,可在知道各个阈值分布的情况下,得到与晶圆扫描阈值分布图对应的完全的缺陷分布图(图略,请参考图1a加以理解)。
通过本发明的上述方法,可以使得扫描机台通过对比Cn’和Cn的大小,能够判断在扫描过程中是否有达到扫描数量上限的风险(即当连续若干行发生Cn’>Cn时,判断存在∑Cn’≥M的风险),并在判断存在风险时,使用阈值自动调整使缺陷数量避免达到最大值。
综上所述,本发明通过在扫描程式中将每个扫描行实际缺陷数目与其对应的扫描行缺陷数目最大值进行对比,当出现连续发生若干扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,即通过调高阈值的设定值,来过滤一些噪声缺陷,以便排除因某扫描行存在真实缺陷而导致其实际缺陷数目较高的情况,然后再继续进行扫描,从而既不会在有真实缺陷的情况下误调阈值,又能在阈值过紧的情况下通过不断修改阈值扫完整片晶圆。此外,通过阈值分布图,还可供工程师对照缺陷图进行比对参考,便于后续对扫描程式的进一步优化。这样会大大减少时间和人力一次又一次进行扫描程式的改动。在研发阶段晶圆条件还没有完全确定的情况下,针对进行过分批实验的晶圆,可以得到一个完整的缺陷图,便于及早发现制程上的问题。
以上所述的仅为本发明的优选实施例,所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围,因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,其特征在于,包括:
步骤S01:利用一扫描机台建立一扫描程式,并根据设定的待检测晶圆的扫描程式信息,计算得到允许的各扫描行缺陷数目最大值;
步骤S02:进行晶圆扫描,并在扫描程式中将获得的每个扫描行实际缺陷数目与其对应的扫描行缺陷数目最大值进行数值大小的比较;其中,在晶圆扫描过程中,根据扫描阈值对扫描图像的灰度差异值进行判断,当超过阈值时即认为是缺陷,得到每个扫描行的实际缺陷数目;
步骤S03,当出现若干第一连续的扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,在所述扫描程式中通过调高阈值的设定值,以使该阈值满足能够使得该第一连续的扫描行中最后一扫描行实际缺陷数目减少到等于或小于其对应的扫描行缺陷数目最大值条件,然后,使用该调高后的阈值进行自后一扫描行开始的扫描;
步骤S04:当再出现若干第二连续的扫描行实际缺陷数目都分别大于其对应的扫描行缺陷数目最大值时,重复步骤S03,直至完成整片晶圆的完全扫描。
2.根据权利要求1所述的扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,其特征在于,所述扫描程式信息包括总缺陷数目最大值、扫描行数及各扫描行长度。
3.根据权利要求1所述的扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,其特征在于,所述扫描行缺陷数目最大值Cn满足:
Cn=QLn
其中,Q=M/∑Ln
其中,M代表总缺陷数目最大值,n代表扫描行数,Ln代表扫描行长度,Q代表单位长度缺陷数目最大值,所述扫描程式信息包括M、n、Ln
4.根据权利要求1所述的扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,其特征在于,在完成整片晶圆的完全扫描后,在所述扫描程式中记录下晶圆上阈值更改的位置和数值,以得到整片晶圆的扫描阈值分布图,并进一步得到对应的完全的缺陷分布图。
5.根据权利要求1所述的扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,其特征在于,所述第一连续的扫描行的行数大于或等于第二连续的扫描行的行数。
6.根据权利要求1或5所述的扫描程式运用阈值修正进行晶圆检测的方法,其特征在于,所述第一、第二连续的扫描行的行数为2~5。
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