CN108039326B - 根据电路设计图形设置扫描阈值的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种根据电路设计图形设置扫描阈值的方法，在光学检测机台内增加一个包含有电路设计图形数据库的处理模块，该模块通过对比扫描部分所得到的数字灰阶图像和电路设计图形数据库中所提取该数字灰阶图像所在坐标尺寸的电路设计图形，划分缺陷信号点的落点位置；并在扫描过后将扫描得到的缺陷信号点按照落在曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置分在三个不同的类别内，分别设置扫描阈值参数。本发明能够减少扫描中所得到的前站缺陷的信号数量，从而降低缺陷扫描的非真实缺陷率。

Description

根据电路设计图形设置扫描阈值的方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造工艺研发过程中对完整的晶圆进行缺陷的检查和分析领域，特别是涉及一种根据电路设计图形设置扫描阈值的方法。
背景技术
在半导体生产制造过程中的各个站点都需要通过光学检测机台对晶圆表面缺陷进行扫描检测。
在缺陷检测过程中，工程师通常只关心当站晶圆表面。然而，由于光学检测机台采用紫外波段光束对晶圆表面进行检测，同时，基于硅为半导体的晶圆中存在多种膜层对紫外波段光束有较大的透光率，如二氧化硅等，使得采用光学检测机台对各站点上的晶圆进行检测时，都普遍存在扫描结果中包含前站缺陷的情况。在前站没有数据的情况下，会造成当站缺陷占此次扫描得到总缺陷中的比率过低的问题，进而影响缺陷的复检效率。
在光学检测程式的建立过程中，工程师通常会人为对缺陷的出现站点作判断，并通过机台中得到的信号参数和信号强度对缺陷作分类，并通过设置阈值参数来过滤前站缺陷造成的缺陷信号，同时保留当站的关键缺陷。然而，当前站信号很大，且与当站缺陷信号相似度很高的情况下，现有的一些缺陷程式建立方法很难做到在保留当站缺陷的同时，过滤前站缺陷造成的缺陷信号。这就使得扫描结果中工程师所不关心的前站缺陷信号过多，影响到对当站缺陷结果的判断。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种根据电路设计图形设置扫描阈值的方法，能够减少扫描中所得到的前站缺陷的信号数量，从而降低缺陷扫描的非真实缺陷率。
为解决上述技术问题，本发明的根据电路设计图形设置扫描阈值的方法是采用如下技术方案实现的：在光学检测机台内设置一包含有电路设计图形数据库的处理模块，所述处理模块通过对比扫描部分所得到的数字灰阶图像和电路设计图形数据库中所提取该数字灰阶图像所在坐标等尺寸的电路设计图形，划分缺陷信号点的落点位置；根据数字灰阶图像中缺陷信号差异点的所在的像素位置，与相应的电路设计图形进行比对，从而判断和区分该差异点信号处在当层设计图形中的曝光位置或非曝光位置；之后，将扫描得到的缺陷信号点按照落在曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置分在三个不同的类别内；最后，在扫描程式建立时的阈值参数设定步骤中，在同一扫描区域中，将分落在三个类别内的缺陷信号分别设置扫描阈值参数，即按照缺陷信号点在当层图形中落点位置设置扫描阈值。
采用本发明的方法，可以更有效地区分和过滤由前层缺陷引起的非真实缺陷信号，降低检测程式的非真实缺陷率，从而保证检测程式可以更加灵敏，提高当层微小的关键缺陷被发现和被复检的几率，从而在研发早期排除尽可能多的系统缺陷。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是所述根据电路设计图形设置扫描阈值的方法的流程图；
图2是缺陷分类和阈值设置示意图。
具体实施方式
结合图2所示，现有的设置扫描阈值的方法是：第一步先按照扫描区域划分缺陷，第二步设置扫描阈值参数。而本发明采用的方法在第一步先按照扫描区域划分缺陷后增加一步缺陷分类，第二步按照缺陷在电路设计图形中的落点位置划分缺陷，第三步再设置扫描阈值参数。
所述根据电路设计图形设置扫描阈值的方法，是在光学检测机台内增加一个包含有电路设计图形数据库的处理模块。该处理模块通过对比扫描部分所得到的数字灰阶图像和电路设计图形数据库中所提取该数字灰阶图像所在坐标等尺寸的电路设计图形，划分缺陷信号点的落点位置。根据数字灰阶图像中缺陷信号差异点的所在的像素位置，与相应的电路设计图形进行比对，从而判断和区分该差异点信号处在当层设计图形中的曝光位置或非曝光位置。之后，将扫描得到的缺陷信号点按照落在曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置分在三个不同的类别内。最后，在扫描程式建立时的阈值参数设定步骤中，在同一扫描区域中，将分落在三个类别内的缺陷信号分别设置扫描阈值参数(参见图1)。
结合图1所示，所述根据电路设计图形设置扫描阈值的方法具体实施步骤如下：
步骤1、建立电路设计图形数据库，用以提供特定产品、特定站点相应的电路设计图形数据。
步骤2、进行晶圆缺陷扫描，得到缺陷信号坐标分布图及其数字灰阶图像。对比光学缺陷检测机台扫描得到的数字灰阶图像和电路设计图形，划分缺陷信号点的落点位置。按照缺陷信号点的在当层图形中落点位置设置扫描阈值。
步骤3、在电路设计图形数据库中搜索缺陷信号坐标所处的位置，并按照缺陷信号落在曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置分在三个不同的类别内。即按照当层图形上的曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置区分缺陷(共分为3类)。
步骤4、在同一扫描区域中，按照上述三个类别，分别设置扫描阈值参数(图2)。
所述根据电路设计图形设置扫描阈值的方法不仅限按照一层图形，在需要的情况下可按照多层图形上的曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置区分缺陷(共分为3n类，n为考虑的层数)。
M3 CMP(第三层金属互联化学机械研磨层)站点亮场扫描机台可以得到两类典型缺陷。其中第一类缺陷为M3(第三层金属互联)前层M2(第二层金属互联)表面的小丘缺陷，非该站点关键缺陷，应当在缺陷程式建立过程中被滤除。第二类缺陷为M3当层铜线表面的铜缺失缺陷，为该站点关键缺陷，应当被保留在缺陷检测结果中。通过扫描机台得到的缺陷坐标，可以在电路设计数据中搜索得到缺陷周边的电路设计图形。
在缺陷检测过程中，由于采用光学手段进行晶圆的缺陷扫描，在遇到包含对紫外波段光透过率较大的膜层作为部分图形组成的缺陷站点时，会出现埋没在透光层底下的缺陷信号被检测得到并被作为缺陷结果输出的情况。如在前段制程中的关键站点SIN RM(氮化硅去除层)，以及在后段制程中的多道关键站点Mx CMP(第x层金属互联化学机械研磨层)等缺陷站点，都存在部分图形由透光率较大的氧化膜层组成的情况。如果氧化膜层底部存在大量前层缺陷，在不牺牲检测程式灵敏度的情况下，会造成该前层缺陷被作为检测结果并输出。这会导致工程师所关心的当站缺陷被淹没在无用的前层缺陷信号中，导致工程中无法通过正常复检得到当站缺陷的具体情况。如在SIN RM站点中存在浅沟槽隔离区域中的沟槽底部存在大量圆锥缺陷。又如在Mx CMP站点中Mx-1铜表面经SiN(氮化硅)覆盖后因应力影响产生的小丘缺陷。在没有前层缺陷扫描结果的对比下，会极大地影响当站表面缺陷被复检，同时也会影响线上以缺陷总数量为基准进行的缺陷监控。所以，根据电路设计图形设置扫描阈值参数是区分关键缺陷与非关键缺陷，避免后者对扫描结果影响的有效方法。
在光学缺陷检测程式的建立过程中，工程师有时也能通过各膜层对紫外波段光束的反射程度的不同来区分各个膜层种类，达到根据设计图形设置阈值参数的目的。首先，这种区分方法受到图形大小和形状的影响。其次，这样会限制扫描程式对光学参数的选择，因为不是所有的光学参数组合下的程式都能很好地区分各类膜层。此外，当晶圆均一性较差，晶圆不同位置色差较大时，由于存在干涉效应，就很难通过反射率来区分各类膜层。采用本发明中提出的方法能够直接通过对比数字灰阶图像和电路设计图形，从而根据缺陷落点位置设置阈值参数，使得扫描程式能更有效地反馈当站的缺陷问题。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种根据电路设计图形设置扫描阈值的方法，其特征在于：在光学检测机台内设置一包含有电路设计图形数据库的处理模块，所述处理模块通过对比扫描部分所得到的数字灰阶图像和电路设计图形数据库中所提取该数字灰阶图像所在坐标尺寸的电路设计图形，划分缺陷信号点的落点位置；根据数字灰阶图像中缺陷信号差异点的所在的像素位置，与相应的电路设计图形进行比对，从而判断和区分该差异点信号处在当层设计图形中的曝光位置或非曝光位置；之后，将扫描得到的缺陷信号点按照落在曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置分在三个不同的类别内；最后，在扫描程式建立时的阈值参数设定步骤中，在同一扫描区域中，将分落在三个类别内的缺陷信号分别设置扫描阈值参数，即按照缺陷信号点在当层图形中落点位置设置扫描阈值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：按照多层图形上的曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置区分缺陷，共分为3n类，n为图形的层数，且为大于1的整数。
3.一种根据电路设计图形设置扫描阈值的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、建立电路设计图形数据库，用以提供与产品、站点相应的电路设计图形数据；
步骤2、采用光学手段进行晶圆缺陷扫描，得到缺陷信号坐标分布图及其数字灰阶图像；
步骤3、在电路设计图形数据库中搜索缺陷信号坐标所处的位置，并按照缺陷信号落在曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置分在三个不同的类别内；
步骤4、在同一扫描区域中，按照上述三个类别，分别设置扫描阈值参数，即按照缺陷信号点在当层图形中落点位置设置扫描阈值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：实施步骤2时，对比光学缺陷检测机台扫描得到的数字灰阶图像和电路设计图形，划分缺陷信号点的落点位置。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：实施步骤3时，按照当层图形上的曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置区分缺陷，共分为3类。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：按照多层图形上的曝光位置、非曝光位置以及曝光和非曝光交界位置区分缺陷。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述多层图形为n层，n为大于1的整数，所述缺陷共分为3n类。
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