CN109256342A - 一种晶粒缺陷监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶粒缺陷监控方法，适用于集成电路生产过程中，提供一虚拟标准晶圆，及虚拟标准晶圆上的虚拟坐标，以及虚拟坐标与虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系；包含以下步骤：步骤S1，提供一晶圆，对晶圆执行一缺陷检测操作获得晶圆中缺陷位置；步骤S2，晶圆上缺陷位置的实际坐标转换至虚拟坐标；步骤S3，根据虚拟坐标获得并记录缺陷位置对应的晶粒的位置；步骤S4，重复步骤S1至S3；步骤S5，根据记录的缺陷位置对应的晶粒的位置，得到每个晶粒的缺陷变化趋势。本发明的技术方案有益效果在于：能够在晶粒级别上发现晶圆表面上特定区域的缺陷异常情况和监控缺陷的变化趋势，并进行有效报警。

Description

一种晶粒缺陷监控方法
技术领域
本发明涉及集成电路生产领域，尤其涉及一种晶粒缺陷监控方法。
背景技术
在诸如硅晶圆等半导体基材上制造集成电路的制作过程极为复杂，并且包含许多步骤，而每个步骤中又包含许多参数，这些参数受到严密控制以确保获得稳定且精确的结果。然而，在集成电路制作过程的任意步骤中存在着会造成非刻意误差的物理因子。这些物理因子来自于基材本身的变异、制造设备中微小的机械性或光学性误差、灰尘与脏污以及环境变异。比如，轻微的校正不准而造成无法聚焦。在连续的晶圆或一个晶圆的各部位或上述两者中，制作过程中的误差可能是随着时间变化的函数。当不论是单一种误差或同时出现多种误差过多时，集成电路的特征便会出现缺陷。
在大型集成电路晶圆的生产过程中，需要适时检测不同工艺过程中产生的晶圆缺陷问题。目前，晶圆缺陷监控方法是通过统计过程控制(Statistical Process Control,SPC)方法将缺陷数量异常的晶圆检测来，如图1所示，是晶圆级别缺陷数量趋势图。SPC方法是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。
如图2(a)和图2(b)所示，由于某些生产设备的特殊性，在生产时，会在晶圆的固定位置掉落缺陷，这类缺陷问题尚无方法能够将其检测出来。因此，需要一种新的检测方法来克服上述缺陷问题。
发明内容
针对上述问题，现提供一种能够在晶粒级别上发现晶圆表面上特定区域的缺陷异常情况和监控缺陷的变化趋势的晶粒缺陷监控方法。
具体技术方案如下：
一种晶粒缺陷监控方法，适用于集成电路生产过程中，其中，
提供一虚拟标准晶圆，及所述虚拟标准晶圆上的虚拟坐标，以及所述虚拟坐标与所述虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系；
包含以下步骤：
步骤S1，提供一晶圆，对所述晶圆执行一缺陷检测操作获得所述晶圆中缺陷位置；
步骤S2，所述晶圆上缺陷位置的实际坐标转换至所述虚拟坐标；
步骤S3，根据所述虚拟坐标获得并记录所述缺陷位置对应的所述晶粒的位置；
步骤S4，重复步骤S1至S3；
步骤S5，根据记录的所述缺陷位置对应的所述晶粒的位置，得到每个所述晶粒的缺陷变化趋势。
优选的，提供一时间轴，所述步骤S3中同时记录所述缺陷检测对应的加工工序对所述晶圆的加工时间，所述步骤S5中，根据所述时间轴统计每个所述晶粒发生缺陷的概率。
优选的，提供一临界值，当所述步骤S5中统计的当前的所述晶粒发生缺陷的概率超过所述临界值时进行报警。
优选的，所述步骤S2包括以下步骤：
步骤S21，通过拍摄获得所述晶圆的表面图像，确定所述缺陷位置；
步骤S22，将所述缺陷位置代入所述虚拟坐标，以获得所述缺陷位置于所述虚拟坐标上的位置。
优选的，所述步骤S3中，根据所述虚拟坐标及所述对应关系，获得并记录所述缺陷位置对应的所述晶粒的位置。
优选的，具体包括：
步骤A1，在所述时间轴上，统计当前的所述晶粒发生缺陷的概率；
步骤A2，判断所述晶粒发生缺陷的概率是否超出所述临界值：
若是，则判定所述晶粒为缺陷异常，并转向步骤A3；
若否，则判定所述晶粒为非缺陷异常，并退出；
步骤A3，发出所述晶粒为缺陷异常的报警，反馈所述晶粒在所述虚拟标准晶圆上的位置，并退出。
优选的，建立所述虚拟坐标与所述虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系的方法包括以下步骤：
步骤S101，于所述虚拟标准晶圆上定义所述晶粒的布局；
步骤S102，根据所述晶粒的尺寸及所述布局，于所述虚拟坐标上获得每个所述晶粒的起始位置及每个所述晶粒的覆盖范围，从而获得所述虚拟坐标与所述虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系。
优选的，所述虚拟标准晶圆的尺寸与当前的待检测晶圆的尺寸相同。
优选的，根据不同的所述待检测晶圆上晶粒的布局及尺寸调整所述对应关系。
优选的，将每种对应关系保存为相应的模板，于所述步骤S1开始前调用当前晶圆对应的所述模板。
上述技术方案有益效果在于：能够在晶粒级别上发现晶圆表面上特定区域的缺陷异常情况和监控缺陷的变化趋势。
附图说明
参考所附附图，以更加充分地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是现有技术中晶圆级别缺陷数量趋势图；
图2是现有技术中晶圆固定位置缺陷掉落示意图；
图3是本发明的较佳的实施例中，一种晶粒缺陷监控方法的总体流程图；
图4是本发明的较佳的实施例中，图1的基础上，对步骤S2做进一步描述的流程图；
图5是本发明的较佳的实施例中，晶粒缺陷监控方法的判断晶粒缺陷异常的流程图；
图6是本发明的较佳的实施例中，晶粒缺陷监控方法的建立虚拟坐标与虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，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，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供一种晶粒缺陷监控方法，适用于集成电路生产过程中，其中，提供一虚拟标准晶圆，及虚拟标准晶圆上的虚拟坐标，以及虚拟坐标与虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系；
如图3所示，还包含以下步骤：
步骤S1，提供一晶圆，对晶圆执行一缺陷检测操作获得晶圆中缺陷位置；
步骤S2，晶圆上缺陷位置的实际坐标转换至虚拟坐标；
步骤S3，根据虚拟坐标获得并记录缺陷位置对应的晶粒的位置；
步骤S4，重复步骤S1至S3；
步骤S5，根据记录的缺陷位置对应的晶粒的位置，得到每个晶粒的缺陷变化趋势。
具体地，本发明的较佳的实施例中，首先，在完成某一加工工序后，对第一片晶圆的表面进行缺陷检测操作检测出晶圆表面存在的缺陷，并拍摄晶圆表面图像，通过晶圆表面的图像，确定晶圆表面的在集成电路制作过程中产生的缺陷的位置。然后，将晶圆上缺陷位置的实际位置对应到虚拟标准晶圆上的虚拟坐标上，记录缺陷位置在虚拟坐标上的位置，记录在虚拟标准晶圆上对应的晶粒的位置。按照上述方法流程对同批次进过该加工工序的剩余晶圆都进行相同的处理，并记录每一片晶圆上缺陷位置对应的晶粒的位置，根据同批次晶圆记录的缺陷位置的数据进行分析处理，得到在该加工工序下，该批次晶圆的虚拟标准晶圆上每个晶粒的缺陷变化趋势。
本发明的较佳的实施例中，提供一时间轴，步骤S3中同时记录缺陷检测对应的加工工序对晶圆的加工时间，步骤S5中，根据时间轴统计每个晶粒发生缺陷的概率。
具体地，上述实施例中，可根据被采样的晶圆的加工时间在时间轴上将被采样的晶圆分成若干个采样组，进而可通过时间轴来统计在不同的时间中每个晶粒发生缺陷的概率。
本发明的较佳的实施例中，可提供一临界值，当步骤S5中统计的当前的晶粒发生缺陷的概率超过临界值时进行报警，该临界值可根据实际需要进行设定。
进一步的，可对虚拟标准晶圆上每个晶粒的位置进行编号，报警时可直接通过晶粒编号提示晶粒的位置。
本发明的较佳的实施例中，如图4所示，步骤S2包括以下步骤：
步骤S21，通过拍摄获得晶圆的表面图像，确定缺陷位置；
步骤S22，将缺陷位置代入虚拟坐标，以获得缺陷位置于虚拟坐标上的位置。
具体地，可对晶圆的表面进行拍摄，通过晶圆表面图像，确定晶圆表面的在集成电路制作过程中产生的缺陷的位置，然后，将晶圆上缺陷位置的实际位置对应到虚拟标准晶圆上的虚拟坐标上，记录缺陷位置在虚拟坐标上的位置。
进一步的，可根据拍摄获得的晶圆表面图像对晶圆的表面设置一实际坐标，随后可将缺陷的位置在实际坐标中的位置值直接代入虚拟标准晶圆上的虚拟坐标。
本发明的较佳的实施例中，步骤S3中，根据虚拟坐标及对应关系，获得并记录缺陷位置对应的晶粒的位置。
具体地，上述实施例中，根据虚拟坐标与虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系，将缺陷位置在虚拟坐标上的位置与虚拟标准晶圆上的晶粒相对应。
本发明的较佳的实施例中，如图5所示，具体包括：
步骤A1，在时间轴上，统计当前的晶粒发生缺陷的概率；
步骤A2，判断晶粒发生缺陷的概率是否超出临界值：
若是，则判定晶粒为缺陷异常，并转向步骤A3；
若否，则判定晶粒为非缺陷异常，并退出。
步骤A3，发出晶粒为缺陷异常的报警，反馈晶粒在虚拟标准晶圆上的位置，并退出。
本发明的较佳的实施例中，建立虚拟坐标与虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系的方法包括以下步骤，如图6所示：
步骤S101，于虚拟标准晶圆上定义晶粒的布局；
步骤S102，根据晶粒的尺寸及布局，于虚拟坐标上获得每个晶粒的起始位置及每个晶粒的覆盖范围，从而获得虚拟坐标与虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系。
具体地，本发明的较佳的实施例中，首先，在虚拟标准晶圆上预先定义好晶粒的布局。然后，根据晶粒要求的布局，在虚拟坐标上确定每个晶粒的起始位置，根据晶粒要求的尺寸，在虚拟坐标上确定每个晶粒的覆盖范围，最后，完成建立虚拟坐标与虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系。
本发明的较佳的实施例中，虚拟标准晶圆的尺寸与当前的待检测晶圆的尺寸相同，可根据不同的待检测晶圆上晶粒的布局及尺寸调整对应关系，将每种对应关系保存为相应的模板，于步骤S1开始前调用当前晶圆对应的模板。
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 (10)

1.一种晶粒缺陷监控方法，适用于集成电路生产过程中，其特征在于，
提供一虚拟标准晶圆，及所述虚拟标准晶圆上的虚拟坐标，以及所述虚拟坐标与所述虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系；
包含以下步骤：
步骤S1，提供一晶圆，对所述晶圆执行一缺陷检测操作获得所述晶圆中缺陷位置；
步骤S2，所述晶圆上缺陷位置的实际坐标转换至所述虚拟坐标；
步骤S3，根据所述虚拟坐标获得并记录所述缺陷位置对应的所述晶粒的位置；
步骤S4，重复步骤S1至S3；
步骤S5，根据记录的所述缺陷位置对应的所述晶粒的位置，得到每个所述晶粒的缺陷变化趋势。
2.如权利要求1所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，提供一时间轴，所述步骤S3中同时记录所述缺陷检测对应的加工工序对所述晶圆的加工时间，所述步骤S5中，根据所述时间轴统计每个所述晶粒发生缺陷的概率。
3.如权利要求2所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，提供一临界值，当所述步骤S5中统计的当前的所述晶粒发生缺陷的概率超过所述临界值时进行报警。
4.如权利要求1所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
步骤S21，通过拍摄获得所述晶圆的表面图像，确定所述缺陷位置；
步骤S22，将所述缺陷位置代入所述虚拟坐标，以获得所述缺陷位置于所述虚拟坐标上的位置。
5.如权利要求3所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据所述虚拟坐标及所述对应关系，获得并记录所述缺陷位置对应的所述晶粒的位置。
6.如权利要求3所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，具体包括：
步骤A1，在所述时间轴上，统计当前的所述晶粒发生缺陷的概率；
步骤A2，判断所述晶粒发生缺陷的概率是否超出所述临界值：
若是，则判定所述晶粒为缺陷异常，并转向步骤A3；
若否，则判定所述晶粒为非缺陷异常，并退出；
步骤A3，发出所述晶粒为缺陷异常的报警，反馈所述晶粒在所述虚拟标准晶圆上的位置，并退出。
7.如权利要求1所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，建立所述虚拟坐标与所述虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系的方法包括以下步骤：
步骤S101，于所述虚拟标准晶圆上定义所述晶粒的布局；
步骤S102，根据所述晶粒的尺寸及所述布局，于所述虚拟坐标上获得每个所述晶粒的起始位置及每个所述晶粒的覆盖范围，从而获得所述虚拟坐标与所述虚拟标准晶圆上晶粒的对应关系。
8.如权利要求6所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，所述虚拟标准晶圆的尺寸与当前的待检测晶圆的尺寸相同。
9.如权利要求6所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，根据不同的所述待检测晶圆上晶粒的布局及尺寸调整所述对应关系。
10.如权利要求8所述的晶粒缺陷监控方法，其特征在于，将每种对应关系保存为相应的模板，于所述步骤S1开始前调用当前晶圆对应的所述模板。
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