CN112053967B - 评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法 - Google Patents

评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法，涉及半导体制造领域。该方法包括获取掩膜版上待评估缺陷以及十字标记的坐标；根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，计算待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标；利用掩膜版和N个不同的曝光能量对同一块晶圆进行N次曝光；利用特征尺寸扫描电镜机台，根据待评估缺陷的相对坐标获取晶圆上的缺陷成像位置；检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像；若检测到缺陷成像位置形成有缺陷图像，则获取缺陷图像的尺寸；根据缺陷图像的尺寸评估对器件制造的影响程度；解决了目前对掩膜版缺陷的评估需要增加生产成本，效率不高的问题；达到了节省生产成本，提高掩膜版缺陷的评估效率的效果。

Description

评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法
技术领域
本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法。
背景技术
半导体器件在制造过程中需要经过材料制备、制版、光刻、清洗、刻蚀、离子注入、机械化学抛光等多道工序，其中以光刻最为关键。在光刻工艺中，曝光光线透过掩膜版上承载的图形投射到晶圆表面涂布的光刻胶上，显影后掩膜版上的图形被转移到晶圆上。掩膜版的性能直接决定了光刻工艺的质量。
在掩膜版的生产及使用过程中，都会不可避免的产生一些缺陷，大部分缺陷可以通过合适的清洗工艺去除。然而，若一发现掩膜版上的缺陷就立即送去清洗修复，不仅会影响生产线上的生成进度，还会减少掩膜版的使用寿命，通常会在发现掩膜版存在缺陷时，确认掩膜版缺陷是否能够在晶圆上有效地成像，然后再决定是否送修掩膜版。
发明内容
为了解决相关技术中的问题，本申请提供了一种评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法。该技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供了一种评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法，该方法包括：
获取掩膜版上待评估缺陷以及十字标记的坐标；
根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，计算待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标；
利用掩膜版和N个不同的曝光能量对同一块晶圆进行N次曝光，N为整数；
利用特征尺寸扫描电镜机台，根据待评估缺陷的相对坐标获取晶圆上的缺陷成像位置；
检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像；
若检测到缺陷成像位置形成有缺陷图像，则利用特征尺寸扫描电镜机台获取缺陷图像的尺寸；
根据缺陷图像的尺寸评估缺陷图像对应的缺陷对器件制造的影响程度。
可选的，根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，计算待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标，包括：
根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，按如下公式计算待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标：
Xw＝(Xd-X十字)/k，Yw＝-(Yd-Y十字)/k；
其中，Xw表示待评估缺陷的相对十字标记的横坐标，Yw表示待评估缺陷的相对十字标记的纵坐标，Xd表示掩膜版上待评估缺陷的横坐标，Yd表示掩膜版上待评估缺陷的纵坐标，X十字表示掩膜版上十字标记的横坐标，Y十字表示掩膜版上十字标记的纵坐标，k为正整数。
可选的，利用掩膜版和N个不同的曝光能量对同一块晶圆进行N次曝光，包括：
将晶圆划分为N个检测区域；
选取N个曝光能量；
对晶圆上的各个检测区域，利用掩膜版和一个曝光能量进行曝光，每个检测区域对应的曝光能量不相同。
可选的，利用掩膜版和N个不同的曝光能量对同一块晶圆进行N次曝光之前，该方法包括：
在晶圆上涂布光刻胶。
可选的，利用掩膜版和N个不同的曝光能量对同一块晶圆进行N次曝光之后，该方法包括：
对曝光处理后的晶圆进行显影处理。
可选的，利用特征尺寸扫描电镜机台，根据待评估缺陷的相对坐标获取晶圆上的缺陷成像位置，包括：
利用特征尺寸扫描电镜机台，根据待评估缺陷的相对坐标获取晶圆上各个检测区域中的缺陷成像位置。
可选的，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像，包括：
在最大曝光能量对应的检测区域，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像；
在最小曝光能量对应的检测区域，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
可选的，若检测到缺陷成像位置形成有缺陷图像，则利用特征尺寸扫描电镜机台获取缺陷图像的尺寸，包括：
若在最大曝光能量对应的区域，检测到缺陷成像位置形成缺陷图像，或，在最小曝光能量对应的区域，检测到缺陷成像位置形成缺陷图像，则利用特征尺寸扫描电镜机台获取晶圆上形成的缺陷图像的尺寸。
可选的，获取掩膜版上待评估缺陷以及十字标记的坐标，包括：
利用掩膜版缺陷检测机台获取掩膜版上待评估缺陷以及十字标记的坐标。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
通过先获取掩膜板上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，再通过坐标转换的方式确定待评估缺陷曝光至在晶圆上的相对坐标，利用掩膜版曝光后，通过特征尺寸扫描电镜机台根据相对坐标快速确认缺陷成像位置，在缺陷有效成像的情况下可以在晶圆上定量测量缺陷的尺寸，然后再根据缺陷的尺寸评估缺陷对制程的影响程度，检测过程不涉及产线上机台的软硬件改造，解决了目前对掩膜版缺陷的评估需要增加生产成本，效率不高的问题；达到了节省生产成本，提高掩膜版缺陷的评估效率的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的一种评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图1，其示出了本申请一实施例提供的一种评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法的流程图，该方法至少包括如下步骤：
步骤101，获取掩膜版上待评估缺陷及十字标记的坐标。
当掩膜版上有缺陷时，需要评估缺陷；获取掩膜版上待评估缺陷的坐标及十字标记的坐标。
若掩膜版上包括多个待评估缺陷，则获取每个待评估缺陷的坐标。
步骤102，根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，计算待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标。
在晶圆上，待评估缺陷的相对坐标是该待评估缺陷相对于十字标记的坐标。相对坐标能够体现出待评估缺陷与十字标记的位置关系。
若掩膜版上包括多个待评估缺陷，则分别计算每个待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标。
步骤103，利用掩膜版和N个不同的曝光能量对同一块晶圆进行N次曝光。
N为整数。
选取一块裸晶圆(bare wafer),将存在待评估缺陷的掩膜版上的图像曝光至该晶圆上；对该掩膜版进行多次曝光，每次曝光在晶圆上的区域不重复、不重叠，每次曝光使用的曝光能量不同。
步骤104，利用特征尺寸扫描电镜机台，根据待评估缺陷的相对坐标获取晶圆上的缺陷成像位置。
在晶圆曝光后进行显影，显影后利用特征尺寸扫描电镜(CD SEM)机台获取晶圆图像，在CD SEM机台输入待评估缺陷的相对坐标，由CD SEM机台定位至待评估缺陷在晶圆上的缺陷成像位置。
可选的，掩膜版上包括多个待评估的缺陷，则根据相对坐标，获取各个待评估缺陷对应的缺陷成像位置。
步骤105，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
形成缺陷图像，指的是经过曝光显影后，掩膜板上的缺陷在晶圆上成像。
若检测到缺陷成像位置形成有缺陷图像，则利用特征尺寸扫描电镜机台获取缺陷图像的尺寸。
若检测到缺陷成像位置未形成有缺陷图像，则确定掩膜版上的待评估缺陷不会影响生产制程。
若有多个待评估的缺陷，则分别检测每个待评估缺陷对应的缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
步骤106，根据缺陷图像的尺寸评估缺陷图像对应的缺陷对器件制造的影响程度。
可选的，缺陷图像的尺寸与对器件制造的影响程度具有预设的对应关系。
若包括形成有多个缺陷图像，则需要评估每个缺陷图像对应的缺陷对器件制造的影响程度。
根据评估得到的掩膜版缺陷对器件制造的影响程度，确定该掩膜版是否需要送修。
综上所述，本申请实施例提供的评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法，先获取掩膜板上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，再通过坐标转换的方式确定待评估缺陷曝光至在晶圆上的相对坐标，利用掩膜版曝光后，通过特征尺寸扫描电镜机台根据相对坐标快速确认缺陷成像位置，在缺陷有效成像的情况下可以在晶圆上定量测量缺陷的尺寸，然后再根据缺陷的尺寸评估缺陷对制程的影响程度，检测过程不涉及产线上机台的软硬件改造，解决了目前对掩膜版缺陷的评估需要增加生产成本，效率不高的问题；达到了节省生产成本，提高掩膜版缺陷的评估效率的效果。
本申请另一实施例提供了一种评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法，该方法至少包括如下步骤：
步骤201，利用掩膜版缺陷检测机台获取掩膜版上待评估缺陷及十字标记的坐标。
利用掩膜版缺陷检测机台检测掩膜版上是否存在缺陷，若检测到掩膜版上存在缺陷，则需要对缺陷进行评估，利用掩膜版缺陷检测机台获取掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标。
此步骤中获取的坐标是在掩膜板上的坐标。
步骤202，根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，计算待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标。
可选的，按如下公式计算待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标：
Xw＝(Xd-X十字)/k，Yw＝-(Yd-Y十字)/k；
其中，Xw表示待评估缺陷的相对十字标记的横坐标，Yw表示待评估缺陷的相对十字标记的纵坐标，Xd表示掩膜版上待评估缺陷的横坐标，Yd表示掩膜版上待评估缺陷的纵坐标，X十字表示掩膜版上十字标记的横坐标，Y十字表示掩膜版上十字标记的纵坐标。
k为正整数；k的取值根据光刻机对掩膜版上图形的缩放倍数确定，比如：机台把掩膜版上的图形缩小4倍呈现在晶圆上，k＝4，或，机台把掩膜版上的图形缩小5倍呈现在晶圆上，k＝5。
在一个例子中，k＝4，Xw＝(Xd-X十字)/4，Yw＝-(Yd-Y十字)/4。
若有多个待评估缺陷的坐标，则每个待评估缺陷都需要计算出曝光至晶圆上的相对坐标。
步骤203，将晶圆划分为N个检测区域。
根据待曝光的掩膜版的尺寸和晶圆的尺寸，将晶圆表面划分为N个检测区域；待曝光的掩膜版上存在待评估缺陷。
N为正整数。比如：N为4，将晶圆划分为4个检测区域。
可选的，晶圆为bare wafer。
步骤204，选取N个曝光能量。
一个曝光能量对应晶圆上的一个检测区域。
可选的,N为大于等于2的整数。
可选的，设定一个曝光能量范围，选取该曝光能量范围中的最大曝光能量和最小曝光能量；若N大于2，在最大曝光能量和最小曝光能量之间再选取剩余的曝光能量。
N个曝光能量不相同，N个曝光能量的能量值根据曝光机台的实际情况进行选择。
步骤205，在晶圆上涂布光刻胶。
在晶圆表面涂布光刻胶，光刻胶至少覆盖N个检测区域。
步骤206，对晶圆上的各个检测区域，利用掩膜版和一个曝光能量进行曝光。
每个检测区域对应的曝光能量不相同。
比如，N＝4，利用掩膜版对晶圆上的检测区域1进行曝光，曝光能量为E1；再利用该掩膜版对晶圆上的检测区域2进行曝光，曝光能量为E2；再利用该掩膜版对晶圆上的检测区域3进行曝光，曝光能量为E3；再利用该掩膜版对晶圆上的检测区域4进行曝光，曝光能量为E4；E1≠E2≠E3≠E4。
可选的，在曝光时，按曝光能量从大到小或从大到小依次进行。
步骤207，对曝光处理后的晶圆进行显影处理。
步骤208，利用特征尺寸扫描电镜机台，根据待评估缺陷的相对坐标获取晶圆上各个检测区域中的缺陷成像位置。
利用CD SEM机台扫描显影后的晶圆，获取晶圆图像；CD SEM机台以十字标记为原点，在CD SEM机台中输入待评估缺陷的相对坐标，CD SEM机台根据待评估缺陷的相对坐标定位至检测区域中的缺陷成像位置。
步骤209，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
可选的，由技术人员观察检测区域中的缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
若检测到缺陷成像位置形成有缺陷图像，则利用特征尺寸扫描电镜机台获取缺陷图像的尺寸；若未检测到缺陷成像位置有缺陷图像形成，则确认掩膜版上的待评估缺陷不会对器件制造产生影响。
对每个待评估缺陷，均要检测对应的缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
可选的，为了确认缺陷图像在曝光能量范围内的成像情况，至少检测在最大曝光能量和最小曝光能量对应的检测区域中，缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
在最大曝光能量对应的检测区域，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像；
在最小曝光能量对应的检测区域，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
若在最大曝光能量对应的区域，检测到缺陷成像位置形成缺陷图像，或，在最小曝光能量对应的区域，检测到缺陷成像位置形成缺陷图像，则利用特征尺寸扫描电镜机台获取晶圆上形成的缺陷图像的尺寸。
步骤210，根据缺陷图像的尺寸评估缺陷图像对应的缺陷对器件制造的影响程度。
可选的，缺陷图像的尺寸与对器件制造的影响程度具有预设的对应关系。
可选的，由技术人员根据缺陷图像的尺寸评估缺陷图像对应的缺陷对器件制造的影响程度。
根据掩膜版上所有的待评估缺陷对器件制造的影响程度，确定是否需要送修该掩膜版。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种评估掩膜版缺陷对器件制造影响程度的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取掩膜版上待评估缺陷以及十字标记的坐标；
根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，计算所述待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标；
将所述晶圆划分为N个检测区域；
选取N个曝光能量；
对所述晶圆上的各个检测区域，利用所述掩膜版和一个曝光能量进行曝光，每个检测区域对应的曝光能量不相同，N为整数；
利用特征尺寸扫描电镜机台，根据所述待评估缺陷的相对坐标获取晶圆上的缺陷成像位置；
检测所述缺陷成像位置是否形成缺陷图像；
若检测到所述缺陷成像位置形成有缺陷图像，则利用所述特征尺寸扫描电镜机台获取所述缺陷图像的尺寸；
根据所述缺陷图像的尺寸评估所述缺陷图像对应的缺陷对器件制造的影响程度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，计算所述待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标，包括：
根据掩膜版上待评估缺陷的坐标和十字标记的坐标，按如下公式计算所述待评估缺陷曝光至晶圆上的相对坐标：
Xw＝(Xd-X十字)/k，Yw＝-(Yd-Y十字)/k；
其中，Xw表示待评估缺陷的相对十字标记的横坐标，Yw表示待评估缺陷的相对十字标记的纵坐标，Xd表示掩膜版上待评估缺陷的横坐标，Yd表示掩膜版上待评估缺陷的纵坐标，X十字表示掩膜版上十字标记的横坐标，Y十字表示掩膜版上十字标记的纵坐标，k为正整数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述掩膜版和N个不同的曝光能量对同一块晶圆进行N次曝光之前，所述方法包括：
在所述晶圆上涂布光刻胶。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述掩膜版和N个不同的曝光能量对同一块晶圆进行N次曝光之后，所述方法包括：
对曝光处理后的所述晶圆进行显影处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用特征尺寸扫描电镜机台，根据所述待评估缺陷的相对坐标获取晶圆上的缺陷成像位置，包括：
利用所述特征尺寸扫描电镜机台，根据所述待评估缺陷的相对坐标获取所述晶圆上各个检测区域中的缺陷成像位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述缺陷成像位置是否形成缺陷图像，包括：
在最大曝光能量对应的检测区域，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像；
在最小曝光能量对应的检测区域，检测缺陷成像位置是否形成缺陷图像。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述若检测到所述缺陷成像位置形成有缺陷图像，则利用所述特征尺寸扫描电镜机台获取所述缺陷图像的尺寸，包括：
若在最大曝光能量对应的区域，检测到缺陷成像位置形成缺陷图像，或，在最小曝光能量对应的区域，检测到缺陷成像位置形成缺陷图像，则利用所述特征尺寸扫描电镜机台获取所述晶圆上形成的缺陷图像的尺寸。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取掩膜版上待评估缺陷以及十字标记的坐标，包括：
利用掩膜版缺陷检测机台获取掩膜版上待评估缺陷以及十字标记的坐标。
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