CN114256042A - 一种检测缺陷的电子束方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本发明技术方案公开了一种检测缺陷的电子束方法与设备方法。所述电子束扫描设备包括样品台,用于放置晶圆,所述晶圆表面具有待检测区域电子枪,置于所述样品台上方以及,掩模板,置于所述电子枪和样品台之间所述掩模板具有穿透区域,所述电子枪发出的电子束通过所述穿透区域射到所述晶圆表面的待检测区域。本发明提供的缺陷检测系统结构简单、操作方便，利用不同的数字图像对应不同的高度尺寸，快速实现对样品表面缺陷的高度或深度的检测。电子束扫描设备能够形成清晰的晶圆表面图像,提高缺陷检测的准确。
Description
技术领域
本发明涉及电子束缺陷检测技术领域,尤其涉及电子束扫描缺陷检测方法以及系统。
背景技术
随着集成电路工艺的发展，半导体工艺也越来越复杂，很多新工艺被引入，为了检测这些新工艺的效果，对应地，电子束缺陷扫描的应用也越来越多，很多原本不需要被检测的工艺步骤被越来越多的应用了电子束扫描。样品在扫描电镜发射的电子束的激发下产生二次电子，利用图像显示和记录系统显示和记录样品的二次电子图像，二次电子图像可以反映样品的形貌。
在电子束制造工艺过程中,例如通孔形成、填充等工艺后,对晶圆表面进行缺陷检测是确保半导体产品良率的重要步骤。
电子束一扫描设备利用电子枪发射电子束到晶圆表面,晶圆表面激发的二次电子由收集器接收并转换为图像信号,图像处理设备接收图像信号,生成晶圆表面图像。通过分析图像中的图形确定缺陷点的位置、数量和大小等。
然而,现有技术中,在晶圆表面图像的缺陷分析区域会有成像模糊的问题,影响了缺陷检测的准确性。
发明内容
本发明技术方案要解决的技术问题是现有的晶圆表面图像的缺陷分析区域存在成像模糊的问题。
为解决上述技术问题,本发明技术方案提供一种电子束扫描设备,包括样品台,用于放置晶圆,所述晶圆表面具有待检测区域电子枪,置于所述样品台上方以及,掩模板,置于所述电子枪和样品台之间所述掩模板具有穿透区域,所述电子枪发出的电子束通过所述穿透区域射到所述晶圆表面的待检测区域。
可选的,所述掩模板的材料为导电材料。
可选的,所述电子束扫描设备还包括将所述掩模板连接至地的导线。
可选的,所述掩模板设有对准标记,用于对准所述晶圆。
可选的,所述对准标记包括粗对准标记和精对准标记所述粗对准标记用于对准晶圆边缘的缺口,所述精对准标记用于对准晶圆表面的对准标记。
可选的,所述电子束扫描设备还包括悬吊支架,用于将所述掩模板置于所述电子枪和样品台之间。
为解决上述技术问题,本发明技术方案还提供一种检测缺陷的电子束方法与设备,包括所述的电子束扫描设备收集器,用于收集晶圆表面激发的二次电子并转换成图像信号图像处理设备,用于接收所述图像信号,以获取用于缺陷分析的晶圆表面图像。
可选的,所述掩模板的位置高于所述收集器的位置。
为解决上述技术问题,本发明技术方案还提供一种检测缺陷的电子束方法与设备,包括将掩模板置于电子束扫描设备的样品台和电子枪之间,所述掩模板具有穿透区域,所述样品台放置有晶圆,所述晶圆表面具有待检测区域电子枪发出电子束,通过所述掩模板穿透区域射到所述晶圆表面的待检测区域收集所述晶圆表面激发的二次电子并转换成图像信号基于所述图像信号获取用于缺陷分析的晶圆表面图像。
可选的,所述掩模板的材料为导电材料,所述缺陷检测方法还包括将所述掩模板接地。
可选的,利用悬吊支架将所述掩模板置于所述样品台和电子枪之间。
可选的,所述缺陷检测方法还包括在电子枪发出电子束前,对准所述掩模板的穿透区域与所述晶圆表面的待检测区域。
为达到上述目的，本发明提供一种检测缺陷的电子束方法与设备的方法，包括：
提供一晶圆，所述晶圆进行过第一次电子束扫描工艺；
对经过第一次电子束扫描工艺的晶圆进行表面处理工艺，直至将位于所述晶圆表面的残留电荷消除。
作为优选，所述表面处理工艺包括以下步骤：
步骤一：对进行过第一次电子束扫描工艺的所述晶圆进行第二次电子束扫描工艺，中扫描模式采用的电子束电势与所述第一次电子束扫描工艺中扫描模式采用的电子束电势相反；
步骤二：将步骤一形成的晶圆静置在真空腔体中；
步骤三：对步骤二形成的晶圆进行离子溶液的清洗工艺和/或热处理工艺。
作为优选，步骤二中静置在真空腔体中的时间为第一次电子束扫描缺陷时间的2～4倍，所述真空腔体内的气压小于或者等于0.5个大气压。
与现有技术相比,本发明技术方案具有以下有益效果：
在电子枪和样品台之间设置掩模板,所述掩模板具有与待检测区域对应的穿透区域,即利用掩模板遮住非检测区域,使得电子束只射到待检测区域,排除非检测区域的残留电荷对于待检测区域二次电子的影响,使得最终成像清晰,进而确保缺陷检测的准确性，使用上述方法能够使晶圆表面的残留电荷被消除或者进行电荷重新有序排列，不用破坏晶圆的结构，简单方便，能有效提高晶圆的良率。
附图说明
图1为本发明实施例的电子束扫描设备的结构示意图。
图2为本发明实施例的缺陷检测方法的流程示意图。
具体实施方式
现有技术利用电子束扫描设备获得晶圆表面图像时,图像中某些需要检测或分析缺陷点的区域成像模糊,经发明人分析原因发现,由于电子束直接射到晶圆样品的整个表面,非探测区域表面残留的电荷,会对探测区域待检测区域用于生成信号的二次电子产生干扰,导致形成的图案模糊。
基于上述原因,发明人提出,增加一个仅露出待检测区域的掩模板,利用掩模板遮住非检测区域,使得电子束只射到待检测区域,排除非检测区域的残留电荷对于待检测区域二次电子的影响,使得最终成像清晰,同时提高产量。下面结合实施例和附图对本发明技术方案进行详细说明。
请参考图,本发明实施例的电子束扫描设备,包括样品台10、电子枪11和掩模板3。
样品台10用于放置晶圆2,晶圆表面2具有待检测区域21和非检测区域22。
电子枪置于样品台上方,电子枪发射电子束时扫描移动方向可以如图中箭头A方向所示。
在电子枪11扫描发射电子束110时,掩模板3可以通过多种可实现的方式固定置于电子枪11和样品台10之间。如,本实施例的电子束扫描设备还包括悬吊支架12,用于将掩模板3置于电子枪11和样品台10之间。悬吊支架12将掩模板3悬吊于晶圆2上方,并且悬吊支架12可以移动,以将掩模板3与晶圆2对准。在其他实施例中,也可以在电子束扫描设备中的适当位置设置定位机构2以将与晶圆3对准的掩模板固定在电子枪11和样品台10之间。
对依次进行过第一次电子束扫描工艺的所述晶圆100进行第二次电子束扫描工艺，所述第二次电子束扫描工艺中采用的电子束电势与所述第一次电子束扫描工艺中采用的电子束电势相反，所谓扫描工艺中采用的电子束电势是指：电子束扫描使用的电荷皆为负电荷，但扫描模式的选择不同，导致晶圆表面逸出的电荷多于入射电荷，则为负电势扫描模式，或者相反，逸出的少于入射电荷，则为正电势扫描模式，比如第一次电子束扫描工艺使用的是负电势扫描模式，则第二次电子束扫描工艺使用正电势扫描模式，若第一次电子束扫描工艺使用的是正电势扫描模式，则第二次电子束扫描工艺使用负电势扫描模式。
基于上述的检测系统,本发明实施例的一种检测缺陷的电子束方法与设备。
参考图2所示,包括步骤S111,将掩模板置于电子束扫描设备的样品台和电子枪之间;步骤S112,电子枪发出电子束,通过掩模板的穿透区域射到晶圆表面的待检测区域;步骤S113,收集所述晶圆表面激发的二次电子并转换成图像信号;步骤S114,基于所述图像信号获取用于缺陷分析的晶圆表面图像。下面分别对各步骤进行说明。步骤S111,将掩模板置于电子束扫描设备的样品台和电子枪之间。所述掩模板具有穿透区域,所述样品台放置有晶圆,所述晶圆表面具有待检测区域。当需要检测晶圆表面缺陷时,先采用任何可以实现的方式将掩模板置于电子束扫描设备的样品台和电子枪之间,即位于样品台的上方、电子枪的下方,掩模板的穿透区域与晶圆的待检测区域对准。
步骤S112,电子枪发出电子束,通过掩模板的穿透区域射到晶圆表面的待检测区域。电子枪发出的电子束可以穿过掩模板的穿透区域射到晶圆表面的待检测区域。需要说明的是,在电子枪发出电子束前,可以利用掩模板上的对准标记和晶圆的缺口及对准标记来对准所述掩模板的穿透区域与所述晶圆表面的待检测区域。
步骤S113,收集所述晶圆表面激发的二次电子并转换成图像信号。在具体实施时,在电子束扫描发射到晶圆表面时,晶圆表面激发二次电子,可以采用收集器或传感器来接收所述晶圆表面激发的二次电子。
步骤S114,基于所述图像信号获取用于缺陷分析的晶圆表面图像。在具体实施时,可以通过图像处理设备接收图像信号,生成晶圆表面图像,并通过分析图像中的图形确定缺陷点的位置、数量和大小等。
本发明对上述实施例进行了描述，但本发明不仅限于上述实施例。显然本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种电子束扫描设备,其特征在于,包括：
样品台,用于放置晶圆,所述晶圆表面具有待检测区域电子枪,置于所述样品台上方以及,掩模板,置于所述电子枪和样品台之间所述掩模板具有穿透区域,所述电子枪发出的电子束通过所述穿透区域射到所述晶圆表面的待检测区域。
2.如权利要求1所述的电子束扫描设备,其特征在于,所述掩模板的材料为导电材料；
如权利要求2所述的电子束扫描设备,其特征在于,还包括将所述掩模板连接至地的导线。
3.如权利要求1所述的电子束扫描设备,其特征在于,所述掩模板设有对准标记,用于对准所述晶圆。
4.如权利要求4所述的电子束扫描设备,其特征在于,所述对准标记包括粗对准标记和精对准标记所述粗对准标记用于对准晶圆边缘的缺口,所述精对准标记用于对准晶圆表面的对准标记。
5.如权利要求1至5任一项所述的电子束扫描设备,其特征在于,还包括悬吊支架,用于将所述掩模板置于所述电子枪和样品台之间。
6.一种缺陷检测系统,其特征在于,包括：
权利要求1至6任一项所述的电子束扫描设备收集器,用于收集晶圆表面激发的二次电子并转换成图像信号图像处理设备,用于接收所述图像信号,以获取用于缺陷分析的晶圆表面像。
7.如权利要求7所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述掩模板的位置高于所述收集器的位置。
8.一种缺陷检测方法,其特征在于,包括：
将掩模板置于电子束扫描设备的样品台和电子枪之间,所述掩模板具有穿透区域,所述样品台放置有晶圆,所述晶圆表面具有待检测区域；
电子枪发出电子束,通过所述掩模板的穿透区域射到所述晶圆表面的待检测区域收集所述晶圆表面激发的二次电子并转换成图像信号；
基于所述图像信号获取用于缺陷分析的晶圆表面图像。
9.如权利要求9所述的缺陷检测方法,其特征在于,所述掩模板的材料为导电材料,所述缺陷检测方法还包括将所述掩模板接地。
10.如权利要求9所述的缺陷检测方法,其特征在于,利用悬吊支架将所述掩模板置于所述样品台和电子枪之间，其特征在于,还包括在电子枪发出电子束前,对准所述掩模板的穿透区域与所述晶圆表面的待检测区域。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011024186.6A CN114256042A (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种检测缺陷的电子束方法与设备 |
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| CN202011024186.6A CN114256042A (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种检测缺陷的电子束方法与设备 |
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| CN114256042A true CN114256042A (zh) | 2022-03-29 |
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| CN (1) | CN114256042A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117612961A (zh) * | 2023-11-30 | 2024-02-27 | 魅杰光电科技(上海)有限公司 | 一种晶圆检测系统及方法 |
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2020
- 2020-09-25 CN CN202011024186.6A patent/CN114256042A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20220329 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |