CN116230576B - 快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法，包括：获取目标产品的所有暗场检测机台所处理晶圆；基于暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计，对所有暗场检测机台进行分组，获取至少一组暗场检测机台组；通过预设母程式获取方式，获取每组暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式；基于每组暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，获取对应暗场检测机台组中每台场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式；基于所有暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式，建立目标产品的暗场缺陷扫描检测体系。本发明通过节省建立方程式的时间来提升机台的使用效率，节省人力成本；并对产品更快的建立暗场机台缺陷扫描体系及早检测产品生产线的良率品质。

Description

快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法。
背景技术
先进的集成电路制造工艺一般都包含几百步的工序，任何环节的微小错误都将导致整个芯片的失效，特别是随着电路关键尺寸的不断缩小，其对工艺控制的要求就越严格，所以在生产过程中为能及时地发现和解决问题，都配置有光学和电子的缺陷检测设备对产品进行在线的检测。光学检测机台通常分为暗场检测与明场检测。
传统的暗场缺陷扫描方程式需要当站的晶圆，然后借用光学检测机台建立方程式，建立方程式期间机台不能正常跑货。而一个产品通常会有许多站点的暗场缺陷扫描方程式需要建立，因此需要大量时间去等待当站晶圆建立扫描方程式，极其影响机台的使用效率，同时也需要耗费大量的人力成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是传统暗场缺陷扫描方程式的建立，需要耗费大量时间等待机台建立扫描方程式，极其影响机台的使用效率，同时也耗费了大量的人力成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法，包括：
获取目标产品的所有暗场检测机台所处理晶圆；
基于所述暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计，对所有所述暗场检测机台进行分组，获取至少一组暗场检测机台组；
通过预设母程式获取方式，获取每组所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式；
基于每组所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，获取对应所述暗场检测机台组中每台所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式；
基于所有所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式，建立所述目标产品的暗场缺陷扫描检测体系。
优选地，基于所述暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计，对所有所述暗场检测机台进行分组包括：
将所处理晶圆的膜层结构相似度大于第一预设阈值，且所处理晶圆的图案设计相似度为第二预设阈值的暗场检测机台分为一组。
优选地，所述第一预设阈值为80%，所述第二预设阈值为100%。
优选地，所述预设母程式获取方式为：
将所述暗场检测机台组作为待选暗场检测机台组；
从所述待选暗场检测机台组中随机选取一个所述暗场检测机台，作为目标暗场检测机台；
获取所述目标暗场检测机台的暗场缺陷扫描方程式，并将所述目标暗场检测机台的暗场缺陷扫描方程式作为临时缺陷扫描方程式；
所述暗场检测机台组中的所有所述暗场检测机台，分别基于所述临时缺陷扫描方程式对对应所处理晶圆进行暗场缺陷扫描，以获取对应的暗场缺陷检出率；
判断所有所述暗场缺陷检出率是否均大于第一检出阈值，若是则将所述临时缺陷扫描方程式作为所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，否则将所述目标暗场检测机台从所述待选暗场检测机台组中剔除，并重新从所述待选暗场检测机台组中随机选取一个所述暗场检测机台作为目标暗场检测机台，直到确定所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式。
优选地，所述第一检出阈值为60%。
优选地，基于所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，获取所述暗场检测机台组中所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式包括：
所述暗场检测机台基于选调暗场缺陷扫描方程式，对所述暗场检测机台所处理晶圆进行暗场缺陷扫描获取暗场缺陷扫描结果，并基于所述暗场缺陷扫描结果获取暗场缺陷检出率；
判断所述暗场缺陷检出率是否大于第二检出阈值，若是则将当前所述选调暗场缺陷扫描方程式作为所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式，否则从当前所述暗场缺陷扫描结果中选取数个真实暗场缺陷作为标记暗场缺陷，并对所述标记暗场缺陷进行偏振，基于偏振获取的最大偏振分数所对应的预设参数的参数值对所述选调暗场缺陷扫描方程式进行调整，以获取新的选调暗场缺陷扫描方程式，而后所述暗场检测机台重新基于新的选调暗场缺陷扫描方程，对所述暗场检测机台所处理晶圆进行暗场缺陷扫描，直到获取所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式；
其中，所述选调暗场缺陷扫描方程式的初始方程式为所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，且所述预设参数包括光照类型和入射角度。
优选地，基于偏振获取的最大偏振分数所对应的预设参数的参数值对所述选调暗场缺陷扫描方程式进行调整时，还需对所述选调暗场缺陷扫描方程式的信号值进行调整。
优选地，对所述选调暗场缺陷扫描方程式的信号值进行调整包括：
将所述选调暗场缺陷扫描方程式的信号值增大预设数值。
优选地，所述第二检出阈值为70%。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
应用本发明实施例提供的快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法，基于暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计的相似度，将暗场检测机台分为多组，每组共享一个暗场缺陷扫描母方程式，组内暗场检测机台的暗场缺陷扫描方程式直接由该组的暗场缺陷扫描母方程式衍生得到，无需晶圆及占用机台，通过节省建立方程式的时间来提升机台的使用效率，节省人力成本；并对产品更快的建立暗场机台缺陷扫描体系及早检测产品生产线的良率品质。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明实施例一快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法的流程示意图。
图2示出了本发明实施例一中暗场缺陷扫描检测体系的树状示意图。
图3示出了本发明实施例一中四个暗场检测机台所处理晶圆的结构示意图。
图4示出了本发明实施例一中两个图案设计相似的晶圆的灰度直方图。
图5示出了本发明实施例一中三个图案设计不相似的晶圆的灰度直方图。
图6示出了本发明实施例一中暗场检测机台的暗场缺陷扫描结果示例图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
实施例一
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法。
图1示出了本发明实施例一快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法的流程示意图；参考图1所示，本发明实施例快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法包括如下步骤。
步骤S101，获取目标产品的所有暗场检测机台所处理晶圆。
具体地，集成电路制造工艺一般包含多道工序，在执行工艺过程中需配置多个光学缺陷检测设备对产品进行在线检测。光学检测机台分为暗场检测机台和明场检测机台，本实施例主要针对产品的暗场检测工序所展开。每台暗场检测机台对产品进行暗场缺陷检测过程，均是对其所对应的晶圆进行暗场缺陷扫描；且每台暗场检测机台所进行的暗场缺陷检测过程，均是从所相对应晶圆中选取部分进行检测。因此本实施例中的暗场检测机台所处理晶圆并不指代该暗场检测机台所处理的所有晶圆，而是指该暗场检测机台所处理的该结构形状的晶圆。
将待进行暗场缺陷检测的产品作为目标产品，并获取目标产品的所有暗场检测机台所处理晶圆。
步骤S102，基于暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计，对所有暗场检测机台进行分组，获取至少一组暗场检测机台组。
具体地，暗场检测机台对晶圆进行暗场缺陷扫描时，需依赖对应的暗场缺陷扫描方程式。暗场缺陷扫描方程式有两个关键参数，分别为校准晶圆上图案的校准标记与灰度值。图3示出了本发明实施例一中四个暗场检测机台所处理晶圆的结构示意图；参考图3所示可知，当所处理晶圆表面的膜层结构相似的暗场检测机台，由于所处理晶圆表面的图案与薄膜的厚度并无多大关系，因此其校准标记的位置也可以通用。
图4示出了本发明实施例一中两个图案设计相似的晶圆的灰度直方图；图5示出了本发明实施例一中三个图案设计不相似的晶圆的灰度直方图；参考图4和图5所示可知，暗场检测机台通常是通过检验所处理晶圆的灰度值异常来识别差异的，进而标记出晶圆中缺陷的。图案设计相似的晶圆表面的灰度值几乎没有差异，而图案设计差异较大的晶圆表面的灰度值差异也会很大。
基于上述原理，本实施例主要基于暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计，来对所有暗场检测机台进行分组。具体地，将目标产品所有暗场检测机台中，所处理晶圆的膜层结构相似度大于第一预设阈值，同时所处理晶圆的图案设计相似度为第二预设阈值的暗场检测机台分为一组。进一步地，所处理晶圆的膜层结构相似度即可理解为将两个晶圆膜层结构上下放置后的重叠率；同理所处理晶圆的图案设计也可理解为将两个晶圆图案设计上下放置后的重叠率。优选地，第一预设阈值可设置为80%，第二预设阈值为100%。第一预设阈值和第二预设阈值还可设置为其他合理数值，在此不对其进行过多赘述。通过上述方式对目标产品的所有暗场检测机台进行分组，获取至少一组暗场检测机台组。
步骤S103，通过预设母程式获取方式，获取每组暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式。
具体地，预设母程式获取方式包括如下子步骤：
子步骤S301：先将暗场检测机台组作为待选暗场检测机台组。
子步骤S302：随机从待选暗场检测机台组选取一个暗场检测机台作为目标暗场检测机台。
子步骤S303：按照传统暗场检测机台建立暗场缺陷扫描方程式的方式，建立目标暗场检测机台暗场缺陷扫描方程式，并将目标暗场检测机台的暗场缺陷扫描方程式作为临时缺陷扫描方程式。
子步骤S304：基于临时缺陷扫描方程式，通过暗场检测机台组中的所有暗场检测机台，分别对对应所处理晶圆进行暗场缺陷扫描，以获取对应的暗场缺陷扫描结果，参考图6所示，而后再基于暗场缺陷扫描结果获取对应暗场检测机台的暗场缺陷检出率。
子步骤S305：判断上述过程得到的所有暗场缺陷检出率是否均大于第一检出阈值，若是则表示该临时缺陷扫描方程式可作为该暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，否则则表示该临时缺陷扫描方程式与该暗场检测机台组中某些该暗场检测机台的实际暗场缺陷扫描方程式差异较大，不能作为该暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式。此时就需从该暗场检测机台组中再选择一个暗场检测机台来构建暗场缺陷扫描母方程式。进一步即可将当前目标暗场检测机台从当前待选暗场检测机台组中剔除，而后返回子步骤S302。
重复上述子步骤S302至子步骤S305，直到确定出暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式。其中第一检出阈值可设置为60%。
通过上述预设母程式获取方式，即可获取所有暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式。
步骤S104，基于每组暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，获取对应暗场检测机台组中每台暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式。
具体地，获取每组暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式后，通过衍生方式即可基于暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，获取暗场检测机台组中每台场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式。
通过暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，获取该暗场检测机台组中暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式的具体过程包括如下子步骤：
子步骤S401，暗场检测机台基于选调暗场缺陷扫描方程式，对暗场检测机台所处理晶圆进行暗场缺陷扫描，获取对应的暗场缺陷扫描结果，而后再基于暗场缺陷扫描结果获取暗场缺陷检出率。其中选调暗场缺陷扫描方程式的初始方程式为暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程，而后选调暗场缺陷扫描方程式随着设定修改而改变。
子步骤S402，判断暗场缺陷检出率是否大于第二检出阈值，若是则表示该暗场检测机台基于当前选调暗场缺陷扫描方程式对所处理晶圆进行扫描，其暗场缺陷检出率已经可以达到一定标准，因此直接将当前选调暗场缺陷扫描方程式作为该暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式即可。
而若暗场缺陷检出率不大于第二检出阈值，则表示该暗场检测机台基于当前选调暗场缺陷扫描方程式对所处理晶圆进行扫描，其暗场缺陷检出率无法达标。此时需从当前获取的暗场缺陷扫描结果中选取数个真实暗场缺陷作为标记暗场缺陷（人为选择），而后基于该暗场检测机台对标记暗场缺陷进行偏振（即设置不同的光照类型、入射角度等参数对标记暗场缺陷进行扫描），进而获取不同的偏振分数值。选取偏振分数值最大时所对应的预设参数的参数值，对选调暗场缺陷扫描方程式进行调整。预设参数包括光照类型和入射角度。进一步即基于偏振分数值最大时所对应的光照类型参数值和入射角度参数值，对选调暗场缺陷扫描方程式中的相应参数进行调整，以获取调整后的选调暗场缺陷扫描方程式。而后以该调整后的选调暗场缺陷扫描方程式为基础，返回子步骤S401。
重复上述子步骤S401和子步骤S402，直到获取暗场检测机台的子方程式。其中，第二检出阈值为70%。
且为了对减少对选调暗场缺陷扫描方程式的调整次数，尽快获取暗场检测机台的子方程式。在基于偏振获取的最大偏振分数所对应的预设参数的参数值对选调暗场缺陷扫描方程式进行调整的同时，还对选调暗场缺陷扫描方程式的信号值（即Meitner DigitalAudiO TranSlator(MDAT)）进行了调整。进一步地，主要是将选调暗场缺陷扫描方程式的信号值增大预设数值。预设数值可基于实际情况进行设置，在此不对其数值进行过多限制。
通过上述方式即可获取各组暗场检测机台组中所有暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式。图2示出了本发明实施例一中暗场缺陷扫描检测体系的树状示意图。上述通过各组暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式获取各组暗场检测机台组中每台暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式过程，不需要专门占用晶圆与机台就可以完成后期调试工作。即实现通过节省建立方程式的时间来提升机台的使用效率，节省人力成本；并对产品更快的建立暗场机台缺陷扫描体系及早检测产品生产线的良率品质。
步骤S105，基于所有暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式，建立目标产品的暗场缺陷扫描检测体系。
具体地，获取目标产品所有暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式后，即可将所有暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式作为该目标产品的暗场缺陷扫描检测体系。
为了对本发明实施例公开的快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法所建立暗场缺陷扫描检测体系实施效果进行阐述，以下以一个5层的金属产品进行暗场缺陷扫描进行说明。
正常情况下一支暗场缺陷扫描方程式需要当站的晶圆并占用机台至少2小时。而一个5层金属的产品通常会有总共60道ADI/AEI/ACI机台暗场检测站点；需要占用机台至少120小时去完成方程式的建立。而采用本发明实施例快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法建立的暗场缺陷扫描检测体系，通常只需要10道母程式就可以覆盖整个产品的ADI/AEI/ACI暗场检测机台；占用机台时间为20小时，剩下的修改扫描程式的工作不必专门占用机台，以至于能让机台跑更多的货。
本发明实施例提供的快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法，基于暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计的相似度，将暗场检测机台分为多组，每组共享一个暗场缺陷扫描母方程式，组内暗场检测机台的暗场缺陷扫描方程式直接由该组的暗场缺陷扫描母方程式衍生即可得到，无需晶圆及占用机台，通过节省建立方程式的时间来提升机台的使用效率，节省人力成本；并对产品更快的建立暗场机台缺陷扫描体系及早检测产品生产线的良率品质。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种快速建立暗场缺陷扫描检测体系的方法，包括：
获取目标产品的所有暗场检测机台所处理晶圆；
基于所述暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计，对所有所述暗场检测机台进行分组，获取至少一组暗场检测机台组；
通过预设母程式获取方式，获取每组所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式；
基于每组所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，获取对应所述暗场检测机台组中每台所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式；
基于所有所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式，建立所述目标产品的暗场缺陷扫描检测体系。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，基于所述暗场检测机台所处理晶圆的膜层结构和图案设计，对所有所述暗场检测机台进行分组包括：
将所处理晶圆的膜层结构相似度大于第一预设阈值，且所处理晶圆的图案设计相似度为第二预设阈值的暗场检测机台分为一组。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述第一预设阈值为80%，所述第二预设阈值为100%。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述预设母程式获取方式为：
将所述暗场检测机台组作为待选暗场检测机台组；
从所述待选暗场检测机台组中随机选取一个所述暗场检测机台，作为目标暗场检测机台；
获取所述目标暗场检测机台的暗场缺陷扫描方程式，并将所述目标暗场检测机台的暗场缺陷扫描方程式作为临时缺陷扫描方程式；
所述暗场检测机台组中的所有所述暗场检测机台，分别基于所述临时缺陷扫描方程式对对应所处理晶圆进行暗场缺陷扫描，以获取对应的暗场缺陷检出率；
判断所有所述暗场缺陷检出率是否均大于第一检出阈值，若是则将所述临时缺陷扫描方程式作为所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，否则将当前所述目标暗场检测机台从所述待选暗场检测机台组中剔除，并重新从所述待选暗场检测机台组中随机选取一个所述暗场检测机台作为目标暗场检测机台，直到确定所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述第一检出阈值为60%。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，基于所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，获取所述暗场检测机台组中所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式包括：
所述暗场检测机台基于选调暗场缺陷扫描方程式，对所述暗场检测机台所处理晶圆进行暗场缺陷扫描获取暗场缺陷扫描结果，并基于所述暗场缺陷扫描结果获取暗场缺陷检出率；
判断所述暗场缺陷检出率是否大于第二检出阈值，若是则将当前所述选调暗场缺陷扫描方程式作为所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式，否则从当前所述暗场缺陷扫描结果中选取数个真实暗场缺陷作为标记暗场缺陷，并对所述标记暗场缺陷进行偏振，基于偏振获取的最大偏振分数所对应的预设参数的参数值对所述选调暗场缺陷扫描方程式进行调整，以获取新的选调暗场缺陷扫描方程式，而后所述暗场检测机台重新基于新的选调暗场缺陷扫描方程，对所述暗场检测机台所处理晶圆进行暗场缺陷扫描，直到获取所述暗场检测机台的暗场缺陷扫描子方程式；
其中，所述选调暗场缺陷扫描方程式的初始方程式为所述暗场检测机台组的暗场缺陷扫描母方程式，且所述预设参数包括光照类型和入射角度。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，基于偏振获取的最大偏振分数所对应的预设参数的参数值对所述选调暗场缺陷扫描方程式进行调整时，还需对所述选调暗场缺陷扫描方程式的信号值进行调整。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，对所述选调暗场缺陷扫描方程式的信号值进行调整包括：
将所述选调暗场缺陷扫描方程式的信号值增大预设数值。
9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述第二检出阈值为70%。
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