一種集成電路缺陷的分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集成電路缺陷的分析方法，通過光學缺陷檢測設(shè)備得出晶圓缺陷分布文件以及晶圓缺陷總分布圖，并對不同種類的缺陷特征信號抽樣生成缺陷預(yù)分析分布圖，并通過電子顯微鏡對缺陷預(yù)分析分布圖進行真假缺陷的快速分析，然后在此基礎(chǔ)上對晶圓上的所有缺陷的形貌分析數(shù)量進行針對性選取，最終得到一個更加符合實際的缺陷種類分布圖。
【專利說明】一種集成電路缺陷的分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種集成電路缺陷的分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，較為先進的集成電路制造工藝一般都包含幾百步的工序，任何環(huán)節(jié) 的微小錯誤都將導致整個芯片的失效，特別是隨著電路關(guān)鍵尺寸的不斷縮小，其對工藝控 制的要求就越嚴格，所以在實際的生產(chǎn)過程中為能及時發(fā)現(xiàn)和解決問題都需要配置高靈敏 度光學缺陷檢測設(shè)備對產(chǎn)品進行在線檢測。
[0003] 缺陷檢測的基本工作原理是將芯片上的光學圖像轉(zhuǎn)換化為由不同亮暗灰階表示 的數(shù)據(jù)圖像，圖1為電路光學圖像轉(zhuǎn)化成為數(shù)據(jù)灰階圖像的示意圖，即一個光學顯微鏡下 獲得的圖像轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)圖像特征的過程，再通過相鄰芯片上的數(shù)據(jù)圖形特征的比較來檢 測有異常的缺陷所在位置；設(shè)備捕獲缺陷的特征信號是一個十分復(fù)雜的算法，每個缺陷的 表示又不盡相同，其具體缺陷所在芯片上的位置、缺陷的大小、缺陷的亮暗、捕獲缺陷的通 道等等密切相關(guān)。
[0004] 目前，在生產(chǎn)過程中針對檢查設(shè)備得到的缺陷位置進行具體的形貌分析時，采用 的是對晶圓上總的缺陷數(shù)量隨機抽檢50?100顆缺陷的位置，并傳輸?shù)诫娮语@微鏡下進行 具體形貌的觀察和分析，最終得到一個晶圓統(tǒng)計意義上的缺陷種類的分布圖，圖2為擁有 1000顆缺陷的最終缺陷種類的分布圖，但該方法比較難于體現(xiàn)缺陷檢測設(shè)備根據(jù)缺陷的不 同特征信號得到的缺陷分布，如果一個晶圓上有60%的缺陷是由噪音信號生成的，那么按 照現(xiàn)有的缺陷分析方法，最終在選擇100顆缺陷進行觀察時就有60%的時間是用來分析噪 音信號，這樣勢必造成資源的浪費和生成成本的增加。
[0005] 中國專利（CN101996855B)公開了一種晶圓缺陷分析方法，包括：完成特定工藝步 驟后，檢測所述晶圓，將其上的晶粒分為缺陷晶粒和非缺陷晶粒，并按每個所述缺陷晶粒內(nèi) 的缺陷數(shù)對所述缺陷晶粒進行分類，得到第一檢測結(jié)果；所有工藝全部完成后，對上述晶圓 進行性能測試，將其上的晶粒分為工作晶粒和非工作晶粒，得到第二檢測結(jié)果；根據(jù)所述第 一檢測結(jié)果和所述第二檢測結(jié)果，對所述晶圓的晶粒進行再次分類；計算每種缺陷引起的 缺陷誘致失效率和良率損失，本發(fā)明的晶圓缺陷分析方法準確可行，解決了現(xiàn)有技術(shù)缺陷 分析不準確的缺陷。
[0006] 該專利雖然提及對晶圓缺陷進行分類，但并未涉及對各種缺陷的特征信號進行采 樣預(yù)分析，無法解決上述資源浪費的問題。
[0007] 中國專利（CN101738400B)公開了一種判斷晶圓表面重復(fù)缺陷的方法，包括如下 步驟：(a)獲得待測晶圓表面若干晶粒的表面形貌數(shù)據(jù)，以及晶粒形貌的設(shè)計數(shù)據(jù)；(b)根 據(jù)待測晶圓的晶粒形貌的設(shè)計數(shù)據(jù)，確定子晶粒的劃分規(guī)則；（c)根據(jù)子晶粒劃分規(guī)則，利 用晶粒的表面形貌數(shù)據(jù)將每個晶粒劃分成若干個子晶粒；（d)以子晶粒為基本的檢測單 元，組成至少一個檢測序列；(e)在同一檢測序列中，選擇每一個子晶粒與至少兩個其它子 晶粒進行比較，以判斷重復(fù)缺陷。本發(fā)明還提供了一種判斷晶圓表面重復(fù)缺陷的裝置。本 發(fā)明的優(yōu)點在于，以每個晶粒中重復(fù)出現(xiàn)的子晶粒作為基本的測試單元對晶圓表面進行測 試。因此本發(fā)明可以對晶粒表面重復(fù)單元所在的區(qū)域進行測試，以找到晶粒表面位于上述 區(qū)域內(nèi)的重復(fù)缺陷。
[0008] 通過該專利的方法雖然對缺陷進行了劃分規(guī)劃，，但并未涉及對各種缺陷的特征 信號進行采樣預(yù)分析，無法解決上述資源浪費的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本發(fā)明公開了一種集成電路缺陷的分析方法，通過光學缺陷檢測設(shè)備得出晶圓缺 陷分布文件以及晶圓缺陷總分布圖，并對不同種類的缺陷特征信號抽樣生成缺陷預(yù)分析分 布圖，并通過電子顯微鏡對缺陷預(yù)分析分布圖進行真假缺陷的快速分析，然后在此基礎(chǔ)上 對晶圓上的所有缺陷的形貌分析數(shù)量進行針對性選取，最終得到一個更加符合實際的缺陷 種類分布圖。
[0010] 本發(fā)明記載了一種集成電路缺陷的分析方法，其中，所述方法包括：
[0011] S1 :提供一包含若干缺陷的晶圓；
[0012] S2:通過一光學缺陷檢測設(shè)備檢測所述晶圓并識別出每個所述缺陷中的缺陷特 征信號得到一晶圓缺陷分布文件，從而由所述晶圓缺陷分布文件中得出一晶圓缺陷總分布 圖；
[0013] S3 :所述光學缺陷檢測設(shè)備通過所述缺陷特征信號對所有所述缺陷進行分類，并 在每類缺陷中選取一定數(shù)量的預(yù)測缺陷，從而得出一晶圓缺陷預(yù)分析分布圖；
[0014] S4:將所述晶圓缺陷總分布圖和所述晶圓缺陷預(yù)分析分布圖傳輸至一缺陷觀察設(shè) 備中；
[0015] S5:所述缺陷觀察設(shè)備根據(jù)所述晶圓缺陷預(yù)分析分布圖得出每類預(yù)測缺陷中真假 信號的權(quán)重；
[0016] S6:所述缺陷觀察設(shè)備根據(jù)預(yù)測缺陷中真假信號的權(quán)重在所述晶圓所有缺陷中選 取若干不同類別缺陷進行觀察，以獲得所有缺陷樣貌種類的分布圖；
[0017] 其中，預(yù)測缺陷中真信號的權(quán)重越大，該類缺陷選取的數(shù)量越多。
[0018] 上述方法，其中，通過所述晶圓缺陷檢測設(shè)備將識別出每個所述缺陷中的缺陷特 征信號寫入到所述晶圓缺陷分布文件。
[0019] 上述方法，其中，每類預(yù)測缺陷的數(shù)量范圍為1?5個。
[0020] 上述方法，其中，所述缺陷特征信號中包括缺陷位置信號、缺陷大小信號、缺陷亮 暗信號、捕獲缺陷通道信號。
[0021] 上述方法，其中，所述假信號為干擾缺陷特征信號的噪聲信號。
[0022] 上述方法，其中，所述真信號為缺陷特征信號。
[0023] 上述方法，其中，所述S6中，選取不同缺陷特征信號的缺陷的數(shù)量占所有所述缺 陷數(shù)量的10%。
[0024] 上述方法，其中，所述S6中，觀察選取不同缺陷特征信號的缺陷，先得出選取不同 缺陷特征信號的缺陷的樣貌分類分布，從而根據(jù)數(shù)量同比例推算并得出所有缺陷樣貌種類 的分布圖。
[0025] 上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或有益效果：
[0026] 通過對缺陷預(yù)分析分布圖進行真假缺陷的快速分析，對晶圓上的所有缺陷的形貌 分析數(shù)量進行針對性選取，減少了隨機選取后缺陷分析所帶來的資源的浪費和生產(chǎn)成本的 增加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和 闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
[0028] 圖1為電路光學圖像轉(zhuǎn)化成為數(shù)據(jù)灰階圖像的示意圖；
[0029] 圖2為擁有1000顆缺陷的最終缺陷種類的分布圖；
[0030] 圖3為本發(fā)明方法流程圖；
[0031] 圖4為本發(fā)明晶圓上總?cè)毕輸?shù)量分布圖；
[0032] 圖5是本發(fā)明晶圓缺陷預(yù)分析分布圖；
[0033] 圖6是本發(fā)明每類預(yù)測缺陷真假信號權(quán)重復(fù)分布圖；
[0034] 圖7是本發(fā)明所有缺陷的樣貌種類分布圖。
【具體實施方式】
[0035] 本發(fā)明公開了一種集成電路缺陷的分析方法，圖3為本發(fā)明方法流程圖，如圖3所 示，S1 :提供一晶圓，該晶圓上擁有若干的缺陷；S2 :通過一光學缺陷檢測設(shè)備（圖中未顯 示）檢測晶圓并識別出每個缺陷中的缺陷特征信號得到一晶圓缺陷分布文件，通過晶圓缺 陷檢測設(shè)備將識別出每個缺陷中的缺陷特征信號寫入到晶圓缺陷分布文件，該缺陷特征信 號為一種算法，具體的，通過光學缺陷檢測設(shè)備中的顯微鏡觀察晶圓并得到晶圓上的光學 圖像，之后，將晶圓上的光學圖像轉(zhuǎn)換化成為由不同亮暗灰階表示的數(shù)據(jù)圖像（圖1所示）， 再通過晶圓上相鄰的缺陷特征信號的比較來得出缺陷所在位置，從而得到晶圓缺陷分布文 件，從而由晶圓缺陷分布文件中得出一晶圓缺陷總分布圖，如圖4所示。
[0036] S3 :光學缺陷檢測設(shè)備通過缺陷特征信號對所有缺陷進行分類，并在每類缺陷中 選取一定數(shù)量的預(yù)測缺陷，即每類預(yù)測缺陷的數(shù)量可以相同也可不同，并形成一晶圓缺陷 預(yù)分析分布圖；不同的晶圓缺陷檢測設(shè)備所能識別的缺陷特征信號的類別和數(shù)量不同，優(yōu) 選的，本實施例中每個缺陷都擁有缺陷特征信號，該缺陷特征信號中包括缺陷位置信號、缺 陷大小信號、缺陷亮暗信號、捕獲缺陷通道信號以及噪聲信號，不同的晶圓缺陷檢測設(shè)備所 能識別的缺陷特征信號的類別和數(shù)量不同，優(yōu)選的，光學缺陷檢測設(shè)備通過缺陷位置信號 對所有缺陷進行分類，本實施例分為光通道1、光通道2、邏輯區(qū)以及存儲區(qū)，圖5是本發(fā)明 晶圓缺陷預(yù)分析分布圖，如圖5所示，光學缺陷檢測設(shè)備在每類缺陷中選取的預(yù)測缺陷，每 類預(yù)測缺陷的數(shù)量范圍為1?5個，得出晶圓缺陷預(yù)分析分布圖。
[0037] S4 :將晶圓缺陷總分布圖和晶圓缺陷預(yù)分析分布圖傳輸至一缺陷觀察設(shè)備（圖中 未顯示）；S5 :缺陷觀察設(shè)備根據(jù)晶圓缺陷預(yù)分析分布圖得出每類預(yù)測缺陷中真假信號的 權(quán)重；具體的，通過缺陷觀察設(shè)備對光通道1、光通道2、邏輯區(qū)以及存儲區(qū)中的預(yù)測缺陷進 行真假信號的快速分析，優(yōu)選的，真信號為缺陷特征信號，假信號為干擾缺陷特征信號的噪 聲信號，圖6是本發(fā)明每類預(yù)測缺陷真假信號權(quán)重復(fù)分布圖，如圖6所示，得出每類預(yù)測缺 陷真假信號的權(quán)重，即真假信號在每類預(yù)測缺陷中所占的比例。
[0038] S6:缺陷觀察設(shè)備根據(jù)預(yù)測缺陷中真假信號的權(quán)重在晶圓所有缺陷中選取若干不 同類別缺陷進行觀察，所有缺陷中選取不同缺陷位置信號的缺陷，預(yù)測缺陷中真信號的權(quán) 重越大，該類缺陷選取的數(shù)量越多，優(yōu)選的，選取不同缺陷特征信號的缺陷的數(shù)量占所有缺 陷數(shù)量的10%，先得出選取不同缺陷特征信號的缺陷的樣貌分類分布，從而根據(jù)數(shù)量同比 例推算并得出所有缺陷樣貌種類的分布圖，具體的，本實施例中在所有1〇〇〇個缺陷中選取 100個不同缺陷特征信號的缺陷，并通過缺陷觀察設(shè)備對該100個缺陷進行觀察分析，得出 噪聲信號為50個，大顆粒缺陷為24個，小顆粒缺陷為13個，斷線缺陷為7個，刮傷缺陷為 6個，從而根據(jù)該數(shù)量同比例推算并得出所有缺陷樣貌種類的分布圖，圖7是本發(fā)明所有缺 陷的樣貌種類分布圖。
[0039] 綜上，本發(fā)明通過光學缺陷檢測設(shè)備得出晶圓缺陷分布文件以及晶圓缺陷總分布 圖，并對不同種類的缺陷特征信號抽樣生成缺陷預(yù)分析分布圖，并通過電子顯微鏡對缺陷 預(yù)分析分布圖進行真假缺陷的快速分析，然后在此基礎(chǔ)上對晶圓上的所有缺陷的形貌分析 數(shù)量進行針對性選取，最終得到一個更加符合實際的缺陷種類分布圖
[0040] 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。 因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán) 利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種集成電路缺陷的分析方法，其特征在于，所述方法包括： 51 :提供一包含若干缺陷的晶圓； 52 :通過一光學缺陷檢測設(shè)備檢測所述晶圓并識別出每個所述缺陷中的缺陷特征信號 得到一晶圓缺陷分布文件，從而由所述晶圓缺陷分布文件中得出一晶圓缺陷總分布圖； 53 :所述光學缺陷檢測設(shè)備通過所述缺陷特征信號對所有所述缺陷進行分類，并在每 類缺陷中選取一定數(shù)量的預(yù)測缺陷，從而得出一晶圓缺陷預(yù)分析分布圖； S4:將所述晶圓缺陷總分布圖和所述晶圓缺陷預(yù)分析分布圖傳輸至一缺陷觀察設(shè)備 中； S5 :所述缺陷觀察設(shè)備根據(jù)所述晶圓缺陷預(yù)分析分布圖得出每類預(yù)測缺陷中真假信號 的權(quán)重； S6:所述缺陷觀察設(shè)備根據(jù)預(yù)測缺陷中真假信號的權(quán)重在所述晶圓所有缺陷中選取若 干不同類別缺陷進行觀察，以獲得所有缺陷樣貌種類的分布圖； 其中，預(yù)測缺陷中真信號的權(quán)重越大，該類缺陷選取的數(shù)量越多。
2. 如權(quán)利要求1所述一種集成電路缺陷的分析方法，其特征在于，通過所述晶圓缺陷 檢測設(shè)備將識別出每個所述缺陷中的缺陷特征信號寫入到所述晶圓缺陷分布文件。
3. 如權(quán)利要求1所述一種集成電路缺陷的分析方法，其特征在于，每類預(yù)測缺陷的數(shù) 量范圍為1?5個。
4. 如權(quán)利要求1所述一種集成電路缺陷的分析方法，其特征在于，所述缺陷特征信號 中包括缺陷位置信號、缺陷大小信號、缺陷亮暗信號、捕獲缺陷通道信號。
5. 如權(quán)利要求1所述一種集成電路缺陷的分析方法，其特征在于，所述假信號為干擾 缺陷特征信號的噪聲信號。
6. 如權(quán)利要求1所述一種集成電路缺陷的分析方法，其特征在于，所述真信號為缺陷 特征信號。
7. 如權(quán)利要求1所述一種集成電路缺陷的分析方法，其特征在于，所述S6中，選取不同 缺陷特征信號的缺陷的數(shù)量占所有所述缺陷數(shù)量的10%。
8. 如權(quán)利要求7所述一種集成電路缺陷的分析方法，其特征在于，所述S6中，觀察選取 不同缺陷特征信號的缺陷，先得出選取不同缺陷特征信號的缺陷的樣貌分類分布，從而根 據(jù)數(shù)量同比例推算并得出所有缺陷樣貌種類的分布圖。
【文檔編號】H01L21/66GK104062305SQ201410163560
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】倪棋梁, 陳宏璘, 龍吟 申請人:上海華力微電子有限公司