一种晶圆边缘缺陷的检测方法

摘要

本发明公开了一种晶圆边缘缺陷的检测方法，在创建晶圆边缘缺陷检测程序时，首先对晶圆边缘整个检测区域进行信号的采集，将得到的整个检测区域的扫描面积模拟展开到一个长方形平面内，然后以检测光源的宽度为扫描间隔基准，对长方形平面进行等面积划分，并根据缺陷检测的不同要求，选择不同的扫描间隔数进行晶圆边缘缺陷的扫描检测，可根据对不同缺陷的灵敏度要求，灵活地选择不同速度的晶圆边缘扫描方法，从而实现快速地扫描，另一方面又可以兼顾检测的灵敏度。

权利要求

1.一种晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，包括：

步骤S01：提供一缺陷检测设备，在创建晶圆边缘缺陷检测程序时，先确定在晶圆边缘的检测起始和结束位置，然后，通过检测光源对晶圆边缘整个需要检测的区域进行一次初始扫描，以对该检测区域进行信号采集；

步骤S02：将得到的整个检测区域的扫描面积模拟展开到一个长方形平面内，其长度为晶圆的圆周，宽度为检测起始位置与结束位置之间的晶圆边缘弧度；

步骤S03：定义以检测光源的宽度为扫描间隔基准，对长方形平面进行宽度方向的等面积划分；

步骤S04：根据缺陷检测的不同要求，选择不同的扫描间隔数，对检测区域内对应扫描间隔数的需扫描面积进行晶圆边缘缺陷的扫描检测；

其中，根据缺陷检测精度和检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数，所述对应扫描间隔数的需扫描面积在整个所述检测区域中的扫描面积占比S与所述检测速度的倍率或扫描间隔数n之间的关系满足公式：S＝1/(n+1)

其中，n为正整数。

2.根据权利要求1所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，对检测区域进行扫描时，使晶圆围绕其中心进行旋转，同时，使检测光源沿着晶圆的边缘自检测起始位置至结束位置进行弧线移动，对检测区域进行信号采集。

3.根据权利要求1或2所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，所述检测光源垂直于晶圆的边缘自检测起始位置至结束位置进行弧线移动扫描。

4.根据权利要求1所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，步骤S04中，根据缺陷检测精度和检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数，所述检测精度与检测速度或扫描间隔数之间具有反比对应关系。

5.根据权利要求4所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，所述检测精度与检测速度或扫描间隔数之间具有检测精度高时检测速度慢、扫描间隔数少的反比对应关系。

6.根据权利要求1所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，根据缺陷检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数，所述检测速度的倍率与扫描间隔数之间具有数值一一对应关系。

7.根据权利要求1所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，所述检测速度的倍率或扫描间隔数n为1～9之间的正整数。

8.根据权利要求1所述的晶圆边缘缺陷的检测方法，其特征在于，将被所述扫描间隔数跳过的数据采集区域的光信号，采用前一个采集区域的信号数据进行填补，以得到一个模拟的完整缺陷信号。

说明书

一种晶圆边缘缺陷的检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体集成电路检测技术领域，更具体地，涉及一种可对晶圆边缘缺陷进行快速检测的方法。

背景技术

[0002] 当器件的关键尺寸进入到45纳米以下时，传统的干法光刻技术由于分辨率的极限而无法满足生产的工艺要求，浸入式光刻工艺由于其优越的技术性能和良好的性价比随之大规模进入到生产领域。

[0003] 请参阅图1,图1是晶圆边缘的剖面结构示意图。如图1所示，晶圆1边缘的形貌包括3个区域，分别为上斜面2、顶端面3和下斜面4。由于在集成电路的生产过程中边缘的区域是不受工艺精确控制的，所以往往会生长一些额外的薄膜形成缺陷而不能被后续工艺去除。
这些缺陷的尺寸往往会达到30～100微米。而且，由于晶圆边缘经常和不同工艺设备的机械手接触，可能会由于碰撞而产生缺口。由于浸入式光刻曝光过程晶圆和液体水直接接触，晶圆边缘存在的缺陷有可能通过液体水被输送到晶圆的正面，从而造成在后续的曝光过程中形成各种与图形相关的缺陷，导致芯片良率的大量损失。所以，为控制和减少晶圆边缘的缺陷，必须对晶圆边缘的区域也进行缺陷的检测，以了解缺陷形成的原因。

[0004] 请参阅图2，图2是晶圆边缘缺陷扫描的运动轨迹示意图。其显示目前对晶圆边缘进行缺陷检测的基本工作原理。如图2所示，采用缺陷检测设备(图略)进行晶圆边缘的缺陷检测，将一个入射检测光源7对准晶圆1的边缘照射，晶圆1围绕其中心进行高速地旋转，同时，检测光源7也沿着晶圆1的边缘自上斜面、顶端面至下斜面进行弧线移动(如图中箭头所指)，从而检测光源可以对整个晶圆1边缘的区域进行信号的采集来发现存在的缺陷。在实际生产过程中，为了控制边缘缺陷，往往需要对大量的晶圆进行检测。所以，在保持缺陷检测的灵敏度条件下，提高缺陷检测的速度，对于生产的控制是非常必要的。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种晶圆边缘缺陷的检测方法，可以对晶圆边缘的缺陷进行快速检测，同时又可以兼顾对缺陷的高捕获率。

[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

[0007] 一种晶圆边缘缺陷的检测方法，包括：

[0008] 步骤S01：提供一缺陷检测设备，在创建晶圆边缘缺陷检测程序时，先确定在晶圆边缘的检测起始和结束位置，然后，通过检测光源对晶圆边缘整个需要检测的区域进行一次初始扫描，以对该检测区域进行信号采集；

[0009] 步骤S02：将得到的整个检测区域的扫描面积模拟展开到一个长方形平面内，其长度为晶圆的圆周，宽度为检测起始位置与结束位置之间的晶圆边缘弧度；

[0010] 步骤S03：定义以检测光源的宽度为扫描间隔基准，对长方形平面进行宽度方向的等面积划分；

[0011] 步骤S04：根据缺陷检测的不同要求，选择不同的扫描间隔数，对检测区域内对应扫描间隔数的需扫描面积进行晶圆边缘缺陷的扫描检测；

[0012] 其中，根据缺陷检测精度和检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数，所述对应扫描间隔数的需扫描面积在整个所述检测区域中的扫描面积占比S与所述检测速度的倍率或扫描间隔数n之间的关系满足公式：

[0013] S＝1/(n+1)

[0014] 其中，n为正整数。

[0015] 优选地，对检测区域进行扫描时，使晶圆围绕其中心进行旋转，同时，使检测光源沿着晶圆的边缘自检测起始位置至结束位置进行弧线移动，对检测区域进行信号采集。

[0016] 优选地，所述检测光源垂直于晶圆的边缘自检测起始位置至结束位置进行弧线移动扫描。

[0017] 优选地，步骤S04中，根据缺陷检测精度和检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数，所述检测精度与检测速度或扫描间隔数之间具有反比对应关系。

[0018] 优选地，所述检测精度与检测速度或扫描间隔数之间具有检测精度高时检测速度慢、扫描间隔数少的反比对应关系。

[0019] 优选地，根据缺陷检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数，所述检测速度的倍率与扫描间隔数之间具有数值一一对应关系。

[0020] 优选地，所述检测速度的倍率或扫描间隔数n为1～9之间的正整数。

[0021] 优选地，将被所述扫描间隔数跳过的数据采集区域的光信号，采用前一个采集区域的信号数据进行填补，以得到一个模拟的完整缺陷信号。

[0022] 本发明的有益效果是：利用本发明的技术，可根据对不同缺陷的灵敏度要求，灵活地选择不同速度的晶圆边缘扫描方法，从而实现快速地扫描，另一方面又可以兼顾检测的灵敏度。

附图说明

[0023] 图1是晶圆边缘的剖面结构示意图；

[0024] 图2是晶圆边缘缺陷扫描的运动轨迹示意图；

[0025] 图3是本发明一种晶圆边缘缺陷的检测方法的流程图；

[0026] 图4是将晶圆边缘检测区域模拟展开为平面时的示意图；

[0027] 图5是将检测区域按照检测光源宽度进行等面积划分时的示意图；

[0028] 图6是采用1倍的扫描速度进行缺陷检测时的示意图；

[0029] 图7是采用完整扫描时的缺陷信号示意图；

[0030] 图8是采用1倍速度扫描时的缺陷信号示意图；

[0031] 图9是采用1倍速度扫描时模拟得到的完整缺陷信号示意图。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

[0033] 需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。

[0034] 在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图3，图3是本发明一种晶圆边缘缺陷的检测方法的流程图；同时，请结合参阅图2及图4～图9，图2及图4～图9是对利用图3本发明的方法进行晶圆边缘缺陷检测所进行的演示性说明。如图3所示，本发明的一种晶圆边缘缺陷的检测方法，包括以下步骤：

[0035] 如框01所示，步骤S01：提供一缺陷检测设备，在创建晶圆边缘缺陷检测程序时，先确定在晶圆边缘的检测起始和结束位置，然后，通过检测光源对晶圆边缘整个需要检测的区域进行一次初始扫描，以对该检测区域进行信号采集。

[0036] 请参阅图2。本发明阐述的检测方法，可利用现有通用的缺陷检测设备进行。在进行缺陷扫描之前，需要在缺陷检测设备上创建晶圆边缘缺陷检测程序。在创建晶圆边缘缺陷检测程序时，首先要确定在晶圆边缘的检测起始和结束位置。例如，可将检测起始位置A(检测起始点)设置在晶圆1上表面平面5与边缘上斜面的交界点A处，将检测结束位置B(检测结束点)设置在晶圆1下表面平面6与边缘下斜面的交界点B处。也可以根据需要在此位置基础上进行适当调整。

[0037] 请继续参阅图2。然后，通过检测光源7对晶圆1边缘自检测起始位置A至检测结束位置B之间的整个需要检测的区域进行一次初始扫描，以对该检测区域进行信号采集。在对上述检测区域进行扫描时，可使晶圆1围绕其中心进行高速旋转(转速高低可根据需要通过缺陷检测设备调整)。同时，使检测光源7沿着晶圆1边缘自检测起始位置A至检测结束位置B之间的晶圆上斜面、顶端面、下斜面进行弧线移动(如图中箭头所指)，对检测区域进行信号采集。在扫描时，应使所述检测光源7垂直于晶圆1边缘的上斜面、顶端面、下斜面轮廓，自检测起始位置A至检测结束位置B进行弧线移动扫描(如图中检测光源与晶圆边缘轮廓之间的相对方向所指)。图示的检测光源7具有一定的宽度Z。

[0038] 如框02所示，步骤S02：将得到的整个检测区域的扫描面积模拟展开到一个长方形平面内，其长度为晶圆的圆周，宽度为检测起始位置与结束位置之间的晶圆边缘弧度。

[0039] 请参阅图4。将通过初始扫描后得到的扫描面积进行模拟展开，呈现到一个平面内，就可以表示为如图4所示的长度为晶圆的圆周L和宽度为检测起始位置A与结束位置B之间的晶圆边缘弧度W(即上斜面、顶端面、下斜面的轮廓长度距离)的长方形8。

[0040] 如框03所示，步骤S03：定义以检测光源的宽度为扫描间隔基准，对长方形平面进行宽度方向的等面积划分。

[0041] 请参阅图5。对图4中长方形8的宽度W方向按照检测光源7的宽度Z进行等面积(即等宽度比例)划分，将检测光源7的宽度Z作为扫描的间隔基准。可以将长方形8的宽度W等分为W/Z个面积为W×Z的扫描区域，全部的扫描区域面积之和即为现有进行完整扫描时的总扫描面积。

[0042] 如框04所示，步骤S04：根据缺陷检测的不同要求，选择不同的扫描间隔数，对检测区域内对应扫描间隔数的需扫描面积进行晶圆边缘缺陷的扫描检测。

[0043] 现有技术采取的是对检测区域进行完整扫描面积的扫描检测方式，虽然其具有最高的缺陷检测灵敏度，但牺牲了检测的速度，严重影响了生产效率。本发明的改进之处即在于将完整扫描变为间隔扫描，且同时又能保证检测的灵敏度。

[0044] 进一步地，可根据缺陷检测精度和检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数。所述检测精度与检测速度或扫描间隔数之间具有反比对应关系，即所述检测精度与检测速度或扫描间隔数之间具有检测精度高时检测速度慢、扫描间隔数少的反比对应关系。

[0045] 进一步地，可根据缺陷检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数，所述检测速度的倍率与扫描间隔数之间具有数值一一对应关系；并且，所述检测速度的倍率或扫描间隔数为1～9之间的正整数。

[0046] 进一步地，可根据缺陷检测精度和检测速度的不同要求，选择不同的扫描间隔数，所述对应扫描间隔数的需扫描面积在整个所述检测区域中的扫描面积占比S与所述检测速度的倍率n或扫描间隔数n之间的关系满足公式(1)：

[0047] S＝1/(n+1)  (1)

[0048] 公式(1)中的n为正整数。优选地，所述检测速度的倍率或扫描间隔数n为1～9之间的正整数。

[0049] 请参阅图6。举例来说，如选择1倍的扫描速度来进行缺陷的扫描检测，那么，检测光源在进行晶圆边缘弧度W方向移动数据采集时，就是以间隔数为1的方式，按照采集Z×L面积的数据，跳过Z×L面积的区域再进行相同的扫描。即按照公式(1)，在自检测起始位置至结束位置之间的整个检测区域中进行1/2面积的扫描检测(间隔数为1、扫描速度为1倍)。这样，从检测起始点到结束位置，检测完整个晶圆边缘的区域所需要的时间就可以减少一半。

[0050] 而且，从实际的应用出发，晶圆边缘所需要检测的缺陷通常都是尺寸为30～100微米非常大的缺陷。如图7所示，为进行完整扫描时得到的缺陷示意图，其显示出缺陷9的完整轮廓。那么，经过上述1/2面积的1倍速度的快速扫描时，检测原始得到的缺陷信号9-1如图8所示，可以看出，图中由于间隔扫描的缘故，缺陷信号9-1的轮廓是不连续的。那么经过对数据的模拟处理，将被所述扫描间隔数跳过检测的数据采集区域的光信号，按照前一个采集区的检测区域信号数据放入进行填补，就可以得到一个如图9所示经过模拟、接近真实形貌的完整缺陷信号9-2。

[0051] 其他的检测速度如2倍、3倍(即1/3或1/4的扫描面积)的情况，可以根据不同的实际需求进行选择。例如，如果需要对晶圆边缘以2倍的速度进行快速地检测，那么进行缺陷检测程序创建时，选择晶圆边缘区域信号采集一圈跳过两圈(即跳过2×Z×L面积的区域)的检测扫描方法进行检测，最终通过信号的模拟，可以得到整个晶圆边缘区域完整的缺陷分布情况。

[0052] 这样，利用本发明的技术，可根据对不同缺陷的灵敏度要求，灵活地选择不同速度的晶圆边缘扫描方法，就可以一方面实现快速的扫描，另一方面又可以兼顾到检测的灵敏度，从而提高了生产效率、节约了检测资源及成本。

[0053] 以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。