[发明专利]一种减小电子显微镜观察晶圆缺陷误差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及大规模集成电路制造领域，尤其涉及一种减小电子显微镜观察晶圆缺陷误差的方法。

背景技术

集成电路的制造工艺，其主要是在衬底材料（如硅衬底）上，运用各种方法形成不同“层”，并在选定的区域掺入离子，以改变半导体材料的导电性能，形成半导体器件的过程。

其中，主要是采用多种单项工艺组合，以进行上述集成电路的制造工艺，该多种单项工艺主要包含三类工艺：薄膜制备工艺、图形转移工艺和掺杂工艺。

目前，为了能够满足芯片复杂功能的运算的要求，芯片上电路图形的关键尺寸不断地缩小，先进的集成电路制造工艺中已经开始采用远紫外光光刻、电子束投影光刻和离子束投影光刻及X射线光刻等光刻技术，进而对光学检测设备提出新的要求，特别是当电路图形关键尺寸进入到20nm及其以下技术节点后，传统意义上的光学检测设备由于分辨率的限制，比较难于捕捉到一些关键图形的细小缺陷，已经给各种新工艺的开发和芯片良率的提升造成了巨大的困难。

现今的检测工艺中，对于尺寸极小的缺陷都必须利用电子显微镜的观察才能将缺陷的形貌看清楚，而由于关键尺寸的缩小，使得现有的电子显微镜已经很难满足工艺的需求。具体的，现有的电子显微镜的缺陷观察工作原理为：

首先，将在缺陷检测设备上确定的芯片的信息（主要包括芯片的大小和起始位置），并手动传送到电子显微镜中；图1为芯片在晶圆上分布示意图，图2为芯片的起始位置和尺寸示意图；如图1-2所示，芯片在晶圆上是呈现阵列分布，而在传统电子显微镜进行缺陷观察时，如图2中所示，是以芯片的左下角作为量测工艺的起始位置，且该芯片的尺寸为（x，y）。

然后，然后工程师再在电子显微镜下通过人工去识别这些信息，并利用3～4颗有缺陷检测设备获得的缺陷位置，来校正扫描电子显微镜和缺陷扫描检测设备两种机型腔体中心位置的偏差值（X，Y）；当扫描电子显微镜对缺陷进行逐点检测时，机台会根据上述的偏差值（X，Y）来修正缺陷的坐标，即机台根据该偏差值的坐标将晶圆移动到电子枪的下方进行观察。

图3为光学检测设备和电子显微镜定义芯片起始位置的差异示意图，如图3所示，光学检测设备定义的芯片起始位置与电子显微镜下实际的芯片起始位置具偏差值（X，Y），且由于现有的缺陷检测设备基本上都是光学检测设备，所以在定义晶圆上芯片的尺寸时还会有一个误差W。

另外，不同的检测设备在定义芯片的尺寸时也会引入一个误差H；图4为第一类型缺陷检测设备定义芯片信息的示意图，图5为第二类型缺陷检测设备定义芯片信息的示意图，如图4～5所示，该第一类型缺陷检测设备的起始位置为（T1，Z1），而第二类型缺陷检测设备的起始位置则为（T2，Z2），该两起始位置之间的差值即为上述误差H。

最后，将上述所有误差（H、W）和其他系统本征误差T进行叠加后，就使得在电子显微镜需要在大倍率观察小缺陷时造成很大的困难；图6为传统检测缺陷方法中电子显微镜观察缺陷的示意图，如图6所示，采用电子显微镜进行直接观察时，缺陷1与观察区域中心位置2之间存在一定的距离误差（如图6所示达到6μm），进而降低了缺陷观察的精确性，若该距离误差过大，甚至会超出观察的区域，进而无法完成缺陷的检测。

中国专利（申请公布号：CN102623368A）记载了一种晶圆缺陷检测方法，通过在对目标方块单元中周期性重复图形的区域进行缺陷检测的过程中，通过确定最小周期并设定偏移量，将参考方块单元图形按照所述偏移量进行偏移获得偏移参考区域，将所述待检区域图形与所述偏移参考区域进行形貌比较，若待检区域中某一图形与偏移参考区域中对应位置的图形均不一致时，则判定异常；对成对出现且间隔距离为一个偏移量的两个异常图形，判断位于偏移量方向起始处的异常图形为缺陷，位于偏移量方向终止处的异常图形非缺陷；对于其余单独出现的异常图形判断为缺陷。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明揭示了一种减小电子显微镜观察晶圆缺陷误差的方法（One method to reduction review offset by electronic microscope），其中，所述方法包括：

提供一用于缺陷检测的晶圆；

采用电子显微镜定义所述晶圆上的参数信息；

缺陷检测设备调取所述参数信息，于创建缺陷检测程序后，对所述晶圆进行缺陷检测工艺，以检测出具有缺陷的晶圆；

利用所述电子显微镜对所述具有缺陷的晶圆进行观察。

上述的减小电子显微镜观察晶圆缺陷误差的方法，其中，所述方法还包括：