[发明专利]一种检测晶圆缺陷的设备和方法

说明书

本发明提供一种晶圆缺陷的检测设备及方法，其涉及对具有多个管芯的晶圆施加光源，并采用光检测器接收晶圆所反射和/或散射的光线，通过对光检测器接收数据，并分析得到异常数据，确定具有缺陷的管芯的位置；本发明简化了传统检测手段的步骤，提高了检测效率和精度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及半导体制程中对晶圆缺陷的检测。

背景技术

随着半导体集成电路的迅速发展及关键尺寸按比例缩小，其制造工艺也变得越发复杂。目前先进的集成电路制造工艺一般都包含数百个工艺步骤，只要其中的一个步骤出现问题，就会引起晶圆上整个半导体集成电路芯片的缺陷发生，严重的还可能导致整个芯片的失效。

在晶圆制作中，拉单晶、切片、磨片、抛光、增层、光刻、掺杂、热处理、针测以及划片，是较为常见的晶圆制造过程，而在这一系列过程中，化学气相沉淀、光学显影、化学机械研磨都是这一过程中可能使晶圆表面产生缺陷。

在晶圆的缺陷种类中，无图案晶圆与图案晶圆是最常见的两种晶圆形式，而在具体的晶圆缺陷中，冗余物、晶体缺陷、划痕图案缺漏都是较为常见的晶圆缺陷。晶圆表面冗余物，在晶圆的表面缺陷中，晶圆表面的冗余物是一种晶圆表面较为常见的缺陷种类，纳米级的微小颗粒、微米级的灰尘、相关工序的残留物，都有可能造成晶圆表面的冗余物缺陷。

在晶圆表面缺陷中，晶体缺陷也是一种较为常见的缺陷形式。所谓晶圆表面的警惕缺陷，也被称为滑移线缺陷，这种缺陷的产生往往是由于晶体生长时加热不均所造成的，相较于其它晶圆表面缺陷，晶圆表面的晶体缺陷由于自身特征较为明显，能够通过人工形式进行检测。

在晶圆表面缺陷中，机械损伤同样是较为常见的晶圆表面缺陷种类之一，这种缺陷一般产生于晶圆制造过程中抛光、切片等步骤中，由化学机械研磨所致，是一种较为严重的晶圆表面缺陷，能够对集成电路芯片造成极为严重的影响。值得庆幸的是，晶圆表面的机械损伤缺陷可以进行纠正。

缺陷扫描的机理主要是以光入射到晶圆表面，收集反射/散射光，得到一个图像，将标准单元与之对比，得到灰度差异值，再根据设定的阈值进行判断，当超过阈值时即认为是缺陷。

然而现有技术仍然存在一定缺陷。首先，现有技术通常需要准备标准单元，也需要对标准单元进行测试以得到标准单元缺陷检测的图像，需要花费较多时间和成本。

另外，对于具有多个不同管芯的晶圆，由于其管芯不同，因此还需要进一步制备与不同管芯对应的标准单元，进一步提高的成本。此外，当不同的管芯邻近时，由于不同管芯本身的结构不同，或者其附近的测试元件(Testkey)的图案的不同，化学机械研磨后的钝化层的厚度通常会受到影响。因此，当缺陷扫描检测各不同管芯时，得到的检测图像会受到钝化层的厚度影响，造成图像数据的偏移，比如附近有测试元件的被检测器件的检测图像中的颜色与附近没有测试元件的器件的检测图像的颜色有差异，而这种差异很难避免，但实际上对良率并没有影响，但对检测设备的检测精度造成了很大的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种晶圆缺陷检测设备及方法，以解决现有技术中检测成本高以及检测精度不高的问题。

根据第一方面，本发明提供了一种晶圆缺陷检测方法，其采用对被检测的管芯缺陷扫描后的图像数据与其上下邻近的管芯缺陷扫描数据进行比较，当比较后的两个数据差异值的绝对值大于或等于一预先设定的阈值时，确定当前被检测的管芯为具有缺陷的管芯。上述方法避免了标准管芯的制备和检测，减少了成本，提高了效率。

可选地，所述晶圆具有多个不同的管芯和/或测试元件；