監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法
2023-08-02 17:44:31 1
監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法
【專利摘要】本發明一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，通過於在線產品晶圓上建立一個或多個缺陷測試模塊；將通孔中的填充金屬平坦化後，以該缺陷測試模塊為掃描區域，建立圖片抓取程式，並由電子束缺陷掃描儀掃描缺陷測試模塊，其中，根據缺陷測試模塊中通孔與有源區的接觸面積不同，其掃描結果也不同；然後，將缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷電子束缺陷掃描儀檢測缺陷的能力，進而準確、有效的在線監控電子束缺陷掃描儀的靈敏度，保證在線缺陷數據的可靠性和穩定性，從而提高晶圓的良率。
【專利說明】監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路製造【技術領域】，尤其涉及一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路工藝的發展與關鍵尺寸按比例縮小，以及半導體工藝製造複雜性的提高，電子束缺陷掃描儀(E-beam defect scan tool)在半導體生產工藝中得到越來越廣泛的應用，比如55納米及以下技術節點的鎢連接孔和銅連接孔的蝕刻不足缺陷，以及位錯漏電缺陷和鎳管道漏電缺陷等均需要電子束缺陷掃描儀的檢測與監控，而且這在現有工藝過程中是無可替代的。為保證電子束缺陷掃描儀檢測與長期監控缺陷的可靠性和穩定性，如何精確監控電子束缺陷掃描儀的靈敏度以防止電子束缺陷掃描儀自身的性能變化對工藝帶來不利影響就顯得十分重要。
[0003]現有技術中，電子束缺陷掃描儀靈敏度的監控方法常通過在標準晶圓上事先設計好缺陷，並採用電子束缺陷掃描儀標準晶圓上的缺陷進行定期掃描，進而比較長期掃描的缺陷結果，從而反映出電子束缺陷掃描儀的靈敏度狀況。然而，上述電子束缺陷掃描儀靈敏度監控方法的問題在於，由於所設計的缺陷無等級差異，即所設計的缺陷信號強度非常接近，所以無法精確反應出電子束缺陷掃描儀是的靈敏度情況，於此同時，電子束缺陷掃描儀是通過電子束掃描成像，對掃描的晶圓具有一定程度的破壞作用，所以重複掃描會影響掃描結果的準確性。
[0004]圖1為現有技術中電子束缺陷掃描儀掃描前後灰階度對比示意圖，由圖1可知，被掃描區域100』的灰階度明顯低於未被掃描區域100。一般而言,未被掃描區域100的高灰階度區域的灰階度可達240?250，低灰階度區域的灰階度可達100?110 ;被掃描區域100』的高灰階度區域的灰階度一般只有190?200，低灰階度區域的灰階度也僅為80?90。由於電子束缺陷掃描儀的監控結果基本以灰階度數據進行分析，待測的標準晶圓掃描前後的灰階度差異，會使得先後進行掃描的電子束缺陷掃描儀掃描結果具有一定偏差，無法保證電子束缺陷掃描儀檢測與長期監控缺陷的可靠性和穩定性，從而影響在線缺陷數據的可靠性和穩定性。
[0005]因此，如何準確、有效的在線監控電子束缺陷掃描儀的靈敏度，保證在線缺陷數據的可靠性和穩定性，進而提高晶圓的良率是亟需解決的問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的為，針對上述問題，提出了一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，該方法通過於在線產品晶圓上建立一個或多個缺陷測試模塊，採用電子束缺陷掃描儀進行掃描，將缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷電子束缺陷掃描儀檢測缺陷的能力，進而準確、有效的在線監控電子束缺陷掃描儀的靈敏度，保證在線缺陷數據的可靠性和穩定性，從而提高晶圓的良率。[0007]為實現上述目的，本發明一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，包括:
[0008]於在線產品晶圓上建立一個或多個缺陷測試模塊，所述缺陷測試模塊為標準SRAM結構中改變通孔與有源區的接觸面積得到；
[0009]在所述通孔中的填充金屬平坦化後，以所述缺陷測試模塊為掃描區域，建立圖片抓取程式，通過電子束缺陷掃描儀掃描所述缺陷測試模塊，其中，根據所述缺陷測試模塊中通孔與有源區的接觸面積不同，掃描結果也不同；
[0010]將所述缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷所述電子束缺陷掃描儀檢測缺陷的能力，進而監控所述電子束缺陷掃描儀的靈敏度。
[0011 ] 優選地，所述缺陷測試模塊位於在線產品晶圓的切割道上。
[0012]優選地，所述缺陷測試模塊為多個，其中所述多個缺陷測試模塊間的通孔與有源區的接觸面積互不相同。
[0013]優選地，所述多個缺陷測試模塊間的通孔與有源區的接觸面積互不相同時，掃描結果具有不同的灰階度。其中，所述缺陷測試模塊中的通孔完全與有源區相連時，掃描結果最亮；所述缺陷測試模塊中的通孔完全與有源區不相連時，掃描結果最暗。
[0014]優選地，將多個所述缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷所述電子束缺陷掃描儀檢測多個缺陷的能力，進而監控所述電子束缺陷掃描儀的靈敏度。
[0015]優選地，所述電子束缺陷掃描儀採用的是正電勢工作條件。
[0016]優選地，所述金屬為鎢。
[0017]從上述技術方案可以看出，本發明一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，通過於在線產品晶圓上建立一個或多個缺陷測試模塊；將通孔中的填充金屬平坦化後，以該缺陷測試模塊為掃描區域，建立圖片抓取程式，並由電子束缺陷掃描儀掃描缺陷測試模塊，其中，根據缺陷測試模塊中通孔與有源區的接觸面積不同，其掃描結果也不同；然後，將缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷電子束缺陷掃描儀檢測缺陷的能力，進而準確、有效的在線監控電子束缺陷掃描儀的靈敏度，保證在線缺陷數據的可靠性和穩定性，從而提高晶圓的良率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為能更清楚理解本發明的目的、特點和優點，以下將結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細描述，其中:
[0019]圖1為現有技術中電子束缺陷掃描儀掃描前後灰階度對比示意圖；
[0020]圖2a為標準SRAM結構示意圖；
[0021]圖2b為電子束缺陷掃描儀掃描標準SRAM結構的影像示意圖；
[0022]圖3為缺陷測試模塊中通孔與有源區接觸面積變化時電子束缺陷掃描儀掃描結果的売暗不意圖；
[0023]圖4a為本發明一具體實施例中缺陷測試模塊的結構示意圖；
[0024]圖4b為本發明一具體實施例中電子束缺陷掃描儀掃描缺陷測試模塊的影像示意圖；
[0025]圖5為本發明監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法的一具體實施例的流程圖。【具體實施方式】
[0026]體現本發明特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本發明。
[0027]上述及其它技術特徵和有益效果，將結合附圖對本發明監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法的一較佳實施例進行詳細說明。
[0028]圖5為本發明監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法的一具體實施例的流程圖。以下將具體說明本發明一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，其包括如下步驟:
[0029]步驟SOl:於在線產品晶圓上建立一個或多個缺陷測試模塊，該缺陷測試模塊為標準SRAM結構中改變通孔與有源區的接觸面積得到。
[0030]請參閱圖2a和圖4a，具體來說，選取在線產品晶圓的切割道或者其他非產品相關位置，建立一個或者多個缺陷測試模塊，其中該缺陷測試模塊是由同一個標準SRAM結構，僅通過改變通孔220與有源區210的接觸面積而得到的，如圖2a為標準SRAM結構示意圖。
[0031]在本實施例中，該在線產品晶圓上具有不同等級的多個缺陷測試模塊，其中所說的不同等級根據缺陷測試模塊中通孔220與有源區210的接觸面積來進行定義的，比如說通孔220全部連接到有源區210中(PM0S/NEWLL) ；3/4面積連接到有源區210，1/4面積連接到淺溝道隔離區；1/2面積連接到有源區210，1/2面積連接到淺溝道隔離區；1/4面積連接到源區，3/4面積連接到淺溝道隔離區；以及通孔220完全連接到淺溝道隔離區。
[0032]更進一步地，上述缺陷測試模塊中不同區域的通孔220與有源區210的接觸面積可以相同，也可以彼此不同，對此不作限制。如圖4a所示，其仿照標準SRAM的有源區210，通孔220和柵極230的關鍵尺寸，並將SRAM結構中的有源區210進行改動，即將通孔220的1/2面積坐落在有源區210上，另外1/2面積坐落在淺溝道隔離區上，後續工序按照正常SRAM工藝進行。以此可以建立通孔220在有源區210上面積為1/8、1/4、3/8、5/8、3/4、7/8或全部坐落在淺溝道隔離區上等的缺陷測試模塊，方法與上述同理，在此不再一一贅述。
[0033]步驟S02:在通孔中的填充金屬平坦化後，以缺陷測試模塊為掃描區域，建立圖片抓取程式，通過電子束缺陷掃描儀掃描缺陷測試模塊，其中，根據缺陷測試模塊中通孔與有源區的接觸面積不同，掃描結果也不同。
[0034]請參閱圖2b、圖3和圖4b，在通孔220中填充鶴金屬並平坦化鶴金屬後，掃描於在線產品晶圓上所建立的一個或者多個缺陷測試模塊，按正負載條件建立圖片抓取程式，優選地，採用的是正電勢工作條件建立圖片抓取程式來通過電子束缺陷掃描儀進行掃描缺陷測試模塊的。更進一步地，多個缺陷測試模塊間的通孔220與有源區210的接觸面積互不相同時，掃描結果具有不同的灰階度。
[0035]如圖3所示，為缺陷測試模塊中通孔220與有源區210接觸面積變化時電子束缺陷掃描儀掃描結果的亮暗示意圖，由圖3可知，當缺陷測試模塊中的通孔220完全與有源區210相連時，掃描結果最亮；當缺陷測試模塊中的通孔220完全與有源區210不相連時，掃描結果最暗；當陷測試模塊中的通孔220部分與有源區210相連時，掃描結果處於最亮和最暗之間，並且隨著陷測試模塊中通孔220與有源區210的接觸面積的減小，其掃描結果越來越暗。[0036]步驟S03:將缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷電子束缺陷掃描儀檢測缺陷的能力，進而監控電子束缺陷掃描儀的靈敏度。
[0037]請參閱圖2b和4b，具體來說，將缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，比較該缺陷測試模塊與標準SRAM結構不相同區域處掃描結果的灰階度，也即比較缺陷測試模塊中的缺陷區域的灰階度與標準SRAM結構中同樣區域的灰階度是否相同。若二者相同，說明電子束缺陷掃描儀不能檢測出此缺陷，其靈敏度不符合要求；若二者不相同，說明電子束缺陷掃描儀不能檢測出此缺陷，其靈敏度符合要求，最終實現監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的目的。
[0038]在本實施例中，選取多個不同等級的缺陷測試模塊，其具有不同的灰階度，根據其與預設的標準SRAM結構掃描結果進行對比，用來檢測電子束缺陷掃描儀掃描不同等級缺陷的能力，實現監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的目的。
[0039]可以準確、有效的在線監控電子束缺陷掃描儀的靈敏度，同時避免了多次掃描相同晶圓產生的灰階度差異。
[0040]綜上所述，本發明一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，通過於在線產品晶圓上建立一個或多個缺陷測試模塊；將通孔中的填充金屬平坦化後，以該缺陷測試模塊為掃描區域，建立圖片抓取程式，並由電子束缺陷掃描儀掃描缺陷測試模塊，其中，根據缺陷測試模塊中通孔與有源區的接觸面積不同，其掃描結果也不同；然後，將缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷電子束缺陷掃描儀檢測缺陷的能力，進而準確、有效的在線監控電子束缺陷掃描儀的靈敏度，保證在線缺陷數據的可靠性和穩定性，從而提聞晶圓的良率。
[0041]以上所述的僅為本發明的優選實施例，所述實施例並非用以限制本發明的專利保護範圍，因此凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同變化，同理均應包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，其特徵在於，包括: 於在線產品晶圓上建立一個或多個缺陷測試模塊，所述缺陷測試模塊為標準SRAM結構中改變通孔與有源區的接觸面積得到； 在所述通孔中的填充金屬平坦化後，以所述缺陷測試模塊為掃描區域，建立圖片抓取程式，通過電子束缺陷掃描儀掃描所述缺陷測試模塊，其中，根據所述缺陷測試模塊中通孔與有源區的接觸面積不同，掃描結果也不同； 將所述缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷所述電子束缺陷掃描儀檢測缺陷的能力，進而監控所述電子束缺陷掃描儀的靈敏度。
2.根據權利要求1所述的一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，其特徵在於，所述缺陷測試模塊位於在線產品晶圓的切割道上。
3.根據權利要求1所述的一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，其特徵在於，所述缺陷測試模塊為多個，其中所述多個缺陷測試模塊間的通孔與有源區的接觸面積互不相同。
4.根據權利要求3所述的一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，其特徵在於，所述多個缺陷測試模塊間的通孔與有源區的接觸面積互不相同時，掃描結果具有不同的灰階度。其中，所述缺陷測試模塊中的通孔完全與有源區相連時，掃描結果最亮；所述缺陷測試模塊中的通孔完全與有源區不相連時，掃描結果最暗。
5.根據權利要求4所述的一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，其特徵在於，將多個所述缺陷測試模塊的掃描結果與預設的標準SRAM結構掃描結果相對比，判斷所述電子束缺陷掃描儀檢測多個缺陷的能力，進而監控所述電子束缺陷掃描儀的靈敏度。
6.根據權利要求1所述的一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，其特徵在於，所述電子束缺陷掃描儀採用的是正電勢工作條件。
7.根據權利要求1所述的一種監控電子束缺陷掃描儀靈敏度的方法，其特徵在於，所述金屬為鶴。
【文檔編號】G01N27/00GK103645211SQ201310631529
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】範榮偉, 倪棋梁, 龍吟, 陳宏璘 申請人:上海華力微電子有限公司