[发明专利]一种光罩图形缺陷检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体缺陷检测领域，具体涉及一种光罩图形缺陷检测系统及方法。

背景技术

随着集成电路工艺的发展和工艺尺寸的缩小，工艺窗口随之变得更小，晶圆上的缺陷尺寸也变得越来越小。同时，随着电子技术的进步和市场需求的逐渐加大，越来越多的新设计和新产品需要晶圆代工厂去对新制程进行研发，再投入量产。在新产品的研发阶段，确定工艺窗口大小，检测关键工艺站点上潜在的系统缺陷也就成为了产品工艺研发、缺陷控制和良率提升的重要环节。

目前业内针对研发阶段产品中对各类缺陷检测的通常做法是应用亮场、暗场和电子束等扫描机台进行扫描并得到缺陷在晶圆上的位置分布图，再用扫描电子显微镜对扫描到的位置进行二次电子成像从而获取缺陷的图像数据。然而，在某些站点上的一些特定缺陷(图1)由于尺寸太小或是对比信号太弱(图2)，容易淹没在噪声信号中甚至是在通常条件下不能被检测到，导致在研发过程中没有发现该系统缺陷(图3)的存在。

图1所示为缺陷在SiN_RM(氮化硅去除)站点的电子扫描显微镜图像，如图所示是一条竖直方向的窄AA(active area，有源区；定义为活跃区域)图形，两边黑色部分是STI(浅沟槽隔离)，窄AA图形下半部发黑的部分是由CMP(化学机械研磨)造成的Over Polish(研磨过度)缺陷。图2为缺陷在亮场扫描机台中的灰阶值图像。如图所示，缺陷在亮场扫描机台中的信号图像仅在AA图形的边缘体现出微弱的差异，该差异不足以被当作是目标缺陷而保留在扫描结果中。图3为缺陷出现位置周边的光罩图形示意图，如图所示，在AA区域的上下位置都分别设计有AA DUMMY(阻挡区)区域，AA区域方框的两边则是大面积的STI区域，而Over Polish(研磨过度缺陷)区域只出现在左右两条竖直AA上，其原因就是在竖直AA的两边没有设计AA DUMMY，导致在STI CMP(浅槽隔离层化学机械研磨)工艺中竖直AA没有邻近AA DUMMY的支撑而被过度研磨，这是本领域技术人员不期望看到的。这不但影响到最终产品试产的良率，也增加了今后一旦发现该缺陷后再改动整个工艺所花费的成本。

在对具有多个die的样品进行检测时，传统采用亮场扫描的检测方式进行扫描，原理是将一个Die(芯片的最小单元)和它的左右邻近Die(晶粒)作对比，现有技术是通过亮场扫描得到缺陷分布图，再根据扫描缺陷分布图上的位置坐标去扫描电子显微镜上收集缺陷图像，并根据图像来确定所扫描到的位置是否真实存在缺陷。但是在亮场扫描得到缺陷分布图中由于Over_Polish(过度研磨缺陷)的缺陷程度可能会出渐变递减的状态，所以扫描对比得到的差异信号很小，只有在与左右邻近Die对比差异最大的位置Die上才可能发现缺陷，而其他Die的缺陷因为相同而无法被对比出差异，进而导致部分缺陷没有被检测到，影响产品良率，甚至导致产线上的lot报废。

发明内容

本发明提供了一种光罩图形缺陷检测系统，其中，所述系统包括：

存储模块，储存有光罩设计图形数据；

预选模块，根据光罩图形设计规则和工艺缺陷在样品中选取部分区域作为待测区域；

筛选模块，根据产能情况来设定一筛选规则以选取部分待测区域；

处理模块，根据所述预选模块中的待测区域和筛选模块的筛选规则选取部分待测区域作为检测区域；

检测模块，对所述检测区域进行缺陷检测；

执行模块，所述执行模块用于执行所述检测模块的检测操作。

上述的系统，其中，根据光罩图形设计规则和工艺缺陷来设定一阈值，将超过该阈值的区域设定为待测区域。

上述的系统，其中，根据样品在进行光刻工艺中曝光区域与非曝光区域的比例，和/或曝光区域的关键尺寸来设定所述阈值。

上述的系统，其中，所述检测模块为一扫描电子显微镜，利用所述扫描电子显微镜对所述检测区域做做缺陷检测。

上述的系统，其中，所述筛选模块根据所述扫描电子显微镜的最大检测能力来对待测区域进行筛选以作为所述检测区域。

同时本发明还提供了一种光罩图形缺陷检测方法，其中，所述方法包括：

建立一光罩图形数据库；

根据光罩图形设计规则和对应的工艺缺陷来选定样品的待测区域；

根据产能情况来设定一筛选规则，以选取部分所述待测区域作为检测区域；

根据待测区域和所述筛选规则对选取的检测区域进行缺陷检测。

上述的方法，其中，根据光罩图形设计规则和工艺缺陷来设定一阈值，将超过该阈值的区域设定为待测区域。