阅读说明：本技术 缺陷检测方法和系统 (Defect detection method and system ) 是由 袁健思 黄莉晶 韩超 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种缺陷检测方法和系统,所述缺陷检测方法包括：获取缺陷位置信息；根据缺陷位置信息得到JDV图形数据；根据JDV图形数据得到缺陷检测图像；对缺陷检测图像进行图像处理,得到二维仿真图像；将二维仿真图像与JDV图形数据进行对比,得到缺陷信息。本发明能够检测极小缺陷,提高了缺陷检测精度。(The invention discloses a defect detection method and a system, wherein the defect detection method comprises the following steps: acquiring defect position information; obtaining JDV graphic data according to the defect position information; obtaining a defect detection image according to the JDV graphic data; performing image processing on the defect detection image to obtain a two-dimensional simulation image; and comparing the two-dimensional simulation image with JDV graphic data to obtain defect information. The invention can detect the minimum defect and improve the defect detection precision.)

缺陷检测方法和系统

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种缺陷检测方法和系统。

背景技术

在晶圆制造过程中，生产线上的缺陷检测工艺流程是必不可少的环节，现有的检测机台分为扫描(scan)机台和图像(review)机台，现有的缺陷扫描过程是通过扫描机台扫描待检测晶圆得到缺陷(defect)的位置坐标信息，并将该位置坐标信息传送给所述图像机台，所述图像机台根据得到的缺陷的位置坐标信息对对应于缺陷所在的位置处的该待检测晶圆进行拍摄得到缺陷图像(image)，将该缺陷图像与位于该缺陷附近的，且与该缺陷所在的芯片具有相同结构的芯片上的相同位置作对比，定位信号最强的位置之后再进行定位拍摄，得到最终的用于缺陷分析的缺陷检测图像。

然而，随着半导体器件工艺尺寸的不断减小，例如随着芯片的关键尺寸(CD)的不断减小，由于扫描(scan)机台和图像(review)机台间坐标系偏差或采用上述缺陷检测方法会将很多极小缺陷(例如缺陷尺寸小于或等于100nm)认为是滋扰信号(nuisance)或噪声信号，从而被过滤掉，由此会导致对上述极小缺陷信息误判，使得无法及时发现工艺缺陷，造成晶圆良率损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缺陷检测方法和系统，用以解决现有的检测方法无法检测到极小缺陷，使得工艺缺陷无法被及时发现，造成晶圆良率损失的问题。

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种缺陷检测方法，包括：

获取缺陷位置信息；

根据所述缺陷位置信息得到JDV图形数据；

根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；

对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像；以及

将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息。

可选地，通过扫描机台扫描待检测的晶圆获得所述缺陷位置信息。

可选地，所述缺陷位置信息包括缺陷在整个晶圆中的位置坐标信息，以及该缺陷在单个芯片单元中的位置坐标信息。

进一步的，在所述获取缺陷位置信息的步骤之前还包括建立图形数据库系统，所述图形数据库系统内存储有晶圆上的每层JDV图形数据和每个所述芯片单元的每层JDV图形数据。

进一步的，所述根据所述缺陷位置信息得到JDV图形数据的步骤包括：通过将所述缺陷位置信息与所述图形数据库系统中的所述每层JDV图形数据进行对比，得到以缺陷所在位置为中心点输出具有预设尺寸的所述JDV图形数据。

进一步的，通过图像机台根据所述JDV图形数据以所述缺陷为中心在所述缺陷周围划分若干区域，并对该所述若干区域进行拍照得到所述缺陷检测图像。

可选地，所述对所述缺陷检测图像进行图像处理的步骤为对所述缺陷检测图像进行线性化和数字化处理。

另一方面，本发明还提供一种缺陷检测系统，包括：扫描机台、图形数据库系统和图像机台；所述扫描机台用于扫描待检测的晶圆获得所述缺陷位置信息并发送；

所述图形数据库系统用于根据接收到的所述缺陷位置信息得到JDV图形数据并发送；

所述图像机台用于根据接收到的所述JDV图形数据得到缺陷检测图像，对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像，以及将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息。

优选地，所述缺陷位置信息包括缺陷在整个晶圆中的位置坐标信息，以及该缺陷在单个芯片单元中的位置坐标信息。

优选地，所述图形数据库系统内存储有晶圆上的每层JDV图形数据和每个所述芯片单元的每层JDV图形数据。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明通过提供一种缺陷检测方法，包括：获取缺陷位置信息；根据所述缺陷位置信息得到JDV图形数据；根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像；将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息。由此可知，本发明不通过现有的定位信号最强的位置之后再进行定位拍摄，得到最终的用于缺陷分析的缺陷检测图像的方法进行检测，而是首先通过缺陷位置信息得到JDV图形数据；之后根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；然后对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像，最后通过将二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息，由此，本发明能够将极小缺陷检测出来，提高了缺陷检测精度，且能够及时发现工艺缺陷，以及提高了晶圆良率。并且本发明没有将极小缺陷误认为滋扰信号的过程，由此可以解决现有的检测方法无法检测到极小缺陷，使得工艺缺陷无法被及时发现，造成晶圆良率损失的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例一种缺陷检测方法的流程图；

图2为本发明一实施例中的对所述缺陷检测图像进行图像处理的主要过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图1、2和具体实施方式对本发明提出的一种缺陷检测方法和系统作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

承如背景技术所述，现有的检测方法无法检测到极小缺陷，使得工艺缺陷无法被及时发现，造成晶圆良率损失的问题。

为了解决上述问题，本发明的核心思想在于提供一种缺陷检测方法，包括：获取缺陷位置信息；根据所述缺陷位置信息得到JDV图形数据；根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像；将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息。由此可知，本发明不通过现有的定位信号最强的位置之后再进行定位拍摄，得到最终的用于缺陷分析的缺陷检测图像的方法进行检测，而是首先通过缺陷位置信息得到JDV图形数据；之后根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；然后对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像，最后将通过将二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息，由此，本发明能够将极小缺陷检测出来，提高了缺陷检测精度，且能够及时发现工艺缺陷，以及提高了晶圆良率。并且本发明没有将极小缺陷误认为滋扰信号的过程，由此可以解决现有的检测方法无法检测到极小缺陷，使得工艺缺陷无法被及时发现，造成晶圆良率损失的问题。

具体的，如图1所示，本实施例提供一种缺陷检测方法，包括：

步骤S100、获取缺陷位置信息；

在本实施例中，可通过扫描机台扫描待检测的晶圆获得所述缺陷位置信息。所述缺陷位置信息包括缺陷在整个晶圆中的位置坐标信息，以及该缺陷在单个芯片单元中的位置坐标信息。

步骤S200、根据所述缺陷位置信息得到JDV图形数据；

具体的，在步骤S100之前还包括建立图形数据库系统(Graphic Design stream,GDS)，所述图形数据库系统内存储有晶圆上的每层JDV图形数据和每个所述芯片单元(die)的每层JDV图形数据。所述JDV图形数据又可称之为版图(Job deck view,JDV)图形数据，JDV是半导体工艺过程中使用的版图，在一个半导体衬底(晶圆)的工艺过程中，需要使用多层的JDV图形，每一层JDV图形对应多个半导体处理的工艺步骤。

进一步的，所述步骤S200还包括：通过将所述缺陷位置信息与所述图形数据库系统中的所述每层JDV图形数据进行对比，得到以缺陷所在位置为中心点输出具有预设尺寸的所述JDV图形数据。在本实施例中，可以输出尺寸为0.1μm*0.1μm的所述JDV图形数据，且所述缺陷位于所述JDV图形数据中心。

步骤S300、根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；

在本实施例中，通过图像机台根据所述JDV图形数据以所述缺陷为中心在所述缺陷周围划分若干区域，并对该所述若干区域进行拍照得到所述缺陷检测图像。本步骤的目的也是为了得到使得拍摄出来的缺陷位于所述缺陷检测图像中心，便于后续对该缺陷属于什么类型的缺陷作进一步的分析。

步骤S400、对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像；

具体的，如图2所示，具体为对所述缺陷检测图像进行线性化和数字化处理。图2中的a图表示所述缺陷检测图像，图2中的b图表示对其进行线性化之后的所述缺陷检测图像，图2中的c图表示对其进行数字化(对b图中的图形边缘进行亮边数字化处理)之后的所述缺陷检测图像，即所述二维仿真图像或称之为具有二维线条的图像。由于经过上述处理的缺陷检测图像(二维仿真图像)与最初的形成该缺陷所在的层时，所使用的版图即JDV图形最相近。由此后续我们采用将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比的方法进行缺陷检测。在本实施例中，对所述缺陷检测图像进行线性化和数字化处理的具体过程可以采用常规的图像处理方法，在此不再赘述。

步骤S500、将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息。具体的，在本实施例中可以将如图2中c图像所示的二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，从而可以得到缺陷信息，通过将其与正确的(原始的)JDV图形数据进行对比分析，可以得到比较准确的缺陷位置信息，从而实现了极小型缺陷的精确检测，减少了现有技术中为了检测缺陷重复拍摄的过程，即减小了检测时间，节省人力，提高缺陷检测的精确度。在本实施例中，极小型缺陷可以是小于或等于100nm的缺陷。

上述缺陷检测方法适用于对位于芯片表层结构以及位于芯片表层下方的任意一层的层结构的缺陷检测。

上述缺陷检测方法还适用于检测制备的芯片上的具有较规则图形结构的层中的图形结构是否有缺失。

综上，本实施例首先通过缺陷位置信息得到JDV图形数据；之后根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；然后对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像，最后通过将二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息，由此，本实施例能够将极小缺陷检测出来，提高了缺陷检测精度，且能够及时发现工艺缺陷，以及提高了晶圆良率。并且本实施例没有将极小缺陷误认为滋扰信号的过程，由此可以解决现有的检测方法无法检测到极小缺陷，即使得工艺缺陷无法被及时发现，造成晶圆良率损失的问题。

另一方面，基于同一发明构思，本发明还提供一种缺陷检测系统，包括：扫描(scan)机台、图形数据库系统和图像(review)机台；所述扫描机台用于扫描待检测的晶圆获得所述缺陷位置信息并发送；

所述图形数据库系统用于根据接收到的所述缺陷位置信息得到JDV图形数据并发送；

所述图像机台用于根据接收到的所述JDV图形数据得到缺陷检测图像，对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像，以及将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息。

在本实施例中，上述得到缺陷检测图像所用的扫描机台包括关键尺寸扫描式电子显微镜(CD-SEM)和电子束检测工具(E-Beam inspection tool)；图像机台包括：扫描式电子显微镜检测拍照机台(SEM review tool)、搭配波长150nm～800nm光源的亮场检测(Bright field inspection)设备或搭配激光光源的暗场检测(laser light source withDark field inspection)设备。

优选地，所述缺陷位置信息包括缺陷在整个晶圆中的位置坐标信息，以及该缺陷在单个芯片单元中的位置坐标信息。

优选地，所述图形数据库系统内存储有晶圆上的每层JDV图形数据和每个所述芯片单元的每层JDV图形数据。

由此可知，本实施例所提供的缺陷检测系统中的所述扫描机台用于扫描待检测的晶圆获得所述缺陷位置信息并发送；所述图形数据库系统用于根据接收到的所述缺陷位置信息得到JDV图形数据并发送；所述图像机台用于根据接收到的所述JDV图形数据得到缺陷检测图像，对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像，以及将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息。由此，本发明能够将极小缺陷检测出来，提高了缺陷检测精度，且能够及时发现工艺缺陷，以及提高了晶圆良率。并且本发明没有将极小缺陷误认为滋扰信号的过程，由此可以解决现有的检测方法无法检测到极小缺陷，即使得工艺缺陷无法被及时发现，造成晶圆良率损失的问题。

综上所述，本发明提供一种缺陷检测方法，包括：获取缺陷位置信息；根据所述缺陷位置信息得到JDV图形数据；根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像；将所述二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息。由此可知，本发明不通过现有的定位信号最强的位置之后再进行定位拍摄，得到最终的用于缺陷分析的缺陷检测图像的方法进行检测，而是首先通过缺陷位置信息得到JDV图形数据；之后根据所述JDV图形数据得到缺陷检测图像；然后对所述缺陷检测图像进行图像处理，得到二维仿真图像，最后将通过将二维仿真图像与所述JDV图形数据进行对比，得到缺陷信息，由此，本发明能够将极小缺陷检测出来，提高了缺陷检测精度，且能够及时发现工艺缺陷，以及提高了晶圆良率。并且本发明没有将极小缺陷误认为滋扰信号的过程，由此可以解决现有的检测方法无法检测到极小缺陷，即使得工艺缺陷无法被及时发现，造成晶圆良率损失的问题。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。