一种光罩图形缺陷检测系统及方法技术方案

本发明专利技术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，本发明专利技术给新产品的研发过程增加一种检测由光罩图形设计弱点和工艺窗口不足所导致的系统缺陷的手段，可有效降低目前由于扫描机台可能未能发现某些系统缺陷所造成的风险，从而提升新产品的良率，降低研发成本。

【技术实现步骤摘要】
一种光罩图形缺陷检测系统及方法
本专利技术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。
技术介绍
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(activearea，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OverPolish(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AADUMMY(阻挡区)区域，AA区域方框的两边则是大面积的STI区域，而OverPolish(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AADUMMY，导致在STICMP(浅槽隔离层化学机械研磨)工艺中竖直AA没有邻近AADUMMY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。
技术实现思路
本专利技术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。同时本专利技术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。上述的方法，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。上述的方法，其中，利用一扫描电子显微镜对所述检测区域做缺陷检测。上述的方法，其中，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。本专利技术可可有效降低目前由于扫描机台可能未能发现某些系统缺陷所造成的风险，从而提升新产品的良率，降低研发成本。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1为缺陷在去除氮化硅站点的电子扫描显微镜图像；图2为缺陷在亮场扫描机台中的灰阶值图像；图3为缺陷出现位置周边的光罩图形示意图；图4为本专利技术提供的一种光罩图形缺陷检测方法示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本专利技术的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。本专利技术提供了一种光罩图形缺陷检测系统，该系统包括：1、存储模块，该存储模块储存有光罩设计图形数据；2、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；3、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；4、处理模块，根据预选模块中的待测区域和筛选模块的筛选规则选取选取部分待测区域作为检测区域；5、检测模块，对检测区域进行检测；6、执行模块，执行模块用于执行检测模块的检测操作。在本专利技术的一个可选但并局限的实施方式中，可采用扫描电子显微镜来对部分选取待测区域进行检测。在本专利技术的一个可选但并局限的实施方式中，上述的存储模块还设置有一信息录入单元，利用该信息录入单元来将光罩设计图形数据录入至存储模块进行储存。在实际应用中，可将工艺设计的各种光罩图形数据来进行储存，例如光罩开口尺寸、图案类型等等数据，在此不予赘述。在本专利技术中的一个实施方式中，上述的预选模块根据光罩图形设计规则和工艺缺陷来设定一阈值，将超过该阈值的样品区域设定为待测区域。例如一个可选但并不局限的实施例中，根据样品的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该阈值。在本领域中，本领域技术人员公知，半导体衬底一般定义有AA区(activearea，有源区)，AA区之间设置有若干STI(ShallowTrenchIsolation，浅沟槽隔离)结构以实现对相邻的AA区进行隔离。目前，STI结构一般是通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光罩图形缺陷检测系统，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种光罩图形缺陷检测系统，其特征在于，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。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，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。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，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。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，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缺陷检测。5.如权利要求4所述的系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，郭贤权，许向辉，何理，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31