專利名稱：暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅片表面的缺陷檢測方法。
背景技術(shù)：
利用光學(xué)手段對硅片表面的缺陷檢測分為亮場和暗場光學(xué)探測兩種類型。請參閱 圖l，暗場光學(xué)探測是以入射光11照射硅片表面IO，入射光11與水平面成小角度。在硅 片表面10無缺陷的情況下，入射光11經(jīng)硅片表面10全部反射出來形成反射光12，以垂線 角度所觀察的暗場影像13是全黑的。如果硅片表面10有缺陷100，入射光11照射到缺陷 100就會反射、折射出散射光14，散射光14經(jīng)透鏡15匯聚到垂線方向上。以垂線角度所觀 察的暗場影像13是全黑背景上有若干亮點130，這些亮點130就是硅片表面10的缺陷100 的散射光14的反映。暗場光學(xué)探測對于在硅片表面找出微小缺陷非常有用。
目前的暗場光學(xué)探測設(shè)備包括暗場光硅片檢測機臺(如KLA公司的SP1機臺)和 暗場圖形硅片檢測機臺(如KLA公司的AITXUV機臺)。前者僅能檢測無圖形硅片，包括裸 硅片和有空白薄膜的硅片，但可以獲得準(zhǔn)確的缺陷尺寸。后者既能檢測無圖形硅片也能檢 測有圖形硅片，但只能根據(jù)缺陷的散射光強轉(zhuǎn)換為大致的缺陷面積，無法得到準(zhǔn)確的缺陷 尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的 方法。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的方法包括如 下步驟 第1步，選擇測試樣片，所述測試樣片是僅具有一種空白薄膜的硅片； 第2步，分別在暗場光硅片檢測機臺和暗場圖形硅片檢測機臺對所述測試樣品的
表面缺陷進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果均生成KRF格式的文件； 第3步，找出兩份檢測結(jié)果中的不同尺寸的多個重復(fù)缺陷； 第4步，根據(jù)所述不同尺寸的多個重復(fù)缺陷在暗場光硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中 的缺陷尺寸，以及在暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積，確定該種薄膜膜質(zhì) 下暗場光硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷尺寸和暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中 的缺陷面積之間的函數(shù)； 第5步，暗場圖形硅片檢測機臺對具有同一種薄膜的有圖形硅片進(jìn)行表面缺陷檢 測時，利用所述函數(shù)將檢測結(jié)果中的缺陷面積轉(zhuǎn)換為缺陷尺寸。 本發(fā)明可使暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果由不準(zhǔn)確的缺陷面積轉(zhuǎn)換為較為 準(zhǔn)確的缺陷尺寸。這樣就可以根據(jù)暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果直接判斷、分析和控 制致命缺陷。在人工確認(rèn)缺陷模式時，只需要人工確認(rèn)一小部分缺陷，就可以得知其他缺陷 模式，這便大大減少了人工確認(rèn)的工作量，從而提高了工作效率。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 圖1是硅片表面采用暗場光學(xué)探測的示意圖； 圖2是AITXUV機臺的檢測結(jié)果生成的KRF格式的文件的示意圖； 圖3是確定不同尺寸的多個重復(fù)缺陷在SP1機臺檢測的缺陷尺寸和在AITXUV機
臺檢測的缺陷面積之間的函數(shù)的示意圖； 圖4是按照本發(fā)明所述方法轉(zhuǎn)換后的AITXUV機臺的檢測結(jié)果生成的KRF格式的 文件的示意圖； 圖5是按照本發(fā)明所述方法轉(zhuǎn)換前后AITXUV機臺的檢測結(jié)果在數(shù)據(jù)分析軟件的 顯示情況對比圖。 圖中附圖標(biāo)記為10-硅片表面；100-缺陷；ll-入射光；12_反射光；13_暗場影 像；130-亮點；14-散射光；15-凸鏡。
具體實施例方式
以暗場光硅片檢測機臺采用KLA公司的SP1機臺、暗場圖形硅片檢測機臺采用KLA 公司的AITXUV機臺為例，本發(fā)明暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的方法包括如下步 驟 第1步，選擇測試樣片，所述測試樣片是僅具有一種空白薄膜的硅片。 這樣的測試樣片既可以在SP1機臺進(jìn)行表面缺陷檢測，也可以在AITXUV機臺進(jìn)行
表面缺陷檢測。 第2步，分別在SP1機臺和AITXUV機臺對所述測試樣品的表面缺陷進(jìn)行檢測，檢 測結(jié)果均生成KRF格式的文件。 請參見圖2，這是AITXUV機臺的檢測結(jié)果生成的KRF格式的文件的示意圖。其中 包括缺陷編號(DEFECTID)和缺陷面積(DEFECTAREA)兩項內(nèi)容。缺陷面積是根據(jù)所檢測到 的缺陷的散射光強轉(zhuǎn)換得到的，往往與真實的缺陷尺寸存在一定差異。
第3步，找出兩份檢測結(jié)果中的不同尺寸的多個重復(fù)缺陷。 首先找到兩份檢測結(jié)果的KRF文件中的所有重復(fù)缺陷，然后從中選擇出具有不同 尺寸的多個重復(fù)缺陷，以便具有最廣泛的代表性。如果僅選擇大尺寸的多個重復(fù)缺陷，或者 僅選擇小尺寸的多個重復(fù)缺陷，第4步所尋找的函數(shù)就會不準(zhǔn)確。 第4步，根據(jù)所述不同尺寸的多個重復(fù)缺陷在SP1機臺的檢測結(jié)果中的缺陷尺寸， 以及在AITXUV的檢測結(jié)果中的缺陷面積，確定該種薄膜膜質(zhì)下SP1機臺的檢測結(jié)果中的缺 陷尺寸和AITXUV機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積之間的函數(shù)。 請參閱圖3，將第3步選擇的不同尺寸的多個重復(fù)缺陷，按照SP1機臺檢測的缺陷 尺寸和AITXUV機臺檢測的缺陷面積繪制在坐標(biāo)系上，每個缺陷就是一個小黑點。然后為這 些小黑點確定一個函數(shù)關(guān)系，通常為對數(shù)函數(shù)或指數(shù)函數(shù)。例如，設(shè)置變量x為AITXUV機 臺檢測的缺陷面積，變量y為SP1機臺檢測的缺陷尺寸，那么圖3所示的小黑點可以確定為
—、,,， ，、 ，、丄 v-1206—3
函數(shù)y = 211.31n(x)+1206.3或者x-e^r。 通常可以將函數(shù)設(shè)為y = kloga(x)+b的形式，其中k、 b都是常數(shù)。loga(x)通常取自然對數(shù)ln(x)。然后分別取不同的k、b值對所取樣的不同尺寸的多個重復(fù)缺陷進(jìn)行擬合，直至尋找出較符合的k、 b值從而確定函數(shù)關(guān)系。 第5步，暗場圖形硅片檢測機臺對具有同一種薄膜的有圖形硅片進(jìn)行表面缺陷檢測時，利用所述函數(shù)將檢測結(jié)果中的缺陷面積轉(zhuǎn)換為缺陷尺寸。 在第4步確定某一種薄膜膜質(zhì)下SP1機臺的缺陷尺寸和AITXUV機臺的缺陷面積之間的函數(shù)關(guān)系后，當(dāng)使用AITXUV機臺對具有同一種薄膜膜質(zhì)的有圖形硅片進(jìn)行表面缺陷檢測時，就可以利用該函數(shù)關(guān)系將AITXUV機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積轉(zhuǎn)換為缺陷尺寸。 例如，可以編寫一個宏程序，自動對KRF格式的AITXUV機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積按照對應(yīng)函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成轉(zhuǎn)換后的KRF格式的檢測結(jié)果。請參見圖4，這是轉(zhuǎn)換后的AITXUV機臺的檢測結(jié)果生成的KRF格式的文件的示意圖。其中的缺陷面積(DEFECTAREA)內(nèi)容和圖2相比發(fā)生了變化，就是按照對應(yīng)的函數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 請參閱圖5，這是轉(zhuǎn)換前后的AITXUV機臺的檢測結(jié)果在數(shù)據(jù)分析軟件的顯示情況。原有的檢測結(jié)果中，缺陷面積(Defeat Size)是根據(jù)缺陷的散射光強推算的，不太準(zhǔn)確。而轉(zhuǎn)換函數(shù)是根據(jù)不同大小的多個重復(fù)缺陷確定的，較為準(zhǔn)確，因此轉(zhuǎn)換后的缺陷尺寸更接近于真實情況。這樣通過轉(zhuǎn)換后的AITXUV機臺的檢測結(jié)果，就可以尋找出哪些缺陷的尺寸較大，從而判斷出這些較大尺寸的缺陷為致命缺陷。 按照上述方法，可以選擇多個測試樣片，每個測試樣片具有不同的空白薄膜。然后確定不同薄膜膜質(zhì)下SPl機臺檢測的缺陷尺寸和AITXUV機臺檢測的缺陷面積之間的函數(shù)。最后當(dāng)使用AITXUV機臺對有圖形硅片進(jìn)行表秒缺陷檢測時，根據(jù)有圖形硅片的薄膜膜質(zhì)選擇對應(yīng)薄膜膜質(zhì)下的函數(shù)將AITXUV機臺檢測結(jié)果中的不準(zhǔn)確的缺陷面積轉(zhuǎn)換為較準(zhǔn)確的缺陷尺寸。 SP1機臺檢測的缺陷尺寸和AITXUV機臺檢測的缺陷面積之間的函數(shù)主要是根據(jù)不同薄膜的膜質(zhì)而不同，同一薄膜也會根據(jù)膜厚不同而有細(xì)微變化。因此，還可以選擇多個測試樣片，每個測試樣片具有不同的空白薄膜和/或薄膜厚度。然后確定不同薄膜膜質(zhì)和厚度下SPl機臺檢測的缺陷尺寸和AITXUV機臺檢測的缺陷面積之間的函數(shù)。最后當(dāng)使用AITXUV機臺對有圖形硅片進(jìn)行表秒缺陷檢測時，根據(jù)有圖形硅片的薄膜膜質(zhì)和厚度選擇對應(yīng)薄膜膜質(zhì)和厚度下的函數(shù)將AITXUV機臺檢測結(jié)果中的不準(zhǔn)確的缺陷面積轉(zhuǎn)換為較準(zhǔn)確的缺陷尺寸。這樣得到的函數(shù)將更為精確，轉(zhuǎn)換后的AITXUV機臺的檢測結(jié)果中的缺陷尺寸也將更為精確。
權(quán)利要求
一種暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的方法，其特征是所述方法包括如下步驟第1步，選擇測試樣片，所述測試樣片是僅具有一種空白薄膜的硅片；第2步，分別在暗場光硅片檢測機臺和暗場圖形硅片檢測機臺對所述測試樣品的表面缺陷進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果均生成KRF格式的文件；第3步，找出兩份檢測結(jié)果中的不同尺寸的多個重復(fù)缺陷；第4步，根據(jù)所述不同尺寸的多個重復(fù)缺陷在暗場光硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷尺寸，以及在暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積，確定該種薄膜膜質(zhì)下暗場光硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷尺寸和暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積之間的函數(shù)；第5步，暗場圖形硅片檢測機臺對具有同一種薄膜的有圖形硅片進(jìn)行表面缺陷檢測時，利用所述函數(shù)將檢測結(jié)果中的缺陷面積轉(zhuǎn)換為缺陷尺寸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的方法，其特征是 所述方法的第1步中，選擇多個測試樣片，每個測試樣片具有不同的空白薄膜； 所述方法的第4步中，確定不同薄膜膜質(zhì)下暗場光硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷尺寸和暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積之間的函數(shù)；所述方法的第5步中，暗場圖形硅片檢測機臺對有圖形硅片進(jìn)行表面缺陷檢測時，根 據(jù)所述有圖形硅片的薄膜膜質(zhì)選擇對應(yīng)薄膜膜質(zhì)下的函數(shù)將檢測結(jié)果中的缺陷面積轉(zhuǎn)換 為缺陷尺寸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的方法，其特征是 所述方法的第1步中，選擇多個測試樣片，每個測試樣片具有不同的空白薄膜和/或薄膜厚度；所述方法的第4步中，確定不同薄膜膜質(zhì)和厚度下暗場光硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中 的缺陷尺寸和暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積之間的函數(shù)；所述方法的第5步中，暗場圖形硅片檢測機臺對有圖形硅片進(jìn)行表面缺陷檢測時，根 據(jù)所述有圖形硅片的薄膜膜質(zhì)和厚度選擇對應(yīng)薄膜膜質(zhì)和厚度下的函數(shù)將檢測結(jié)果中的 缺陷面積轉(zhuǎn)換為缺陷尺寸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的方法，其特征 是所述函數(shù)為對數(shù)函數(shù)或指數(shù)函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種暗場圖形硅片檢測機臺獲得缺陷尺寸的方法，包括如下步驟第1步，選擇測試樣片，所述測試樣片是僅具有一種空白薄膜的硅片；第2步，分別在暗場光硅片檢測機臺和暗場圖形硅片檢測機臺對所述測試樣品的表面缺陷進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果均生成KRF格式的文件；第3步，找出兩份檢測結(jié)果中的不同尺寸的多個重復(fù)缺陷；第4步，根據(jù)所述不同尺寸的多個重復(fù)缺陷在暗場光硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷尺寸，以及在暗場圖形硅片檢測機臺的檢測結(jié)果中的缺陷面積，確定兩者之間的函數(shù)；第5步，暗場圖形硅片檢測機臺對具有同一種薄膜的有圖形硅片進(jìn)行表面缺陷檢測時，利用所述函數(shù)將檢測結(jié)果中的缺陷面積轉(zhuǎn)換為缺陷尺寸。
文檔編號G01B11/28GK101726252SQ20081004390
公開日2010年6月9日 申請日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者江月華 申請人:上海華虹Nec電子有限公司