[發(fā)明專利]一種晶圓制造過程中檢測缺陷的定位和跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810086978.2
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108376655B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 李明山;倪煒江;黃興;袁俊;張敬偉
• 申請（專利權）人: 北京世紀金光半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 張宇鋒

本發(fā)明公開了一種晶圓制造過程中檢測缺陷的定位和跟蹤方法，利用不同波長的PL信號來探測缺陷；通過在晶圓上形成檢測機臺可見的直接標記，通過對準標記，實現(xiàn)對晶圓中缺陷的精確定位，獲得缺陷的具體位置或缺陷所在的位置范圍。解決了晶圓制造過程中檢測缺陷定位與跟蹤困難的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于H01L 21/336類半導體器件領域，具體涉及一種晶圓制造過程中檢測缺陷的定位和跟蹤方法。

背景技術

在半導體器件的制備過程中，外延片本身的缺陷種類與晶圓制造過程中工藝加工方法對缺陷的影響都對獲得的器件性能有重要的影響。有效的跟蹤缺陷和定位缺陷，對于缺陷本身對器件性能起到的影響、器件的良率和可靠性分析具有重要的意義。

在現(xiàn)有晶圓制造過程中，一般只對進行晶圓工藝前的外延片進行缺陷掃描，獲得晶圓缺陷掃描圖像，晶圓缺陷掃描圖像可以示出晶圓表面存在的缺陷以及晶圓表面的形貌，待晶圓工藝完成，進行電學性能測試，結合電學性能測試的結果，用于粗略的判斷、監(jiān)測和評估器件工藝結果的良率及器件失效的可能原因。而在SiC等寬禁帶半導體中，由于材料缺陷的研究尚不完善，材料品質較低，因此缺陷密度高，缺陷增值機理不明，缺陷對器件的影響也不完善。本發(fā)明的意義在于，結合目前晶圓檢測常用的PL缺陷檢測設備，結合采用不同的激發(fā)波長，利用不同的波長的信號源具有不同的能量，而缺陷往往對應材料禁帶中的缺陷能級，并且不同缺陷種類或大小往往對應的能級會有所差異，因此，可以利用不同波長的信號源激發(fā)不同深度和能級的缺陷，完成缺陷分類探測，再結合自動光學檢測儀，進行工藝前，通過標記將晶圓分區(qū)，在進行對材料有損傷或高溫工藝后，對晶圓表面進行缺陷檢測，記錄缺陷分布和定位，最后當晶圓工藝完成，電學性能測試完畢后，采用自動光學檢測儀，記錄表面芯片的分布，通過對比測試的圖像，標記對準，精確定位缺陷分布，對缺陷在工藝中的變化及在晶圓中的位置進行有效的跟蹤。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓制造過程中檢測缺陷的定位和跟蹤方法，該方法結合目前晶圓檢測常用的PL缺陷檢測設備，引入不同探測波長信號可以激發(fā)不同深度和能級的缺陷，對缺陷進行分類探測，結合自動光學檢測儀，進行工藝前，通過標記將晶圓分區(qū)，在進行對材料有損傷或高溫工藝后，對晶圓表面進行缺陷檢測，記錄缺陷分布和定位，最后當晶圓工藝完成，電學性能測試完畢后，采用自動光學檢測儀，記錄表面芯片的分布，通過對比測試的圖像，標記對準，精確定位缺陷分布，對缺陷進行有效的跟蹤。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種晶圓制造過程中檢測缺陷的定位和跟蹤方法，所述方法包括如下步驟：

1)通過光刻刻蝕將用于缺陷定位的圖形刻蝕在晶圓上，清洗烘干后，通過缺陷檢測機臺掃描獲得晶圓缺陷掃描圖像，其中刻蝕標記在PL缺陷檢測機臺的圖像中可見；

2)在晶圓進行完所有的離子注入工藝后，清洗烘干，通過PL缺陷檢測機臺掃描獲得晶圓缺陷圖像；該圖像與步驟1)中具有相同的檢測條件和分辨率，與步驟1)對比獲得離子注入后對原有缺陷的影響信息；

3)將注入離子經過高溫激活后的晶圓，去除表面保護碳膜并清洗烘干后，通過PL缺陷檢測機臺掃描獲得晶圓缺陷圖像；該圖像與步驟1)和步驟2)中具有相同的檢測條件和分辨率，與步驟2)對比可以獲得注入離子高溫激活對原有缺陷的影響信息；

4)在晶圓工藝完成劃片之前，進行完電學性能測試的晶圓進行自動光學檢測，與步驟1)、步驟2)和步驟3)具有相同的分辨率，然后通過對比，確定失效器件內的缺陷分布和定位。

進一步，所述方法中使用的PL缺陷檢測機臺探測波長是多波長的探測信號，波長的范圍覆蓋300nm-700nm。

進一步，所述刻蝕標記在后續(xù)的工藝過程中不被掩蓋，并且按照特定的分布設置于晶圓上，用于晶圓圖像的定位和缺陷的定位。