專利名稱：利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法和半導(dǎo)體芯片制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法，此外，本發(fā)明還涉及一種采用了該利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法的半導(dǎo)體芯片制造方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的技術(shù)不斷地提升，單位面積芯片上的器件數(shù)量也越來越多，特別是諸如存儲器區(qū)域之類的半導(dǎo)體區(qū)域是一個芯片上器件集成度最高的地方，因此器件結(jié)構(gòu)上的細(xì)微變化都會導(dǎo)致最終電性能的失效。
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為了能夠在生產(chǎn)過程中及時的發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施，目前在制造過程中都會配置一定數(shù)量的光學(xué)和電子的缺陷檢測設(shè)備。而缺陷檢測的工作原理是將芯片上的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成為可由不同亮暗灰階表示的數(shù)據(jù)圖像，圖I表示的就是將一個光學(xué)顯微鏡下得圖像Pl轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)圖像特征P2的過程，再通過相鄰芯片上的數(shù)據(jù)比較來檢測缺陷的位置，如圖2表示的是在水平方向Xl的相鄰芯片的比較，圖3表示的是在垂直方向X2的相鄰芯片的比較。但是，由于諸如存儲器之類的規(guī)則重復(fù)器件在物理結(jié)構(gòu)上都是重復(fù)的單元，如上圖所示，A和B是兩個完全相同的最小存儲器重復(fù)單元，圖上箭頭指出的地方是存在缺陷的位置，但是在每個重復(fù)單元的相同位置都有缺陷的存在，用現(xiàn)有的檢測方法是不能檢測到芯片上存在的這種問題(即，“每個重復(fù)單元的相同位置都有相同缺陷存在”這一問題)。因此，希望能夠提供一種能夠檢測在諸如存儲器之類的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)上相同位置的缺陷的高精度和靈活的缺陷檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠檢測在諸如存儲器之類的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)上相同位置的缺陷的高精度和靈活的缺陷檢測方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法，其包括第一步驟根據(jù)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)定義重復(fù)單元結(jié)構(gòu)；第二步驟將由所述第一步驟定義好的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)圖形輸入到缺陷檢測程序；第三步驟將芯片上的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)輸入到所述缺陷檢測的程序；第四步驟在缺陷檢測程序中將物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行圖形特征的比對；第五步驟根據(jù)第四步驟比對的差異檢測缺陷的位置。優(yōu)選地，在上述利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法中，在所述第五步驟中，將所述物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與所述數(shù)據(jù)圖形之間存在差異的位置確定為缺陷位置。優(yōu)選地，在上述利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法中，在所述第一步驟中，根據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)定義重復(fù)單元結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，在上述利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法中，在所述第一步驟中，定義最
小重復(fù)單元。
優(yōu)選地，在上述利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法中，在所述第三步驟中，將芯片上的存儲器的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)輸入到缺陷檢測程序。優(yōu)選地，在上述利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法中，在所述第四步驟中，將存儲器的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行圖形特征的比對根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種采用了根據(jù)本發(fā)明的第一方面所述的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法的半導(dǎo)體芯片制造方法。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種能夠檢測在諸如存儲器之類的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)上相同位置的缺陷的高精度和靈活的缺陷檢測方法。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖I示意性地示出了電路光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)灰階圖像的示意圖。圖2示意性地示出了水平方向缺陷檢測的示意圖。圖3示意性地示出了垂直方向缺陷檢測的示意圖。圖4示意性地示出了重復(fù)單元的缺陷。圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的版圖定義儲器重復(fù)單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法的流程圖。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的發(fā)明人有利地發(fā)現(xiàn)，由于諸如存儲器之類的規(guī)則重復(fù)半導(dǎo)體器件在物理結(jié)構(gòu)上都是重復(fù)的單元，所以在缺陷檢測時可以在芯片的存儲器區(qū)域取得最小的具有周期性重復(fù)的結(jié)構(gòu)，從而通過重復(fù)結(jié)構(gòu)在水平或垂直方向進(jìn)行數(shù)據(jù)的比對來發(fā)現(xiàn)缺陷的位置。本發(fā)明的技術(shù)原理是通過一個終端在芯片的版圖文件上定義好諸如存儲器之類的半導(dǎo)體器件的重復(fù)單元celll、cell2、cell3以及cell4，如圖5所示，再將此文件(重復(fù)單元)導(dǎo)入到缺陷檢測的程序中，設(shè)備根據(jù)定義好的重復(fù)單元在芯片上自動提取到匹配度最高的實際物理單元結(jié)構(gòu)，將這個存儲器結(jié)構(gòu)的圖形數(shù)據(jù)圖像輸入到缺陷檢測的程序中，在實際檢測過程中每個芯片上的實際存儲器單元結(jié)構(gòu)都與上述定義的結(jié)構(gòu)作圖形特征的比對處理，這樣就可以解決在存儲器重復(fù)結(jié)構(gòu)上相同位置缺陷無法被檢測的難題，從而實現(xiàn)一種高精度和靈活的缺陷檢測方法。利用本發(fā)明的技術(shù)，設(shè)備根據(jù)電路版圖文件定義好的單元結(jié)構(gòu)自動找到匹配度最高的物理結(jié)構(gòu)，實際缺陷檢測時，晶圓上的重復(fù)單元(例如存儲器重復(fù)單元)與上述結(jié)構(gòu)作圖形的比對，就可以檢測到存在于存儲器重復(fù)單元結(jié)構(gòu)上相同位置的缺陷，避免現(xiàn)有檢測技術(shù)在這個問題上的盲點(diǎn)，實現(xiàn)對存儲器區(qū)域的高精度檢測。
在實際的生產(chǎn)中，將在版圖上定義好的存儲器的最小重復(fù)結(jié)構(gòu)輸入到檢測程序中，在實際的缺陷檢測過程中，設(shè)備通過圖像比對找到匹配度最高的物理單元結(jié)構(gòu)并將其圖形光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)信號，每一個被檢測的存儲器結(jié)構(gòu)都通過與上述定義的結(jié)構(gòu)做圖形比對，就可以快速地檢測到圖4所示的存儲器上的缺陷。由此，圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法的流程圖。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法可包括下述步驟第一步驟SI :根據(jù)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)定義重復(fù)單元結(jié)構(gòu)，例如對于存儲器的情況，根據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)定義重復(fù)單元結(jié)構(gòu)。此外，優(yōu)選地定義最小重復(fù)單元；換言之，本發(fā)明的范圍并不限于定義半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單元，例如，重復(fù)單元結(jié)構(gòu)可包括兩個或多個最小重復(fù)單元，這種定義也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)然，優(yōu)選地，優(yōu)選地定義最小重復(fù)單元以提高本發(fā)明的精度。
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第二步驟S2 :將由第一步驟SI定義好的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)圖形輸入到缺陷檢測程序；例如，對于存儲器的情況，可以將存儲器的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)圖形輸入到缺陷檢測程序；第三步驟S3 :將芯片上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)輸入到缺陷檢測的程序；例如，對于存儲器的情況，將芯片上的存儲器的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)輸入到缺陷檢測程序；第四步驟S4:在缺陷檢測程序中將物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行圖形特征的比對；例如，對于存儲器的情況，可以將存儲器的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行圖形特征的比對；第五步驟S5 :根據(jù)第四步驟S4比對的差異檢測缺陷的位置。更具體地說，在第五步驟S5中，將物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖形之間存在差異的位置確定為缺陷位置，即重復(fù)單元結(jié)構(gòu)上相同位置的缺陷的位置。由此，本發(fā)明實施例提供了一種能夠檢測在諸如存儲器之類的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)上相同位置的缺陷的高精度和靈活的缺陷檢測方法。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，本發(fā)明還提供了一種采用了上述利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法的半導(dǎo)體芯片制造方法?？梢岳斫獾氖?，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法，其特征在于包括 第一步驟根據(jù)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)定義重復(fù)單元結(jié)構(gòu)； 第二步驟將由所述第一步驟定義好的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)圖形輸入到缺陷檢測程序; 第三步驟將芯片上的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)輸入到所述缺陷檢測的程序； 第四步驟在缺陷檢測程序中將物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行圖形特征的比對； 第五步驟根據(jù)第四步驟比對的差異檢測缺陷的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法，其特征在于，在所述第五步驟中，將所述物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與所述數(shù)據(jù)圖形之間存在差異的位置確定為缺陷位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法，其特征在于，在所述第一步驟中，根據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)定義重復(fù)單元結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法，其特征在于，在所述第一步驟中，定義最小重復(fù)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法，其特征在于，在所述第三步驟中，將芯片上的存儲器的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)輸入到缺陷檢測程序。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法，其特征在于，在所述第四步驟中，將存儲器的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行圖形特征的比對。
7.一種采用了根據(jù)權(quán)利要求I至6之一所述的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法的半導(dǎo)體芯片制造方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法和半導(dǎo)體芯片制造方法。根據(jù)本發(fā)明的利用圖形特征掃描的缺陷檢測方法包括第一步驟根據(jù)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)定義重復(fù)單元結(jié)構(gòu)；第二步驟將由所述第一步驟定義好的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)圖形輸入到缺陷檢測程序；第三步驟將芯片上的所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的物理重復(fù)結(jié)構(gòu)輸入到所述缺陷檢測的程序；第四步驟在缺陷檢測程序中將物理重復(fù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行圖形特征的比對；第五步驟根據(jù)第四步驟比對的差異檢測缺陷的位置。本發(fā)明提供了一種能夠檢測在諸如存儲器之類的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)上相同位置的缺陷的高精度和靈活的缺陷檢測方法。
文檔編號H01L21/66GK102789999SQ201210293398
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者倪棋梁, 郭明升, 陳宏璘, 龍吟 申請人:上海華力微電子有限公司