发明名称 用以侦测晶圆中缺陷之方法及装置
摘要 本发明系为一种用于侦测半导体晶圆中电缺陷之方法,其包括之步骤为:a)使电荷施加至晶圆以使电性隔绝之结构提升至相当于电接地结构之电压;b)利用电子束取得含诸此结构之晶圆至少一部份之电压对比数据;及c)利用与诸此结构所用之预定电压相异之电压分析电压对比数据以侦测该结构。电压对比数据系能以多种形式中其一显示。于其简单形式中,其可利用电子束之线性扫描取得多处位置之数据并显示出或储存成系列之电压阶和扫描位置。可交替使来自于一系列扫描之数据显示成电压对比影像。分析系可利用一组例如来自于晶圆上一个模之电压对比数据与例如一个或多个先前模上对应结构之一组或多组 其它诸此组别之电压对比数据进行比较完成以判定其间之差异。
申请公布号 TW461008 申请公布日期 2001.10.21
申请号 TW087100384 申请日期 1998.01.13
申请人 史兰宝科技公司 发明人 克里斯多夫格拉汉塔布特;罗志威;路易斯卡米罗欧茱拉;李王
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种用以侦测半导体晶圆上之模中电缺陷之方法,其包括:a)使电荷施加至晶圆之预定区域以相对于被电接地结构提升模中被电性隔离之结构的电压;b)侦测该区域以在模区域中取得结构之电压对比数据;及c)在与诸此结构所用之预定电压相异之电压下分析电压对比数据以侦测出该结构;其中所实施之施加电荷步骤系以较欲侦测区域处之解析度明显低之解析度使电荷施加于该区域。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤a)系包括以相当低能量之电子溢流模区域。3.根据申请专利范围第2项之方法,其中溢流步骤系以一个单独步骤使电子施加至区域至少一个主要部份。4.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤b)系包括以一系列之扫描线使带电荷粒子束横扫过区域以贯穿该结构。5.根据申请专利范围第4项之方法,其中带电荷之粒子束系将扫描实质上小于整个面积之区域。6.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤b)系包括模区域电压对比影像之取得。7.根据申请专利范围第6项之方法,其中步骤c)系包括使电压对比影像与预定电压下之对应结构之影像进行比较。8.根据申请专利范围第6项之方法,其中步骤c)系包括使电压对比影像与晶圆上其它处对应结构之影像进行比较并判定影像间之任何差异。9.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤c)系包括使电压对比数据与经设计数据决定之结构之预期电压进行比较。10.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤c)系包括分析电压对比数据以判定选自包括短路、闸门短路、打开之通道、断裂之导体线架桥导体与消失扩散中存在之缺陷。11.根据申请专利范围第1项之方法,其进一步包括利用光学侦测晶圆中之缺陷并使以诸此侦测法侦测到之缺陷与以电压对比数据分析侦测到之缺陷进行比较。12.根据申请专利范围第11项之方法,其进一步包括利用与电压对比数据所进行之比较以判定利用光学侦测到之何种缺陷对基材无电性之影响。13.根据申请专利范围第1项之方法,其包括重复以实施在晶圆制造之处理步骤所分出之步骤a)-c)。14.一种侦测半导体基材上之模中电缺陷之装置,其包括:a)使电荷施加至晶圆之预定区域之装置,以相对于被电接地结构提升模中被电性隔离之结构之电压。b)一个探针,其较用在施加电荷之装置具明显较高之解析度以取得含诸此结构之模区域之电压对比数据;及c)在一个与诸此结构所用之预定电压相异之电压下分析电压对比数据之装置以侦测出该结构。15.根据申请专利范围第14项之装置,其中使电荷施加至晶圆之装置系包括一个带电荷之粒子溢流枪。16.根据申请专利范围第15项之装置,其中带电荷之粒子溢流枪系能使相当低能量之电子施加于晶圆。17.根据申请专利范围第14项之装置,其中探针系包括一个电子束探针配置,其使电子束横扫过模区域。18.根据申请专利范围第14项之装置,其中电子束探针亦包括一个当电子束横扫过区域时用于侦测模所发射出之二次电子之侦测器。19.根据申请专利范围第17项之装置,其中电子束探针系使光束横扫过实质上小于整个面积之区域。20.根据申请专利范围第14项之装置,其中用以分析电压对比数据之装置系使其得自于区域之电压对比数据与得自于另一个装置相当区域之电压对比数据进行比较。21.根据申请专利范围第14项之装置,其中用以分析电压对比数据之装置系包括能使电压对比数据与得自模所用之设计数据之预期电压对比数据进行比较之装置。22.一种侦测半导体上之装置中电缺陷之方法,该装置系具有接地电压之某些结构及相对于接地为浮动电压之其它结构,该方法系包括:a)以一系列分离之扫描线使带电荷之粒子束横扫过装置之预定区域表面以贯穿该结构;b)取得该系列中每条扫描线之电压比较数据;及c)分析来自于扫描线之电压对此数据以在和该结构所用之预定电压相异之电压下判定存在之结构。23.根据申请专利范围第22项之方法,其利用与该结构所用之预定电压相异之电压判定存在之结构。24.根据申请专利范围第23项之方法,其中系使电子束扫描过涵盖小于预定区域之50%。25.根据申请专利范围第23项之方法,其中扫描线间隔系经过选取以确保实质上所有结构能以扫描线贯穿。26.根据申请专利范围第22项之方法,其包括使一条扫描线之电压对比数据与得自于晶圆上另一个装置之对应扫描线进行比较。27.一种用以侦测半导体晶圆上之装置中电缺陷之装置,该晶圆具有接地电压之某些结构及相对于接地为浮动电压之其它结构,其包括:a)一个用于使带电荷之粒子束以一系列间隔之扫描线横扫过预定之装置表面区域以贯穿装置中结构之带电荷粒子束探针;b)一个用以取得扫描线之电压对比数据之二次粒子侦测器;及c)分析电压对比数据之装置,其能在与该结构所用之预定电压相异之电压下判定存在之结构。28.根据申请专利范围第27项之装置,其中带电荷粒子束探针系包括一个电子束,其系沿扫描线利用较扫描线间隔实质上大之解析度进行扫描。29.根据申请专利范围第28项之装置,其中探针系使电子束在小于50%之预定区域上进行扫描。30.根据申请专利范围第27项之装置,其中分析电压对比数据之装置所包括之装置系用在使数据与得自于另一个装置之对应数据进行比较以判定其间之任何差异。31.根据申请专利范围第27项之装置,其进一步包括一个用于晶圆之晶台,其乃能使晶圆相对电子束探针进行移动。32.根据申请专利范围第15项之装置,其中探针乃包括具有管柱轴及物镜之带电微粒束管柱,而其中带电微粒溢流枪乃被置于管柱之,内故当溢流光束退出物镜时,溢流光束系和管柱平行。33.根据申请专利范围第32项之装置,其中探针乃另外包含主光束源,装置乃另外包含溢流光束切换元件,其交替将来自于光源之主光束及来自于溢流枪之溢流光束施加至晶圆,而其未改变管柱相对于晶圆之工作距离。34.根据申请专利范围第33项之装置,其另外包含可控制之致偏器,以选择主光束或溢流枪是否被施加至晶圆。35.根据申请专利范围第34项之装置,其中致偏器乃包含一对实质上同心之部份球形电极。36.根据申请专利范围第32项之装置,其中管柱乃包含光栅扫描线圈,以将溢流光束扫过明显大于溢流光束点之晶圆区域。37.根据申请专利范围第32项之装置,其中管柱乃包含静电致偏器,以将溢流光束扫过明显大于溢流光束点之晶圆区域。38.根据申请专利范围第33项之装置,其中管柱乃包含一组光栅扫描线圈,以将溢流光束扫过明显大于溢流光束点之晶圆区域,及将主光束扫过大于主光束点之晶圆区域。39.根据申请专利范围第32项之装置,其中溢流枪系可递送具有数百微安培之光束电流之溢流光束。40.根据申请专利范围第1项之方法,其中施加电荷之预定区域乃包含有导体,其具有对圆盘之另一部份为不需要之电阻短路,而其中经施加之电荷量系足使该导体充电,以在浮动及被接地之导体间建立电压对比。41.根据申请专利范围第1项之方法,其中施加电荷之预定区域乃含有大型浮动导体网路,而其中经施加之电荷量系足使网路充电,以在网路及圆盘周围结构之间建立电压对比。42.根据申请专利范围第1项之方法,其中圆盘乃包含多个大型网路,其中施加电荷之预定区域乃含有第一个网路之部份,而其中分析电压对比数据乃包括电荷是否在第二个网路之上可被侦测。图式简单说明:第一图系示出根据本发明而其用以侦测晶圆缺陷之系统示意图;第二图系示出第一图配置中适用之溢流枪、二次电子侦测器与电子束管物镜端之详细图;第三图(a)-第三图(d)系示出一个具有不同缺陷之IC片段之电压对比影像示意图。第四图(a)与第四图(b)系示出一个具有或未具有缺陷之IC片段SEM显微图。第五图系示出可由第三图(a)-第三图(d)之结构中获得之线性扫描数据。第六图乃示出根据本发明其用以侦测晶圆缺陷之系统其它示意图第七图为一系统控制图,其示出第六图系统之作业顺序;第八图乃为根据本发明其在管柱中具有溢流枪之系统示意性截面图第九图及第十图为其在管柱中不具溢流枪之系统示意性截面图;第十一图乃为根据本发明其在管柱中具有溢流枪及溢流光束弯曲透镜之系统示意性截面图;第十二图为根据本发明之溢流光束弯曲透镜截面图;第十三图为沿第十二图之线段A-A所取下之图,其示出根据本发明之球形电极溢流光束弯曲透镜;第十四图为沿第十三图之线段A-A所取下之图,其示出根据本发明之圆柱形电极溢流光束弯曲透镜;第十五图为第十一图之系统之示意性截面图,其乃将溢流光学设定在低倍率以产生小溢流点;第十六图为第十一图之系统之示意性截面图,其乃将溢流光学设定在高倍率以产生大溢流点;第十七图乃示出根据本发明其通过孔径前溢流光束之形状。第十八图乃示出根据本发明其通过孔径后溢流光束之形状。第十九图乃为具有从导体至基材之电阻短路之晶圆部份横截面图。第二十图乃为具电漏之大导体网路之晶圆部份横截面图。第二十一图乃为于多个浮动导体网路之间具有短路之晶圆部份横截面图。
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