暗场缺陷扫描在高密度等离子体浅沟槽隔离工艺中误报警的优化

摘要

在先进的工艺中，除了关键性尺寸和薄膜厚度等量测技术外，缺陷检测也非常重要。晶圆上微小的缺陷没有被检测到进入到下一步工艺很可能就意味着数批晶圆的工艺重做，严重的甚至可以导致报废。传统的缺陷检测包括晶圆的缺陷检测以及检测之后在扫描电子显微镜下的观察（R eview)。其中缺陷的检测分为明场检测，暗场检测，和电子束扫描检测三种。
　　暗场缺陷检测是本文要主要讨论的检测方法。如上所述，通过检测发现制造过程中的缺陷对于一个制造厂来说是至关重要的，但是我们这里要关注的是问题的另一个方面，当一个检测机台由于某些原因检测出来的缺陷并不是真实的缺陷而是一种误报警，这种结果对于制造工厂来说也会造成成本的浪费。一方面需要对所涉及的工艺步骤逐一排查，这势必会影响正常生产的运行，另一方面，当工程师发现这种缺陷为误报警时，则需要对检测机台做一次全面的检查以排除产生误报警的根本原因。本文所研究的暗场缺陷检测的误报警就是一例，在浅沟道隔离工艺中，绝缘物对沟道进行填充后，为了检测晶圆的缺陷水平利用暗场缺陷检测仪器对晶圆进行检测发现有大量的‘缺陷’产生，经过电子显微镜的确认及工艺排查后认为这只是机台的误报警，真正的缺陷并不存在。之后对机台构造进行仔细研究，列出重点怀疑的方向，逐步对每个部分进行排查，同时对检测程式参数设定的研究和修改过后续工作改善机台的性能消除了误报警。这些对机台硬件的校准和对设备参数的更改都是基于一些实验的结果，前提是保证不影响到检测灵敏度。本文所研究的误报警情况较为特殊，它既受制于检测仪器本身的问题，同时由于芯片尺寸太小也在一定程度上影响了机台的判断。由于误报警出现在浅沟槽隔离工艺过程中，由此对其工艺也进行了研究以确认薄膜淀积的质量和品质并不会对光线的散射产生干扰现象。
　　本课题同时还对暗场检测设备的日常在线监测方法进行了探讨，严密的检测方法可以及早发现机台问题并作出改善，避免误报警浪费的时间和人力成本。

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第一章缺陷扫描原理及其定义

1 .1引言

1 .2缺陷改善工程

1 .3缺陷扫描工具的分类

1 .4缺陷扫描和数据计算过程

1 .5暗场扫描的原理

1 .6晶圆扫描误报警的产生

1 .7本章小结

第二章暗场缺陷扫描系统与误报警成因分析

2 .1缺陷检测系统发展及误报警的工艺背景

2 .2缺陷检测的应用

2 .3暗场检测设备的主要结构

2 .4暗场缺陷检测中误报警出现及其特点

2 .5本章小结

第三章暗场缺陷检测误报警的解除

3 .1误报警问题描述

3 .2误报警现象原因分析及相关实验设计

3 .3关于缺陷误报警的解决实验

3.4误报警削除的结论及后续对机台性能的评估

3 .5本章小结

第四章缺陷误报警的结论及后续工作

4 .1缺陷扫描准确率的检测方法

4 .2缺陷误报警问题的结论

4 .3后续研究工作

4 .4后续研究工作

参考文献

附录1

致谢

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