CN110945636A - 用于高效工艺窗口探索的混合检验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种检验系统，其包含控制器，所述控制器通信地耦合到物理检验装置PID、经配置以分析所存储PID数据的虚拟检验装置VID及缺陷验证装置DVD。所述控制器可：接收包含用定义工艺窗口的选定光刻配置制造的多个图案的样本的图案布局；接收通过用所述PID分析所述样本而识别的PID识别缺陷的位置，其中所述PID识别缺陷是通过所述DVD验证；从所述工艺窗口移除与所述PID识别缺陷的所述位置相关联的一或多个光刻配置；通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口；及在满足选定结束条件时提供所述工艺窗口作为输出。

Description

用于高效工艺窗口探索的混合检验系统
相关申请案的交叉参考
本申请案根据35 U.S.C.§119(e)规定主张指定布赖恩·达菲(Brian Duffy)为发明者，在2017年7月25日申请的标题为用于高效不合格品探索的混合检验器(HYBRIDINSPECTOR FOR EFFICIENT NON-CONFORMANCE DISCOVERY)的序列号为62/536,893的美国临时申请案的权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及检验系统，且更特定来说，涉及用于工艺窗口确定的混合检验系统。
背景技术
半导体制造工艺(例如，光刻处理步骤)的工艺窗口表示参数范围，针对所述参数范围所关注图案能够可靠地制造于样本上而无大体性缺陷。所述工艺窗口的准确确定对于在制造期间提供准确度及处理量两者是至关重要的。过于限制的工艺窗口可对用于控制可能接近理论限制的相关参数的控制系统带来不必要的负担。此外，过于宽泛的工艺窗口可导致缺陷制造，这可负面影响装置性能或导致装置故障。然而，工艺窗口合格性鉴定通常可为费时且昂贵过程。因此，可需要提供先进工艺窗口合格性鉴定的系统及方法。
发明内容
揭示一种根据本发明的一或多个说明性实施例的检验系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含控制器，所述控制器通信地耦合到物理检验装置(PID)、经配置以分析所存储PID数据的虚拟检验装置(VID)及缺陷验证装置(DVD)。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器接收包含用定义工艺窗口的选定光刻配置制造的多个图案的样本的图案布局。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述图案布局使所述样本上的所述多个图案的位置与所述工艺窗口的所述光刻配置相关。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器接收PID识别缺陷的位置，其中所述PID识别缺陷是通过所述DVD验证。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器从所述工艺窗口移除与所述PID识别缺陷的所述位置相关联的一或多个光刻配置。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器在满足选定结束条件时提供所述工艺窗口作为输出。
揭示一种根据本发明的一或多个说明性实施例的检验系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含物理检验装置(PID)。在另一说明性实施例中，所述系统包含经配置以分析所存储PID数据的虚拟检验装置(VID)。在另一说明性实施例中，所述系统包含缺陷验证装置(DVD)。在另一说明性实施例中，所述系统包含通信地耦合到所述PID、所述VID及所述DVD的控制器。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器接收包含用定义工艺窗口的选定光刻配置制造的多个图案的样本的图案布局。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述图案布局使所述样本上的所述多个图案的位置与所述工艺窗口的所述光刻配置相关。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器接收通过用所述PID分析所述样本而识别的PID识别缺陷的位置，其中所述PID识别缺陷是通过所述DVD验证。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器从所述工艺窗口移除与所述PID识别缺陷的所述位置相关联的一或多个光刻配置。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述控制器在满足选定结束条件时提供所述工艺窗口作为输出。
揭示一种根据本发明的一或多个说明性实施例的检验方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含接收包含用定义工艺窗口的选定光刻配置制造的多个图案的样本的图案布局。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述图案布局使所述样本上的所述多个图案的位置与所述工艺窗口的所述光刻配置相关。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述方法包含用物理检验装置(PID)检验所述样本以产生PID识别缺陷。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述方法包含用缺陷验证装置(DVD)验证所述PID识别缺陷。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述方法包含从所述工艺窗口移除与所述PID识别缺陷的位置相关联的一或多个光刻配置。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述方法包含通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口。根据本发明的一或多个说明性实施例，所述方法包含在满足选定结束条件时提供所述工艺窗口作为输出。
应理解，前文概述及下文详述两者都仅为示范性及说明性且并不一定限制如所主张的本发明。并入说明书且构成说明书的部分的附图说明本发明的实施例且与概述一起用于说明本发明的原理。
附图说明
所属领域的技术人员通过参考附图可更好理解本发明的众多优点，其中：
图1A是根据本发明的一或多个实施例的混合检验系统的概念图。
图1B是根据本发明的一或多个实施例的用于扫描聚焦光学照明光束遍及样本的表面的PID的概念图。
图1C是根据本发明的一或多个实施例的用于使样本成像及/或扫描样本的PID的概念图。
图1D是根据本发明的一或多个实施例的经配置为粒子束检验系统的PID的概念图。
图2是说明根据本发明的一或多个实施例的在用于确定工艺窗口的方法中所执行的步骤的流程图。
图3A是根据本发明的一或多个实施例的用于工艺窗口合格性鉴定的样本的俯视图。
图3B是根据本发明的一或多个实施例的说明扫描PID的多个扫描带的单个裸片的俯视图。
图3C是根据本发明的一或多个实施例的说明DVD的多个视场的单个扫描带的俯视图。
图4是根据本发明的一或多个实施例的依据迭代而变化的学习潜力的曲线图。
具体实施方式
现将详细参考附图中说明的所揭示标的物。已尤其参考某些实施例及其特定特征来展示及描述本发明。本文中所说明的实施例应被视为具说明性而非限制性。所属领域的技术人员应易于明白，可在不脱离本发明的精神及范围的情况下做出形式及细节的各种改变及修改。
本发明的实施例涉及用于高效地确定用于制造工艺的工艺窗口的混合检验系统。混合检验系统可包含(但并非需要包含)：物理检验装置(PID)(例如，光学检验系统、电子束(electron-beam/e-beam)检验系统或类似者)、适于分析所存储PID数据的虚拟检验装置(VID)、用于验证用所述PID及/或所述VID识别的缺陷的缺陷验证装置(DVD)，及控制器。本发明的额外实施例涉及通过从工艺窗口迭代地移除导致选定评估准则内的至少一个所关注图案(POI)上的制造缺陷的光刻配置(例如，特定工艺参数集)而改善候选工艺窗口。
制造工艺的工艺窗口可表示适用于制造在所要规格内的晶片上的一组选定图案的光刻配置范围(例如，条件、参数或类似者)。举例来说，工艺窗口可定义对与沿着光刻工具的光轴的样本的位置(例如，样本的焦点位置)相关联的失焦的限制。通过另一实例，工艺窗口可定义对从照明源入射于样本上的能量剂量(例如，样本的曝光)的限制。此外，多个工艺参数的变化对经印刷特征的一或多个特性的影响可为相依的。在此方面，工艺窗口可包含定义所关注的工艺参数的可接受范围的多个工艺参数(例如，焦点曝光矩阵(FEM)或类似者)的多维表示。因此，精确监测工艺参数(例如但不限于，样本的焦点位置及从照明源入射于样本上的能量剂量)可促进根据所要规格的光刻工具的性能。
本发明的额外实施例涉及通过分析测试样本(例如，实验设计(DOE)样本、调制样本或类似者)而执行工艺窗口合格性鉴定(PWQ)，在所述测试样本上用表示候选工艺窗口的系统地变化的光刻配置制造各种POI。在此方面，一或多个POI针对其经制造有缺陷的光刻配置(例如，关于FEM的特定值或类似者)可从所述候选工艺窗口移除。因此，工艺窗口可针对每一POI及/或对于特定制造步骤相关的整组POI而产生。
通常需要尽可能及/或实际地精确特性化用于用制造工艺制造所关注图案(POI)的工艺窗口。举例来说，相关工艺参数(例如，样本的焦点、入射于样本上的剂量或类似者)可使用控制系统控制以保持于工艺窗口内。因此，工艺窗口的精确特性化可在具有最小制造误差及高处理量的情况下促进光刻系统的可靠性能。
可进一步需要在生产之前高效地确定工艺窗口以简化生产前过程。本文中应认识到，工艺窗口合格性鉴定是可花数天完成的费时过程。典型PWQ分析通常可用高分辨率检验系统(例如但不限于，能够使测试样本上的POI成像的SEM)执行。然而，使用具有足够分辨率以使POI完全成像的单个系统的检验通常归因于需要大量时间及/或计算资源而不切实际及/或非所要的。
因此，一些检验系统可通过双遍次流程通过用较高处理量、通常较低分辨率的检验系统识别可能缺陷位点且接着用高分辨率检验系统(验证系统)(例如SEM)仅验证所述所识别的可能缺陷位点而确定工艺窗口。此外，可需要所述双遍次流程的多次迭代以达到PWQ的所要水平的精确度。然而，样本在不同检验系统之间的每一转移可引入限制系统的处理量的显著延迟且冒样本污染的风险，此负面影响工艺窗口确定的准确度及/或效率。为减轻多个检验系统之间的样本转移的所述负面影响，每一迭代可包含分析及随后验证样本的相对较大部分以确保收集足够数据来改善工艺窗口。然而，此过程是低效的且可导致收集大量不必要数据。
本发明的额外实施例涉及用混合检验系统通过用PID检验测试样本、存储所述PID数据及通过用VID有针对性地分析所述所存储PID数据迭代地改善工艺窗口而确定工艺窗口。混合检验系统通常描述于标题为“混合检验器(Hybrid Inspectors)”且在2017年7月26日发表的第2017/0194126号美国专利公开案中，所述公开案的全文并入本文中。每一分析迭代可将有可能包含缺陷且因此有可能导致工艺窗口的减小的样本的部分定为目标。此外，样本仅需要从PID转移到DVD单次，这可促进高度精确及高效的工艺窗口确定。举例来说，整个样本(或所述样本的相关部分)可最初使用PID进行分析且随后转移到DVD。一旦在SEM中，便可识别有可能包含缺陷的样本的部分，可用VID分析所存储PID数据的相关部分以识别具有可能缺陷的图案，且可用SEM验证所述可能缺陷。此过程可在不移动样本的情况下迭代任意次数。此外，可并行执行各种步骤，从而进一步促进工艺窗口的高效检测。
本发明的额外实施例涉及基于样本的已知图案布局而使可能缺陷与样本上的特定图案相关。在此方面，用PID或VID识别的可能缺陷可与样本上的已知图案元素相关。本发明的进一步实施例涉及基于与POI相关联的缺陷的数目以及与缺陷相关联的光刻配置的范围而将优值(FOM)指派给各种POI。举例来说，情况可能是，特定POI可相对稳健且可经由大范围的光刻配置(例如，具有大工艺窗口)无缺陷地制造，而其它POI可较不稳健且可经由相对较小范围的光刻配置(例如，具有小工艺窗口)无缺陷地制造。在此方面，FOM可用于识别相对较弱图案。此外，所述相对较弱图案可优先被定为目标以用VID及SEM分析以高效改善工艺窗口。
本发明的额外实施例涉及使用各种光刻配置制造的POI的位置与PID的特定分析区域(例如，扫描工具的扫描带或子扫描带、成像工具的图像或类似者)及/或与DVD的特定视场相关。在此方面，特定图案及用于制造所述图案的相关联光刻配置可经索引到PID的已知测量区域及/或DVD的视场。本发明的进一步实施例涉及基于用于所包含图案的优值(例如，指示图案对制造缺陷的稳健性)将学习潜力指派给PID的个别扫描带或子扫描带及/或DVD的每一视场。因此，可通过优先分析预期包含相对较高缺陷概率的扫描带及/或视场而高效地改善工艺窗口。
本发明的额外实施例涉及在使用VID的分析及使用DVD的验证的每一迭代之后更新优值及/或学习潜力。因此，每一分析迭代的结果可用于影响最可能包含缺陷的样本的下一部分的确定以用于高效改善工艺窗口。本发明的进一步实施例涉及利用机械学习算法(例如，神经网络及类似者)以基于先前迭代的结果而识别在每一迭代期间分析的样本的部分。
本发明的额外实施例涉及在满足选定结束条件时终止工艺窗口的改善。举例来说，工艺窗口的改善可在所有扫描带的学习潜力下降到低于选定阈值时终止。通过另一实例，工艺窗口的改善可在使用VID的分析及使用DVD的验证的选定数目个迭代之后终止。通过进一步实例，工艺窗口的改善可在选定时间帧之后终止。
混合检验系统100可因此通过用VID有针对性地分析所存储PID数据及用DVD验证而迭代地改善工艺窗口从而提供高效工艺窗口合格性鉴定。举例来说，混合检验系统100可优先分析具有经识别为可能包含缺陷的大数目及/或多样性的POI的测试样本的部分且因此最大化每一迭代的影响或学习速率。此外，一旦对于特定POI在用基于选定评估准则的特定光刻条件制造时识别缺陷，便可不需要再次分析用所述特定光刻条件制造的所述特定POI的任何重复例子(例如，在相同裸片上或遍及样本的不同裸片上)。这可大体上限制必须用费时DVD分析的样本的表面区域且可另外限制不必要及冗余的测量。
如贯穿本发明所使用，术语“样本”通常是指由半导体或非半导体材料形成的衬底(例如，晶片或类似者)。举例来说，半导体或非半导体材料可包含(但不限于)单晶硅、砷化镓及磷化铟。样本可包含一或多个层。举例来说，此类层可包含(但不限于)抗蚀剂、电介质材料、导电材料及半导电材料。所属领域中已知许多不同类型的此类层，且如本文中所使用的术语样本希望涵盖其上可形成所有类型的此类层的样本。形成于样本上的一或多个层可经图案化或未图案化。举例来说，样本可包含多个裸片，每一裸片具有可重复的图案化特征。此类材料层的形成及处理可最终导致成品装置。许多不同类型的装置可形成于样本上，且如本文中所使用的术语样本希望涵盖其上制造所属领域中已知的任何类型的装置的样本。出于本发明的目的，术语样本及晶片应可互换解释。
图1A是根据本发明的一或多个实施例的混合检验系统100的概念图。
在一个实施例中，混合检验系统100包含用于检测包含经制造结构的物理样本上的可能制造缺陷的物理检验装置(PID)102。举例来说，PID 102可包含(但不限于)光学检验装置或电子束检验装置。在此方面，PID 102可产生指示所述测试样本上的所述经制造结构的数据(例如，经制造结构的一或多个图像)。此外，PID 102可存储或以其它方式提供所述经产生数据以供进一步分析。
在另一实施例中，混合检验系统100包含用于分析来自PID 102的数据(例如，所存储PID数据)的虚拟检验装置(VID)104。VID 104可基本上以与PID 102相同的方式操作，只是VID 104可通过分析来自PID 102的数据而非通过分析物理样本来识别及/或分类可能缺陷除外。在此方面，VID 104可在无需样本的重复物理测量的情况下促进所述样本的重复分析。
在另一实施例中，混合检验系统100包含用于分析物理样本以验证通过PID 102及/或VID 104识别的可能缺陷的缺陷验证装置(DVD)106。举例来说，DVD 106可包含(但不限于)扫描电子显微镜(SEM)。在此方面，DVD 106可提供分辨率相对高于PID 102的样本分析，使得DVD 106可以高于PID 102的准确度识别缺陷。因此，DVD 106可具有(但并非需要具有)相对低于PID 102的处理量。
因此，混合检验系统100可使DVD 106的精确度与PID 102及/或VID 104的检测速度动态平衡以实现所要水平的性能及处理量。此外，混合检验系统100可在无需多次样本转移的情况下实施样本的目标部分的迭代分析。举例来说，PID 102可提供样本的第一遍次缺陷识别分析且可进一步提供适于使用VID 104之后续分析的输出数据。测试样本可接着转移到DVD 106以用于验证PID识别缺陷。后续分析及验证步骤可接着通过VID 104及DVD 106依序或并行执行而无需进一步转移测试样本。此外，因为测试样本保持于DVD 106中，所以每一后续迭代可包含预期提供相关数据以用于高效地改善工艺窗口的对样本的小、目标部分的分析。
在另一实施例中，混合检验系统100包含控制器108。在另一实施例中，控制器108包含经配置以执行维持于存储器媒体112上的程序指令的一或多个处理器110。在此方面，控制器108的一或多个处理器110可执行贯穿本发明所描述的各种处理步骤中的任一者。
控制器108的一或多个处理器110可包含所属领域中已知的任何处理元件。在此意义上，一或多个处理器110可包含经配置以执行算法及/或指令的任何微处理器类型装置。在一个实施例中，如贯穿本发明所描述，一或多个处理器110可由桌上型计算机、大型计算机系统、工作站、图像计算机、平行处理器、或经配置以执行经配置以操作混合检验系统100的过程的任何其它计算机系统(例如，网络化计算机)组成。应进一步认识到，术语“处理器”可经广泛定义以涵盖具有一或多个处理元件的任何装置，所述一或多个处理元件执行来自非暂时性存储器媒体112的程序指令。
存储器媒体112可包含所属领域中已知的适于存储可由相关联的一或多个处理器110执行的程序指令的任何存储媒体。举例来说，存储器112可包含非暂时性存储器媒体。通过另一实例，存储器媒体112可包含(但不限于)只读存储器、随机存取存储器、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态硬盘机及类似者。应进一步注意，存储器媒体112可与一或多个处理器110一起被容纳于共同控制器外壳中。在一个实施例中，存储器媒体112可相对于一或多个处理器110及控制器108的物理位置而远程定位。举例来说，控制器108的一或多个处理器110可存取可通过网络(例如，因特网、内部网络及类似者)存取的远程存储器(例如，服务器)。因此，上文描述不应解释为限制本发明而仅为图解说明。
控制器108可经配置以从PID 102、VID 104及/或DVD 106接收数据。举例来说，控制器108可接收原始数据、经处理数据(例如，检验结果)及/或部分处理数据的任何组合。此外，贯穿本发明所描述的步骤可通过单个控制器108或替代性地多个控制器执行。此外，控制器108可包含容纳于共同外壳中或多个外壳内的一或多个控制器。以此方式，任何控制器或控制器的组合可单独地封装为适于集成到混合检验系统100中的模块。举例来说，控制器108可作为用于检验工具(例如，PID 102、VID 104及/或DVD 106)中的任一者的集中式处理平台而操作且可对经接收数据(原始及/或部分处理)实施一或多个检验算法以确定样本上的缺陷的存在。在另一例子中，控制器108可经分布使得控制器108的部分可实施于及/或容纳于检验工具的任何组合中。
控制器108可进一步引导检验工具中的任一者以执行检验步骤。举例来说，控制器108可对PID 102、VID 104及/或DVD 106中的任一者提供检验配方，包含(但不限于)检验参数(例如，照明强度、检测增益、检测对比度、光点尺寸或类似者)及通过PID 102及/或DVD106测量的样本上的位置。
在一个实施例中，控制器108可接收或产生适于引导混合检验系统100的各种组件(例如，PID 102、VID 104、DVD 106或类似者)的主配方。举例来说，混合检验系统100的每一组件可按包含待执行的一系列分析或测量的作业队列操作。此外，混合检验系统100的每一组件可对包含(但不限于)配置参数或控制指令的配方作出响应。
现参考图1B到1D，更详细描述混合检验系统100的各种组件。
PID 102可包含所属领域中已知的适用于检验样本的缺陷的任何类型的检验装置。举例来说，PID 102可用照明光束照明样本且可进一步收集响应于所述照明光束从所述样本发出的辐射。所述照明光束可包含适于探测样本的任何类型的照明光束，例如(但不限于)：光束(例如，光子)、电子束或离子束。此外，从所述样本发出的所述辐射可包含光子、电子、离子、中性粒子或类似者。因此，PID 102可包含光学检验装置、电子束检验装置、离子束检验装置或类似者。
PID 102可进一步在成像模式或非成像模式中操作。举例来说，在成像模式中操作的PID 102可照明大于系统分辨率的样本的部分且在检测器上捕获样本的所述经照明部分的图像。所述经捕获图像可为所属领域中已知的任何类型的图像，例如(但不限于)：明场图像、暗场图像、相位对比图像或类似者。此外，经捕获图像可(例如，通过PID 102，通过控制器108或类似者)拼接在一起以形成样本的合成图像。通过另一实例，在非成像模式中操作的PID 102可扫描聚焦光束遍及样本且以一或多个测量角度在一或多个检测器上捕获从样本发出的辐射及/或粒子。所述聚焦光束可通过(例如，使用振镜、压电镜或类似者)修改光束路径及/或通过平移样本通过聚焦光束的聚焦体积而扫描遍及所述样本。
图1B是根据本发明的一或多个实施例的用于扫描聚焦光学照明光束遍及样本的表面的PID 102的概念图。
在一个实施例中，PID 102包含用以产生照明光束116的照明源114。照明光束116可包含一或多个选定光波长，包含(但不限于)紫外线(UV)辐射、可见辐射或红外线(IR)辐射。
照明源114可为所属领域中已知的适于产生光学照明光束116的任何类型的照明源。在一个实施例中，照明源114包含宽带等离子体(BBP)照明源。在此方面，照明光束116可包含通过等离子体发射的辐射。举例来说，BBP照明源114可包含(但并非需要包含)一或多个泵浦源(例如，一或多个激光)，所述一或多个泵浦源经配置以聚焦到气体的体积中，从而引起能量被所述气体吸收以便产生或维持适于发射辐射的等离子体。此外，等离子体辐射的至少一个部分可用作照明光束116。
在另一实施例中，照明源114可包含一或多个激光。举例来说，照明源114可包含所属领域中已知的能够在电磁光谱的红外线、可见光或紫外线部分中发射辐射的任何激光系统。
照明源114可进一步产生具有任何时间轮廓的照明光束116。举例来说，照明源114可产生连续照明光束116、脉冲照明光束116或调制照明光束116。此外，照明光束116可经由自由空间传播或导引光(例如，光纤、光导管或类似者)从照明源114输送。
在另一实施例中，照明源114经由照明路径120将照明光束116引导到样本118。照明路径120可包含适于修改及/或调节照明光束116的一或多个照明路径透镜122或额外光学组件124。举例来说，一或多个光学组件124可包含(但不限于)：一或多个偏光器、一或多个滤光器、一或多个光束分离器、一或多个漫射器、一或多个均化器、一或多个变迹器或一或多个光束成形器。
在另一实施例中，样本118安置于样本载台126上。样本载台126可包含适用于在PID 102内定位及/或扫描样本118的任何装置。举例来说，样本载台126可包含线性平移载台、旋转载台、翻转/倾斜载台或类似者的任何组合。
在另一实施例中，PID 102包含经配置以通过集光路径130捕获从样本118发出的辐射的检测器128。集光路径130可包含(但不限于)用于收集来自样本118的辐射的一或多个集光路径透镜132。举例来说，检测器128可接收经由一或多个集光路径透镜132从样本118反射或散射(例如，经由镜面反射、漫反射及类似者)的辐射。通过另一实例，检测器128可接收通过样本118产生的辐射(例如，与照明光束116的吸收相关联的发光或类似者)。通过另一实例，检测器128可从样本118接收一或多个衍射级的辐射(例如，0级衍射、±1级衍射、±2级衍射及类似者)。
检测器128可包含所属领域中已知的适于测量从样本118接收的照明的任何类型的检测器。举例来说，检测器128可包含(但不限于)：CCD检测器、TDI检测器、光电倍增管(PMT)、雪崩光电二极管(APD)或类似者。在另一实施例中，检测器128可包含适于识别从样本118发出的辐射的波长的光谱检测器。
集光路径130可进一步包含用以引导及/或修改来自样本118的所收集照明的任何数目个光学元件134，包含(但不限于)一或多个集光路径透镜132、一或多个滤光器、一或多个偏光器或一或多个光束挡块。
图1C是根据本发明的一或多个实施例的用于使样本成像及/或扫描样本的PID102的概念图。在一个实施例中，检测器128近似法向于样本118的表面而定位。在另一实施例中，PID 102包含经定向使得物镜138可同时将照明光束116引导到样本118且收集从样本118发出的辐射的光束分离器136。此外，照明路径120及集光路径130可共享一或多个额外元件(例如，物镜138、孔径、滤光器或类似者)。
图1D是根据本发明的一或多个实施例的经配置为粒子束检验系统的PID 102的概念图。在一个实施例中，照明源114包含粒子源(例如，电子束源、离子束源或类似者)，使得照明光束116包含粒子束(例如，电子束、粒子束或类似者)。照明源114可包含所属领域中已知的适于产生照明光束116的任何粒子源。举例来说，照明源114可包含(但不限于)电子枪或离子枪。在另一实施例中，照明源114经配置以提供具有可调谐能量的粒子束。举例来说，包含电子源的照明源114可(但不限于)提供在0.1kV到30kV的范围内的加速电压。作为另一实例，包含离子源的照明源114可(但并非需要)提供具有在1到50keV的范围内的能量的离子束。
在另一实施例中，照明路径120包含一或多个粒子聚焦元件(例如，照明路径透镜122、集光路径透镜132或类似者)。举例来说，所述一或多个粒子聚焦元件可包含(但不限于)：单粒子聚焦元件或形成复合系统的一或多个粒子聚焦元件。在另一实施例中，一或多个粒子聚焦元件包含经配置以将照明光束116引导到样本118的物镜138。此外，一或多个粒子聚焦元件可包含所属领域中已知的任何类型的电子透镜，包含(但不限于)：静电透镜、磁透镜、单电势透镜或双电势透镜。本文中应注意，如图1C中所描绘的电压对比成像检验系统的描述及上文相关联描述是仅提供用于图解说明目的且不应解释为具限制性。举例来说，PID 102可包含所属领域中已知的适于产生关于样本118的检验数据的任何激发源。在另一实施例中，PID 102包含用于产生两个或两个以上粒子束的两个或两个以上粒子束源(例如，电子束源或离子束源)。在进一步实施例中，PID 102可包含经配置以施加一或多个电压到样本108的一或多个位置的一或多个组件(例如，一或多个电极)。在此方面，PID 102可产生电压对比成像数据。
在另一实施例中，PID 102包含使从样本118发出的粒子成像或以其它方式检测从样本118发出的粒子的一或多个粒子检测器128。在一个实施例中，检测器128包含电子收集器(例如，一个二次电子收集器、反向散射电子检测器或类似者)。在另一实施例中，检测器128包含用于检测来自样本表面的电子及/或光子的光子检测器(例如，光电检测器、x射线检测器、耦合到光电倍增管(PMT)检测器的闪烁元件或类似者)。
DVD 106可包含所属领域中已知的任何类型的检验或度量系统。在一般意义上，DVD 106可包含(但不限于)图1B到1D中所说明的检验器中的任一者。DVD 106包含具有高于PID 102的分辨率的检验器，使得DVD 106可验证通过PID 102及/或通过以高于用PID 102可获得的准确度对PID数据操作的VID 104识别的可能缺陷。
在一个实施例中，DVD 106包含SEM。此外，DVD 106可包含所属领域中已知的任何类型的SEM。举例来说，DVD 106可包含经配置以提供可能缺陷的高倍放大图像且可因此具有相对较小FOV的重检SEM。通过进一步实例，DVD 106可包含经配置以提供相对较大FOV的检验SEM(例如，电子束检验系统或类似者)。在此方面，检验SEM可平衡FOV与检测速度。通过进一步实例，DVD 106可包含经配置以用于度量的SEM，例如(但不限于)临界尺寸SEM(CD-SEM)。举例来说，CD-SEM可利用相对较低能量电子束(例如但不限于，1keV或更小)以减少充电且借此产生小缺陷的高度敏感图像。
在另一实施例中，DVD 106可在不同测量模式之间动态地切换。举例来说，不同类型的缺陷及/或不同POI可受益于不同测量模式。在此方面，控制器108可对DVD 106提供提供测量配置(例如，光束能量、样本偏差或类似者)的配方。
在另一实施例中，DVD 106包含可在混合检验系统100内选择性地使用的多个SEM装置。举例来说，DVD 106可包含重检SEM及CD-SEM。
VID 104可包含适于分析由PID 102针对缺陷产生的数据的任何装置或装置的组合。举例来说，VID 104可包含一或多个控制器(例如，耦合到存储器的适于执行程序指令的一或多个处理器，如本文中先前所描述)。虚拟检验系统大体上描述于标题为“通用虚拟检验器(Generalized Virtual Inspector)”且在2015年12月29日授予权利的第9,222,895号美国专利及标题为“用于工艺窗口特性化的虚拟检验系统(Virtual Inspection Systemsfor Process Window Characterization)”且在2015年11月20日发表的第2016/0150191号美国专利公开案中，两者的全部内容都以引用的方式并入本文中。
在一个实施例中，VID 104包含独立计算装置。举例来说，VID 104可包含耦合到存储器且经配置以执行用于接收及检验PID产生的数据的程序指令的一或多个处理器。VID104的所述计算装置可通信地耦合到混合检验系统100的额外组件(例如但不限于，PID102、数据存储单元(例如，数据库、服务器、存储器单元或类似者)或控制器108)以发送或接收数据、检验结果或类似者。
在另一实施例中，VID 104是集成于混合检验系统100的一或多个组件内。在此方面，VID 104不需要包含独立计算系统，但可与混合检验系统100内的另一组件的功能性相关联。举例来说，VID 104可与控制器108集成。通过另一实例，VID 104可与PID 102集成。在此方面，PID 102可经配置以检验物理样本的缺陷且可另外经配置以检验来自样本的先前测量的经存储数据。
图2是说明根据本发明的一或多个实施例的在用于确定工艺窗口的方法200中所执行的步骤的流程图。申请者注意到，本文中先前在混合检验系统100的背景内容中所描述的实施例及赋能技术应被解释为扩展到方法200。然而，应进一步注意，方法200并不限于混合检验系统100的架构。
如本文中先前所描述，工艺窗口可表示光刻配置范围(例如，在曝光步骤期间的照明剂量、在曝光期间的样本的焦点位置或类似者)，针对所述光刻配置范围，可根据选定缺陷公差无缺陷地制造一或多个所关注图案。因此，每一所关注图案可具有图案特定窗口。此外，一组给定的所关注图案可具有其中每一图案可经无缺陷地制造的工艺窗口。
所述工艺窗口可最初定义为用于产生DOE样本的光刻配置范围。通常需要准确地确定工艺窗口(例如，用于DOE样本上的所述组图案的工艺窗口)，使得光刻系统的参数可受良好控制。过于窄地定义工艺窗口可对控制系统的准确度带来不必要的负担。相比来说，过于宽地定义工艺窗口可导致超过选定缺陷公差的制造缺陷。
本文中应认识到，在给定制造步骤中特定数目或特定类型的缺陷可为可接受的。因此，缺陷公差可定义对于特定制造运行的可接受限制。在一个实施例中，缺陷公差是缺陷特定的。情况可能是，不同类型的缺陷可对装置性能具有不同影响。举例来说，缺陷(例如增加的边缘粗糙度、图案隅角的修圆或类似者)可通常与降低的装置性能(例如，增加的装置电阻、增加的残余电容或类似者)相关联，但可能不会导致灾难性故障。此类缺陷可被指派相对较高缺陷公差。相比来说，缺陷(例如结构之间的非所要电桥(例如，电连接件)、结构之间的非所要间隙(例如，缺失电连接件)或类似者)可导致灾难性故障且可因此被指派相对较低缺陷公差。
在另一实施例中，缺陷公差是图案特定的。举例来说，特定图案可需要比其它图案更精确的制造要求，这可控制相对缺陷公差值。
本文中应进一步认识到，缺陷可与各种根本原因相关联。因此，缺陷的公差可根据缺陷的根本原因而改变，使得可识别及/或减轻特定根本原因。举例来说，可由光刻系统内的组件的波动而引发缺陷，例如(但不限于)固定样本的样本载台的波动、照明源的强度及/或光谱内容的波动、与光刻系统中所产生的热量相关联的光学紊流、振动或类似者。可通过选择材料及系统设计而在一定程度上减轻这些根本原因。通过另一实例，随机过程(例如但不限于，光子散粒噪声)可甚至在理想化稳定条件下引入随机(例如，任意)缺陷。此外，此类随机过程的普遍性可与照明波长成反比，使得所得缺陷可随着照明波长减小而越来越普遍。这些根本原因可表示特定系统的更基本限制。
与缺陷公差的特定选定值或选择方法无关，工艺窗口表示提供可接受制造的光刻配置范围。单独的工艺窗口因此可针对每一所关注图案而确定(例如，表示针对其可制造特定图案的光刻配置范围)以及针对任何选定组的所关注图案而确定(例如，表示针对其可制造所有选定图案的光刻配置范围)。
在一个实施例中，方法200包含接收包含用定义工艺窗口的选定光刻配置制造的多个图案的样本的图案布局的步骤202。举例来说，所述样本可包含DOE样本，所述DOE样本包含用系统地变化的光刻配置制造的所关注图案。所述所关注图案可包含针对其需要准确工艺窗口的任何类型的图案，例如(但不限于)制造于半导体装置的特定层上的实际图案，或经设计以对特定光刻参数敏感的代表性图案(例如，焦点及/或剂量相依的度量目标图案)。
在另一实施例中，图案布局包含样本上的所关注图案的位置及制造中所使用的对应光刻配置。在此方面，图案布局可作为基于图案类型、光刻配置及/或样本上的位置的图案的查询表而操作。
在另一实施例中，方法200包含用物理检验装置(PID)(例如，PID 102)检验样本以产生PID识别缺陷的步骤204。在另一实施例中，方法200包含用缺陷验证装置(DVD)(例如，DVD 106)验证所述PID识别缺陷的步骤206。如本文中先前所描述，所述PID及所述DVD可为互补系统，使得PID可提供相对较高速度、较低分辨率的检验，而DVD可提供相对较低速度、较高分辨率的检验。在此方面，PID可快速地识别可随后通过DVD验证以确定是否存在缺陷的可能缺陷。
PID可实施所属领域中已知的用于识别制造于样本上的图案上的可能缺陷的任何缺陷识别技术。举例来说，PID可比较以选定光刻配置制造的图案与参考物以识别可能缺陷。所述参考物可进一步包含(但不限于)所存储参考数据或在标称光刻条件下制造于样本上的并不包含制造缺陷的控制POI。此外，PID可将所识别的可能缺陷分类及/或排序以供进一步分析。缺陷检测通常描述于标题为“用于创建检验配方的系统及方法(Systems andmethods for creating inspection recipes)”且在2011年1月25日发布的第7,877,722号美国专利、标题为“用于检测光罩设计图案中的缺陷的方法及系统(Methods and systemsfor detecting defects in a reticle design pattern)”且在2010年8月3日发布的第7,769,225号美国专利及标题为“用于检测光罩设计图案中的缺陷的方法及系统”且在2012年7月3日发布的第8,213,704号美国专利中，所有申请案的全文并入本文中。通过另一实例，PID可至少部分使用设计数据(例如但不限于，图案的经设计几何形状、物理布局、材料性质，或电性质)识别缺陷。使用设计数据的缺陷检测通常描述于标题为“用于将设计数据与检验数据结合利用的方法及系统(Methods and systems for utilizing design data incombination with inspection data)”且在2010年3月9日发布的第7,676,077号美国专利、标题为“用于检测及/或分类光罩设计图案中的缺陷的计算机实施的方法(Computer-implemented methods for detecting and/or sorting defects in a design patternof a reticle)”且在2010年6月1日发布的第7,729,529号美国专利及标题为“在运行时使用设计数据检测晶片上的缺陷(Detecting defects on a wafer with run time use ofdesign data)”且在2015年11月10日发布的第9,183,624号美国专利中，所有申请案的全文以引用的方式并入本文中。设计图案中的缺陷的检测及排序通常描述于标题为“用于检测及/或分类光罩设计图案中的缺陷的计算机实施的方法”且在2012年2月7日发布的第8,111,900号美国专利中，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。
情况可能是，如果特征小于PID的分辨率，那么PID可能无法清楚地分辨样本上的所有所关注图案。但是，PID可能仍能够识别样本上的可能缺陷。举例来说，包含制造缺陷的图案的图像与标称无缺陷图案的图像的比较可提供所述制造缺陷的指示，即使所述缺陷可能未被完全分辨。
在另一实施例中，PID提供样本的可记录物理测量。从PID产生的数据可因此适于存储及后续分析(例如，通过VID)。举例来说，PID可提供适于在本地存储于PID上或存储于分离存储装置(例如但不限于，服务器、非易失性存储磁盘驱动器或类似者)上的样本的合成图像。
在另一实施例中，所关注图案(例如，DOE样本上的图案，针对其确定工艺窗口)被指派图案信赖值，所述图案信赖值可作为指示对所述工艺窗口内的缺陷的易感性的优值而操作。举例来说，图案信赖值可指示在选定准确度内已知用于特定图案的图案特定工艺窗口的信赖度。此外，可在考虑关于工艺窗口的更多信息时在任何时点改善或更新此图案信赖值。
在通过PID在步骤204中的检验之前，可对所关注图案指派任何信赖值。在一个实施例中，在PID检验之前对所有所关注图案指派共同图案信赖值。在此方面，未进行关于任何图案对通过DOE样本定义的工艺窗口内的缺陷的易感性的任何假设。在另一实施例中，在PID检验之前对所关注图案指派不同图案信赖值。检验前图案信赖水平可并入有可影响对应测量将促进改善工艺窗口的期望的任何数目个因素。举例来说，可基于设计数据(例如但不限于，与物理尺寸、形状，或图案的定向、制成图案的材料、图案的光学性质，或图案的电性质相关联的数据)而指派图案信赖值。在此方面，在执行任何分析或检验之前，图案的已知设计特性可提供用于对不同图案指派不同图案信赖水平的基础。通过另一实例，可基于过程模拟(例如但不限于，光学接近校正(OPC)模拟)而指派图案信赖值。
在另一实施例中，将图案布局映射到PID及/或DVD的测量区域。PID及/或DVD可包含用于样本的物理测量的预定测量图案。举例来说，PID及/或DVD可通过与照明光束遍及样本的运动相关联的一系列扫描带、图像或类似者而测量样本。因此，图案布局可将各种制造图案及对应光刻配置映射到PID及/或DVD的特定测量区域(例如，扫描带、图像、视场或类似者)。
图3A是根据本发明的一或多个实施例的用于工艺窗口合格性鉴定的样本118(例如，DOE样本或类似者)的俯视图。在一个实施例中，样本118包含多个裸片302，所述多个裸片302包含用变化的光刻配置制造的所关注图案。所述裸片可具有适用于工艺窗口合格性鉴定的所关注图案的任何布置。举例来说，每一裸片302可包含一组共同所关注图案，使得不同裸片302可对以不同光刻配置的每一所关注图案提供数据。通过另一实例，不同裸片302可包含不同所关注图案。此外，裸片302可以任何合适方式布置于样本118上。此外，样本118可包含分散遍及样本118的以标称光刻配置(例如，针对其在制造期间不产生缺陷的所述光刻配置)制造的参考裸片，使得可在检测缺陷的检验期间比较用变化的光刻配置制造的裸片302与所述参考裸片。在一个例子中，裸片302可(但并非需要)以三个为一组布置，包含用标称光刻配置制造的参考裸片及用选定光刻配置制造的两个测试裸片。在此方面，所述两个测试裸片可在检验期间直接与所述参考裸片比较。
图3B是根据本发明的一或多个实施例的说明扫描PID的多个扫描带304的单个裸片302的俯视图。在一个实施例中，PID通过在一系列扫描带304中扫描照明光束(例如，照明光束116或类似者)遍及样本118及检测从样本118发出的辐射而物理地询问裸片302。此外，个别扫描带304可在每一裸片302的边缘处截断(例如，如图3B中所说明)，延伸超过裸片302的边缘(例如，到划线道中)，或可跨多个裸片302延伸。应理解，图3B中的扫描PID的图解说明是仅提供用于图解说明目的且不应解释为具限制性。如本文中先前所描述，PID可利用任何数目个样本分析技术，例如(但不限于)循序成像。在此方面，尽管未展示，但每一裸片302可通过作为测量区域的一系列一或多个图像而分析。
图3C是根据本发明的一或多个实施例的说明DVD(例如，DVD 106或类似者)的多个视场306的单个扫描带304的俯视图。在一个实施例中，所述DVD具有高于PID的分辨率但小于PID的视场，使得扫描带304可包含DVD的多个视场306。应注意，DVD的视场306不需要与PID的特定扫描带304对准，如图3C中所说明。举例来说，视场306可横跨PID的两个扫描带304。
在另一实施例中，可对PID及/或DVD的每一测量区域(例如，扫描带304、视场306或类似者)指派学习潜力值，所述学习潜力值可作为指示特定测量区域的检验可揭露缺陷并提供适于改善工艺窗口的对应数据的期望的优值而操作。在此方面，所述学习潜力值可作为优先级度量操作，使得与低优先级测量区域相比，高优先级测量区域的检验预期提供适于改善工艺窗口的更多数据。在另一实施例中，将PID及/或DVD的测量区域分成其中可对每一子单元指派分离学习潜力值的较小子单元(例如，子扫描带、子图像、子视场或类似者)。因此，与特定装置的测量区域相比，学习潜力值可为更细微。
用于测量区域(例如，扫描带304、视场306或类似者)的学习潜力值可基于任何数目个因素。举例来说，学习潜力值可基于每一测量区域中的图案的图案信赖值。在例子中，学习潜力值可导出为每一测量区域中的图案的图案信赖值的统计测量(例如，平均值、中值或类似者)。在另一例子中，学习潜力值可基于图案的多样性，使得具有较高数目个不同图案的测量区域可具有较高学习潜力值。
通过另一实例，学习潜力值可基于光刻配置与标称光刻配置的偏差。举例来说，情况可能(但并非需要)是，含有用接近于标称配置的光刻配置制造的图案的测量区域相对较不太可能制造有缺陷。此类测量区域的检验可不太可能导致检测到将导致工艺窗口的改善(例如，变窄)的缺陷。因此，可对此类测量区域指派相对较低学习潜力。相反地，情况可能(但并非需要)是，包含用远超标称配置的光刻配置制造的图案的测量区域相对较有可能制造有缺陷。此类测量区域的检验可更有可能导致检测到将导致工艺窗口的改善的缺陷。因此，可对此类测量区域指派相对较高学习潜力。
此外，学习潜力值可基于因素(例如但不限于，图案的数目(或计数)、图案的多样性、图案信赖值或光刻配置)的加权组合。
在另一实施例中，PID提供整个样本的可记录物理测量以供后续缺陷分析，但仅检验样本的选定部分的缺陷。本文中应认识到，通过PID识别的缺陷通常必须通过DVD验证，这是耗时过程。因此，情况可能是，对于工艺窗口合格性鉴定，企图在第一遍次识别DOE样本上的所有缺陷且随后验证在第一遍次中的所述所识别缺陷可能不如在第一遍次检验所述样本的目标部分，其后接着为样本的额外目标部分之后续迭代检验那样高效。在此方面，用于PID的检验配方可包含定位样本以检验基于图案布局所产生的缺陷。
在此方面，PID可基于样本的选定部分而提供样本的第一遍次检验，所述选定部分可包含(但不限于)选定图案、选定光刻配置及/或样本的选定测量区域。此外，系统资源(例如，处理时间、处理能力或类似者)可高效地针对在所述第一遍次检验期间通过PID对样本的选定部分中的缺陷识别，而来自使用PID分析样本的可记录数据(例如，样本的可记录图像或类似者)可经提供以用于后续分析。
选定用于通过PID的第一遍次检验的样本的部分可基于各种因素选择。
举例来说，可选择选定用于通过PID的第一遍次检验的样本的部分以提供工艺窗口的粗略分析。举例来说，DOE样本可包含用光刻配置的相对较细间隔的变化制造的大量图案。情况可能是，可通过首先以光刻配置之间的粗间隔分析图案，其后接着仅在目标区域中进行更精细分析，从而改进整体检测效率。在此方面，在粗略分析中可用相对较少数目个数据点来确定一般趋势。后续分析可接着基于粗略测量提供关键点处的目标检验。因此，可高效地利用检验时间。
通过另一实例，可基于PID的测量区域的学习潜力值来选择选定用于通过PID的第一遍次分析的样本的部分。举例来说，可选择具有相对较高学习潜力值(例如，提供适于改善工艺窗口的数据的高期望)的选定数目个测量以用于第一遍次检验。
通过另一实例，可基于图案跨DOE样本的物理分布而选择选定用于通过PID的第一遍次分析的样本的部分。情况可能是，测试样本可包含物理地分散遍及样本的用变化的光刻配置制造的广泛范围的图案。因为PID是通过(例如，经由照明光束)与样本物理地交互而产生数据的物理仪器，所以可至少部分选择选定用于通过PID的第一遍次分析的样本的部分以包含经物理地分组(例如，在共同扫描带、共同视场或类似者内)的样本。
通过另一实例，可基于预选定关注区域选择选定用于通过PID的第一遍次分析的样本的部分。举例来说，设计数据可用于将样本的图案及/或区域识别为用于PID的关注区域。在一个例子中，可识别预期易受光刻配置的变化的影响的特定图案(例如，“弱”图案)或对于制造装置的操作尤其重要的特定图案。在另一例子中，可在图案化之前将晶片的特定区域标记为具有缺陷(例如，凹坑、刮痕或类似者)，使得可仔细地分析周围图案(例如，以确定缺陷的影响)或拒绝周围图案(例如，以避免错误数据)。
在另一实施例中，方法200包含从工艺窗口移除与PID识别缺陷的位置相关联的一或多个光刻配置的步骤208。举例来说，PID识别缺陷可包含通过PID在步骤204中识别的随后通过DVD 106在步骤206中验证的可能缺陷。因此，步骤208可包含基于缺陷的存在将初始工艺窗口改善(例如，变窄)。
如本文中先前所描述，情况可能是，对于给定制造步骤，特定数目及/或特定类型的缺陷可为可接受的，这可通过缺陷公差描述。在此方面，步骤208可包含识别及移除在一或多个图案上产生违反所述选定缺陷公差的缺陷的光刻配置。
在另一实施例中，在改善工艺窗口之后更新(例如，PID及/或DVD的)图案信赖值及/或学习潜力值的值。举例来说，情况可能是，从工艺窗口移除特定光刻配置可改变在改善的工艺窗口内制造有缺陷的图案的预期易感性，这可通过更新图案信赖值而反映。类似地，可更新PID及/或DVD的测量区域的学习潜力值以反映工艺窗口的增加的知识及对检验特定测量区域将导致工艺窗口的进一步改善的概率的经修改期望。
在另一实施例中，方法200包含通过移除与通过用VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善工艺窗口的步骤210。
VID可在无需移动样本的情况下检验通过PID产生及/或存储的数据的任何部分。在此方面，在通过PID在步骤204中检验样本之后，可将样本移动到DVD以用于在步骤206中验证。随后，样本可保持于DVD中达工艺窗口合格性鉴定的持续时间以验证通过VID识别的可能缺陷。
此外，VID可按需存取对应于样本的任何所要部分的PID数据的任何部分。在此方面，VID可检验PID及/或DVD的任何选定测量区域(例如，扫描带304、视场306或类似者)而无需考虑样本上的物理位置。此外，VID可检验测量区域的子单元(例如，子扫描带、子图像、子视场或类似者)。本文中应认识到，相对于将需要时间将样本平移到所要位置且接着进行测量以供分析的PID上的类似检验，对用VID检验的样本的所有部分的按需存取可提供显著效率益处。因此，在样本定位于DVD中(例如，用于验证先前识别的可能缺陷)的情况中，用PID迭代分析样本将需要在DVD与PID之间重复转移样本，这可引入显著时间延迟及样本的可能风险。
在另一实施例中，(例如，通过控制器108或类似者)基于分析将导致缺陷的检测及工艺窗口的所得改善的期望而选择在步骤210的每一迭代中通过VID分析及通过DVD验证的所存储PID数据的选定部分。在此方面，步骤210的每一迭代包含(经由所存储PID数据)分析经选定以优化缺陷检测及避免不必要数据收集的样本的目标部分，使得可按所要准确度高效地确定工艺窗口。
举例来说，步骤210的每一迭代可包含分析具有拥有指示制造有缺陷的高概率的图案信赖值的图案的样本的部分(例如，测量区域、测量区域的子单元或类似者)，使得可高效地改善工艺窗口。通过另一实例，步骤210的每一迭代可包含分析具有指示高缺陷期望的学习潜力值的样本的部分(例如，测量区域、测量区域的子单元或类似者)，使得可高效地改善工艺窗口。
在另一实施例中，在通过步骤210的每一迭代改善工艺窗口之后更新(例如，PID及/或DVD的)图案信赖值及/或学习潜力值。举例来说，情况可能是，从工艺窗口移除特定光刻配置可改变在改善的工艺窗口内制造有缺陷的图案的预期易感性，这可通过更新图案信赖值而反映。类似地，可更新PID及/或DVD的测量区域的学习潜力值以反映工艺窗口的增加的知识及对检验特定测量区域将导致工艺窗口的进一步改善的概率的经修改期望。
在另一实施例中，通过VID分析及通过DVD验证的所存储PID数据的选定部分在步骤210的每一迭代中在大小上动态地改变。在此方面，在每一迭代中分析的所存储PID数据的所述部分的大小可基于预期结果而选择且并不限于物理系统的限制。此外，本文中应认识到，用VID迭代分析样本的相对较小部分(例如，PID的测量区域的子单元)可促进样本数据的“时间切割(time slicing)”且可提供具有高学习潜力的样本的区域的高效定目标以用于快速改善工艺窗口。
在另一实施例中，VID及DVD可并行操作以进一步提高工艺窗口合格性鉴定的效率。举例来说，VID及DVD可各按操作队列操作，使得可最小化各装置的故障时间。举例来说，控制器(例如，控制器108或类似者)可对VID及/或DVD提供配方队列。此外，所述控制器可任选地中断及/或重新布置所述队列中的配方以用于高效操作。
可使用所属领域中已知的任何技术选择在步骤210的每一迭代中通过VID分析及通过DVD验证的所存储PID数据的选定部分，所述技术例如(但不限于)机器学习技术或神经网络(例如，神经网络或类似者)。
在另一实施例中，方法200包含在满足选定结束条件时提供工艺窗口的步骤212。举例来说，工艺窗口可作为输出提供到用于控制工艺窗口内的光刻工具的参数的控制系统。
所述结束条件可包含适用于发信已确定工艺窗口为所要规格的任何结束条件。举例来说，结束条件可基于跨样本的测量区域(例如，扫描带304、视场306或其部分)的学习潜力值。
图4是根据本发明的一或多个实施例的依据迭代而变化的学习潜力的曲线图400。举例来说，曲线图400可指示特定测量区域的学习潜力或指示跨样本的学习潜力值的统计表示(例如，平均学习值或类似者)。如图4中所说明，情况可能是，学习潜力值可随着迭代次数增加而降低以指示以增加的准确度及/或信赖确定工艺窗口。
在一个实施例中，结束条件包含降低到低于选定阈值的一或多个学习潜力值。举例来说，跨样本的学习潜力的平均值(或相关统计度量)可降低到低于所述选定阈值以指示工艺窗口已改善为选定规格。在另一实施例中，结束条件包含测量区域的学习潜力值的改变速率(例如，学习速率)降低到低于选定阈值。
此外，一些结束条件可出于除工艺窗口的准确度或信赖以外的原因而终止步骤210的迭代。举例来说，结束条件可包含选定数目个迭代、用于方法200的选定处理时间、来自用户的中断命令或类似者。
本文中所描述的目标有时说明含在其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，此类经描绘架构仅为示范性的，且实际上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能性的组件的任何布置是高效地“相关联”，使得实现所要功能性。因此，经组合以实现特定功能性的本文中的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得不考虑架构或中间组件而实现所要功能性。同样地，如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)：物理可交互及/或物理交互的组件、及/或无线可交互及/或无线交互的组件、及/或逻辑可交互及/或逻辑交互的组件。
据信，将通过前文描述理解本发明及许多其伴随优点，且将明白，可在不脱离所揭示的目标或不牺牲全部其大体性优点的情况下作出组件的形式、构造及布置上的各种改变。所描述的形式仅为说明性的且所附权利要求书的意图是涵盖及包含此类改变。此外，应理解，本发明仅通过所附权利要求书所定义。

Claims (32)

1.一种检验系统，其包括：
控制器，其通信地耦合到物理检验装置PID、经配置以分析所存储PID数据的虚拟检验装置VID及缺陷验证装置DVD，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行指令，从而引起所述一或多个处理器：
接收样本的图案布局，所述样本包含用定义工艺窗口的选定光刻配置制造的多个图案，所述图案布局使所述样本上的所述多个图案的位置与所述工艺窗口的所述光刻配置相关；
接收通过用所述PID分析所述样本而识别的PID识别缺陷的位置，其中所述PID识别缺陷是通过所述DVD验证；
从所述工艺窗口移除与所述PID识别缺陷的所述位置相关联的一或多个光刻配置；
通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口；及
在满足选定结束条件时提供所述工艺窗口作为输出。
2.根据权利要求1所述的检验系统，其中通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口包括：
选择用所述VID分析的所存储PID数据的部分；
接收通过用所述VID分析所存储PID数据的所述选定部分而识别的VID识别缺陷的位置，其中所述VID识别缺陷是通过所述DVD验证；及
从所述工艺窗口移除与所述VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置。
3.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述VID识别缺陷是通过所述DVD验证。
4.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行程序指令，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：
将优值指派给指示所述工艺窗口中的数个光刻配置的所述多个图案，所述多个图案针对所述数个光刻配置经制造有缺陷，其中基于所述优值而选择通过所述VID分析的所存储PID数据的所述选定部分。
5.根据权利要求4所述的检验系统，其中通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口包括迭代地：
通过在选定规格内最大化具有在选定范围内的优值的图案的多样性而选择用所述VID分析的所存储PID数据的部分；
接收通过用所述VID分析所存储PID数据的所述选定部分而识别的VID识别缺陷的位置，其中所述VID识别缺陷是通过所述DVD验证；及
从所述工艺窗口移除与所述VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置。
6.根据权利要求4所述的检验系统，其中通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口包括迭代地：
通过在选定规格内最大化具有在选定范围内的优值的数个图案而选择用所述VID分析的所存储PID数据的部分；
接收通过用所述VID分析所存储PID数据的所述选定部分而识别的VID识别缺陷的位置，其中所述VID识别缺陷是通过所述DVD验证；及
从所述工艺窗口移除与所述VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置。
7.根据权利要求4所述的检验系统，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行程序指令，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：
基于从所述工艺窗口移除的所述VID识别缺陷而更新所述优值。
8.根据权利要求4所述的检验系统，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行指令，从而引起所述一或多个处理器：
使所述多个图案与用所述PID对所述样本的分析的一或多个扫描带相关；及
基于所述一或多个扫描带内的所述多个图案的所述优值而将学习潜力值指派给所述一或多个扫描带，其中基于所述一或多个扫描带的所述学习潜力值而选择通过所述VID分析的所存储PID数据的所述选定部分。
9.根据权利要求8所述的检验系统，其中所述学习潜力值指示具有满足选定准则的优值的多样性的图案或具有满足所述选定准则的优值的数个图案中的至少一者。
10.根据权利要求8所述的检验系统，其中所述一或多个扫描带的所述学习潜力值指示所述一或多个扫描带包含制造缺陷的预测概率。
11.根据权利要求8所述的检验系统，其中通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口包括迭代地：
基于学习潜力而选择用所述VID分析的所存储PID数据的扫描带的至少一个部分；
接收通过用所述VID分析所存储PID数据的所述扫描带的所述选定部分而识别的VID识别缺陷的位置，其中所述VID识别缺陷是通过所述DVD验证；及
从所述工艺窗口移除与所述VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置。
12.根据权利要求8所述的检验系统，其中所述迭代进一步包括：
基于所述VID识别缺陷而更新所述选定扫描带的所述学习潜力值。
13.根据权利要求12所述的检验系统，其中基于所述VID识别缺陷更新所述选定扫描带的所述学习潜力值包括：
递减所述选定扫描带的所述学习潜力值。
14.根据权利要求13所述的检验系统，其中所述选定结束条件包括：
所述一或多个扫描带具有低于选定阈值的学习潜力值。
15.根据权利要求4所述的检验系统，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行指令，从而引起所述一或多个处理器：
使所述多个图案与所述DVD的一或多个视场相关；及
基于在所述一或多个视场内的所述多个图案的所述优值而将学习潜力值指派给所述一或多个视场，其中基于所述一或多个视场的所述学习潜力值而选择通过所述VID分析的所存储PID数据的所述选定部分。
16.根据权利要求15所述的检验系统，其中所述学习潜力值指示具有满足选定准则的优值的多样性的图案或具有满足所述选定准则的优值的数个图案中的至少一者。
17.根据权利要求15所述的检验系统，其中所述一或多个视场的所述学习潜力值指示所述一或多个视场包含制造缺陷的预测概率。
18.根据权利要求15所述的检验系统，其中通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口包括迭代地：
用所述VID基于所述学习潜力而选择所述一或多个视场的至少一个视场；
接收通过用所述VID分析所述选定的至少一个视场而识别的VID识别缺陷的位置，其中所述VID识别缺陷是通过所述DVD验证；及
从所述工艺窗口移除与所述VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置。
19.根据权利要求15所述的检验系统，其中所述迭代进一步包括：
基于所述VID识别缺陷而更新所述至少一个选定视场的所述学习潜力值。
20.根据权利要求19所述的检验系统，其中基于所述VID识别缺陷而更新所述至少一个选定视场的所述学习潜力值包括：
递减至少一个选定视场的所述学习潜力值。
21.根据权利要求20所述的检验系统，其中所述选定结束条件包括：
所述一或多个视场具有低于选定阈值的学习潜力值。
22.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述选定结束条件包括：
选定数目个迭代。
23.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述选定结束条件包括：
选定运行时间。
24.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述PID包括：
光学检验系统或电子束检验系统中的至少一者。
25.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述DVD包括：
重检扫描电子显微镜、临界尺寸扫描电子显微镜或检验扫描电子显微镜中的至少一者。
26.一种检验系统，其包括：
物理检验装置PID；
虚拟检验装置VID，其经配置以分析所存储PID数据；
缺陷验证装置DVD；及
控制器，其通信地耦合到所述PID、所述VID及所述DVD，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行指令，从而引起所述一或多个处理器：
接收样本的图案布局，所述样本包含用定义工艺窗口的选定光刻配置制造的多个图案，所述图案布局使所述样本上的所述多个图案的位置与所述工艺窗口的所述光刻配置相关；
接收通过用所述PID分析所述样本而识别的PID识别缺陷的位置，其中所述PID识别缺陷是通过所述DVD验证；
从所述工艺窗口移除与所述PID识别缺陷的所述位置相关联的一或多个光刻配置；
通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口；及
在满足选定结束条件时提供所述工艺窗口作为输出。
27.一种检验方法，其包括：
接收样本的图案布局，所述样本包含用定义工艺窗口的选定光刻配置制造的多个图案，所述图案布局使所述样本上的所述多个图案的位置与所述工艺窗口的所述光刻配置相关；
用物理检验装置PID检验所述样本以产生PID识别缺陷；
用缺陷验证装置DVD验证所述PID识别缺陷；
从所述工艺窗口移除与所述PID识别缺陷的位置相关联的一或多个光刻配置；
通过移除与通过用所述VID分析所存储PID数据的选定部分而识别的VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置而迭代地改善所述工艺窗口；及
在满足选定结束条件时提供所述工艺窗口作为输出。
28.根据权利要求27所述的检验方法，其中迭代地改善所述工艺窗口，其中迭代包括：
选择用经配置以分析所存储PID数据的虚拟检验装置VID分析的所存储PID数据的部分；
接收通过用所述VID分析所存储PID数据的所述选定部分而识别的VID识别缺陷的位置，其中所述VID识别缺陷是通过所述DVD验证；及
从所述工艺窗口移除与所述VID识别缺陷相关联的一或多个光刻配置。
29.根据权利要求27所述的检验方法，其进一步包括：
将优值指派给指示所述工艺窗口中的数个光刻配置的所述多个图案，所述多个图案针对所述数个光刻配置经制造有缺陷，其中选择用所述VID分析的所存储PID数据的所述部分包括：
基于所述优值而选择用所述VID分析的所存储PID数据的所述部分。
30.根据权利要求29所述的检验方法，其中基于所述优值而选择用所述VID分析的所存储PID数据的所述部分包括：
选择所存储PID数据的所述部分以包含具有与制造缺陷相关联的所述工艺窗口中的选定数目个光刻配置的所述多个图案的选定数目个图案。
31.根据权利要求29所述的检验方法，其中基于所述优值而选择用所述VID分析的所存储PID数据的所述部分包括：
选择所存储PID数据的所述部分以包含具有与制造缺陷相关联的所述工艺窗口中的选定数目个光刻配置的所述多个图案的选定多样性的图案。
32.根据权利要求29所述的检验方法，其中所述迭代进一步包括：
基于从所述工艺窗口移除的所述VID识别缺陷而更新所述优值。
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