JP6598889B2 - システム的欠陥フィルターによるレチクル欠陥検査 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、先願（ｉ）「Ｒｅｔｉｃｌｅ Ｄｅｆｅｃｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｄｅｆｅｃｔ Ｆｉｌｔｅｒ」という名称の、Ｂｉｎｇ Ｌｉらによって２０１２年３月８日に出願された米国仮出願第６１／６０８，４４５号、および（ｉｉ）「Ｒｅｔｉｃｌｅ Ｄｅｆｅｃｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｄｅｆｅｃｔ Ｆｉｌｔｅｒ」という名称の、Ｂｉｎｇ Ｌｉらによって２０１２年４月９日に出願された米国仮出願第６１／６２１，７２５号の利益を主張し、これらの出願はすべての目的のためにその全体が参照によって本明細書中に組み込まれる。

本発明は概してレチクル検査の分野に関する。より具体的には、本発明はレチクル欠陥検出からシステム的欠陥をフィルタリングするための方法に関する。

概して、半導体製造産業は、シリコン等の基材上に重ねられてパターン化される半導体材料を使用して、集積回路を組立てるための非常に複雑な技法を伴う。大規模な回路集積および半導体デバイスの寸法の減少の理由により、組み立てられたデバイスはますます欠陥に対して敏感となっている。すなわち、デバイス内において故障を生じる欠陥がますます小さくなってきている。デバイスには、エンドユーザまたは顧客へ出荷される前に故障はない。

集積回路は、典型的には複数のレチクルから組み立てられる。レチクルの生成および当該レチクルのその後の光学検査は、半導体の生産において標準ステップとなった。最初、回路設計者は特定の集積回路（ＩＣ）設計を記述する回路パターンデータをレチクル生産システムまたはレチクルライターに提供する。回路パターンデータは、典型的には、組み立てられたＩＣデバイスの物理層の代表的レイアウトの形態である。代表的レイアウトは、ＩＣデバイスの各物理層のための代表的層（例えば、ゲート酸化物、ポリシリコン、金属化等）を含み、そこでは、各代表的層は特定のＩＣデバイスの層のパターンを定義する複数の多角形で構成される。

レチクルライターは回路パターンデータを使用し、後ほど特定のＩＣ設計を組立てるために使用される複数のレチクルを書く（例えば、典型的には、電子ビームライターまたはレーザースキャナがレチクルパターンを露出するために使用される）。レチクル検査システムは次に、レチクルの生産中に発生したかもしれない欠陥について、レチクルを検査し得る。

レチクルまたはフォトマスクは、少なくとも透過および不透明領域、そして時には半透明および位相変移領域、を含む光学要素であり、これらは一緒に集積回路等の電子デバイス内で共面特徴のパターンを定義する。レチクルは、エッチング、イオン吸入、または他の組み立てプロセスのために半導体ウェハーの指定された領域を定義するために、フォトリソグラフィ中に使用される。

各レチクルまたはレチクルグループの組み立て後、各レチクルは典型的には制御された照明器具から発せられる光で照明されて検査される。レチクルの一部分の試験像は反射、透過、さもなくば光センサに向けられた光の一部分に基づいて構築される。当該検査技法および装置は当業界において周知であり、ミルピタス，カリフォルニア州のＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な多くのもの等の、様々な商業製品において具現化されている。

従来型検査プロセス中は、レチクルの試験像は典型的には基線像と比較される。典型的には、基線像は、回路パターンデータまたはレチクル自体の上にある隣接ダイから生成される。いずれにしても、試験像の特徴は分析され、基線像の特徴と比較される。各差値は、次に所定のしきい値と比較される。試験像が基線像から所定のしきい値を超えて変化する場合には、欠陥が定義され、報告される。

２つの像間で検出された差のそれぞれは、印刷可能欠陥に帰結する可能性を有する。反対に、検出された欠陥のいくつかは、結果としての集積回路上に何も影響を有しないであろう。このしきい値が高すぎてまたは低すぎて設定されたかどうかに依存して、この技法は小さい欠陥を捕獲するのに失敗する可能性があり、また多数の「擬似」欠陥を捕獲する可能性もある。

米国特許第７３５５６９３号

検出された「擬似」欠陥の数を低減しながら、レチクル等の欠陥を正確にまた信頼性をもって検出するための改善された検査技法に対する継続した要求が存在する。

以下は、本発明のある特定の実施形態の基本的理解を提供するために、本開示の簡素化された概要を提示する。この発明の概要は本開示の徹底した概要ではなく、本発明の重要／重大要素を識別するまたは本発明の範囲を線引きするものではない。その唯一の目的は、後ほど提示されるより詳細な記述に対する序曲として簡素化された形で本明細書中に開示されるいくつかの概念を提示することである。

一実施形態では、フォトリソグラフィレチクルの検査方法が開示される。欠陥データのストリームがレチクル検査システムから受け取られ、欠陥データはレチクルの複数の異なる部分に関する検出された複数の欠陥を識別する。レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データの再検討をする前、かつ欠陥データのストリームが継続して受け取られるにつれ、欠陥のいくつかは他の１つ以上の最も新しく受け取られた欠陥と自動的にグループ分けされ、実質的に一致する欠陥のグループを形成する。レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データを再検討する前、かつレチクルに関するすべての欠陥データが受け取られた後に、所定のしきい値より高い数を有する欠陥のグループのうちの１つ以上が、欠陥データから自動的にフィルタリングされ、フィルタリングされた欠陥データを形成する。フィルタリングされた欠陥データは、次に再検討ステーションに提供され、レチクルが合格するかどうかを判定し得る。

具体的実装においては、レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データを再検討することは、手動で実施される。別の実施形態では、一度に１つの欠陥像によって欠陥データが受け取られ、受け取られるにつれて各欠陥像が存在する場合の既存の種グループと一致するかどうかを判定することによって、そして当該欠陥像を当該一致する既存の種グループに加えることによって、グループ分けは自動的に達成される。さもなくば、当該欠陥像を含む新しい種グループが形成される。さらなる態様においては、各欠陥像が存在する場合の既存の種グループと一致するかどうかを判定し、当該欠陥像を当該一致する既存の種グループに加えることは、存在する一致が見つかるまで一度に１つずつ複数の種グループと当該欠陥像を比較することによって達成される。別の態様においては、当該欠陥像を、存在する一致が見つかるまで一度に１つずつ複数の種グループと比較することは、最初に当該欠陥像は種グループの１つとして実質的に一致する形状を有するかどうかを判定し、画素ごとに当該欠陥像を実質的に一致する形状を有する種グループと比較することによって、達成される。またさらなる態様においては、当該欠陥像が、画素ごとの比較が２×２画素差未満に帰結するときには種グループのうちの特定の１つとグループ分けされるものと判定される。

別の実装においては、自動的グループ分けは、最後に受け取られた欠陥データから最初に受け取られた欠陥データへの時間的順序で達成される。別の態様においては、自動的グループ分けおよびフィルタリングは、人間の介入無しで実施される。別の例では、所定のしきい値は、当該特定のグループの欠陥を包囲する区域の均一性のレベルに依存する調整値を有する。さらなる態様においては、所定のしきい値は特定のグループの欠陥が実質的に空白な背景によって包囲される場合は当該特定のグループはフィルタリングされないように設定された調整値を有する。またさらなる態様においては、所定のしきい値は、１次元欠陥を有する第１のグループに関しては、二次元欠陥を有する第２のグループよりもより高い調整値を有する。具体的実装においては、特定のグループの欠陥の種類に関する所定のしきい値は、１／ｌｏｇ（Ａ）に比例し、Ａは独特な背景パターンの区域である。

ある特定の実施形態においては、本発明はフォトリソグラフィレチクルを検査するためのシステムに関する。システムは、少なくとも１つのメモリおよび少なくとも１つのプロセッサを含み、これらは上に記述された動作の少なくともいくつかを実施するように構成される。他の実施形態においては、本発明は上に記述された動作の少なくともいくつかを実施するために記憶された命令を有するコンピュータ可読媒体に関する。

本発明のこれらおよび他の態様は、図面を参照しながら以下にさらに記述される。

本発明の一実施形態に従い、検査プロセスを図解する流れ図である。 本発明の具体的実装に従い、自動システム的欠陥フィルタリングプロセスを図解する流れ図である。 欠陥検出手順の一例を図解する流れ図である。 フィルタリング前のレチクルに関する検出された欠陥を、同一レチクルに関するフィルタリングされた欠陥と比較して図解する。 本発明の一実施形態に従う、検査システムの図示である。 レチクル等の試料の２つの「スワス」に対応する、像データの２セットの図示である。 パッチに分割されるスワスに対応する像データセットの図式図解である。 ある特定の実施形態に従い、マスクパターンをフォトマスクからウェハー上に転写するためのリソグラフィシステムの簡素化された略図である。 ある特定の実施形態に従い、フォトマスク検査装置の略図を提供する。

以下の記述では、本発明の徹底的理解を提供するために、多数の具体的詳細が論述される。本発明は、これらの具体的詳細のいくつかまたは全くなくても、実践され得る。他の事例においては、周知のプロセス動作は不必要に本発明を不明瞭にしないために、詳細には記述されていない。本発明は具体的実施形態と併せて記述されるが、本発明をその実施形態に限定することは意図されていないことは理解されるであろう。

用語「レチクル」は概して、ガラス、ホウケイ酸塩ガラスおよびその上に形成された不透明材料の層を有する溶融石英等の透明基材を含む。不透明領域は、透明基材に食刻された領域によって置換され得る。

多くの異なる種類のレチクルが当業界において知られており、本明細書中で使用される用語レチクルは、レチクルのすべての種類を包含することが意図されている。例えば、用語レチクルはさまざまな種類のレチクルを参照し、それらに限定されないが、明視野レチクル、暗視野レチクル、二元レチクル、位相変移マスク（ＰＳＭ）、交互ＰＳＭ、減衰またはハーフトーンＰＳＭ、および三元減衰ＰＳＭを含む。明視野レチクルは透明な視野または背景区域を有し、暗視野レチクルは不透明な視野または背景区域を有する。二元レチクルは、透明または不透明であるパターン化された区域を有するレチクルである。例えば、クローム金属吸収膜によって定義されたパターンを有する、透明溶融シリカ未加工材で作られたフォトマスクが使用されることが可能である。二元レチクルは位相変移マスク（ＰＳＭ）とは異なり、その１つの種類は光の一部分のみを透過する膜を含み、これらのレチクルはハーフトーンまたは埋込位相変移マスク（ＥＰＳＭ）として共通的に参照され得る。位相変移材料がレチクルの交互の透明空間上に置かれる場合、レチクルは交互ＰＳＭ、ＡＬＴ ＰＳＭ、またはＬｅｖｅｎｓｏｎ ＰＳＭとして参照される。あらゆるレイアウトパターンに適用される位相変移材料の１つの種類は、減衰またはハーフトーンＰＳＭとして参照され、これは不透明材料を部分的透過可能または「ハーフトーン」膜で置換されて組み立てられ得る。三元減衰ＰＳＭは、完全に不透明な特徴も含む減衰ＰＳＭである。

概して、欠陥検出プロセス中に生産される検出されたレチクル欠陥は、実欠陥、レンダリングプロセス欠陥、およびレチクル検査プロセス欠陥の３つの種類に分類されることが可能である。実欠陥はレチクルの一部分上の実際の汚染、またはレチクルパターンの一部分の不慮の除去に対応する。本明細書中での使用においては、用語「実」または「実際の」欠陥は、レチクルを使用してウェハー上に印刷された設計パターンにおける欠陥を引き起こし得る、レチクルの設計パターンにおける欠陥を参照し、これらは、過度の角曲がり、不満足な寸法、特徴の欠落、特徴間のブリッジ等である。レチクル検査プロセス欠陥は検査プロセスによって誘発される。例えば、欠陥検出プロセスは、レチクル像のいたるところで見られる「擬似」欠陥に帰結するモデル化プロセスを含み得る。レンダリングプロセス欠陥は、光学的検査工具からの影響によって導入される。さまざまな光学的ひずみが、欠陥として意図されずに検出され得るレチクル像内の違いを導入可能である。

擬似欠陥は、「システム的」欠陥としても参照され得るが、これは、擬似欠陥の両方の種類が、欠陥検出プロセス中にシステム的パターンまたは大きい数において典型的に生じるからである。例えば、モデリング導入擬似欠陥は、何度も何度も同一パターンにおいて発生する傾向があり、これらは、高曲度パターンまたは小特徴等である。対照的に、実欠陥は典型的に無作為事象であり、したがって、実欠陥の場所および出現は無作為であり、反復的ではない。

図１Ａは、本発明の一実施形態に従う、検査プロセス１００の概観を図解する流れ図である。動作１０２において、特定のレチクルについて欠陥が検出される。概して、任意の好適な種類および数の欠陥検出技法が、本発明の実施形態により実装され得る。例えば、異なる欠陥検出装置を、異なる種類の実欠陥を検出するために使用可能であり、これらは、針穴欠陥、ピンドット欠陥、異なる種類の線端欠陥、線終欠陥、異なる寸法の欠陥、汚染欠陥ハーフトーン欠陥等である。

さらに、特定の種類の欠陥（またはレチクル上のすべての「実」欠陥）を検出するための感度は、特定の種類の欠陥の実質的にすべてを捕獲するように調整されることが可能である。概して、異なる種類の欠陥を有する試験レチクルは組み立て可能であり、次に、各欠陥検出装置技法に関する感度を判定するために検査可能である。しかしながら、本発明のシステム的欠陥フィルタリングプロセスは、あらゆる好適な検出された欠陥データで使用されることが可能であり、当該データがどのようにして生じたかには依存しない。

特定のレチクルに関する欠陥が検出されると、動作１０４において、検出された欠陥データのうちの１つ以上のストリームは、検出された欠陥からシステム的欠陥を自動的にフィルタリングするためのプロセスに送られ得る。システム的フィルタリングプロセス１０４は、１つ以上の欠陥を以前に受け取られた欠陥と比較し、一致する欠陥をまとめてグループ分けすることによって検出された類似欠陥のパターンが存在するかどうかを判定することによって、欠陥データが受け取られるにつれて自動的に分析するように、概して構成されることが可能である。特定のレチクルに関する実質的にすべての検出された欠陥データが見つけられてグループ分け（もしも一致する場合）された後、フィルタリングプロセスは、次に、以下にさらに記述されるように、検出されたデータからシステム的欠陥を自動的にフィルタリングすることが可能である。

システム的欠陥がすべての検出された欠陥からフィルタリングされた後、動作１０６において、フィルタリングされた欠陥は次に再検討され得る。例えば、フィルタリングされた欠陥は手動で再検討され、残りの欠陥が、調べられたレチクルで組み立てられることになる組み立て済デバイス構造の動作に重大な影響を与える可能性が高いかどうかを判定し得る。

レチクルが動作１０８において合格するかどうかが次に判定され得る。この判定はあらゆる好適要因に基づいて行われ得、それらは、欠陥の合計数（フィルタリング後）、ある特定の種類の欠陥の合計数等である。レチクルが合格する場合は、そのレチクルは半導体デバイスを有するウェハーを組立てるために次に使用され得る。さもなくば、レチクルは動作１１０において修理されるかまたは廃棄される。レチクルが修理される場合は、欠陥検出、フィルタリング、および再検討プロセスが修理されるレチクルに関して次に繰り返され得る。レチクルが廃棄される場合には、欠陥結果に基づいて別の改善されたレチクルが製造され、次にこの改善されたレチクルについて、欠陥検出、フィルタリング、および再検討プロセスが実施される。

あらゆる好適技法が、検出された欠陥データから実質的類似欠陥のパターンを自動的にフィルタリングするために使用され得る。１つの実装においては、欠陥データは時間的順番データのストリームの中で分析されて欠陥グループの固有の解決策を取得し、次に各グループ内の欠陥数に基づいてフィルタリングされる。もちろんグループ分けされた欠陥の独特なセットを取得するために他の技法が使用され得る。

図１Ｂは、本発明の具体的実装に従い、自動システム的欠陥フィルタリングプロセス１２０を図解する流れ図である。この例では、欠陥データは時間的順序でグループ分けされる。最初は、動作１２２において、第１の欠陥像が検査システムから受け取られる。この実施形態においては、各欠陥が見つかるにつれ、自動フィルタリングプロセスによって欠陥像（または信号またはデータ）が取得される。以下にさらに記述されるように、レチクルは走査され、欠陥を検出するために像を分析する複数の像プロセッサによって個々に処理される複数の像を取得可能である。各欠陥が見つかるにつれ、フィルタリングプロセスは次に見つかった当該欠陥に対応する欠陥像を受け取ることが可能である。

最初の欠陥像が受け取られた後、動作１２４において、受け取られた欠陥像があらゆる既存の種欠陥グループと一致するかどうかが次に判定され得る。これは第１の欠陥像であるため、一致は存在しないと判定される。動作１２６において、新しい種グループが次に現行の欠陥像に基づいて生成される。次に、動作１２８において、あらゆるより多くの欠陥が存在するかどうかが判定され得る。言い換えれば、欠陥検出システムからすべての欠陥データが受け取られたかどうかが判定される。

より多くの欠陥が存在する場合は、動作１２２において、次の欠陥像が検査システムから受け取られる。次に、動作１２４において、欠陥があらゆる既存の種欠陥グループと一致するかどうかが判定され得る。複数の欠陥像が受け取られ、一致について分析された後、複数の異なる種グループが生成された可能性がある。独特な解決策を取得するために、既存の種グループは、時間的順序で分析され得るが、それらは、最後に受け取られた欠陥像との一致可能性についての最後に受け取られた種グループ（または最後に受け取られた欠陥を有する）を分析し、次に最後に受け取られた種グループの１つ前を分析する等であり、一致が見つかるまで行われる。

各グループは当該グループに追加された最初の（または最後の）受け取られた欠陥等の定義済種欠陥を有し得、これに対しては、他の新しく受け取られた欠陥が比較され得る。すなわち、新しく受け取られた欠陥像とグループの種欠陥のみとの間で比較が行われることが可能であり、その場合、当該グループにすでにグループ分けされた各欠陥ではない。もちろん、比較は各グループのすべての欠陥の分析および新しく受け取られた欠陥像を含み得るが、この技法は、少なくとも今日の処理速度においては、かなり効率が低いであろう。

新しく受け取られた欠陥像と種グループとの間の比較は、あらゆる好適な仕方で実施され得る。１つの実装においては、比較は類似形状を有するかどうかを判定するための欠陥のプレスクリーニングを含む。新しく受け取られた欠陥および種欠陥が類似形状を有する場合には、２つの欠陥はさらに分析され、他の様式（例えば、位置、形状、寸法、向き等）２つの欠陥が一致するかどうかを判定する。すなわち、２つの欠陥は画素対画素のベースで、互いに整合および比較がなされ得る。２つの欠陥は、所定のしきい値基準（例えば、２ｘ２残差等）未満である違いを有するときに、一致していると定義され得る。しかしながら、このしきい値は最適しきい値を判定するために試験レチクルを使用して調整され得、それにより、欠陥データが関連する数および種類のビン（例えば、「実」欠陥対「システム的」欠陥）にマッピングされる。グループ分けに関する感度は、欠陥を検出するための検査感度よりもかなり高くあり得る。

一致が存在する場合には、動作１２７において、現行の欠陥は一致するグループに追加されることが可能である。さもなくば、動作１２６において、新しい種グループが現行の欠陥のために生成され得る。このように、入ってくる欠陥が既存の種グループの欠陥のいずれかと一致しないときは新しい種グループが形成される。その結果、各種グループは、複数の実質的に一致する欠陥像を含む。

特定のレチクルに関するすべての欠陥が特定の種グループと突き合わされた後、種グループは分析されてフィルタリングされる。一実施形態では、種グループは一度に１つずつ分析され得る。他の実施形態では、種グループは並行して分析されることが可能である。図解された例においては、第１の種グループは動作１３０において取得され得る。この現行の種グループは、次に動作１３２において、この現行の種グループ内の欠陥の数が所定のしきい値より大きい場合には、フィルタリングされ得る。

異なるフィルタリングしきい値のあらゆる好適数が使用され得る。１つの実装においては、異なるしきい値が各欠陥グループの異なる背景パターンのために使用される。すなわち、欠陥およびそれがどのように周囲の区域と関連するかが調べられ、複数の異なるしきい値からどのしきい値を選択するかを判定する。例えば、グループの欠陥がほとんど空白区域によって包囲される点または粒子欠陥（例えば、ゼロ次元または０Ｄ欠陥）である場合には、この欠陥は「実」粒子欠陥である可能性が高く、欠陥計数がどのくらい高いかに拘わらず、計数しきい値は事実上無限に設定されて、すべてのこのグループの欠陥は維持される。別の例では、欠陥が一次元または１Ｄ欠陥（例えば、線等）である場合は、計数しきい値は特定の値、Ｘ、に設定され、パターン型式の欠陥と「実」欠陥との間を区別する（例えば、またはグループ内の欠陥が実欠陥である確率が５０％に達する）。２Ｄ欠陥に関する計数しきい値は、１Ｄ欠陥に関する計数しきい値より低く設定されることが可能である。具体的実装においては、選択されたしきい値、Ｎ、は１／ｌｏｇ（Ａ）に比例し、ここでＡは独特な背景パターンの区域である。この実施形態では、無地の背景を有する０Ｄ欠陥は、独特な背景区域が存在しないため（すなわち、すべての背景画素が同一）フィルタリングはされない。同様にして、一定の背景、例えば０Ｄ欠陥は、区域１を有するとして定義され得、これは無限である計数しきい値に帰結し、０Ｄ欠陥グループ内のすべての欠陥は維持される。より大きな独特な背景区域を有する欠陥は、比較的低い計数しきい値に帰結する。

異なるユーザは、異なる欠陥の種類について、容易に異なる計数しきい値を選択し得る。例えば、異なる組み立てプロセスは、システム的対実欠陥のための関連するビン分類を成就するために異なる計数しきい値を必要とし得る。当該計数しきい値の選択は、構成ファイルまたはグラフィカルユーザインターフェースを介して等のあらゆる好適仕方において達成され得る。

特定の種グループが、欠陥データから当該グループの欠陥をフィルタリングするかどうかについて分析された後、動作１３４において、あらゆる他の種グループが存在するかどうかを判定され得る。それ以上種グループが存在しない場合には、手順１２０は終わる。さもなくば、次の種グループが動作１３０において取得され、すべての種グループがフィルタリングされるまたはフィルタリングされないことについて分析されるまで、フィルタリングプロセスは継続する。

ある特定の自動フィルタリング実施形態は、再検討工具の操作者が再検討するための欠陥のクリーナーセットを提供することが可能である。図２は、ウィンドウ２０２における同一レチクルに関するフィルタリングされた欠陥と比較して、ウィンドウ２００におけるフィルタリング前のレチクルに関する検出された欠陥を図解する。示されるように、フィルタリング後の欠陥計数は実質的に低減される。各ウィンドウの柱状図は、各幾何学的パターンに基づく欠陥の種類の欠陥の数を示しており、これらは、Ｃｌｅａｒ／Ｈａｌｆｔｏｎｅ、ＥｄｇｅＴｏＬＥ（縁から線端部）、ＬＥＯｒＣｏｒｎｅｒ（線縁または角）、ＯｎＨａｌｆｔｏｎｅ、ＩｓｏＥｄｇｅ（隔離された縁）、ＯｎＣｌｅａｒ等であり、それぞれが欠陥の寸法（小、中、大、または特大）に従っている。システム的フィルタリングがオフのときは、欠陥地図はシステム的欠陥の存在のゆえに、一般的複数ダイレイアウトを示す。システム的フィルタリングがオンに切り替えられると、実欠陥のみが残され、一方それらのシステム的欠陥はフィルタリング処理される。

上に記述された技法のある特定の実施形態は、反復可能性、乱雑性および事前の欠陥テンプレートなしの反復欠陥の自動識別にしたがって擬似欠陥のフィルタリングを含む。これらのフィルタリング技法は、パッチレベルの像処理の限定をも克服可能であり、並列プロセッサを使用して走査済レチクルの個々の「パッチ」部分を処理する。以下にさらに記述されるように、パッチの範囲に限定されるパッチレベル処理は、生得的にプレートレベルにおいて欠陥の大局観を欠く。他方において、フィルタリング技法のある特定の実施形態は、欠陥の大局観に基づいて決定を行うことが可能である。

自動システム的欠陥フィルタリングは、多くのケースにおいて、いくつかの擬似欠陥をかなり低減することが可能であり、さらなる処方最適化およびアルゴリズム改善は取得が困難である。システム的欠陥フィルタリングは、また、より小さい欠陥を捕獲するためのより高い感度の検査を可能にし、一方、具体的幾何学的分類のための感度設定を最適化する必要性を低減する。

さらに、ある特定の実施形態は、欠陥が再検討ステーションに到着する前に自動的に欠陥をフィルタリングするための機構を提供し得る。システム的欠陥として定義された欠陥グループはフィルタリング処理されたので、再検討操作者は再検討する少量の欠陥を提示されるのみである。対照的に、自動欠陥分類技法は、非常に多くの欠陥クラスを提供し、これはまたシステム的欠陥も含む。分類済欠陥は、全体の欠陥クラスは重大欠陥を代表するかどうかを判定するために、各クラスにおいて１つの欠陥のみを操作者が再検討することを許可することが可能であっても、操作者は、また、どの欠陥クラスが単にシステム的欠陥対実際のレチクル欠陥を含んでいたかを判定するために、非常に多くの欠陥クラスを冗長に再検討しなければならないであろう。全体のグループが、操作者が再検討する前に自動的にフィルタリング処理されたときは、操作者はシステム的欠陥を除外するフィルタリングされた欠陥を提示される。

あらゆる好適欠陥検出手順を使用して、欠陥データを、本明細書中に記述される自動システム的欠陥フィルタリング技法に入力可能である。図１Ｃは、欠陥検出手順１５０の一例を図解する流れ図である。最初は、検査されることとなるレチクルは動作１５２において提供される。レチクルは次に走査されてレチクルの複数の試験像を取得し得、そして各試験像は動作１５４において欠陥プロセッサに送られる。

各試験像は、次に、動作１５８において対応する参照像と整合される。参照像は、レチクル組み立ておよびレチクルデザインパターンの検査プロセスをシミュレートすることによって、レチクル設計データベース（ダイ対データベース）またはレチクルそれ自体（例えば、ダイ対ダイ）から取得される別のレチクル像から取得され得る。各試験および参照像は、また、動作１６０において、高感度を使用して分析され得、擬似システム的欠陥と共に実際のレチクル欠陥の実質的にすべてを捕獲する。

各検出された像が見つかった後、動作１６２において、各検出された欠陥像は次に自動システム的欠陥フィルタリングプロセスに送られることが可能である。動作１６４において、レチクル走査が完了したかどうかも判定され得る。レチクル走査が完了した場合、手順１５０は終わる。さもなくば、手順はレチクルの走査を継続し、高感度を使用して欠陥を検出する。

図３は、本発明の一実施形態に従う、検査システム３００の図示である。検査システムは、検査工具またはスキャナ（示されない）、データ分配システム（例えば、３０４ａおよび３０４ｂ）、像処理システム（例えば、３０６ａおよび３０６ｂ）、１つ以上の自動フィルタリングプロセッサおよびメモリ（例えば、３１２）、ネットワーク（例えば、交換網３０８）、任意選択の大容量記憶デバイス３１６、および１つ以上の検査制御および／または再検討ステーション（例えば、３１０）から入力３０２を受け取り得る。各プロセッサは典型的に１つ以上のマイクロプロセッサ集積回路を含み得、またインターフェースおよび／またはメモリ集積回路も含み得、そしてさらに１つ以上の共有および／またはグローバルメモリデバイスに連結され得る。

検査システム３００は、スキャナまたはデータ入手システム（示されない）から入力３０２を受け取るように取りまとめ可能である。スキャナは、試料の像を取得するためのあらゆる好適計器であり得る。例えば、スキャナは、反射され、透過し、さもなくば１つ以上の光センサに向けられた光の一部分に基づき、試料の一部分の光学像を構築し得る。代替的に、スキャナは、試料の像を取得するために、電子線（エレクトロンビーム）または他の方法を利用し得る。

像データは、あらゆる好適な試料の種類から取得され得る。すなわち、試料は像データの比較的大量の像データに帰結するあらゆるものであり得る。本明細書中に記述される図解された例は、多数の細かいパターンをその上に有するレチクルの形態である試料に関するが、本発明の技法はまた、半導体デバイスまたは材料、裏面薄膜、またはコンピュータディスクの形態をとる試料に適用され得る。

像データ３０２は、試料の像を代表するためにあらゆる好適形態を取り得る。例えば、像データは典型的に複数の像または試料の一部分またはパッチをそれぞれ代表する像部分を含む。試料の一部分は走査されて像データを作成可能である。これらの試料部分および対応像は、特定のシステムおよび適用要件に依存して、あらゆる寸法および形状であり得る。像は、あらゆる好適様式によって試料を走査して取得され得る。例として、像は試料をラスタ走査することによって取得され得る。代替的に、像は、円形または螺旋パターン等のあらゆる好適パターンで試料を走査することによって取得され得る。もちろん、センサは、試料から円形または螺旋形状を走査するために、異なって取りまとめられねばならず（例えば円形パターンで）、および／または試料は走査中異なって移動され得る（例えば、回転される）。

以下に図解された例において、試料がセンサを過ぎて移動するにつれ、試料の長方形領域（本明細書中では「スワス」として参照される）は像セットに変換される。この実施形態では、スキャナのセンサは長方形パターンで取りまとめられる。この例に関しては、センサは試料からの光を受け取るように取りまとめられ、試料のスワスに対応するデータセットをそこから生成し、これは例えば、約１００万画素幅で約１０００〜２０００画素高が可能である。

図４は、本発明の実施形態に従う、レチクル等の試料４００の２つの「スワス」４０２および４０４に対応する像データの２セットの図示である。像データの各セットは、試料４００の「スワス」に対応し得る。図４の例においては、像データの最初のセットは試料４００の最初のスワス４０２に対応し、像データの第２のセットは、試料４００の第２のスワス４０４に対応する。

像データの各セットは、ヘビ状またはラスタパターンで試料から順番にスワスを走査することによって取得される。例えば、試料４００の第１のスワス４０２は、左から右へ像入手システムによって走査されて像データの第１のセットを取得する。第２のスワス４０４は次に右から左へ走査されて像データの第２のセットを取得する。

好ましい実施形態においては、像データの各セットと試料上の重複に対応する像データの次のセットとの間に重複４０６が存在する。この重複は試料４００上のある特定のパターンを処理する際により柔軟性を可能とする。例えば、この重複は、パターンの高さが重複区域の高さ以下である限り、重複スワスによってカバーされる表面の部分のいずれかにおけるあらゆるパターンが少なくとも１つのスワス内に完全に含まれることを確保する。ほとんどのアルゴリズムは、アルゴリズムが調べている像部分内に全体のパターンが存在しない限り、パターン内の欠陥を正しく検出することはできない。

図３に戻ると、像データ３０２はネットワーク３０８を介してデータ分配システムによって受け取られることが可能である。データ分配システムは、ＲＡＭバッファ等の１つ以上のメモリデバイスと関連付けられ得、受け取られた像データ３０２の少なくとも一部分を保持する。好ましくは、合計メモリは像データの全体スワスを保持するために十分大きい。例えば、１００万画素×１０００画素の見本については、１ギガバイトのメモリが良好に働く。

データ分配システム（例えば、３０４ａおよび３０４ｂ）は、像プロセッサ（例えば、３０６ａおよび３０６ｂ）への受け取られた像入力データ３０２の一部分の分配の制御も行い得る。例えば、データ分配システムは、第１の像を像プロセッサ３０６ａに経路決めし、第２の像を像プロセッサ３０６ｂに経路決めし得る。

像プロセッサは、試料の少なくとも一部分またはパッチに対応する像を受け取り得る。像プロセッサは、像データ部分を保持する等のローカルメモリ機能を提供するＤＲＡＭデバイス等の１つ以上のメモリデバイス（示されない）ともそれぞれ連結または統合され得る。好ましくは、メモリは試料のパッチに対応する像を保持するために十分に大きい。例えば５１２×１０２４画素であるパッチに対応する像に関しては、８メガバイトのメモリが良好に働く。代替的に、像プロセッサはメモリを共有し得る。

像データ３０２の各セットは、試料のスワスに対応し得る。像データのうちの１つ以上のセットは、データ分配システムのメモリ内に記憶され得る。このメモリは、データ分配システム内の１つ以上のプロセッサによって制御され得、そしてメモリは複数の区画に分割され得る。例えば、データ分配システムはスワスの一部分に対応する像を第１のメモリ区画（示されない）内へ受け取り得、そしてデータ分配システムは、別のスワスに対応する別の像を第２のメモリ区画（示されない）内へ受け取り得る。好ましくは、データ分配システムの各メモリ区画は、当該メモリ区画と関連付けられるプロセッサに対して経路決めされる像データの部分のみを保持する。例えば、データ分配システムの第１のメモリ区画は、第１の像を像プロセッサ３０６ａに対して保持および経路決めを行い得、そして第２のメモリ区画は第２の像を像プロセッサ３０６ｂに対して保持および経路決めを行い得る。

データ分配システムはまた受け取られた像データの一部を像プロセッサに対して分解および経路決めし得る。像データは、データ分析を容易にするために、あらゆる好適な様式によってデータ分配システムによって分割され得る。例えば、像データはそれぞれが試料の「パッチ」に対応する像に分割され得る。図５は、パッチに分割されるスワスに対応する像データセット４０２の図式図解である。

示されるように、像セット４０２は複数の像５０２、５０４、５０６、および５０８を含み、各像は試料のパッチに対応する。重複スワスに対応する像データのセットのように、像データの特定のセット内の像も重複し得る。示されるように、像５０２と５０４の間に重複区域５１０ｃが、像５０４と５０６の間に重複区域５１０ｂが、そして像５０６および５０８の間に重複区域５１０ａが存在する。

重複スワス像に関して上に論議されたように、パッチ像の重複は信頼できる処理をも容易にする。例えば、重複区域は、構造の幅が重複幅未満であるときに、重複区域内に部分的にまたは完全に存在する完全構造を処理することを可能にする。畳み込み演算および局所近傍演算の使用時にパッチの縁において発生するデータの侵食または喪失は、重複が存在するときに取り除くことが可能である。

データ分配システムは、像データのあらゆる好適パラメータに基づき、像データの各像を定義および分配し得る。例えば、像は、試料上のパッチの対応位置に基づき、定義および分配がなされ得る。一実施形態では、各スワスは、スワス内の画素の水平位置に対応するある範囲内のカラム位置と関連付けられる。例えば、スワスのカラム０〜２５６は、第１のパッチと対応し得、これらのカラム内の画素は第１の像を含み、これは１つ以上のリーフプロセッサへ経路決めされる。同様に、スワスのカラム２５７〜５１２は第２のパッチに対応し得、これらのカラム内の画素は第２の像を含み、これは異なるリーフプロセッサ（複数可）へ経路決めされる。

システム例
図６Ａは、ある特定の実施形態に従ってマスクパターンをフォトマスクＭからウェハーＷへ転写するために使用されることが可能な、典型的リソグラフィシステム６００の簡素化された略図である。当該システムの例は、スキャナおよびステッパを含み、より具体的には、ＡＳＭＬ、フェルドホーフェン、オランダから入手可能なＰＡＳ ５５００システムである。概して、照明源６０３は光ビームを照明レンズ６０５を通してマスク面６０２に位置決めされたフォトマスクＭへ向ける。照明レンズ６０５はその面６０２において開口数６０１を有する。開口数６０１の値は、フォトマスク上のどの欠陥がリソグラフィ上顕著な欠陥であり、またどれがそうではないかに関して影響力を有する。フォトマスクＭを通過するビームの一部分は、撮像光学系６５３を透過、ウェハーＷへ向けられ、パターン転写を開始するパターン化された光学信号を形成する。

図６Ｂは、ある特定の実施形態に従い、撮像レンズ６５１ａを有する検査システム６５０の略図を提供し、レチクル面６５２において比較的大きな開口数６５１ｂを有する。描かれた検査システム６５０は、例えば、強化された検査のために６０〜２００Ｘ以上の倍率を提供するように設計された顕微鏡的拡大光学系６５３を含む。検査システムのレチクル面６５２における開口数６５１ｂは、しばしばリソグラフィシステム６００のレチクル面６０２における開口数６０１よりかなり大きく、これは、試験検査像と実際の印刷像との間の違いに帰結する。

本明細書中に記述される検査技法は、さまざまな特別に構成された検査システム上で実装され得、これは図６Ｂにおいて略図的に図解されるもの等である。システム６５０は、レチクル面６５２内のフォトマスクＭ上へ照明光学系６５１を通って向けられる光ビームを生成する照明源６６０を含む。光源の例はレーザーまたはフィルター付きランプを含む。１つの例では、源は１９３ｎｍレーザーである。上に説明されたように、検査システム６５０は、レチクル面６５２において、対応するリソグラフィシステムのレチクル面開口数（例えば、図６Ａの要素６０１）より大きくあり得る開口数６５１ｂを有する。検査されるフォトマスクＭは、レチクル面６５２に配置され、源に露出される。

マスクＭからのパターン化された像は、拡大光学要素６５３の集まりを通って向けられ、これはパターン化された像をセンサ６５４上に投影する。好適なセンサは、電化結合デバイス（ＣＣＤ）、ＣＣＤアレイ、時間遅延積算（ＴＤＩ）センサ、ＴＤＩセンサアレイ、光電子増倍管（ＰＭＴ）および他のセンサを含む。反射システムにおいては、光学要素は反射像を方向付けおよび捕獲する。

センサ６５４によって捕獲された信号は、コンピュータシステム６７３または、より一般的には、信号処理デバイスによって、処理されることが可能であり、これは処理のためにアナログ信号をセンサ６５４からデジタル信号へ変換するように構成されたアナログ−デジタルコンバータを含み得る。コンピュータシステム６７３は、強度、位相および／または感知された光ビームの他の特性を分析するように構成され得る。コンピュータシステム６７３は、結果としての試験像および他の検査特性を表示するためのユーザインターフェース（例えば、コンピュータ画面上）を提供するように構成され得る（例えば、プログラミング命令で）。コンピュータシステム６７３は、また、変化する検出しきい値等のユーザ入力を提供するための１つ以上の入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、ジョイスティック）を含み得る。ある特定の実施形態においては、コンピュータシステム６７３は以下に詳述される検査技法を実行するように構成される。コンピュータシステム６７３は、入力／出力ポートに連結された１つ以上のプロセッサ、および適切なバスまたは他の通信機構を介して１つ以上のメモリを典型的に有する。

当該情報およびプログラム命令は特別に構成されたコンピュータシステム上で実装され得るので、当該システムは、コンピュータ可読媒体上に記憶されることが可能な、本明細書中に記述されるさまざまな動作を実施するためのプログラム命令／コンピュータコードを含む。機械可読媒体の例は、それらに限定されないが、ハードディスク、フロッピー（商標登録）ディスク、および磁気テープ等の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスク等の光学媒体、光ディスク等の磁気光学媒体、および、読み取り専用メモリデバイス（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の、プログラム命令を記憶および実施するように特別に構成されたハードウエアデバイス、を含む。プログラム命令の例は、コンパイラ等によって生成される機械コードおよび、解釈プログラムを使用してコンピュータによって実行され得るより高いレベルのコードを含むファイルの両方を含む。

ある特定の実施形態においては、フォトマスクを検査するためのシステムは、少なくとも１つのメモリおよび本明細書中に記述される技法を実施するように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む。検査システムの一例は、Ｍｉｌｐｉｔａｓ、ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから入手可能な特別に構成されたＴｅｒａＳｃａｎ（商標）ＤＵＶ検査システムを含む。

先行する発明は理解の明確性の目的のためにいくらかの詳細によって記述されてきたが、ある特定の変更および修正は、付属の請求項の範囲内で実践され得ることは明白である。本発明のプロセス、システム、および装置を実装の多くの代替方法が存在することに注目されるべきである。したがって、本実施形態は説明としてであって制限的ではないと考察されるべきであり、本発明は本明細書中に与えられた詳細には限定されない。

Claims (13)

1. フォトリソグラフィレチクルを検査する方法であって、
   レチクル検査システムから欠陥データのストリームを受け取ることであって、欠陥データはレチクルの複数の異なる部分に関して検出された複数の欠陥を識別し、
   レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データを再検討する前、かつ欠陥データのストリームが継続して受け取られるにつれ、欠陥のいくつかを１つ以上の最も新しく受け取られた他の欠陥と自動的にグループ分けして、実質的に一致する欠陥のグループを形成することと、
   レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データを再検討する前、かつレチクルに関するすべての欠陥データが受け取られた後に、欠陥データから欠陥の種類毎に異なるしきい値より高い数を有する欠陥のグループのうちの１つ以上を自動的にフィルタリングして、フィルタリングされた欠陥データを形成することと、
   フィルタリングされた欠陥データを再検討ステーションに提供してレチクルが合格するかどうかを判定することと、を含む方法。
2. レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために前記欠陥データを再検討することが手動で実施される、請求項１に記載の方法。
3. 欠陥データは一度に１つの欠陥像を受け取られ、自動的グループ分けが、
   各欠陥像が受け取られるにつれ、当該欠陥像が、存在する場合の既存の種グループと一致するかどうかを判定し、当該欠陥像を当該一致する既存の種グループに加え、そうでなければ、当該欠陥像を含む新しい種グループを形成することによって達成される、請求項１に記載の方法。
4. 各欠陥像が、存在する場合の既存の種グループと一致するかどうかを判定し、当該欠陥像を当該一致する既存の種グループに追加することは、存在する場合に一致が見つかるまで、当該欠陥像を一度に１つずつ複数の種グループと比較することによって達成される、請求項３に記載の方法。
5. 存在する場合に一致が見つかるまで、当該欠陥像を一度に１つずつ複数の種グループと比較することは、最初に当該欠陥像が、前記種グループの１つと実質的に一致する形状を有するかどうかを判定し、実質的に一致する形状が存在する場合のみ、当該欠陥像を、実質的に一致する形状を有する種グループと画素ごとに比較することによって達成される、請求項３に記載の方法。
6. 自動的グループ分けは、最後に受け取られた欠陥データから最初に受け取られた欠陥データへの時間的順序で達成される、請求項１に記載の方法。
7. 自動的グループ分けおよびフィルタリングは人間の介入なしで実施される、請求項１に記載の方法。
8. フォトリソグラフィレチクルを検査するための検査システムであって、
   レチクル検査システムから欠陥データのストリームを受け取ることであって、欠陥データは前記レチクルの複数の異なる部分に関して検出された複数の欠陥を識別し、
   レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データを再検討する前に、かつ欠陥データのストリームが継続して受け取られるにつれ、欠陥のいくつかを１つ以上の最も新しく受け取られた他の欠陥と自動的にグループ分けして、実質的に一致する欠陥のグループを形成することと、
   レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データを再検討する前、かつレチクルに関するすべての欠陥データが受け取られた後に、欠陥データから欠陥の種類毎に異なるしきい値より高い数を有する欠陥のグループのうちの１つ以上を自動的にフィルタリングして、フィルタリングされた欠陥データを形成することと、
   フィルタリングされた欠陥データを再検討ステーションに提供して、レチクルが合格するかどうかを判定することと、
   を実施するように構成された少なくとも１つのメモリおよび少なくとも１つのプロセッサを含む、検査システム。
9. 前記欠陥データは一度に１つの欠陥像を受け取られ、自動的グループ分けが、
   各欠陥像が受け取られるにつれ、当該欠陥像が、存在する場合の既存の種グループと一致するかどうかを判定し、当該欠陥像を当該一致する既存の種グループに加え、そうでなければ、当該欠陥像を含む新しい種グループを形成することによって達成される、請求項８に記載の検査システム。
10. 各欠陥像が、存在する場合の既存の種グループと一致するかどうかを判定し、当該欠陥像を当該一致する既存の種グループに追加することは、存在する場合に一致が見つかるまで、当該欠陥像を一度に１つずつ複数の種グループと比較することによって達成される、請求項９に記載の検査システム。
11. 存在する場合に一致が見つかるまで、当該欠陥像を一度に１つずつ複数の種グループと比較することは、最初に当該欠陥像が、種グループの１つと実質的に一致する形状を有するかどうかを判定し、実質的に一致する形状が存在する場合のみ、当該欠陥像を、実質的に一致する形状を有する前記種グループと画素ごとに比較することによって達成される、請求項９に記載の検査システム。
12. 自動的グループ分けは、最後に受け取られた欠陥データから最初に受け取られた欠陥データへの時間的順序で達成される、請求項８に記載の検査システム。
13. 命令が記憶されたコンピュータ可読媒体であって、
    レチクル検査システムから欠陥データのストリームを受け取ることであって、欠陥データはレチクルの複数の異なる部分に関して検出された複数の欠陥を識別し、
    レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データを再検討する前に、かつ欠陥データのストリームが継続して受け取られるにつれ、欠陥のいくつかを１つ以上の最も新しく受け取られた他の欠陥と自動的にグループ分けして、実質的に一致する欠陥のグループを形成することと、
    レチクルが検査を合格するかどうかを判定するために欠陥データを再検討する前、かつレチクルに関するすべての欠陥データが受け取られた後に、欠陥データから欠陥の種類毎に異なるしきい値より高い数を有する欠陥のグループのうちの１つ以上を自動的にフィルタリングして、フィルタリングされた欠陥データを形成することと、
    フィルタリングされた欠陥データを再検討ステーションに提供して、レチクルが合格するかどうかを判定することと、
    を実施する、コンピュータ可読媒体。