JP6814733B2 - 自動化された判定に基づくエネルギー分散型ｘ線測定法及びその装置 - Google Patents

Description

本開示は、エネルギー分散型Ｘ線スペクトル分析を使用した半導体ウエハのような製造された基板の自動化された検査及びレビューのための方法及び装置に関する。

関連出願への相互参照
本特許出願は、2014年10月27日付けで出願された米国予備特許出願第62/069,048号の優先権を主張しており、その開示はその全体が参照によってここに援用される。本特許出願はまた、2015年5月8日付けで出願された米国予備特許出願第62/159,180号の優先権も主張しており、その開示はその全体が参照によってここに援用される。本特許出願はまた、2015年6月5日付けで出願された米国予備特許出願第62/171,698号の優先権も主張しており、その開示はその全体が参照によってここに援用される。本特許出願はまた、2015年8月12日付けで出願された米国予備特許出願第62/204,325号の優先権も主張しており、その開示はその全体が参照によってここに援用される。本特許出願は、2015年6月19日付けで出願されたインド特許出願第3080/CHE/2015号の優先権を主張しており、その開示はその全体が参照によってここに援用される。

従来の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に基づく検査器具では、製造された基板（シリコンウエハ又はレチクルのような）はフォーカスされた電子ビームで走査され、その結果として二次電子が基板表面から発せられる。発せられた電子が検出されて、検出データは、典型的には試料の表面のイメージに変換される。これらのイメージはそれから、製造された基板における異常（欠陥と称される）を検出するために数値的に分析される。検出された欠陥は、さらなるイメージングによって引き続いてレビューされ得る。

検出された欠陥はまた、手作業で又は自動的に、異なる階級又はカテゴリーに分類され得る。欠陥の分類は、その歩留りを改善するように製造プロセスにて適切な調整がなされ得るように、その原因を決定するために使用され得る。

二次電子の発生に加えて、ＳＥＭでサンプルに衝突する電子ビームは、サンプルの物質の特性であるＸ線も生成する。エネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）スペクトル分析では、半導体検出器がサンプルに比較的接近して配置されて、電子ビームによる衝撃のためにサンプルから発したＸ線を収集する。検出器は、検出されたＸ線のエネルギースペクトルを得る様に、異なるエネルギーのＸ線を受領して検出する。エネルギースペクトルは、電子で照射されている物質の元素組成に関する情報を提供する。

米国特許出願公開第２００２／００７２１６２号 米国特許出願公開第２０１３／０１３４３０８号 米国特許出願公開第２００５／０１２１６１２号

ターゲット基板上の欠陥性ダイにて検出された欠陥の自動化されたレビューのための方法を提供する。

一つの実施形態は、ターゲット基板上の欠陥性ダイにて検出された欠陥の自動化されたレビューのための方法に関する。この方法は、欠陥の位置を含む結果ファイルを得るステップと、欠陥の電子ビームイメージを得る様に、二次電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して欠陥の自動化されたレビューを実行するステップと、電子ビームイメージから判定された欠陥の形態に基づいて、複数のタイプへの欠陥の自動化された分類を実行するステップと、自動化されたエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）レビューのために特定のタイプの欠陥を選択するステップと、を含む。

他の実施形態は、ターゲット基板上で検出された欠陥の自動化されたレビューのための装置に関する。この装置は、一次電子ビームを生成し且つ一次電子ビームをターゲット基板の表面上にフォーカスするための電子ビームカラムと、ターゲット基板を一次電子ビームの下に保持するための可動ステージと、一次電子ビームを偏向させる偏向器と、一次電子ビームによる衝撃のためにターゲット基板の表面から発せられた二次電子を検出するための電子検出器と、一次電子ビームによる衝撃のためにターゲット基板の表面から発せられたＸ線を検出するように構成されたＸ線検出器と、コンピュータ読み取り可能なコード及びデータを記憶するための非遷移データストレジを備え且つコンピュータ読み取り可能なコードを実行するためのプロセッサをさらに備える制御システムと、を含む。コンピュータ読み取り可能なコードは、ターゲット基板上の欠陥性ダイにて検出された欠陥の位置を含む結果ファイルを得て、欠陥の電子ビームイメージを得る様に欠陥の自動化された二次電子顕微鏡（ＳＥＭ）レビューを実行し、電子ビームイメージから判定された欠陥の形態に基づいて複数のタイプへの欠陥の自動化された分類を実行し、自動化されたエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）レビューのために特定のタイプの欠陥を選択し、特定のタイプの欠陥に関する自動化されたＥＤＸレビューを実行する、という指示を備える。

他の実施形態は、欠陥性ダイにおける欠陥の自動化されたエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）レビューの方法に関する。この方法は、コンピュータ読み取り可能な指示の制御の下で自動化されており、欠陥サイトへ移動するステップと、欠陥サイトからＥＤＸスペクトルを獲得するステップと、欠陥サイトから参照サイトへ移動するステップと、参照サイトからＥＤＸスペクトルを獲得するステップと、欠陥サイトからのＥＤＸスペクトル及び参照サイトからのＥＤＸスペクトルから相違スペクトルを生成するステップと、を含む。

他の実施形態では、欠陥性ダイにおける欠陥の自動化されたエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）レビューの方法が、反復するセルのアレイにあると示されている欠陥について実行される。この場合、欠陥サイトから参照サイトへの移動は、欠陥サイトが隣接するセル内の欠陥サイトに対応する位置にあるように、一次電子ビームを一方向へセル寸法だけ偏向することによって実行される。

他の実施形態では、欠陥性ダイにおける欠陥の自動化されたエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）レビューの方法が、非アレイパターン構造にあると示されている欠陥について実行される。この場合、欠陥サイトから参照サイトへの移動は、走査型電子顕微鏡の視野を欠陥性ダイ上の欠陥サイトから隣接するダイ上の参照サイトへ動かすようにターゲット基板を保持しているステージの並進によって実行される。

その他の実施形態、局面、及び特徴もまた開示される。

本発明のある実施形態に従った自動化された判定に基づくＥＤＸ測定法の流れ図である。 本発明のある実施形態に従った特定された欠陥の自動化されたサブサンプリングのためのプロセスの流れ図である。 本発明のある実施形態に従ったアレイモードでの自動化されたＥＤＸレビューのためのプロセスの流れ図である。 本発明のある実施形態に従った対象の欠陥（ＤＯＩ）及び隣接するセルにおける対応する参照点を描いた電子マイクログラフを示す図である。 本発明のある実施形態に従った非アレイモードでの自動化されたＥＤＸレビューのためのプロセスの流れ図である。 本発明のある実施形態に従った対象の欠陥（ＤＯＩ）及び参照ダイにおける対応する参照点を描いた電子マイクログラフを示す図である。 本発明のある実施形態に従った形態的な欠陥の結果を元素的な欠陥の結果と組み合わせて最終的なパレートを得るためのプロセスの流れ図である。 自動化されたＥＤＸレビューのための現存するプロセスを本発明のある実施形態に従った自動化されたＥＤＸレビューのための発明されたプロセスと比較する図である。 本発明のある実施形態に従ったエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）検出システムを有する走査型電子顕微鏡装置の模式図である。

図１は、本発明のある実施形態に従った自動化された判定に基づくＥＤＸ方法１００の流れ図である。この方法１００は、欠陥位置が自動化された検査によって特定された後に実行され得る。そのような自動化された検査は、例えば、同じ又は別個のＳＥＭ装置によって実行され得る。検査されるターゲット基板は、例えば、その上に複数のダイが形成されたシリコンウエハであり得る。あるいは、ターゲット基板はレチクルであり得る。

ステップ１０１を参照すると、識別された欠陥のＳＥＭ自動化されたレビューが実行され得る。ＳＥＭ自動化されたレビューは、自動化された検査からの結果ファイルに識別された欠陥の高解像度ＳＥＭイメージングを伴い得る。

ステップ１０２を参照すると、ＳＥＭ自動化されたレビューの後に、形態に基づく自動分類が実行され得る。ステップ１０２の右側の棒グラフ例に描かれるように、欠陥は欠陥タイプに分類され得る。棒グラフは欠陥頻度対欠陥タイプを示す。３つのタイプ（＃１、＃２、及び＃３）が描かれているが、もちろんタイプ数は任意の数であり得る。例えば、第１の欠陥タイプは孔であり得て、第２の欠陥タイプは引っ掻き傷であり得て、第３の欠陥タイプは粒子であり得る。これらは、単なる幾つかの例示的な欠陥タイプにすぎない。他の且つ異なる欠陥タイプが、もちろん利用され得る。例えば、粒子欠陥タイプを持つ代わりに、粒子のサイズに応じて大きな粒子の欠陥タイプと小さな粒子の欠陥タイプとがあり得て、あるいは、粒子の形状に応じて球形粒子の欠陥タイプと非球形粒子の欠陥タイプとがあり得る。

ステップ１０４を参照すると、自動化されたＥＤＸレビューのために、一つ（又はそれ以上）のタイプの欠陥が選択される。自動化されたＥＤＸレビューのための欠陥タイプの選択は、自動化された判定に基づくＥＤＸ方法１００を実行する実行可能なプログラムコードによって自動的に実行されるように、事前にプログラムされるか又は事前に構成され得る。ステップ１０４の右側の棒グラフ例に描かれるように、選択されたタイプはタイプ＃３であり得る。例えば、タイプ＃３は粒子に関連した欠陥タイプに対応し得て、これはまた「フォールオン（fall on）」欠陥とも称され得る。ステップ１０４ごとの自動化されたＥＤＸレビューのための欠陥タイプのこの自動化された選択は、ここでは自動化された（オート）サブサンプリングと称され得る。オートサブサンプリングのさらなる記述は、図２に関連して以下に提供される。

ステップ１０４のオートサブサンプリングの後に、正確な参照データを有する自動化されたＥＤＸレビュー１０５が、選択されたタイプの欠陥について実行され得る。正確な参照データを得るために、自動化されたＥＤＸレビュー１０５は、選択された各欠陥タイプに対してステップ１０６〜１１６を繰り返すことを伴い得る。

ステップ１０６を参照すると、欠陥サイトへの移動が実行され得る。欠陥サイトへの移動は、欠陥サイトがＳＥＭの視野の内部にあるようにステージを並進することによって達成され得る。これは、ＳＥＭ自動化されたレビューの記憶された結果から得られる欠陥サイトの位置座標に基づいて実行され得る。

ステップ１０８を参照して、ＥＤＸスペクトル（欠陥スペクトル）が欠陥サイトから得られる。これは、欠陥サイトがＳＥＭの視野内にあるように基板を並進するステップと、欠陥サイト上で一次電子ビームを走査しながらそれによって生成されるエネルギースペクトルを検出するステップと、を伴い得る。各欠陥サイトからの欠陥スペクトルは、欠陥サイトの位置（座標）に関連付けられるような方法で記憶され得る。

ステップ１１０を参照すると、欠陥サイトからその欠陥サイトに対応するように並べられた参照サイトへ、移動が実行され得る。図３に関連して以下にさらに記述されるように、欠陥サイトが反復するセルのアレイ内にあると示されると、そのときには、参照サイトへの移動は、隣接するセルの対応する位置に一次電子ビームを偏向させることによって達成され得る。図５に関連して以下のさらに記述されるように、欠陥サイトが非アレイパターンの構造（すなわちパターン化された構造が反復するセルのアレイではない）にあると示されると、そのときには、参照サイトへの移動は、ターゲット基板上の隣接するダイの対応する位置にステージを並進させることによって達成され得る。欠陥サイトがアレイ又は非アレイパターンの構造にあるか否かの提示は、結果ファイル内のデータによって提供され得る。

ステップ１１２を参照すると、ＥＤＸスペクトル（欠陥スペクトル）が参照サイトから得られる。これは、参照サイト上で一次電子ビームを走査しながら、それによって生成されるＸ線のエネルギースペクトルを検出するステップを伴い得る。参照スペクトルは、対応する欠陥サイトに関連付けられるような方法で記憶され得る。

ステップ１１４を参照すると、相違スペクトルが生成され得る。一つの具現化では、欠陥スペクトル及び対応する参照スペクトルの正規化が実行され得て、正規化された相違スペクトルが正規化された欠陥スペクトルから差し引かれ得て相違スペクトルが得られる。

ステップ１１６を参照すると、欠陥に対する元素情報が相違スペクトルから得られ得る。例えば、選択された欠陥タイプが粒子タイプであると、そのときには、元素情報は粒子の元素組成を示し得る。有益なことには、ここに開示される方法を使用して得られる元素情報は、従来の自動化されたＥＤＸレビュー手順から得られるものよりも正確である。これは、ここに開示される方法が、以前の方法に比べて、参照サイトをより正確に位置決めするためである。

棒グラフ例がステップ１０６〜１１６の右側に与えられる。棒グラフ例に見られるように、粒子欠陥に対する元素情報は、その粒子欠陥が、主にシリコン（Ｓｉ）、あるいは主に炭素（Ｃ）、又は主に鉄（Ｆｅ）のいずれかである元素組成を有することを示し得る。

ステップ１１８を参照すると、ここに開示された方法を使用して得られる、より正確な元素情報は、ステップ１０２からの形態的情報と組み合わせられ得る。組み合わせられた情報を有する棒グラフ例が、ステップ１１８の右側に与えられる。この棒グラフは欠陥頻度対欠陥タイプを示す。この棒グラフ例に示されるように、４つの欠陥タイプの区分（bin）が描かれている。最初の２つのタイプ（＃１及び＃２）は、ステップ１０２に関連して上記で論じられた形態に基づくタイプ（それぞれ孔及び引っ掻き傷）に対応する。この場合、第３のタイプ（＃３）及び第４のタイプ（＃４）はどちらも粒子に対するものであり得て、それらの元素組成に依存する。例えば、第４のタイプ（＃４）は組成が主に鉄（Ｆｅ）である粒子に対応し得て、第３のタイプ（＃３）は他の組成（すなわち鉄ではない）の粒子に対応し得る。この例が描写目的のために与えられていることに留意されたい。異なる形態的及び元素的情報の組み合わせを有する他の欠陥タイプが提供され得る。

図２は、本発明のある実施形態に従った、識別された欠陥の自動化されたサブサンプリングのためのプロセスフロー２００の流れ図である。自動化されたサブサンプリングは、有益なことに、ＥＤＸレビューが適用される欠陥の数を減らし、これにより、自動化されたＥＤＸレビューを実行するために必要とされる時間を減らす。これは、ＥＤＸレビューが、自動化された検査からの結果ファイルに識別された全ての欠陥の代わりに、選択された一つの（又は複数の）タイプの欠陥のみに適用されるからである。

ステップ２０２を参照すると、識別された欠陥のＳＥＭ自動化されたレビューが実行され得る。ＳＥＭ自動化されたレビューは、自動化された検査からの結果ファイルに識別された欠陥の高解像度ＳＥＭイメージングを伴い得る。

ステップ２０４を参照すると、欠陥は欠陥タイプに分類され（すなわち「入れられ」）得る。この例では、ステップ２０４の右側の棒グラフに示されるように、欠陥は、「フォールオン」（粒子）欠陥タイプ及び「その他の」（非粒子）欠陥タイプに分類され得る。

ステップ２０６を参照すると、ＥＤＸレビューの対象として「フォールオン」欠陥タイプのみが選択される。言い換えると、オートサブサンプリングは、ＥＤＸレビューの対象としてフォールオン欠陥のみを選択し、その他の欠陥についてはＥＤＸレビューが実行されない。

ステップ２０８を参照すると、選択された欠陥に対して、ＥＤＸレビューが自動化された方法で実行される。本発明のある実施形態に従うと、自動化されたＥＤＸレビューは、図１に関連して先に記述された、正確な参照スペクトルを有する自動化されたＥＤＸ手順１０５を使用して、正確な参照スペクトルを使って実行され得る。例えば、ステップ２０８の右側の棒グラフに示されるように、フォールオン欠陥は、シリコン（Ｓｉ）粒子タイプ、酸化シリコン（Ｓｉ、Ｏ）粒子タイプ、及び炭素（Ｃ）粒子タイプにカテゴリー化され（入れられ）得る。

図３は、本発明のある実施形態に従ったアレイモードにおける自動化されたＥＤＸレビューのためのプロセスフローの流れ図である。アレイモードは、反復されたセルのアレイでパターン化されたターゲット基板上の領域に対して、使用され得る。例えば、ターゲット基板はメモリセルのアレイを含み得て、アレイモードはメモリセルのアレイ内で、自動化されたＥＤＸレビューのために使用され得る。

ステップ３０２を参照すると、ターゲット基板の欠陥を検出するために、自動化された検査が実行され得る。自動化された検査は、例えば、ＳＥＭに基づく自動化された検査装置を使用して実行され得る。検査ツールは、ＳＥＭに基づく自動化されたレビュー装置に一体化されてもよく、又はそれとは別個にされてもよい。

ステップ３０４を参照すると、自動化された検査によって検出された欠陥に関するデータは結果ファイルに記憶され得る。この情報は、欠陥の位置に関する座標データを含む。

ステップ３０６を参照すると、アレイ内で検出された欠陥のＳＥＭ自動化されたレビューが実行され得る。ＳＥＭ自動化されたレビューは、その他のステップの中で、自動化された検査からの結果ファイルに識別された欠陥の高解像度ＳＥＭイメージングを伴い得る。

ステップ３０８を参照すると、欠陥は欠陥タイプに分類され（すなわち「入れられ」）得る。分類は、高解像度ＳＥＭイメージングから観察可能な欠陥の形態に基づいてなされ得る。例えば、欠陥タイプは、孔タイプ、引っ掻き傷タイプ、及び粒子（「フォールオン」）タイプを含み得る。これらは、単なる幾つかの欠陥タイプの例である。他の及び異なる欠陥タイプが、もちろん利用され得る。

ステップ３１０を参照すると、このステップは、欠陥ファイル内の各欠陥に対して実行され得る。このステップでは、欠陥ファイル内の欠陥が対象の欠陥（ＤＯＩ）として選択され得て、ＥＤＸレビューがそのＤＯＩに適用されるか又はされないかの決定が行われ得る。この決定は、ＤＯＩの欠陥タイプに基づく自動化された方法で、なされ得る。ＥＤＸレビューがＤＯＩに適用されないなら、そのときには現在のＤＯＩの処理は終了し得て、方法３００のループは戻り得て、ＤＯＩであると選択された次の欠陥があれば、それに対してステップ３１０を実行する。一方、ＥＤＸレビューがＤＯＩに適用されるならば、そのときには、方法３００は先に進んでステップ３１２〜３１６を実行する。

ステップ３１２に関して、ＥＤＸがＤＯＩに適用される。このことは、ステージを並進して、ＤＯＩのサイトを視野内になるように動かし、ＤＯＩからのＥＤＸスペクトルを得ることを伴い得る。

ステップ３１４に関して、ＥＤＸが参照セル内のタイプするサイトに適用される。このことは、一次電子ビームをある方向に、その方向におけるセル寸法に等しい距離だけ偏向させることを伴い得る。この偏向は一次電子ビームを動かして、そのセル内のＤＯＩの位置に対応する隣接するセル（参照セル）内の位置（参照点）に当てる。ＥＤＸスペクトルがそれから、その参照点から得られ得る。

ステップ３１６に関して、ＤＯＩのＥＤＸスペクトルと参照点のＥＤＸスペクトルとの間の相違スペクトルが生成され得る。これらのＥＤＸスペクトルは、相違スペクトルの生成前に正規化され得る。その後に、相違スペクトルは、図１のステップ１１６に関連して先に記述されたように、ＤＯＩについての元素情報を得るために使用され得る。

図４は、本発明のある実施形態に従って、対象の欠陥（ＤＯＩ）４０２及び隣接セル内の対応する参照点４０４を描いた電子マイクログラフを示す。この場合、ＤＯＩ４０２は反復するセルのアレイ内にある。そのため、自動化されたＥＤＸはアレイモードで実行され得て、参照スペクトルは、電子ビームをそのアレイ内のセルの幅（又は高さ）だけ偏向することによって得られる。

図５は、本発明のある実施形態に従った非アレイモードでの自動化されたＥＤＸレビューのためのプロセスフローの流れ図である。非アレイ（「ランダム」）モードは、反復すセルのアレイにパターン化されていないターゲット基板の領域に対して使用され得る。例えば、特定用途向け集積回路はカスタム化された論理回路の領域を含み得て、非アレイモードが、この領域内の自動化されたＥＤＸレビューのために使用され得る。

ステップ５０２を参照すると、自動化された検査がターゲット基板における欠陥を検出するために実行され得る。自動化された検査は、例えばＳＥＭに基づく自動化された検査装置を使用して実行され得る。検査ツールは、ＳＥＭに基づく自動化されたレビュー装置に一体化されてもよく、又はそれとは別個にされてもよい。

ステップ５０４を参照すると、自動化された検査によって検出された欠陥に関するデータは結果ファイルに記憶され得る。この情報は、欠陥の位置に関する座標データを含む。

ステップ５０６を参照すると、検出された欠陥のＳＥＭ自動化されたレビューが実行され得る。この場合、欠陥は反復されたセルのアレイではない領域（すなわち非アレイ領域）にあり得て、自動化されたレビューは「ランダム」（非アレイ）モードで実行され得る。ＳＥＭ自動化されたレビューは、その他のステップの中で、自動化された検査からの結果ファイルに識別された欠陥の高解像度ＳＥＭイメージングを伴い得る。

ステップ５０８を参照すると、欠陥は欠陥タイプに分類され（すなわち「入れられ」）得る。分類は、高解像度ＳＥＭイメージングから観察可能な欠陥の形態に基づいてなされ得る。例えば、欠陥タイプは、孔タイプ、引っ掻き傷タイプ、及び粒子（「フォールオン」）タイプを含み得る。これらは、単なる幾つかの欠陥タイプの例である。他の及び異なる欠陥タイプが、もちろん利用され得る。

ステップ５１０を参照すると、このステップは、結果ファイル内の各欠陥に対して実行され得る。このステップでは、結果ファイル内の欠陥が対象の欠陥（ＤＯＩ）として選択され得て、ＥＤＸレビューがそのＤＯＩに適用されるか又はされないかの決定が行われ得る。この決定は、ＤＯＩの欠陥タイプに基づく自動化された方法で、なされ得る。ＥＤＸレビューがＤＯＩに適用されないなら、そのときには現在のＤＯＩの処理は終了し得て、方法５００のループが戻り得て、ＤＯＩであると選択された次の欠陥があれば、それに対してステップ５１０を実行する。一方、ＥＤＸレビューがＤＯＩに適用されるならば、そのときには、方法５００は先に進んでステップ５１２〜５１６を実行する。

ステップ５１２に関して、欠陥サイトを取り囲むエリアをイメージングするように、欠陥ダイ上のＤＯＩの欠陥位置座標にセンタリングされた視野で、電子ビームイメージングが実行され得る。好ましくは、欠陥サイトを取り囲むエリアのイメージは、高解像度イメージであり得る。

ステップ５１４に関して、ＤＯＩに対するＥＤＸスペクトル（欠陥スペクトル）を得る様に、ＥＤＸがＤＯＩに適用される。このＥＤＸスペクトルからの元素情報は、ＤＯＩからの元素情報だけではなく、ＤＯＩを取り囲む物質からの元素情報も含む。

ステップ５１６に関して、参照サイトを取り囲むエリアをイメージングするように、（欠陥ダイの代わりに）参照ダイ上の欠陥位置座標にセンタリングされた視野で、電子ビームイメージングが実行され得る。好ましくは、参照サイトを取り囲むエリアのイメージは、高解像度イメージであり得る。

ステップ５１４の後で且つステップ５１６の前に、ターゲット基板を保持しているステージが並進されて、欠陥ダイ上の欠陥サイトから参照ダイ（好ましくは欠陥ダイに隣接している）の上の参照サイトに動かす。さらに、参照サイトを囲んでいるイメージのパターンが欠陥サイトを囲んでいるイメージのパターンと並べられ得て、並べられたイメージは、参照サイトの位置を高精度に決定するために使用され得る。

ステップ５１８に関して、参照点からのＥＤＸスペクトル（参照スペクトル）を得る様に、ＥＤＸが参照サイトに適用される。ステップ５２０に示されるように、正規化の後にこの参照スペクトルは欠陥スペクトルから差し引かれ得て、相違スペクトルを得る。その後に、図１のステップ１１６に関連して先に述べられたように、相違スペクトルがＤＯＩについての元素情報を得るために利用され得る。

図６は、本発明のある実施形態に従って、対象の欠陥（ＤＯＩ）及び隣接ダイ上の対応する参照点を描いた電子マイクログラフを示す。この場合、ＤＯＩは、ダイの非アレイ部にある。そのため、自動化されたＥＤＸは非アレイモードで実行され得て、このときには、参照スペクトルはまず参照ダイ上で参照点を位置決めすることによって得られて、ＤＯＩと参照点との間で動くためにステージの並進が使用される。

図７は、本発明のある実施形態に従って、形態的な欠陥の結果を元素的な欠陥の結果と組み合わせて最終的なパレートを得るための自動化されたプロセスの流れ図である。

ステップ７０２を参照すると、検出された欠陥のＳＥＭ自動化されたレビューが実行され得る。ＳＥＭ自動化されたレビューは、その他のステップの中で、自動化された検査からの結果ファイルに識別された欠陥の高解像度ＳＥＭイメージングを伴い得る。

ステップ７０４を参照すると、欠陥の自動化された分類が、欠陥の形態に基づいて実行され得る。欠陥は欠陥タイプに分類され（すなわち「入れられ」）得て、各欠陥タイプはクラスコードによって表され得る。例えば、欠陥タイプは、タイプ１としての孔タイプ、タイプ２としての引っ掻き傷タイプ、及びタイプ３としての粒子（「フォールオン」）タイプを含み得る。これらは、単なる幾つかの欠陥タイプの例である。他の及び異なる欠陥タイプが、もちろん利用され得る。

ステップ７０６を参照すると、特定のクラスコードの欠陥が自動化されたＥＤＸレビューのために選ばれ得る一方で、他のクラスコードの欠陥に対しては、自動化されたＥＤＸレビューはスキップされ得る。言い換えると、各欠陥に対して、その欠陥が特定のクラスコードの欠陥であるかどうかの判断がなされ得る。クラスコードが特定のクラスコードでなければ、そのときには、その欠陥の自動化されたＥＤＸレビューは実行されず、方法７００のループが戻り得て、次の欠陥があれば、それに対してステップ７０６を実行する。一方、クラスコードが特定のクラスコードであるならば、そのときには、方法７００は先に進んでステップ７０８〜７１０を実行する。

ステップ７０８を参照すると、特定のクラスコードの欠陥に対して、自動化されたＥＤＸレビューが実行される。正確な参照スペクトルを提供するために、自動化されたＥＤＸレビューは、レビューされている欠陥が反復されるセルのアレイ内にあるならば図３に関連して先に示されたステップ３１２〜３１６で、あるいは、レビューされている欠陥がそのようなアレイ領域内にないならばステップ５１２〜５２０で、実行され得る。ステップ７０８の結果として、特定のクラスコードの各欠陥に対して、相違スペクトルが得られ得る。

ステップ７１０を参照すると、相違スペクトルは、特定のクラスコードの各欠陥に対して元素組成を得るために使用され得て、特定のクラスコードの欠陥は、それらの元素組成に基づいて入れられ得る。例えば、測定のクラスコードが粒子又は「フォールオン」欠陥に対応すると、そのときには、これらの欠陥は、それらの元素組成に基づいて幾つかの元素組成ビンに分けられ得る。例えば、元素組成ビンは、シリコン（Ｓｉ）ビン、酸化シリコン（Ｓｉ、Ｏ）ビン、及び炭素（Ｃ）ビンを含み得る。

ステップ７１２を参照すると、欠陥パレート（最終パレート）が生成され得て、これは、欠陥をカテゴリー化する際に形態及び元素情報の両方を使用して且つ組み合わせる。欠陥パレートは、タイプによる欠陥頻度の棒グラフである。欠陥パレートは、欠陥性を低減するためにどのような訂正的行為が取られる必要があるかについての決定をするために、使用され得る。ある具現化では、特定のクラスコードを有する欠陥は、欠陥の元素組成に基づいて分けられ得る。

例えば、ステップ７０４からの形態上の欠陥タイプが、タイプ１としての孔タイプ、タイプ２としての引っ掻き傷タイプ、及びタイプ３としての粒子（「フォールオン」）タイプを含むとする。さらに、ステップ７０６で、自動化されたＥＤＸレビューのための欠陥を選択するために使用された特定のクラスコードがタイプ３（粒子又は「フォールオン」欠陥）に対するクラスコードであるとする。さらに、これらのフォールオン欠陥が粒子の元素組成に基づいて分けられ得るとする。例えば、酸化シリコンであるフォールオン欠陥はタイプ４とコードされ得て、他の組成（例えばＳｉ又はＣ）であるフォールオン欠陥はタイプ３とコードされたままであり得る。ステップ７１２の左側の結果として得られる棒グラフは、この例の最終パレートを描いている。

図８は、自動化されたＥＤＸレビューのための現存しているプロセス８００を、本発明のある実施形態に従った自動化されたＥＤＸレビューのための本発明のプロセス８５０と比較する図である。描かれているように、本発明のプロセス８５０は、有益なことに、現存しているプロセス８００よりも少ないステップで且つより迅速に結果を提供する。

現存しているプロセス８００は、以下のステップ、すなわち、オペレータによって要求されたレビュージョブ８０２、ＳＥＭによってレビューされるべきウエハのレビューツールへの転送８０４（これは約１５分間かかり得る）、自動化されたレビューの実行８０６（これは約１０分間かかり得る）、オペレータによる欠陥タイプへの欠陥のオフライン分類の実行８０８（これは約３０分間かかり得る）、選択されたタイプ（例えばフォールオン欠陥）に分類された欠陥のセットに対するオペレータによるＥＤＸジョブの要求８１０、ＥＤＸによってレビューされるべきウエハのＥＤＸツールへの転送８１２（これは約１５分間かかり得る）を含み、且つその後に、その欠陥のセットに対する自動化されたＥＤＸレビューが実施され得る（これは約５分間かかり得る）。

示されるように、現存するプロセス８００では、オペレータの行為が３つのステップ（ステップ８０２、８０８、及び８１０）に対して必要とされる。現存するプロセス８５０は、所望のＥＤＸデータが得られるまでに、典型的には約７５分間かかり得る。

対照的に、本発明のプロセス８５０は、以下のステップ、すなわち、オペレータによって要求されたレビュージョブ８０２、ＳＥＭによってレビューされるべきウエハのレビューツールへの転送８０４（これは約１５分間かかり得る）、自動化されたレビューの実行８０６（これは約５分間かかり得る）を含み、且つそれから、リアルタイムＥＤＸレビューが、図１に関連して先に一般的な方法で記述された自動化された判定に基づく方法１００を使用して実行８５２され得る（ステップ１０２〜１１８を参照）。

示されるように、本発明のプロセス８５０では、オペレータの行為は（現存するプロセス８００における３つのステップではなく）第１のステップ（ステップ８０２）に対してのみ必要とされる。さらに、本発明のプロセス８５０は、所望のＥＤＸデータが得られるまでに、（現存するプロセス８００が約７５分間を使用する代わりに）典型的には約３０分間のみかかり得る。

図９は、本発明のある実施形態に従ったエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）検出システム９２０を有する走査型電子顕微鏡装置９００の模式図である。図９の断面図に示されるように、電子ビームカラムは、ソース９０１、ウィーンフィルタ、走査偏向器９０６、フォーカスレンズ９０７、対物レンズ９０８、及びターゲット基板９１０を保持する並進可能ステージ９１９を含み得る。

ソース９０１は、入射電子ビーム（一次電子ビーム）９０２を生成する。入射電子ビーム９０２はウィーンフィルタ９０４を通過し得る。ウィーンフィルタ９０４は、お互いに交差する電界及び磁界を生成するように構成された電子・光学要素である。制御可能な静電偏向器９０６及びフォーカス電子レンズ９０７が使用され得る。偏向器９０６は、独立して制御可能な静電界をｘ方向及びｙ方向に印加し得る。偏向器９０６は、ターゲット基板９１０の表面を横切ってｅビームを走査するか、又はその他の目的でｅビームを偏向するように、制御され得る。ターゲット基板９１０は、例えば、製造されている集積回路又はリソグラフィーのためのレチクルのようなパターン化された基板であり得る。

フォーカス電子レンズ９０７は、入射電子ビーム９０２を、ウエハ又はその他の基板サンプル９１０の表面上のビームスポットにフォーカスするために利用され得る。ある実施形態に従うと、フォーカス電子レンズ９０７は、電界及び／又は磁界を生成することによって動作し得る。

入射電子ビーム９０２の走査の結果として、二次電子及びＸ線が、ターゲット基板９１０（例えば半導体ウエハ又はレチクルであり得る）の表面から発せられるか又は散乱される。ターゲット基板９１０は、可動ステージ９１１によって保持され得る。

二次電子は、対物（最終）レンズ９０８の電磁界への露出によって、ターゲット基板９１０から引き出され得る。電磁界は、発せられた電子を入射電子ビームの光軸から比較的小さい距離内に収束させ、且つこれらの電子をカラム内で加速するように振る舞う。このようにして、二次ｅビーム９１２が二次電子から形成される。

ウィーンフィルタ９０４は、二次ｅビーム９１２を、入射電子ビーム９０２の光軸から、装置の二次電子（ＳＥ）検出システム９１４に対する光軸である検出軸に、偏向する。これは、散乱されたｅビーム９１２を入射電子ビーム９０２から分けるように機能する。ＳＥ検出システム９１４は二次ｅビーム９１２を検出し、ターゲット基板の表面のイメージを生成するために利用され得るデータ信号を生成する。

器具制御及びデータ処理（制御／処理）システム９５０は、一つ又はそれ以上のプロセッサ（すなわちマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ）９５２、データストレジ（例えば、ハードディスクドライブストレジ及びメモリチップ）９５４、ユーザインターフェース９５７、及びディスプレーシステム９５８を含み得る。データストレジ９５４はコンピュータ読み取り可能なプログラムコード（指示）９５５及びデータ９５６を記憶又は保持し、プロセッサ９５２はプログラムコード９５５を実行してデータ９５６を処理し得る。ユーザインターフェース９５７はユーザ入力を受け付け得る。ディスプレーシステム９５８は、イメージデータ及びその他の情報をユーザに表示するように構成され得る。

制御／処理システム９５０は、ここで開示された方法又は手順を実行するようにｅビームカラムの様々な構成要素に接続され得て、且つそれらを制御するために使用され得る。例えば、ステージ９１１の動き及び偏向器９０６による走査は、制御／処理システム９５０によって実行されるコンピュータ読み取り可能なプログラムコード９５５によって制御され得る。

加えて、制御／処理システム９５０はまた、ＳＥ検出システム９１４からの電子イメージデータ及びＥＤＸ検出システム９２０からのｘ線データも処理し得る。特に、制御／処理システム９５０におけるコンピュータ読み取り可能なプログラムコード９５５が、ここに記述されたような自動化されたＥＤＸ方法に関する手順を実行するために、使用され得る。

結論
上述された図は必ずしも縮尺があっておらず、描写的であって且つ特定の具現化に限定するものではないことが意図されている。特定の寸法、配置、及び磁気的対物レンズのレンズ電流は可変で且つ各具現化に依存する。

上述の技法は、例えば自動検査及び欠陥分析システムにおいて利用され得て、ウエハ、Ｘ線マスク、及び製造環境における類似の基板の検査及びレビューに適用され得る。他の使用もまた可能である。

上記の記述では、数的な特定の詳細は、本発明の実施形態の十分な理解を提供するために与えられている。しかし、本発明の描写された実施形態の上記の記述は、排他的であったり又は開示されたまさにその形態に本発明を限定したりすることは意図されていない。当業者は、本発明が、一つ又はそれ以上の特定の詳細なしに、又はその他の方法、構成要素などと共に、実行されることができることを認識するであろう。その他の場合には、よく知られた構造又は操作が、本発明の局面をあいまいにすることを避けるために、示されていないか又は詳細に論じられていない。本発明の特定の実施形態及びその例が描写目的のためにここで述べられている一方で、当業者が認識するように、様々な等価な改変が本発明の範囲内で可能である。

これらの改変は、上記の詳細な記述を考慮して、本発明に対してなされることができる。以下の特許請求項で使用されている用語は、本発明を本明細書及び特許請求項に開示された特定の実施形態に限定すると解釈されるべきではない。むしろ本発明の範囲は、以下の特許請求項によって決定されるべきものであり、これらは、特許請求項の解釈の確立された理論にしたがって解釈されるべきである。

Claims (16)

1. ターゲット基板上の欠陥性ダイにて検出された欠陥の自動化されたレビューのための方法であって、
   前記欠陥の位置を含む結果ファイルを得るステップと、
   前記欠陥の電子ビームイメージを得る様に、二次電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して前記欠陥の自動化されたレビューを実行するステップと、
   前記電子ビームイメージから判定された前記欠陥の形態に基づいて、前記欠陥のタイプへの自動化された分類を実行するステップと、
   自動化されたエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）レビューのために特定のタイプの欠陥を選択するステップと、
   前記特定のタイプの欠陥に関する前記自動化されたＥＤＸレビューを実行するステップと、
   タイプごとの欠陥頻度分布である欠陥パレートを生成するステップであり、前記欠陥パレートは、前記欠陥の形態に基づき分類された欠陥のタイプごとの出現頻度と、前記欠陥のタイプの中の特定のタイプの欠陥について、元素情報によってさらに分類された出現頻度を含む、ステップと、
   を包含する、方法。
2. 前記自動化されたＥＤＸレビューを実行するステップが、前記特定のタイプの各欠陥に対して、
   欠陥サイトへの移動、
   前記欠陥サイトからのＥＤＸスペクトルの獲得、
   前記欠陥サイトから参照サイトへの移動、
   前記参照サイトからのＥＤＸスペクトルの獲得、
   前記欠陥サイトからのＥＤＸスペクトル及び前記参照サイトからのＥＤＸスペクトルからの相違スペクトルの生成、
   を包含する、請求項１に記載の方法。
3. 前記欠陥サイトが反復するセルのアレイにあると示されており、前記欠陥サイトから参照サイトへの移動が、前記参照サイトが、隣接するセル内の前記欠陥サイトに対応する位置にあるように、一次電子ビームを一方向へセル寸法だけ偏向することによって実行される、請求項２に記載の方法。
4. 前記欠陥サイトが非アレイパターン構造にあると示されており、
   前記欠陥性ダイ上で前記欠陥サイトを取り囲むエリアの第１のイメージを得るための電子ビームイメージングステップと、
   隣接するダイ上で前記参照サイトを取り囲むエリアの第２のイメージを得るための電子ビームイメージングステップと、
   前記第２のイメージを前記第１のイメージと並べた後に、前記第２のイメージにおける前記参照サイトの位置を決定するステップと、
   をさらに包含する、請求項２に記載の方法。
5. 前記欠陥性ダイから前記参照ダイへの移動が、前記ＳＥＭの視野を前記欠陥性ダイ上の前記欠陥サイトから前記隣接するダイの前記参照サイトへ動かすように、前記ターゲット基板を保持しているステージの並進によって実行される、請求項４に記載の方法。
6. 前記特定のタイプの各欠陥に対する前記相違スペクトルから元素情報を導出するステップをさらに包含する、請求項２に記載の方法。
7. 前記欠陥パレートが、欠陥頻度対タイプの棒グラフを備える、請求項１に記載の方法。
8. ターゲット基板上で検出された欠陥の自動化されたレビューのための装置であって、
   一次電子ビームを生成し且つ前記一次電子ビームを前記ターゲット基板の表面にフォーカスするための電子ビームカラムと、
   前記ターゲット基板を前記一次電子ビームの下に保持するための可動ステージと、
   前記一次電子ビームを偏向させる偏向器と、
   前記一次電子ビームによる衝撃のために前記ターゲット基板の表面から発せられた二次電子ビームを検出するための電子検出器と、
   前記一次電子ビームによる衝撃のために前記ターゲット基板の表面から発せられたＸ線を検出するように構成されたＸ線検出器と、
   コンピュータ読み取り可能なコード及びデータを記憶するための非遷移データストレジを備え且つ前記コンピュータ読み取り可能なコードを実行するためのプロセッサをさらに備える制御システムと、
   を備えており、前記コンピュータ読み取り可能なコードが、
   前記ターゲット基板上の欠陥性ダイにて検出された欠陥の位置を含む結果ファイルを得て、
   前記欠陥の電子ビームイメージを得る様に、前記欠陥の自動化された二次電子顕微鏡（ＳＥＭ）レビューを実行し、
   前記電子ビームイメージから判定された前記欠陥の形態に基づいて、前記欠陥のタイプへの自動化された分類を実行し、
   自動化されたエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）レビューのために特定のタイプの欠陥を選択し、
   前記特定のタイプの欠陥に関する前記自動化されたＥＤＸレビューを実行し、
   タイプごとの欠陥頻度分布である欠陥パレートを生成し、前記欠陥パレートは、前記欠陥の形態に基づき分類された欠陥のタイプごとの出現頻度と、前記欠陥のタイプの中の特定のタイプの欠陥について、元素情報によってさらに分類された出現頻度を含む、
   指示を備える、装置。
9. 前記自動化されたＥＤＸレビューを実行する指示が、
   欠陥サイトへ移動し、
   前記欠陥サイトからＥＤＸスペクトルを獲得し、
   前記欠陥サイトから参照サイトへ移動し、
   前記参照サイトからＥＤＸスペクトルを獲得し、
   前記欠陥サイトからのＥＤＸスペクトル及び前記参照サイトからのＥＤＸスペクトルから相違スペクトルを生成する、
   指示をさらに包含する、請求項８に記載の装置。
10. 前記欠陥サイトが反復するセルのアレイにあると示されており、前記欠陥サイトから参照サイトへ移動する指示が、一次電子ビームを一方向へセル寸法だけ偏向する指示を包含する、請求項９に記載の装置。
11. 前記欠陥サイトが非アレイパターン構造にあると示されており、前記自動化されたＥＤＸレビューを実行する指示が、
    前記欠陥性ダイ上で前記欠陥サイトを取り囲むエリアの第１のイメージを得るために電子ビームイメージングを使用し、
    隣接するダイ上で前記参照サイトを取り囲むエリアの第２のイメージを得るために電子ビームイメージングを使用し、
    前記第２のイメージを前記第１のイメージと並べた後に、前記第２のイメージにおける前記参照サイトの位置を決定する、
    指示をさらに包含する、請求項９に記載の装置。
12. 前記欠陥性ダイから前記参照ダイへ移動する指示が、ＳＥＭの視野を前記欠陥性ダイ上の前記欠陥サイトから前記隣接するダイの前記参照サイトへ動かすように、前記ターゲット基板を保持しているステージを並進させる指示を包含する、請求項１１に記載の装置。
13. 前記自動化されたＥＤＸレビューを実行する指示が、前記特定のタイプの各欠陥に対する前記相違スペクトルから元素情報を導出する指示をさらに包含する、請求項９に記載の装置。
14. 前記欠陥パレートが欠陥頻度対タイプの棒グラフを備える、請求項８に記載の装置。
15. 前記欠陥パレートは、孔、引っ掻き傷、粒子を区別し、さらに、第１の成分のフォールオン粒子と第２の成分のフォールオン粒子を区別する、請求項１に記載の方法。
16. 前記欠陥パレートは、孔、引っ掻き傷、粒子を区別し、さらに、第１の成分のフォールオン粒子と第２の成分のフォールオン粒子を区別する、請求項８に記載の装置。