JP6864695B2

JP6864695B2 - デザインファイルまたは検査画像を用いた自動デスキュー

Info

Publication number: JP6864695B2
Application number: JP2018540734A
Authority: JP
Inventors: アルピットジャイン; アルピットヤチ; ティルプラサンダリジャヤラマン; ラグハバンコヌル; ラジャセカールクッパ; ヘマプラサド; サイヤシュワンスモムラ; アルンロボ
Original assignee: KLA Corp
Current assignee: KLA Corp
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2037-01-31
Also published as: JP2019509628A

Description

本開示は半導体ウェハレビューおよび分析に関する。

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１６年２月４日出願のインド特許出願第２０１６４１００４０３０号と、２０１６年３月１７日出願の米国特許出願第６２／３０９，６２３号の優先権を主張するものであり、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

ウェハ検査システムは、半導体製造業者が、製造プロセス中に発生する欠陥を検出することによって集積回路（ＩＣ）チップの歩留まりを増加させ維持することを補助する。検査システムの１つの目的は、製造プロセスが仕様に合致するかどうかをモニタすることである。検査システムは、製造プロセスが確立された標準の範囲外であった場合に問題および／または問題の源を示して、それに半導体製造業者が対処できる。

半導体製造産業の進化は、歩留まり管理に対し、特に計測および検査システムに対して常に増加する要求を課している。ウェハサイズが増加するのに対しクリティカルディメンションは縮小している。経済は、産業に、高歩留まり、高価値の製造を達成するための時間を減少させるよう駆り立てている。したがって、歩留まりの問題を検出してからその問題を修正するまでの総時間を極減することが、半導体製造業者にとって投資利益率を決める。

半導体製造業者は、検査中にフラグ付けした領域等の、ウェハまたは半導体デバイスの領域からの画像または結果をレビューする必要がある。これは、画像または結果が、検査画像またはデザインファイルに容易に位置合わせされ得ないため困難である。さらに、これは、種々の画像、結果またはデザインファイルが異なる座標系を用い得るため困難でもある。例えば、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）レビューツールのユーザは、ＳＥＭからの画像を検査画像と位置合わせする必要があり得る。これは、手動デスキュー、オフセット補正または自動デスキューによって遂行され得るが、これらの技法にはそれぞれ欠点がある。

手動デスキューに関して、検査ツールによって与えられた位置はＳＥＭ等のレビューツール上で見られ、実際の欠陥の位置がマークされる。この技法に関しては実際の欠陥のみが用いられ得る。手動デスキューは、無欠陥デバイスまたはウェハの無欠陥部分での半導体製造セッティングにはうまく働かない。コマンド位置と実際の欠陥位置の間のオフセットが計算される。計算されたオフセットは、レビュー座標系と検査座標系の間での並進、回転、スケーリング、および、非直交性である。デスキュー変換が生成され、それは次に、特定の走査の所与の欠陥座標の全ての欠陥位置に適用される。生成されたデスキュー変換はキャッシュに保存され、それは、さらなるレシピジョブ実行向けに用いられ得る。

手動デスキューは複数の欠点を有する。手動デスキューは、ユーザがウェハ全体にわたり実際の欠陥をサーチする必要があるため、冗長で時間がかかる技法である。これらの欠陥は、見えるためには特定のサイズ閾値より大きくなければならないことがある。デスキューパスの実行と、デスキューにかかる時間は、ユーザの知識と経験に依存する。手動デスキューは、ウェハ全てにわたり特定のサイズを有する実際の欠陥の存在を必要とする。欠陥が小さすぎた場合、デスキューエラーを包含するために必要とされ得るより高い視野（ＦＯＶ）において欠陥を見つけることは困難である。ユーザは大きな欠陥のどの部分が検査システムによってフラグ付けされているかを知らないため、非常に大きな欠陥は用いられ得ない。さらに、高ＳＥＭ非可視（ＳＮＶ）レート検査において、実際の欠陥は見つけることが非常に難しく、手動デスキューは非実用的である。

オフセット補正では、いくつかの実際の欠陥が手動でマークされて、コマンド位置と実際の欠陥位置との並進オフセットがソフトウェアによって計算される。オフセット補正は、無欠陥デバイスまたはウェハの無欠陥部分を伴う半導体製造セッティングにおいてはうまく働かない。計算された並進オフセットは、レビュー座標系と検査座標系の間の平均並進オフセットを計算するために用いられる。オフセット補正は２つの座標系の間の並進オフセットのみを補正できる。オフセット補正には、手動デスキューの全ての他の欠点がある。さらに、オフセット補正は並進オフセットのみを補正する。レビュー座標系と検査座標系の間の他のエラーは無視される。

自動デスキューは欠陥を手動でマークしない。代わりに、欠陥位置は、欠陥検出アルゴリ二ズムを用いて自動的に検出される。手動デスキューと同様に、並進、回転、スケーリング、および、非直交性オフセットが計算される。しかしながら、このデスキューソリューションはロバストでなく、故障することが多い。例えば、自動デスキューは、層へのキャプチャレートが不十分な場合に故障する可能性がある。別の例では、欠陥サイト画像に１つ以上の基準画像が必要であり、それが複雑さを増加させて故障率を増加させる可能性がある。自動デスキューは、確実性の問題により、商用には限られていた。手動デスキューと同様に、自動デスキューは、ウェハにわたり特定のサイズの欠陥の存在を必要とする。自動デスキューは、無欠陥デバイスまたはウェハの無欠陥部分を伴う半導体製造セッティングにおいてはうまく働かない。さらに、このデスキュー技法は、高ＳＮＶレート検査には実用的でない。

米国特許出願公開第２０１２／０１３１５２９号

したがって、改善されたデスキュー技法が必要とされる。

第１の実施形態において、システムが提供される。システムは、レビューツールと、１つ以上の参照ファイルが記憶されている電子データ記憶ユニットと、レビューツールと電子的に通信するコントローラを備える。レビューツールは、ウェハを保持するように構成されたステージと、ウェハの画像を生成するように構成された画像生成システムを含む。コントローラは、レビューツールからウェハの画像を受け取り、ウェハの画像内で１つ以上のアライメントサイトを識別し、レビューツールからのウェハの画像に対応する参照ファイルを電子データ記憶ユニットから受け取り、ウェハ上に少なくとも１つのダイコーナーをマークし、参照ファイル内の１つ以上のアライメントサイトを、レビューツールからの画像の１つ以上のアライメントサイトと比較し、ウェハの画像に対応するデスキュー変換を、１つ以上のアライメントサイトに基づいて生成するように構成される。各参照ファイルは１つ以上のアライメントサイトを有する。コントローラは、プロセッサと、プロセッサおよび電子データ記憶ユニットと電子的に通信する通信ポートを含み得る。レビューツールは走査電子顕微鏡であってよい。参照ファイルは例えば、デザインファイルであってもよく、またはウェハの検査画像であってもよい。ウェハの画像は、３μｍから５０μｍのサイズを有する欠陥は含み得ない。

画像生成システムは、ウェハの画像を生成するために、電子ビーム、広帯域プラズマまたはレーザーのうち少なくとも１つを使用するように構成され得る。

コントローラはさらに、デスキュー変換をウェハの画像に適用するように構成され得る。コントローラはさらに、レビューツールからのウェハの画像とデザインファイルが、デスキュー変換が適用された後で位置合わせされた状態を保っていることを検証するように構成され得る。

第２の実施形態において、方法が提供される。方法は、レビューツールのステージ上にウェハをロードし、レビューツールから、１つ以上のアライメントサイトを有するウェハの画像を受け取り、ウェハに対応するデザインファイルをコントローラで受け取り、少なくとも１つのダイコーナーをウェハ上にマークし、コントローラを用いて、デザインファイルの１つ以上のアライメントサイトを、レビューツールの画像の１つ以上のアライメントサイトと比較し、コントローラを用いて、ウェハの画像に対応するデスキュー変換を、１つ以上のアライメントサイトに基づいて生成することを含む。デザインファイルは１つ以上のアライメントサイトを有する。レビューツールからのウェハの画像は走査電子顕微鏡画像であり得る。ウェハの画像は３μｍから５０μｍのサイズを有する欠陥は含み得ない。

方法はさらに、コントローラを用いてデスキュー変換を画像に適用することを含み得る。方法はさらに、コントローラを用いて、レビューツールからのウェハの画像とデザインファイルが、デスキュー変換が適用された後で位置合わせされた状態を保っていることを検証することを含み得る。

第３の実施形態において、方法が提供される。方法は、レビューツールのステージ上にウェハをロードし、レビューツールからウェハの画像を受け取り、ウェハに対応する検査画像をコントローラで受け取り、少なくとも１つのダイコーナーをウェハ上にマークし、コントローラを用いて、検査画像のアライメントサイトを、レビューツールの画像のアライメントサイトと比較し、コントローラを用いて、ウェハの画像に対応するデスキュー変換を、１つ以上のアライメントサイトに基づいて生成することを含む。レビューツールからのウェハの画像は走査電子顕微鏡画像であり得る。ウェハの画像は３μｍから５０μｍのサイズを有する欠陥は含み得ない。

方法はさらに、コントローラを用いてデスキュー変換をウェハの画像に適用することを含み得る。方法はさらに、コントローラを用いて、レビューツールからのウェハの画像と検査画像が、デスキュー変換が適用された後で位置合わせされた状態を保っていることを検証することを含み得る。方法はさらに、レビューツールからのウェハの画像上に少なくとも１つのデスキューサイトを手動でマークし、検査画像と、レビューツールからの画像の間のオフセットを、マークされたデスキューサイトに基づいて計算することを含み得る。

本開示の性質と目的のより完全な理解のために、添付図面と併せた以下の詳細な説明を参照するものとする。
本開示による欠陥レビューツールのブロック図である。オフセットを示すデスキューがない例の図である。欠陥位置における手動デスキューを伴う図２の例の図である。本開示による一実施形態を用いたアライメントサイトでの自動デスキューを伴う図２の例の図である。第１のアライメントサイトを用いた例示的結果の図である。第２のアライメントサイトを用いた例示的結果の図である。図５および６の第１および第２のアライメントサイトを用いた例示的結果の図である。デザインクリップ内の例示的アライメントサイトの図である。図８のアライメントサイトの例示的ＳＥＭ画像の図である。本開示による第１の実施形態のフローチャートである。本開示による第２の実施形態のフローチャートである。例示的デスキュー変換を示す図である。

クレームに記載された対象を特定の実施形態に関して説明するが、本明細書に記載される利点および特徴の全てをもたらすわけではない実施形態を含む他の実施形態も、本開示の範囲内にある。種々の構造的、論理的、プロセスステップおよび電子的な変更が、本開示の範囲から逸脱せずに行われ得る。したがって、本開示の範囲は、添付の請求項を参照してのみ規定される。

本明細書で開示される実施形態は、ＳＥＭレビュー等の画像レビュー向けのデスキューを実行する。デスキューは検査座標系とレビュー座標系を位置合わせして、ＳＥＭツール上でのレビュー中に見られる欠陥位置精度（ＤＬＡ）を減少させる。デスキューは、デザインファイルまたは検査画像等の参照ファイルを用いて自動化され得る。

本明細書で開示されるデスキュー技法の実施形態は、以前の技法の欠点を回避する。先ず、ウェハの画像を検査画像またはデザインファイルと位置合わせすることによって、オフセットが計算され得る。これは、自動デスキューでの不具合につながった、欠陥検出アルゴリズムの使用を減少させ得る。単一のウェハの画像のみで事足り得るため、それが複雑さを減少させ信頼性を改善する。これらの技法が機能するために欠陥は必要なく、それが適用性を向上させる。自動デスキューは実際の欠陥に依存するのに対し、これらの技法は、常に欠陥であるとは限らない特異なサイトを用いることができる。特異なサイトは、ウェハにわたりより容易に発見され得る。

図１は、本開示による欠陥レビューツール１００のブロック図である。欠陥レビューツール１００は、ウェハ１０３または他のワークピースを保持するように構成されたステージ１０４を含む。ステージ１０４は、１、２または３軸に運動または回転するように構成されてよい。

欠陥レビューツール１００は、ウェハ１０３の表面の画像を生成するように構成された画像生成システム１０１も含む。画像は、ウェハ１０３の特定の層のものであり得る。この例において、画像生成システム１０１は、ウェハ１０３の画像を生成するために電子ビーム１０２を発生する。広帯域プラズマまたはレーザー走査を用いる画像生成システム等の、その他の画像生成システム１０１も可能である。

本明細書で用いる用語「ウェハ」は一般に、半導体または非半導体材料から形成された基板を指す。そのような半導体または非半導体材料の例は、限定はしないが、単結晶シリコン、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、サファイアおよびガラスを含む。そのような基板は、半導体製造設備において一般的に見られる、および／または処理され得る。

ウェハは、基板上に形成された１つ以上の層を含み得る。例えば、そのような層は、限定はしないが、フォトレジスト、誘電性材料、導電性材料および半導体材料を含み得る。多くの異なるタイプのそのような層が当技術分野で知られており、本明細書で用いる用語ウェハは、全てのタイプのそのような層を含むウェハを包含することを意図している。

ウェハ上に形成された１つ以上の層はパターン付きでもパターンなしでもよい。例えば、ウェハはそれぞれが反復するパターン付きフィーチャまたは周期的構造を有する複数のダイを含んでよい。材料のそのような層を形成し処理することが最終的に、完成したデバイスをもたらす。多くの異なるタイプのデバイスがウェハ上に形成されてよく、本明細書で用いる用語ウェハは、当技術分野で知られる任意のタイプのデバイスがその上に製造されるウェハを包含することを意図している。

特定の例では、欠陥レビューツール１００は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）である、またはその一部である。ウェハ１０３の画像は、ウェハ１０３を、集束した電子ビーム１０２で走査することによって生成される。ウェハ１０３の表面トポグラフィと組成に関する情報を含む信号を生成するために電子が用いられる。電子ビーム１０２はラスタ走査パターンで走査され、電子ビーム１０２の位置が検出信号と組み合わされて画像を生成できる。

欠陥レビューツール１００はコントローラ１０５と通信する。例えば、コントローラ１０５は画像生成システム１０１または欠陥レビューツール１００の他の構成要素と通信できる。コントローラ１０５は、プロセッサ１０６と、プロセッサ１０６と電子的に通信する電子データ記憶ユニット１０７と、プロセッサ１０６と電子的に通信する通信ポート１０８を含み得る。コントローラ１０５は実際、ハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアの任意の組み合わせで実装され得ることを理解されたい。また、本明細書に記載されるその機能は、単一のユニットで実行されても、または異なる構成要素に分けられてもよく、その場合分けられた構成要素それぞれは、ハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアの任意の組み合わせで実装されてよい。本明細書に記載される種々の方法および機能を実装するためのコントローラ１０５向けのプログラムコードまたは命令は、コントローラ１０５内、コントローラ１０５外、またはそれらの組み合わせでの、電子データ記憶ユニット１０７内のメモリ等のコントローラ可読記憶媒体内に記憶されてよい。

コントローラ１０５は、欠陥レビューツール１００のの構成要素に、任意の適切な方式（例えば、「有線」および／または「無線」伝送媒体を含み得る１つ以上の伝送媒体を介して）で結合されてよく、その結果、コントローラ１０５は、イメージングデバイス１０１からの出力等の、欠陥レビューツール１００によって生成される出力を受信できる。コントローラ１０５は、その出力を用いていくつかの機能を実行するように構成されてよい。例えば、コントローラ１０５は、出力を用いてウェハ１０３の欠陥をレビューするように構成されてよい。別の例では、コントローラ１０５は、出力に欠陥レビューを実行せずに、出力を電子データ記憶ユニット１０７または別の記憶媒体に送信するように構成されてもよい。コントローラ１０５はさらに本明細書に記載されるように構成されてよい。

本明細書に記載されるコントローラ１０５、他のシステム（複数可）または他のサブシステム（複数可）は、パーソナルコンピュータシステム、画像コンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、ネットワーク機器、インターネット機器またはその他のデバイスを含む種々の形態を取ってよい。一般に、用語「コントローラ」は、メモリ媒体からの命令を実行する１つ以上のプロセッサを有する任意のデバイスを包含するように広範に定義され得る。サブシステム（複数可）またはシステム（複数可）はさらに、パラレルプロセッサ等の当技術分野で公知の任意の適切なプロセッサをも含んでもよい。加えて、サブシステム（複数可）またはシステム（複数可）は、スタンドアローンまたはネットワークツールのいずれかとしての、高速処理およびソフトウェアを備えたコンピュータプラットフォームを含んでもよい。

システムが１つより多いコンピュータサブシステムを含む場合、異なるコンピュータサブシステムは、画像、データ、情報、命令等がサブシステム間で送信され得るように、互いに結合されてもよい。例えば、１つのサブシステムは、付加的なコンピュータサブシステム（複数可）に、当技術分野で知られる任意の適切な有線および／または無線伝送媒体を含み得る任意の適切な伝送媒体によって結合されてもよい。２つ以上のそのようなサブシステムはさらに、１つの共有コンピュータ可読記憶媒体（図示せず）によって有効に結合されてよい。

別の実施形態は、本明細書で開示される、ウェハ上の異常を識別するため、またはコンプライアンス／非コンプライアンスを検出するためコンピュータ実装方法を実行するための、コントローラ上で実行可能なプログラム命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体に関する。特に、図１に示すように、電子データ記憶ユニット１０７または他の記憶媒体は、コントローラ１０５で実行可能なプログラム命令を含む。非一時的コンピュータ可読媒体を包含してよい。コンピュータ実装方法は、本明細書に記載される任意の方法（複数可）の任意のステップ（複数可）を含んでもよい

本明細書に記載されるような方法等の方法を実行するプログラム命令は、電子データ記憶ユニット１０７または他の記憶媒体等のコンピュータ可読媒体に記憶されてよい。コンピュータ可読媒体は、磁気または光学ディスク、磁気テープまたは、当技術分野で知られる任意の別の適切な非一時的コンピュータ可読媒体等の記憶媒体であってよい。

プログラム命令は、とりわけ、手順に基づく技法、コンポーネントに基づく技法、および／またはオブジェクト指向技法を含む種々の方式のうちいずれで実施されてもよい。例えば、プログラム命令は、アクティブＸコントロール、Ｃ＋＋オブジェクト、Ｊａｖａビーンズ、マイクロソフトファンデーションクラス（ＭＦＣ）、ＳＳＥ（ストリーミングＳＩＭＤ拡張命令）またはその他の技術または方法論を適宜用いて実施されてよい。

コントローラ１０５は、本明細書に記載される実施形態のうちいずれに従って構成されてもよい。例えば、コントローラ１０５は、図１０または図１１のステップのうち一部を実行するように構成されても、または全部を実行するように構成されてもよい。一例では、コントローラは、レビューツールからウェハの画像を受け取り、画像内の１つ以上のアライメントサイトを識別し、レビューツールからのウェハの画像に対応する参照ファイルを電子データ記憶ユニットから受け取り、ウェハの参照ファイルをレビューツールからのウェハの画像に位置合わせし（例えば、ウェハ上に少なくとも１つのダイコーナーをマークし）、参照ファイル内の１つ以上のアライメントサイトを、レビューツールからの画像の１つ以上のアライメントサイトと比較し、ウェハの画像に対応するデスキュー変換を、１つ以上のアライメントサイトに基づいて生成するように構成される。電子データ記憶ユニットは、デザインファイルまたは検査画像等の１つ以上の参照ファイルを含んでよい。

プロセス制御システムの一環として開示されているが、本明細書に記載されるコントローラ１０５は、検査システムと用いるために構成されてよい。別の実施形態において、本明細書に記載されるコントローラ１０５は、計測システムと用いるために構成されてよい。したがって、本明細書で開示される実施形態は、異なるアプリケーションに多かれ少なかれ適した異なるイメージング能力を有するシステム向けのいくつかの方式に合わせられ得る分類向けのいくつかの構成について述べる。

図１０は、デザインクリップを用いてデスキュー変換を生成するための第１の実施形態のフローチャートである。デザインクリップは、デバイスの物理的レイアウトを含むデザインファイルの一部である。例えば、例示的デザインクリップおよび対応するＳＥＭ画像に関して図８および９を参照されたい。

先進的検査ツールへの検査走査に関して、デザインファイルまたは物理的レイアウトファイルは、特別に識別されたアライメントターゲットまたはパターンにわたる基準構造を用いてウェハと緊密に位置合わせされる。これらのアライメントサイトまたは基準構造は、手動でマークされるか、または自動的に識別される。ウェハ毎またはダイ毎に、１つ以上のアライメントサイトまたは基準構造があり得る。そのような検査では、ウェハとデザインは互いに緊密に位置合わせされる。したがって、検査座標系における位置のデザインクリップが、高精度で抽出され得る。

方法２００において、ウェハが２０１でレビューツールのステージにロードされる。レビューツールは例えば、欠陥レビューツール１００であってよい。一例では、レビューツールはＳＥＭであってよい。１つ以上のアライメントサイトを有するウェハのレビューツールからの画像が受信され得る。コントローラは、１つ以上のアライメントサイトを有するウェハに対応するデザインファイルを受信できる。

デザインファイルは、ダイコーナーをマークすることによってレビューツールからの画像と２０２で位置合わせされる。例えば、検査ツールは、デザインファイルを検査座標系と位置合わせしてよい。少なくとも１つのダイコーナーをマークすることは、画像とデザインファイルとの粗い初期アライメントを提供できる。特異なサイトの検査座標位置でのデザインクリップは、この技法を用いてキャプチャされ得る。ダイコーナーはユーザによって手動でマークされてもよいし、またはダイコーナー画像を用いて、もしくは基準として検査ツールからの他の特異なサイト画像を用いて自動的にマークされてもよい。

ダイコーナーがマークされた後で、付加的な粗アライメントステップが実行されてもよい。例えば、デザインファイルと画像は、画像アライメントアルゴリズムを用いて位置合わせされてもよいし、またはユーザによって手動で位置合わせされてもよい。

デザインファイルのアライメントサイトは、２０３で画像のアライメントサイトと比較される。デザインファイルと画像は同じ座標系を用いてよい。デザインファイル内のアライメントサイトは、アライメントサイトの画像と、自動的に（例えば、画像アライメントアルゴリズムまたは他の技法を用いて）または手動で相関されてよく、手動の場合、ユーザは、デザインファイルと画像の共通のポイントをマークする。

デザインファイルのアライメントサイトの座標と、レビューツールからの画像のアライメントサイトの座標のデスキュー変換が、２０４で生成される。デスキューオフセットは、デザインクリップを特異なアライメントサイトと相関することにより、またはウェハにわたる他の基準構造を、これらの特異なサイトの検査座標でレビューツール内に取得されたイメージと相関することによって計算され得る。デスキュー変換は実際の欠陥に頼らずに生成され得る。したがって、無欠陥デバイスまたはフィーチャがデスキューに用いられ得る。一例において、ウェハの画像は３μｍから５０μｍのサイズを有する欠陥は含み得ない。これらの欠陥は可視欠陥であるか、または、例えばＳＥＭ等の欠陥レビューツールを用いて発見されることが可能な他の欠陥であり得る。

デスキュー変換は、レビュー座標系と検査座標系の間のウェハレベルコンバージョン変換であってよく、それは、レビュー座標系と検査座標系の間での、並進、回転、スケーリング、および／または、非直交性のオフセットの補正を組み込んでいる。図１２は例示的デスキュー変換を示す。ｍ_ｘとｍ_ｙはスケーリングに対処し、θの関数は回転に対処し、Ψの関数は非直交性に対処し、ｘ_ｔとｙ_ｔは並進に対処する。

特異なサイトは手動で選択されてもよく、どの領域が検査されたかに基づいて選ばれてもよく、および／または、アルゴリズムを用いて選択されてもよい。特異なサイトはデバイスコンポーネントであり得る。一例において、特異なサイトはダイとレチクルの間を交差するスクライブラインまたはストリートであり得る。別の例では、特異なサイトはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）セルコーナーであり得る。特異なサイトは３μｍから５０μｍのサイズを有してよく、１μｍまでの全ての値と範囲をその間に含むが、他のサイズまたは寸法も可能である。

デスキューオフセットの計算のために、１つ以上の特異なアライメントサイトまたは基準構造が用いられ得る。これらのアライメントサイトまたは基準構造は、ウェハと、検査ツール上の設計との間のアライメントに用いられるものと同じであっても異なっていてもよい。

デスキューオフセットの計算は、デザインクリップおよびレビュー画像の自動または手動補正を用いて実行され得る。

デスキュー変換は、コントローラを用いる等で画像に適用されてよい。コントローラは次に、レビューツールからのウェハの画像とデザインファイルが位置合わせされた状態を保っていることを検証できる。

図１０のデスキュー変換は自動的に実行され得る。

ウェハと設計のアライメントのための検査ツールで用いられた単一および複数のアライメントサイトを用いてデスキューオフセットを計算することによって、コンセプト実験の検証が実行された。これらのアライメントサイトは、検査ツール上にアルゴリズムによって、アライメントに用いられるべき特異なサイトであると自動的に識別された。検査レシピが検査ツール上に設定されて、走査がなされた。アルゴリズムは、特異なアライメントサイトを自動的に発見して、走査中にこれらのアライメントサイトを用いてウェハとデザインを自動的に位置合わせした。検査中に用いられた特異なアライメントサイトでのデザインクリップが抽出された。特異なアライメントサイトは検査結果に付加的な欠陥として加えられた。検査結果とウェハがＳＥＭツールにロードされた。図２−４に示すように３つの異なる事例に関してレビューが実行された。これらの事例は、デスキューなし（図２）、手動デスキュー（図３）および自動デスキュー（図４）である。デスキューなし（図２）はオフセットを示す。自動デスキューは、図１０に示した方法を用いて、アライメントサイトでのデザインクリップを対応するＳＥＭ画像に相関させた。欠陥の散布図が作成され、結果が比較された。

図２は、デスキューステップが全くないジョブ実行の散布図である。この場合デスキュー補正が行われないため、欠陥位置上のオフセットは散布図で見られる。図３は、手動デスキュースでのジョブ実行の散布図である。手動デスキュー中に、検査座標系とレビュー座標系の間のオフセットは、ユーザが実際の欠陥を手動でマークすることによって補正される。これは従来の方法である。図４は、図１０に開示されるように、特異なサイトのＳＥＭ画像とデザインファイルを自動的に位置合わせすることによって計算されたオフセットによって生成されたデスキュー変換を用いたジョブ実行の散布図である。この散布図は手動デスキューの散布図と類似している。したがって、本明細書で開示される技法は、手動デスキューとして有効であると検証されるが、より高速である。手動デスキューとは違って、本明細書で開示される技法は欠陥の存在が不要である。

反復性を調査するために、別のアライメントサイトに関する実験が、両アライメントサイトを一緒に用いて反復された。デスキューなしでのオフセットは全ての場合除外された。結果は図５−７に示されている。複数のアライメントサイトを用いると結果を改善する可能性があるが、デスキュー変換には単一のアライメントサイトで十分であり得る。

図１１は、光学的画像アライメントにレビュー画像を用いてデスキューを生成するための第２の実施形態のフローチャートである。デスキューオフセットは、検査ツール上で取得された検査画像を、レビューツール上のウェハにわたり同じ位置で取得された画像と位置合わせすることによって計算され得る。この方法向けに選択されるサイトは、１つ以上の特異なアライメントサイトまたは図１０の実施形態に選択される基準構造であり得る。

図１１の実施形態に関して、１つ以上のアライメントサイト、少なくとも１つのダイコーナー位置、およびデスキューオフセット計算向けに選択された位置の少なくとも１つの光学的画像が提供される。例えば、アライメントサイト、ダイコーナー位置および光学的画像は、検査ツールによって生成または提供される。

方法３００において、ウェハは、レビューツールのステージに３０１でロードされる。レビューツールは例えば欠陥レビューツール１００であってよい。一例においてレビューツールはＳＥＭであってよい。レビューツールからウェハの画像が受信されてよい。コントローラは、ウェハに対応する検査画像を受信してよい。

ウェハ上の少なくとも１つのダイコーナーが３０２でマークされる。一例においてダイコーナーは自動的にマークされる。マークされたダイコーナーは、レビューツールの座標系と検査ツールの座標系が位置合わせされることを可能にする。例えば、ダイコーナーが先ず検査ツール上にマークされてよい。次に同じダイコーナーが、レビューツール上でマークされる。ダイコーナーは手動でマークされても、または、ダイコーナー画像もしくは検査ツールからの他の特異なサイト画像を基準として用いて自動的にマークされてもよい。

レビュー画像への検査画像の初期アライメントは、ステップ３０２のように、先ず少なくとも１つのダイコーナーをマークするために行われるか、または、デスキュー変換計算における検査画像とレビュー画像の間のオフセットの計算のために行われるかのいずれでもよい。例えば、検査アライメントサイトはパターンマッチのために用いられてよい。

図１０の実施形態と同様に、ダイコーナーをマークすることに加えて付加的な粗アライメント技法が実行されてよい。

検査画像のアライメントサイトはレビューツールからの画像のアライメントサイトと３０３で比較される。画像は同じ座標系を用いてよい。検査画像と、アライメントサイトでのレビュー画像が、パターンマッチアルゴリズムを用いて自動的に比較されるか、またはユーザによって手動で比較され得る。この比較からの出力は、ウェハにわたる検査画像とレビュー画像の間のオフセットとなり、それは、デスキュー変換計算のために用いられ得る。

検査画像のアライメントサイトの座標と、レビューツールからの画像のアライメントサイトの座標のデスキュー変換が３０４で生成される。デスキューオフセットは、特異なアライメントサイトまたはウェハにわたる他の基準構造を有する検査画像を、これらの特異なサイトの検査座標でレビューツールによって取得された画像と相関することによって計算され得る。例えば、図１２を参照されたい。デスキュー変換は実際の欠陥に頼らずに生成され得る。したがって、無欠陥デバイスまたはフィーチャがデスキューに用いられ得る。一例において、ウェハの画像は３μｍから５０μｍのサイズを有する欠陥は含み得ない。これらの欠陥は可視欠陥である可能性があり、または、ＳＥＭ等の欠陥レビューツールを用いて発見されることが可能である他の欠陥であり得る。

デスキュー変換は、コントローラを用いる等でレビュー画像に適用され得る。次にコントローラは、レビューツールからのウェハの画像とデザインファイルが位置合わせされていること、または位置合わせ状態を保っていることを検証できる。

自動パターンマッチがうまくいかない場合、ユーザはオフセットの手動計算のためのデスキューサイトを手動でマークできる。デスキュー変換が、検査画像を、レビューツールからの画像に位置合わせしなかったことが決定され得る。少なくとも１つのデスキューサイトが手動でマークされる。検査画像と、レビューツールからの画像との間のオフセットが次に計算される。

図１１のデスキュー変換は自動的に実行されてよい。

図１０および１１の実施形態に関して、デスキュー変換の成功が評価され得る。例えば、デスキュー計算に用いられる各アライメントサイトオフセットでのデスキュー変換の収束を表すデスキュー変換に関して規定されたスコアがあり得る。

図１０または図１１のいずれの実施形態でも、ウェハは、レビューツールにロードされた後で位置合わせされてよい。例えば、ウェハはステージ上で位置合わせされてよい。

レビュープロセスは、図１０または図１１のデスキュー変換が生成された後で発生してよい。欠陥またはその他の注目すべきサイトが、デスキュー変換後にレビューツールを用いてレビューされてよい。

一例において、欠陥サイトを用いない可能性がある図１０または図１１の自動デスキュープロセスが、完全なアファイン変換を計算するために用いられ得る。アファイン変換は、検査座標系とレビュー座標系の間のデスキュー変換であり得る。

図１０および図１１の実施形態を実行する前に、レビューツールが設定され得る。これは、検査ソースとウェハのロード、アライメント設定、ダイコーナーマーク、試験パラメータ設定および／またはレシピの保存を含み得る。

図１０および図１１で開示される実施形態は欠陥と関係なく実行され得る。任意の特異なアライメントサイトがデスキュー用に用いられ得る。欠陥への依存は、デスキュープロセスの自動化を阻み、高ＳＮＶレート検査でのデスキューを実用的でなくする。さらに、欠陥への依存は故障を招き得る。デザインクリップまたは検査画像と対応するレビュー画像（例えば、ＳＥＭ画像）の相関は、デザインファイルが、ウェハ上に印刷されたパターンを含むため、同じ制約を受けない。特異なアライメントサイトまたは基準構造がデスキューに用いられ、それは、デスキュー変換の自動相関および／または計算を可能にする。図１０および図１１で開示される実施形態はさらに、手動デスキューよりも高速であり、人為的エラーの影響を受けにくい。

スケーリングは、分解能を実質的にマッチさせるために１つまたは両方の対応する画像に実行されてよい。

本明細書に記載される実施形態は、設定フローからいずれの手動デスキューまたはオフセット補正ステップも排除できる。自動デスキューステップは、実行モードでのレビュージョブの前に実行され得る。デスキュー用に選択された特異なアライメントサイトまたは基準構造でのデザインクリップの利用可能性に基づいて、デスキューの方法は自動選択される。したがって、図１０の実施形態または図１１の実施形態は、デザインクリップの利用可能性に基づいて選択され得る。

方法の各ステップは本明細書でさらに説明されるように実行されてよい。方法はさらに、本明細書に記載される画像取得サブシステムおよび／またはコンピュータサブシステム（複数可）もしくはシステム（複数可）によって実行され得る任意の他のステップ（複数）も含んでよい。ステップは、本明細書に記載される任意の実施形態に従って構成され得る１つ以上のコンピュータシステムによって実行される。さらに、上記の方法は、本明細書に記載されるシステムの実施形態のうちいずれによって実行されてもよい。

本明細書で開示される実施形態は、レチクル等の他の試料からの画像のデスキュー向けに構成されてもよい。例えば、本明細書に記載される実施形態は、マスク検査、ウェハ検査、またはウェハ計測のために構成されてもよい。特に、本明細書に記載される実施形態は、広帯域プラズマ検査ツール、電子ビーム検査ツールまたは欠陥レビューツール、マスク検査ツール、仮想検査ツール等の出力取得サブシステムの構成要素である、またはそれに結合されたコンピュータノードまたはコンピュータクラスタにインストールされてもよい。こうして、本明細書に記載される実施形態は、限定はしないが、ウェハ検査、マスク検査、電子ビーム検査およびレビュー、計測等を含む種々のアプリケーション向けに用いられ得る出力を生成してよい。コントローラは、実際の出力を生成する対象の試料に基づいて上記のように変更されてよい。

本開示を、１つ以上の特定の実施形態に関して説明してきたが、本開示の他の実施形態が、本開示の範囲から逸脱せずになされることが理解されよう。よって、本開示は、添付の特許請求の範囲とその合理的な解釈によってのみ限定されると見做される。

Claims

システムであって、
ウェハを保持するように構成されたステージと、ウェハの画像を生成するように構成された画像生成システムと、を備えるレビューツールと、
１つ以上の参照ファイルが記憶され、各参照ファイルが１つ以上のアライメントサイトを有する電子データ記憶ユニットと、
レビューツールと電子的に通信するコントローラとを含み、前記コントローラが、
レビューツールからウェハの画像を受け取り、
ウェハの画像内で１つ以上のアライメントサイトを識別し、
電子データ記憶ユニットから、レビューツールからのウェハの画像に対応する参照ファイルを受け取り、
ウェハ上に少なくとも１つのダイコーナーをマークし、
参照ファイル内の１つ以上のアライメントサイトを、レビューツールからの画像の１つ以上のアライメントサイトと比較し、
１つ以上のアライメントサイトに基づいて、ウェハの画像に対応するデスキュー変換を生成する、
ように構成されており、
前記コントローラはさらに、デスキュー変換をウェハの画像に適用するように構成されており、前記レビューツールからのウェハの画像とデザインファイルが、前記デスキュー変換が適用された後も位置合わせされた状態を保っていることを検証するように構成されている、
システム。
前記コントローラは、プロセッサと、前記プロセッサおよび前記電子データ記憶ユニットと電子的に通信する通信ポートを含む、請求項１に記載のシステム。
前記レビューツールは走査電子顕微鏡である、請求項１に記載のシステム。
前記画像生成システムは、電子ビーム、広帯域プラズマ、またはレーザーのうち少なくとも１つを用いてウェハの画像を生成するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記参照ファイルはデザインファイルである、請求項１に記載のシステム。
前記参照ファイルはウェハの検査画像である、請求項１に記載のシステム。
前記ウェハの画像は３μｍから５０μｍのサイズを有する欠陥は含まない、請求項１に記載のシステム。
方法であって、
レビューツールのステージ上にウェハをロードし、
前記レビューツールから、１つ以上のアライメントサイトを有するウェハの画像を受け取り、
前記ウェハに対応するデザインファイルをコントローラで受け取り、前記デザインファイルは１つ以上のアライメントサイトを有し、
少なくとも１つのダイコーナーをウェハ上にマークし、
前記コントローラを用いて、デザインファイルの１つ以上のアライメントサイトを、レビューツールからの画像の１つ以上のアライメントサイトと比較し、
前記コントローラを用いて、ウェハの画像に対応するデスキュー変換を、１つ以上のアライメントサイトに基づいて生成する、
ことを含み、
さらに、コントローラを用いてデスキュー変換を画像に適用することを含み、前記コントローラを用いて、レビューツールからのウェハの画像とデザインファイルが、デスキュー変換が適用された後で位置合わせされた状態を保っていることを検証することを含む、
方法。
前記レビューツールからのウェハの画像は走査電子顕微鏡画像である、請求項８に記載の方法
ウェハの画像は３μｍから５０μｍのサイズを有する欠陥は含まない、請求項８に記載の方法。
方法であって、
レビューツールのステージ上にウェハをロードし、
前記レビューツールから、ウェハの画像を受け取り、
前記ウェハに対応する検査画像をコントローラで受け取り、
少なくとも１つのダイコーナーをウェハ上にマークし、
前記コントローラを用いて、検査画像のアライメントサイトを、レビューツールからの画像のアライメントサイトと比較し、
前記コントローラを用いて、ウェハの画像に対応するデスキュー変換を、１つ以上のアライメントサイトに基づいて生成する、
ことを含み、
さらに、コントローラを用いてデスキュー変換をウェハの画像に適用することを含み、前記コントローラを用いて、レビューツールからのウェハの画像と検査画像が、デスキュー変換が適用された後で位置合わせされた状態を保っていることを検証することを含む、
方法。
少なくとも１つのデスキューサイトを、レビューツールからのウェハの画像に手動でマークし、
検査画像とレビューツールからの画像の間のオフセットを、マークされたデスキューサイトに基づいて計算することを含む、
請求項１１に記載の方法。
前記レビューツールからのウェハの画像は走査電子顕微鏡画像である、請求項１１に記載の方法
ウェハの画像は３μｍから５０μｍのサイズを有する欠陥は含まない、請求項１１に記載の方法。