JP6898501B2 - ウェーハ欠陥検出システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は一般に、ウェーハに多プロセスステップが実行された後にウェーハを検査し、そのプロセスステップのうちいずれが、検査によって検出された欠陥に対応するかを判定するシステムおよび方法に関する。

以下の説明と例は、この部分に包含されることにより、従来技術とは認められない。

検査プロセスは、半導体製造プロセスにおいてより高い歩留まりを促進し、したがってより高い利益を促進するために、半導体製造プロセス中の種々のステップでウェーハ上の欠陥を検出するために用いられる。半導体デバイスの組立てにおいて、検査は常に重要な部分であった。しかし、半導体デバイスの寸法が減少するにつれ、より小さい欠陥がデバイスを故障させ得るため、許容できる半導体デバイスの製造を成功させるために、検査は一層重要となっている。

現在、各プロセスは、単一のプロセスステップを用いて、エクスカーションと性能に関して監視される。例えば、特定のプロセスステップ（例えば、化学気相成長（ＣＶＤ）、成膜、エッチングまたは同様の製造ステップ）を経る可能性がある。次にウェーハは検査ツールに移送されて、欠陥とその他のプロセス関連事項に関して検査される。

そのような例のうち一つにおいて、ウェーハは図７のステップ７００に示すようにプロセスステップＡで処理されてもよい。次にウェーハは、プロセスステップＡを実行するプロセスツールから、ステップ７０２に示す検査／レビューＡのための１つ以上の他のツール（検査および／またはレビューツール）に移送される。次にウェーハは、検査および／またはレビューツールから、ステップ７０４に示すプロセスステップＢのための別のプロセスツールに移送されてもよい。次にウェーハは再び、プロセスステップＢを実行するプロセスツールから、ステップ７０６に示す検査／レビューＢのための１つ以上の他のツール（検査および／またはレビューツール）に移送されてもよい。

したがって、図７に示す異なる検査／レビュープロセスからは、異なる結果が生じ得る。例えば、検査／レビューＡによって生じた検査結果は、図７に示すウェーハマップ７０８とパレート図７１０を含み得る。ウェーハマップ７０８が、プロセスＡ後にウェーハ上で検出された欠陥の位置を示し得るのに対し、パレート図７１０は、プロセスＡ後にウェーハ上で検出された別のタイプの欠陥または事象の個数を示し得る。さらに、検査／レビューＢによって生じた検査結果は、図７に示すウェーハマップ７１２とパレート図７１４を含み得る。ウェーハマップ７１２は、プロセスＢ後にウェーハ上で検出された欠陥の位置を示し得るのに対し、パレート図７１４は、プロセスＢ後にウェーハ上で検出された別のタイプの欠陥または事象の個数を示し得る。

したがって、現行の方法論は、プロセスと検査の間での一対一の相関しか網羅しない。言い換えると、各検査ステップは、その１つの対応するプロセスステップに相関される。このように、現行の方法論は、１つの検査ツールからの任意の結果が、１つのプロセスツールからのプロセス事項を理解するのに直接用いられ得る、単純な相関に依存する。

特開２０１３−２２２７３４号公報

しかしながら、そのような現行の方法論にはいくつかの欠点がある。例えば、監視対象の多プロセスステップにつき、現行の方法は検査ツールに付加的な時間と労力を要する（例えば、２プロセスステップでは２倍の時間と労力、３プロセスステップでは３倍の時間と労力等）。さらに、現行の方法論は、ウェーハを第１のプロセスツールから検査ツールへ移送し、また、第２のプロセスツールへと戻す付加的なステップ（第２のプロセスツールも監視する場合、検査ツールを戻すことの反復）を要する。この付加的なウェーハ移送は製造における待ち時間を増加させる。全てのウェーハ移送は、ツール間での移送中にウェーハの粒子汚染の可能性ももたらす。

したがって、上記の１つ以上の欠点がない、ウェーハ上の欠陥を検出するための方法およびシステムを開発することが有益である。

種々の実施形態の以下の説明は、添付の請求項の主題を如何なる意味でも限定すると解釈されるものではない。

一実施形態は、ウェーハ上の欠陥を検出するように構成されたシステムに関する。そのシステムは少なくとも１つの光源と１つの検出器を含む光学サブシステムを含んでいる。光学サブシステムは、光源によって発せられる光をウェーハに指向させ、ウェーハに実行される検査プロセス中に検出器でウェーハからの光を検出するように構成される。検査プロセスは、ウェーハに少なくとも第１と第２のプロセスステップが実行された後で実行される。ウェーハの検査は、第１のプロセスステップと第２のプロセスステップの間には実行されない。第１のプロセスステップは、ウェーハ上にウェーハデザインの第１の部分を形成することを含み、第２のプロセスステップは、ウェーハ上にウェーハデザインの第２の部分を形成することを含む。デザインの第１の部分と第２の部分はウェーハ上の空間において相互排他的である。

システムは、検出器によって検出された光に応答して検出器によって生成される出力を受け取るように構成された１つ以上のコンピュータサブシステムも含む。コンピュータサブシステム（複数）は、ウェーハ上の欠陥をその出力に基づいて検出するようにも構成される。さらに、コンピュータサブシステム（複数）は、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置を判定し、また、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置に基づいて、その欠陥の異なる部分を第１のプロセスステップまたは第２のプロセスステップと関連付けるように構成される。システムはさらに、本明細書に記載される任意の実施形態（複数）によって構成されてもよい。

別の実施形態は、コンピュータで実施される、ウェーハ上の欠陥を検出する方法に関する。方法は、ウェーハに実行される検査プロセス中に、ウェーハ用の検査システムによって生成される出力を取得することを含む。検査プロセスは、ウェーハ上に少なくとも第１と第２のプロセスステップが実行された後で実行される。ウェーハの検査は、第１のプロセスステップと第２のプロセスステップの間には実行されない。第１のプロセスステップは、ウェーハ上にウェーハデザインの第１の部分を形成することを含み、第２のプロセスステップは、ウェーハ上にウェーハデザインの第２の部分を形成することを含む。デザインの第１の部分と第２の部分はウェーハ上の空間において相互排他的である。方法は、ウェーハ上の欠陥を、その出力に基づいて検出することも含む。さらに、方法は、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置を判定することを含む。方法はさらに、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置に基づいて、その欠陥の異なる部分を第１のプロセスステップまたは第２のプロセスステップと関連付けることを含む。

上記に説明した方法のステップ各々はさらに、本明細書に記載されるように実行されてもよい。さらに、上記に説明した方法は、本明細書に記載される任意の別の方法（複数）の任意の別のステップ（複数）を含んでもよい。さらに、上記に説明した方法は、本明細書に記載されるシステムのうちいずれによって実行されてもよい。

別の実施形態は、コンピュータシステムに、コンピュータで実施される、ウェーハ上の欠陥を検出する方法を実行させるプログラム命令を内蔵した非一時的コンピュータ可読媒体に関する。コンピュータで実施される方法は、上記に説明した方法のステップを含む。コンピュータ可読媒体はさらに、本明細書に記載されるように構成されてもよい。方法のステップは本明細書にさらに説明されるように実行されてもよい。加えて、方法は、本明細書に記載される任意の別の方法（複数）を含んでもよい。

本発明の他の利点は、好適な実施形態の以下の詳細な説明により、また、添付の図面を参照すれば、当業者には明らかとなろう。

本明細書に記載される実施形態によって構成されたシステムの一実施形態の側面を示す模式図である。 ウェーハ上に形成されたウェーハデザインの異なる部分の一例の断面図を示す模式図である。 ウェーハ上に形成されたウェーハデザインの異なる部分の一例の平面図を示す模式図である。 本明細書に記載されるシステムによって実行され得る機能の実施形態を示す流れ図である。 本明細書に記載されるシステムによって実行され得る機能の実施形態を示す流れ図である。 本明細書に記載されるコンピュータで実施される方法のうち１つ以上を実行するための、コンピュータシステム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の１つの実施形態を示すブロック図である。 現在用いられているウェーハ上の欠陥を検出する方法の一例を示す流れ図である。

本発明は種々の修正と別形態が可能であるが、その特定の実施形態が例として図面に示され、本明細書において詳細に説明される。図面は縮尺通りではない場合がある。しかしながら、図面とその詳細な説明は、本発明を開示された特定の形態に限定する意図はなく、反対に、本発明は添付の特許請求の範囲に規定される本発明の趣旨と範囲に属する全ての修正、等価物または別例を網羅することを意図していることを理解すべきである。

ここで図面を参照すると、図は縮尺通りに描かれていないことに留意すべきである。特に、図のいくつかの要素の縮尺は要素の特性を強調するために大きく誇張されている。図は同じ縮尺で描かれていないことにも留意すべきである。２つ以上の図で描かれた、同様の構成の要素は、同じ参照番号を用いて示されている。本明細書に別段明記されない限り、説明され示される要素はいずれも、任意の適切な市販の要素を含んでもよい。

１つの実施形態はウェーハ上の欠陥を検出するように構成されたシステムに関する。そのようなシステムの１つの実施形態が図１に示されている。システム１００は、本明細書にさらに説明されるように構成された光学サブシステム１０２を含む。システムは、本明細書にさらに説明されるように光学サブシステムによって生成される出力を用いて１つ以上のステップを実行するように構成されたコンピュータサブシステム１０４をも含んでもよい。光学サブシステムとコンピュータサブシステム１０４は組み合わされて、本明細書にさらに説明されるように構成され用いられ得るウェーハ検査システムの少なくとも一部を形成してもよい。

光学サブシステムは、少なくとも１つの光源と１つの検出器を含む。光学サブシステムは、ウェーハに実行される検査プロセス中に光源から発せられた光をウェーハに指向させ、ウェーハからの光を検出器で検出するように構成される。例えば、図１に示すように、光学サブシステムは、広帯域プラズマ（ＢＢＰ）光源等の、当技術分野で知られる任意の光源を含み得る光源１０６を含む。光源からの光は、ビームスプリッタ１０８に指向されてもよく、ビームスプリッタ１０８は、光源からの光をウェーハ１１０に指向させるように構成されてもよい。光源は、１つ以上の集光レンズ、コリメーティングレンズ、リレーレンズ、対物レンズ、開口、分光フィルタ、偏光素子等の任意の他の適切な素子（図示せず）に結合されてもよい。図１に示すように、光は直角入射角でウェーハに指向されてもよい。しかしながら、光は、近似直角および斜めの入射角を含む任意の適切な入射角でウェーハに指向されてもよい。加えて、光または多数の光ビームは、２つ以上の入射角で逐次または同時にウェーハに指向されてもよい。光学サブシステムは、任意の適切な方式でウェーハの上で光を走査するように構成されてもよい。

ウェーハ１１０からの光は走査中に光学サブシステムの１つ以上のチャンネルによって集められ検出されてもよい。例えば、比較的直角に近い角度でウェーハ１１０から反射した光（すなわち、入射が直角である場合に鏡面反射した光）は、ビームスプリッタ１０８を介してレンズ１１２に通る。レンズ１１２は、図１に示すように、屈折光学素子を含み得る。さらに、レンズ１１２は、１つ以上の屈折光学素子および／または１つ以上の反射光学素子を含んでもよい。レンズ１１２によって集められた光は検出器１１４に集束されてもよい。検出器１１４は、電荷結合素子（ＣＣＤ）または他のタイプのイメージング検出器等の、当技術分野で知られる任意の適切な検出器を含んでもよい。検出器１１４は、レンズ１１２によって集められた反射光に応答した出力を生成するように構成される。したがって、レンズ１１２と検出器１１４は光学サブシステムの１つのチャンネルを形成する。この光学サブシステムのチャンネルは、当技術分野で知られる任意の別の適切な光学素子（図示せず）を含んでもよい。

図１に示す光学サブシステムは、ウェーハから鏡面反射した光を検出するように構成されるため、光学サブシステムは、明視野（ＢＦ）光学サブシステムとして構成される。しかしながら、そのような光学サブシステムは、別のタイプのウェーハ検査向けにも構成されてよい。例えば、図３に示す光学サブシステムは、１つ以上の別のチャンネル（図示せず）を含んでもよい。その別のチャンネル（複数）は、散乱型光チャンネルとして構成される、レンズおよび検出器等の、本明細書に記載される光学素子のうちいずれを含んでもよい。レンズおよび検出器はさらに、本明細書に記載されるように構成されてもよい。こうして、光学サブシステムは暗視野（ＤＦ）検査向けにも構成されてよい。

コンピュータサブシステム１０４は、走査中に検出器（複数）によって生成された出力（複数）がコンピュータサブシステム１０４に提供され得るように、光学サブシステムに結合される。このように、コンピュータサブシステムは、検出器によって検出された光に応じた、検出器によって生成される出力を受け取るように構成される。例えば、コンピュータサブシステムは、コンピュータサブシステムが検出器によって生成された出力を受け取り得るように、検出器１１４に結合されてもよい（例えば、当技術分野で知られる任意の適切な伝送媒体を含み得る、図１に破線で示される１つ以上の伝送媒体によって）。コンピュータサブシステムは、本明細書にさらに説明されるものを含む検出器によって生成された出力を用いて任意のステップ（複数）を実行するように構成されてもよい。

上記に説明したように、光学サブシステムは、検査システムの光学サブシステムであってよい。しかしながら、本明細書に記載される光学サブシステムは、計測システム等の任意の他のタイプの検査システムの一部であってもよい。本明細書に記載される光学サブシステムが含まれる計測システムは、当技術分野で知られる任意の適切な計測システムを含んでもよい。

図１に示すシステムは、ウェーハ上で検出された欠陥のサンプリングされた部分の画像を生成するように構成された欠陥レビューサブシステムをも含み得る。そのような実施形態の１つにおいて、欠陥レビューサブシステムは、電子ビームに基づく欠陥レビューサブシステムを含んでもよい。しかしながら、欠陥レビューサブシステムは、当技術分野で知られる任意の別の適切な欠陥レビューサブシステムを含んでもよい。このように、システムは、本明細書にさらに説明されるように、ウェーハ検査システムによってウェーハ上で検出された欠陥の位置の電子ビーム画像を取得するように構成された欠陥レビューサブシステムを含んでもよい。図１に示す電子ビーム欠陥レビューサブシステムは、コンピュータサブシステム１２６に結合された電子カラム１１６を含む。

やはり図１に示すように、光学サブシステムと、電子ビーム欠陥レビューサブシステムのコンピュータサブシステム１２６とに結合されたコンピュータサブシステム１０４は、伝送媒体によって（コンピュータサブシステム間の実線で示されるように）結合されてもよい。したがって、欠陥レビューサブシステムは、自らのコンピュータサブシステムを介して光学サブシステムに結合され得る。検査および欠陥レビューシステムのコンピュータサブシステムは、２つのコンピュータサブシステム間で情報を送信するように結合されてもよい。

電子カラムは、１つ以上の要素１２０によってウェーハ１１０に集束される電子を生成するように構成された電子ビーム源１１８を含む。電子ビーム源は、例えばカソード源またはエミッタチップを含んでもよく、また、１つ以上の要素１２０は、例えば、ガンレンズ、アノード、ビーム制限開口、ゲートバルブ、ビーム電流選択開口、対物レンズおよび走査サブシステムを含んでもよく、それらは全て、当技術分野で知られる任意のそのような適切な要素を含んでもよい。ウェーハから戻った電子（例えば二次電子）は１つ以上の要素１２２によって検出器１２４に集束されてもよい。１つ以上の要素１２２は、例えば、要素（複数）１２０に含まれるのと同じ走査サブシステムであってよい１つの走査サブシステムを含んでもよい。電子カラムは、当技術分野で知られる任意の別の適切な要素を含んでもよい。加えて、電子カラムは、あたかも本明細書に完全に記載されているかのように参考として援用される、２０１４年４月４日にＪｉａｎｇらに発行された米国特許第８，６６４，５９４号、２０１４年４月８日にＫｏｊｉｍａらに発行された米国特許第８，６９２，２０４号、２０１４年４月１５日にＧｕｂｂｅｎｓらに発行された米国特許第８，６９８，０９３号および２０１４年５月６日にＭａｃＤｏｎａｌｄらに発行された米国特許第８，７１６，６６２号明細書に記載されるように構成されてもよい。電子カラムは図１では、電子がウェーハに斜めの入射角で入ってウェーハから別の斜めの角度で散乱するように構成されたものとして示されているが、電子ビームは任意の適切な角度でウェーハに指向されウェーハから散乱されてもよいことを理解すべきである。

コンピュータサブシステム１２６は、上述のように検出器１２４に結合されてもよい。検出器はウェーハの表面から戻った電子を検出して、それによりウェーハの電子ビーム画像を形成してもよく、その画像は、当技術分野で知られる任意の適切な電子ビーム画像を含んでもよい。コンピュータサブシステム１２６は、検出器によって生成される電子ビーム画像に基づいて本明細書に記載される１つ以上の機能を実行するように構成されてもよい。コンピュータサブシステム１２６は、本明細書に記載される任意の付加的なステップ（複数）を実行するように構成されてもよい。

本明細書において、図１は、本明細書に記載されるシステムの実施形態に含まれ得る光学サブシステムと欠陥レビューサブシステムの構成を概括的に説明するために提供されていることに留意すべきである。明らかに、本明細書に記載される光学および欠陥レビューサブシステムの構成は、商用検査および欠陥レビューシステムを設計する際に通常実行される検査システムと欠陥レビューシステムの性能を最適化するために変えられてもよい。加えて、本明細書に記載されるシステムは、カリフォルニア州ミルピタス、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから商業的に入手可能な２９ｘｘ、９ｘｘｘおよびｅＤＲシリーズのツール等の既存の検査システムおよび／または既存の欠陥レビューシステムを用いて（例えば、既存の検査または欠陥レビューシステムに、本明細書に記載される機能性を追加することにより）実行されてもよい。そのようなシステムに、本明細書に記載される方法は、システムのオプションの機能性として提供されてもよい（例えば、システムの別の機能性に追加される）。別法として、本明細書に記載されるシステムは、完全に新規のシステムを提供するために、「最初から」設計されてもよい。

図１に示すように、システムは、２つのコンピュータサブシステム１０４および１２６を含んでもよい。しかしながら、システムは別法として１つのみのコンピュータサブシステムを含んでもよい。さらに、システムは、いずれの検査または欠陥レビューツールの一部ではなく、本明細書に記載される１つ以上の機能を実行するように構成されたスタンドアローンコンピュータサブシステム等の別のコンピュータサブシステム（複数）（図示せず）をも含んでもよい。こうして、同じ１つのコンピュータサブシステムが、本明細書に記載される全ての機能を実行するように構成されてもよい。別法として、本明細書に記載される機能のうちいくつかが１つのコンピュータサブシステムによって実行される一方で、本明細書に記載される別の機能が別のコンピュータサブシステムによって実行されてもよい。

こうして、図１に示すコンピュータサブシステムおよび本明細書に記載される全ての別のコンピュータサブシステムは集合的に１つ以上のコンピュータサブシステムと呼ばれ、「コンピュータサブシステム」および「コンピュータシステム」という用語は本明細書において互換的に用いられる。コンピュータシステムは種々の形態をとってよく、それは、パーソナルコンピュータシステム、イメージコンピュータ、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その他を含む。一般に、「コンピュータシステム」という用語は、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備えた任意のデバイスを包含するように広範に定義されてもよい。コンピュータシステムは、パラレルプロセッサ等の当技術分野で知られる任意の適切なプロセッサをも含んでよい。加えて、コンピュータシステムは、スタンドアローンツールまたはネットワークツールのいずれでも、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。

検査プロセスは、ウェーハに少なくとも第１と第２のプロセスステップが実行された後で、ウェーハに実行される。ウェーハの検査は、第１のプロセスステップと第２のプロセスステップの間には実行されない。第１のプロセスステップは、ウェーハ上にウェーハデザインの第１の部分を形成することを含み、第２のプロセスステップは、ウェーハ上にウェーハデザインの第２の部分を形成することを含む。デザインの第１の部分と第２の部分はウェーハ上の空間において相互排他的である。

図４に示すように、デザインＡ、４００は、プロセスステップＡ、４０２でウェーハ上に形成されてもよい。デザインＡは、ウェーハ４０６上に形成された２つのパターニングしたフィーチャ４０４を含んでもよい。プロセスステップＡの後で、デザインＢ、４０８がプロセスステップＢ、４１０でウェーハ上に形成されてもよい。デザインＢは、ウェーハ４０６上に形成された２つのパターニングしたフィーチャ４１２を含んでもよい。図４に示すように、パターニングしたフィーチャ４０４とパターニングしたフィーチャ４１２はウェーハ上の空間において相互排他的であり、そのような空間配置について本明細書でさらに説明する。

ウェーハ上にプロセスステップＢが実行された後で、ウェーハは、ウェーハに検査プロセスを実行する検査／レビューツール４１４に移送されてもよい。こうして、ウェーハはプロセスステップＡを用いて処理され得る。プロセスステップＡは、多ステップ半導体プロセスのうち任意の第１のステップであってよい。例えば、プロセスステップＡは第１のエッチングステップ、第１の成膜ステップ等であってよい。次にウェーハは、プロセスステップＢのための第２のプロセスツールに移送されてもよく、プロセスステップＢは、多ステップ半導体プロセスの第２のステップであってよい。例えば、プロセスステップＢは第２のエッチングステップ、第２の成膜ステップ等であってよい。次にウェーハは、検査／レビューツール４１４に移送されてもよい。

一実施形態において、デザインの第１の部分と第２の部分が相互排他的である空間は、ウェーハの上面に対して実質的に平行な平面にある。例えば、図２に示すように、ウェーハ基板２００は、その上に形成されたいくつかの異なるパターニングしたフィーチャを有してもよい。図２および本明細書に記載されるその他の図面に示されるパターニングしたフィーチャは、任意の特定のウェーハ上の任意の特定のパターニングしたフィーチャを提示することを意図していない。代わりに、本明細書に記載された図に示されるパターニングしたフィーチャは、デザインの第１の部分と第２の部分の間の様々な空間的関係を説明し、それにより本明細書に記載される実施形態の理解を深めることのみを意図している。

図２の例において、パターニングしたフィーチャ２０２および２０４は、ウェーハ基板２００上の層２０６内に形成されてもよい。加えて、パターニングしたフィーチャ２０８および２１０が、ウェーハ基板２００の同じ層内に形成されてもよい。しかしながら、パターニングしたフィーチャ２０２および２０４はウェーハ上に実行される第１のプロセスステップで形成されるのに対し、パターニングしたフィーチャ２０８および２１０はウェーハ上に実行される第２のプロセスステップで形成される。したがって、パターニングしたフィーチャ２０２および２０４はウェーハデザインの第１の部分の一部と見做され得るのに対し、パターニングしたフィーチャ２０８および２１０はウェーハデザインの第２の部分の一部と見做され得る。

図２にさらに示すように、パターニングしたフィーチャ２０２および２０４とパターニングしたフィーチャ２０８および２１０は、ウェーハの上面２１２に対して実質的に平行な平面内で相互排他的であることによって空間内で相互排他的である。言い換えると、パターニングしたフィーチャ２０２および２０４とパターニングしたフィーチャ２０８および２１０は、図２に示すｘおよびｙ方向において重複しない位置取りを有するので、異なるパターニングしたフィーチャに対応するデザインの異なる部分は、ウェーハの上面に対して実質的に平行なｘ、ｙ平面において相互排他的である。

したがって、ウェーハの検査は、ウェーハ上にパターニングしたフィーチャ２０２および２０４を形成したプロセスステップと、ウェーハ上にパターニングしたフィーチャ２０８および２１０を形成したプロセスステップとの間には実行され得ない。代わりに、検査は、パターニングしたフィーチャ２０２および２０４とパターニングしたフィーチャ２０８および２１０がウェーハ上に形成された後にのみ実行され得る。加えて、検査は、図２に示され本明細書にさらに説明される別のパターニングしたフィーチャがウェーハ上に形成される前に、実行され得る。

図３は、ウェーハ上に実行される異なるプロセスステップでウェーハ上に形成され、ウェーハの上面に対して実質的に平行な平面において相互排他的である、ウェーハデザインの異なる部分の別例を示す。例えば、ウェーハ３００のデザインの第１の部分は、ウェーハに実行される第１のプロセスステップでウェーハ上に形成されたパターニングしたフィーチャ３０２、３０４、３０６および３０８を含んでもよい。ウェーハ３００のデザインの第２の部分は、ウェーハ上に実行される第２のプロセスステップでウェーハ上に形成されたパターニングしたフィーチャ３１０、３１２、３１４および３１６を含んでもよい。加えて、ウェーハ３００のデザインの第３の部分は、ウェーハ上に実行される第３のプロセスステップでウェーハ上に形成されたパターニングしたフィーチャ３１８、３２０、３２２および３２４を含んでもよい。したがって、図３に示すように、デザインの各部分に含まれるパターニングしたフィーチャは、図３に示されるｘおよびｙ方向によって規定されるｘ、ｙ平面において相互排他的である。言い換えると、図３に示されるパターニングしたフィーチャはいずれも、ウェーハの上面に対して平行なｘ、ｙ平面において重複する位置を有することがない。そのため、図３に示されるデザインの異なる部分それぞれは、ウェーハの上面に対して実質的に平行な平面において相互排他的である。

別の実施形態において、デザインの第１の部分に含まれるパターニングしたフィーチャは、デザインの第２の部分に含まれるパターニングしたフィーチャと相互排他的である。言い換えると、デザインの第１の部分に含まれるパターニングしたフィーチャはいずれも、デザインの第２の部分に含まれることはない。そのため、いずれの１つのパターニングしたフィーチャも、デザインの１つの部分にのみ含まれ得る。加えて、１つのパターニングしたフィーチャの異なる部分は、デザインの異なる部分に含まれるとは見做され得ない。例えば、コンタクトの線形層と、同じコンタクトの異なる部分は、それらが異なるプロセスステップで形成されたとしてもデザインの異なる部分に含まれることはない。特に、本明細書にさらに説明されるように、デザインの異なる部分に対する欠陥の位置、ならびに、デザインの異なる部分と、ウェーハ上に実行される異なるプロセスステップとの相関が、異なる欠陥を異なるプロセスステップに関連付けるために用いられる。したがって、ウェーハ上の単一のパターニングしたフィーチャの異なる部分が、検査システムの出力において（それらが検査システムに対しては単一のパターニングしたフィーチャとして現れる場合）互いに弁別され得ない場合、デザインの異なる部分に対する欠陥の位置が十分な精度で判定され得ず、それにより、欠陥が、デザインの異なる部分に相関される異なるプロセスステップに十分な精度で関連付けられることを妨げる。

いくつかの実施形態において、デザインの第１の部分は、デザインの第２の部分の上側または下側に形成されない。例えば、図２に示すように、いくつかのパターニングしたフィーチャは、ウェーハ上にパターニングした別のフィーチャ（複数）の上側または下側のウェーハに形成されてもよい。特に、図２に示すように、層２１６のパターニングしたフィーチャ２１４は、層２０６上のパターニングしたフィーチャ２０２の上側に形成されてもよい。加えて、層２２０のパターニングしたフィーチャ２１８は、層２０６のパターニングしたフィーチャ２０２、２０４、２０８および２１０ならびに層２１６のパターニングしたフィーチャ２１４の上側に形成されてもよい。したがって、パターニングしたフィーチャ２１４は、パターニングしたフィーチャ２０２がデザインの別の部分の一部である場合にデザインの１つの部分の一部ではない。加えて、パターニングしたフィーチャ２１８は、パターニングしたフィーチャ２０２および２０４、パターニングしたフィーチャ２０８および２１０、またはパターニングしたフィーチャ２１２がデザインの別の部分の一部である場合にデザインの１つの部分の一部ではない。例えば、本明細書にさらに説明されるように、デザインの異なる部分に対する欠陥の位置、ならびに、デザインの異なる部分と、ウェーハ上に実行される異なるプロセスステップとの相関が、異なる欠陥を異なるプロセスステップに関連付けるために用いられる。したがって、デザインの異なる部分がウェーハに重複する場合（それらが互いに上側または下側に形成される場合のように）、デザインの異なる部分に対する欠陥の位置は十分な精度で判定され得ず、それにより、欠陥が、デザインの異なる部分に相関される異なるプロセスステップに十分な精度で関連付けられることを妨げる。

別の実施形態において、デザインの第１と第２の部分はウェーハの同じ層上に形成される。例えば、図２に示すように、ウェーハ上に第１のプロセスステップで形成されたデザインの第１の部分の一部であり得るパターニングしたフィーチャ２０２および２０４と、ウェーハ上に第２のプロセスステップで形成されたデザインの第２の部分の一部であり得るパターニングしたフィーチャ２０８および２１０は、ウェーハの同じ層上に形成されてもよい。別の例において、図３に示すように、ウェーハ上に第１のプロセスステップで形成されたデザインの第１の部分の一部であり得るパターニングしたフィーチャ３０２、３０４、３０６および３０８と、ウェーハ上に第２のプロセスステップで形成されたデザインの第２の部分の一部であり得るパターニングしたフィーチャ３１０、３１２、３１４および３１６と、ウェーハ上に第３のプロセスステップで形成されたデザインの第３の部分の一部であり得るパターニングしたフィーチャ３１８、３２０、３２２および３２４は、ウェーハの同じ層上に形成されてもよい。

加えて、図２に示すように、同じ層上に形成されたデザインのパターニングしたフィーチャは、ｚ方向における位置が同じであってもよい。しかしながら、同じ層上に形成されたデザインの異なる部分のパターニングしたフィーチャは、高さが同じでも同じでなくてもよい。加えて、同じ層上に形成されたデザインの異なる部分のパターニングしたフィーチャは、ｚ方向に沿って異なる位置を有してもよく、その結果、デザインの異なる部分におけるパターニングしたフィーチャの最下面および／または最上面が、ｚ方向に沿って同じｘ、ｙ平面に配置されても配置されなくてもよいこととなる。しかしながら、好ましくは、デザインの異なる部分両方（または全て）におけるパターニングしたフィーチャの最上面は、それらが検査システムの出力で適切に検出され得ない程度よりもｚ方向に互いに離れて配置されることはない。言い換えると、デザインの異なる部分における異なるパターニングしたフィーチャは、それらが適切にイメージング（または検出）され得ない程に焦平面から離れることがない限り、検査システムの焦平面に対して異なる位置をとってもよい。したがって、検査対象の（あるいはレビュー対象の）全てのパターニングしたフィーチャの位置のｚ方向における差は、好ましくは、検査システム（あるいは欠陥レビューシステム）の焦点深度よりも小さい。

さらに別の実施形態において、デザインの第１と第２の部分はウェーハの異なる層上に形成され、検出器の出力はウェーハの上面より下側の欠陥の深さに応じても応じなくてもよい。例えば、デザインの異なる部分はウェーハの同じ層上に形成される必要はない。しかしながら、デザインの異なる部分は好ましくは、それらが検査システムの出力において、また任意選択的に欠陥レビューツールの出力で識別され得る方式でウェーハ上に形成される。例えば、デザインの異なる部分は、上記の検査システムの焦点深度内に依然としてありながらウェーハの異なる層上に配置されてもよい。加えて、デザインの１つ以上の部分は、デザインのその部分（それらの部分）より上側のウェーハ上に形成された１つ以上のパターンなしまたはパターン付き材料の下側に配置されてもよいが、それは、これらの重なる材料が検査システムあるいは欠陥レビューシステムの、デザインのその部分（それらの部分）におけるパターニングしたフィーチャを「見る」能力に干渉しない場合に限る。例えば、デザインの１つの部分は検査システムあるいは欠陥レビューシステムに対して透過性（実質的にまたは少なくとも部分的に透過性）である１つ以上の材料の下側に配置されてもよく、その結果それらの１つ以上の重なる材料が、デザインの部分からの光（またはその他のエネルギー、例えば電子）の検出を阻止しない。こうして、デザインの部分と、その中に配置された欠陥は、それらが検査システム（および、欠陥を、デザインの異なる部分に配置された欠陥の異なる部分に分離するために欠陥レビュー画像が用いられる場合は欠陥レビューシステムの可能性もある）に対して「見える」状態である限り、必ずしもウェーハの最上層にある必要はない。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）として構成された欠陥レビューシステムによって生成された画像が、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置を判定するために用いられた場合、全ての欠陥は好ましくは、ウェーハの最上層に対するそれらの位置にかかわらずＳＥＭに対して「見える」状態である。ウェーハ上で最上ではないが、それでもＳＥＭに対して見える層の例は、多ステップによって生じた欠陥を観察するためにＳＥＭレビューされ得るライン層の中間端部を含む。

加えて、本明細書にさらに説明されるように、検査システム（あるいは欠陥レビューシステム）の出力が、ウェーハの上面（または単に、ｚ次元に対する、パターニングしたフィーチャの異なる位置）より下側のウェーハ上に形成されたパターニングしたフィーチャの深さに応じていても応じていなくても、その情報は、欠陥が位置しているデザインの異なる部分を判定するために、本明細書に記載される実施形態によって、または本明細書に記載される実施形態では用いられない。言い換えると、欠陥は、それらのｚ方向における位置に基づいては、デザインの異なる部分に相関されない。

さらに図５に示すように、ウェーハは、ウェーハを処理するプロセスツールＡ、５００に配置されてもよい。プロセスツールＡによってウェーハに実行されるプロセスステップは、第１の多ステッププロセスであり得る。次にウェーハは、ウェーハを処理するプロセスツールＢ、５０２に配置されてもよい。プロセスツールＢによってウェーハに実行されるプロセスステップは、同じ多ステッププロセスのうち第２のプロセスであり得る。このように、第１のプロセスステップと第２のプロセスステップは、ウェーハ上の同じデバイスの少なくとも一部分を形成するために相前後して実行される連続したプロセスステップであってよい。ウェーハは任意選択的に、プロセスツールＣ、５０４または、第１の２つのプロセスステップにリンクされるウェーハ上の連続したプロセスステップ（すなわち、第１の２つのプロセスステップと同じ多ステップの一環である）を実行する任意の他のプロセスツールに配置されてもよい。

第１と第２のプロセスステップは、いくつかの異なる多ステッププロセスのいずれであってもよい。一実施形態において、第１のプロセスステップは多数のパターニングステッププロセスの第１のパターニングステップを含み、第２のプロセスステップは多数のパターニングステッププロセスの第２のパターニングステップを含む。例えば、多数のパターニングプロセスは、ウェーハ上にパターンを形成するための一続きのリソグラフィーとエッチングステップ（例えば、第１のリソグラフィー、第１のエッチングに続く第２のリソグラフィー、第２のエッチング等）を包含してもよい。こうして、第１のプロセスステップは二段階ダブルパターニング法の第１のエッチングステップであってよく、第２のプロセスステップは二段階ダブルパターニング法の第２のエッチングステップであってよい。加えて、プロセスステップは２つのプロセスステップに限定されず、任意の多数のステップに拡張されてもよい（例えばダブルパターニング、カッドパターニング等）。多数のステッププロセスにおける最終プロセスステップの後で、ウェーハは、プロセス事項を特定し、欠陥位置を表すウェーハマップ等の検査結果を出力するように構成された検査ツール５０６（またはその他の光学機器）に移される。そこで、完全ウェーハ検査５０８が検査ツールによって実行され得る。

別の実施形態において、デザインの第１の部分は、Ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）トランジスタの構造を含み、デザインの第２の部分はＰ型金属酸化物半導体（ＰＭＯＳ）トランジスタの構造を含む。例えば、本明細書に記載される実施形態は、エッチングと成膜ステップを反復する多プロセスステップを監視するために本明細書に記載される検査プロセスが用いられ得るＮＭＯＳプロセスステップとＰＭＯＳプロセスステップに用いられてもよい。いくつかの実施形態において、ＮＭＯＳトランジスタおよびＰＭＯＳトランジスタの構造はウェルである。こうして、本明細書に記載される実施形態は、ＮウェルおよびＰウェルの定義を監視するために用いられ得る。ＮＭＯＳおよびＰＭＯＳトランジスタの構造は、拡張インプラントおよび金属パターニング層等の他の構造を含んでもよい。ウェルまたはＮＭＯＳおよびＰＭＯＳトランジスタの任意の他の構造は、当技術分野で知られる任意の適切な方式で形成されて任意の適切な構成を有してもよい。

別の実施形態において、第１と第２のプロセスステップは、配線形成プロセス（ｂａｃｋ ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｎｅ、ＢＥＯＬ）メタライゼーションプロセスの一環である。メタライゼーションプロセスは、ウェーハ上に任意の金属層（複数）（例えば、金属層１（Ｍ１）、金属層２（Ｍ２）等）を形成するために用いられる、当技術分野で知られる任意の適切なメタライゼーションプロセスを含んでもよい。

第１と第２のプロセスステップは、同じ検査プロセス（あるいは同じ欠陥レビュープロセス）において検査システム（あるいは欠陥レビューシステム）に対して見える状態である、ウェーハ上のデザインの異なる（相互排他的な）部分を形成するために組み合わせて用いられる任意の他のプロセスステップをも含んでもよい。例えば、第１と第２のプロセスステップは、ハードマスク成膜およびパターニング（シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）およびシリコンカーバイド（ＳｉＣ）ステップ向け）、（ＳｉＧｅへの）アルミシリサイドインプラントのためのプロセスステップを含んでもよい。

コンピュータサブシステム（複数）は、ウェーハ上の欠陥をその出力に基づいて検出するように構成される。こうして、ウェーハは欠陥に関して検査され得る。ウェーハ上の欠陥をその出力に基づいて検出することは、当技術分野で知られる任意の適切な方式で実行され得る。例えば、出力は、１つ以上の欠陥検出アルゴリズムおよび／または方法への入力として用いられてもよい。そのような欠陥検出アルゴリズムの一例は、出力を閾値と比較するように構成されてもよく、閾値を超えた１つ以上の値を有する出力はいずれも潜在的欠陥として識別され得るのに対し、閾値を超えた１つ以上の値を有していない出力はいずれも潜在的欠陥として識別され得ない。しかしながら、本明細書に記載される実施形態はいずれの特定の欠陥検出方法および／またはアルゴリズムにも限定されず、適切な欠陥検出方法および／またはアルゴリズムは、検査システムの構成、ウェーハのタイプ、ウェーハ上で検出されるべき対象の欠陥（複数）（ＤＯＩ（複数））のタイプ等のいくつかの因子に依存して変わり得る。

いくつかの実施形態において、欠陥を検出することは、デザインの第１のおよび／または第２の部分に基づいて実行されてもよい。例えば、欠陥を検出するために用いられる欠陥検出アルゴリズムおよび／または方法の１つ以上のパラメータは、出力が生成したウェーハの位置と、その位置に対応するデザインの部分に依存して変わり得る。このように、欠陥を検出することは、デザイン主導の半導体ウェーハ欠陥検査または計測を含んでもよい。デザイン主導の半導体ウェーハ欠陥検査または計測の方法およびシステムの例は、あたかも本明細書に完全に記載されているかのように参考として援用される、２００５年４月２６日にＢｅｖｉｓに発行された米国特許第６，８８６，１５３号明細書に記載されている。本明細書に記載される実施形態は、さらにこの特許に記載されるように構成されてもよい。

ウェーハ上の欠陥の検出の結果は、任意の適切なフォーマットで出力されてもよい。例えば、ウェーハ上の欠陥を検出した結果は、検査結果を含み、本明細書に記載されるその他の機能を実行するためにコンピュータサブシステム（複数）によって用いられ得るファイルで出力されてもよい。加えて、欠陥検出の結果は、図４に示すウェーハマップ４１６とパレート図４１８等のいくつかの異なる結果を生成するために用いられてもよい。ウェーハマップ４１６はプロセスＢ後にウェーハ上で検出された欠陥の位置を示し得るのに対し、パレート図４１８はプロセスＢ後にウェーハ上で検出されたいくつかの異なるタイプの欠陥または事象を示し得る。したがって本例では、ウェーハマップにその位置が示されパレート図にそのタイプが示される欠陥は、プロセスステップＡとプロセスステップＢ両方による欠陥を含んでもよい。したがって、本明細書にさらに説明されるように、コンピュータサブシステム（複数）は、検出された欠陥を、プロセスステップＡによる欠陥と、プロセスステップＢによる欠陥に分割するためのいくつかの機能を実行するように構成されてもよい。

コンピュータサブシステム（複数）は、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置を判定するようにも構成される。例えば、図４に示すように、ウェーハ上にプロセスステップＡとプロセスステップＢの両方が実行された後で、デザインＡのパターニングしたフィーチャとデザインＢのパターニングしたフィーチャがウェーハ４０６上に形成される。加えて、図４に示すように、欠陥４２０はデザインＡのパターニングしたフィーチャ４０４のうち１つの中にまたはその上に形成され得るのに対し、欠陥４２２はデザインＢのパターニングしたフィーチャ４１２のうち１つの中にまたはその上に形成され得る。パターニングしたフィーチャ４０４および４１２それぞれのうち一方の中または一方の上に１つの欠陥が配置されるが、任意の個数の欠陥が、異なるプロセスステップに対応するデザインの部分に含まれるパターニングしたフィーチャの中またはその上に配置されてもよいことを理解すべきである。加えて、図４に示される欠陥４２０および４２２の形状、サイズおよび位置は、任意のウェーハ上で検出される任意の実際の欠陥の任意の実際の特徴を示すことを意図していない。本明細書に記載される実施形態は、したがって、ウェーハ上に形成されたフィーチャに対する欠陥の位置を判定するように構成されてもよく、次に、どのフィーチャがデザインのどの部分に含まれるかに関する情報を用いて、欠陥がその上またはその中に位置しているデザインの部分を判定する。図４に示される例において、判定ステップは、欠陥４２０の位置がフィーチャ４０４のうち１つ上にまたはその中に位置していること、また、フィーチャ４０４が、デザインＡとして指定されるデザインの部分に含まれることを判定することを含んでもよい。加えて、判定ステップは、欠陥４２２の位置がフィーチャ４１２のうち１つ上にまたはその中に位置していること、また、フィーチャ４１２が、デザインＢとして指定されるデザインの部分に含まれることを判定することを含んでもよい。したがって、判定ステップは、デザインＡとして指定されるデザインの部分に対する欠陥４２０の位置と、デザインＢとして指定されるデザインの部分に対する欠陥４２２の位置を判定することを含んでもよい。

一実施形態において、上記のように欠陥の位置を判定することは、検出器によって生成された欠陥に対する出力を、デザインの第１の部分または第２の部分に整列させることを含む。例えば、図４に示すように、コンピュータサブシステム（複数）は、ステップ４２４に示すように欠陥が整列をデザインするように構成されてもよい。別の例において、図５に示すように、コンピュータサブシステム（複数）は、相関５１０をデザインするために光学を実行するように構成される。このステップにおいて、コンピュータサブシステム（複数）は、両方のプロセスステップからのデザインファイルを、検出された欠陥位置とオーバーレイしてもよい。そのようなオーバーレイは、あたかも本明細書に完全に記載されているかのように参考として援用される、２００９年８月４日にＺａｆａｒらに発行された米国特許第７，５７０，７９６号明細書に記載されている。本明細書に記載される実施形態は、この特許に記載される任意のステップ（複数）を実行するように構成されてもよく、またさらに、この特許に記載されるように構成されてもよい。

こうして、検出器の出力は、出力のパターンに適合（または実質的に適合）する、デザインの異なる部分内のパターンを識別するために、デザインの異なる部分に整列されてもよい。デザインの異なる部分における適合するパターンに関する情報は、次に、欠陥のデザイン空間座標、デザインのどの部分に欠陥が位置しているか、欠陥が位置しているデザインの部分に対する欠陥の位置等の、欠陥に関する情報を判定するために用いられ得る。

別の実施形態において、デザインの第１と第２の部分はウェーハ上の異なる層上に形成され、検出器の出力が、ウェーハの上面の下側の欠陥の深さに応答する場合、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置を判定することは、ウェーハの上面の下側の欠陥の深さに基づいては実行されない。例えば、上記に詳細に規定したように、検出器の出力は、ウェーハの上面の下側の欠陥の深さに応答してもよい。しかしながら、そのような場合、ウェーハ上面の下側の欠陥の深さは、それ自体では、ウェーハ上に実行される異なるプロセスステップに起因する欠陥を分離するために用いられない。代わりに、本明細書にさらに説明されるように、デザインの異なる部分に対する欠陥の位置を判定するために好ましくは用いられるのは、デザインの部分自体である。

別の実施形態において、１つ以上のコンピュータサブシステムは、検出された欠陥の部分をサンプリングするように構成され、欠陥の位置を判定することは、欠陥レビューサブシステムによって生成された、検出された欠陥のサンプリングされた部分の画像を、デザインの第１の部分または第２の部分に整列させることを含む。こうして、ウェーハが欠陥に関して検査された後で、欠陥はサンプリングされレビューされ得る。そのような１つの実施形態において、検出された欠陥の部分をサンプリングすることは、ウェーハにわたる欠陥の空間分布に基づいて判定された欠陥の異なる部分母集団から欠陥をランダムに選択することを含む。例えば、コンピュータサブシステム（複数）は、図５のステップ５１２に示すように、欠陥分布を理解するために、減じた数の欠陥をランダムにサンプリングすることにより欠陥をサンプリングするように構成されてもよい。次にウェーハはイメージングのために、欠陥レビューツール（例えば、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから商業的に入手可能なｅＤＲ欠陥レビューツールまたは同等のＳＥＭ欠陥レビューツール）の欠陥レビューサブシステム等の欠陥レビューサブシステムに移送されてもよい。そこでコンピュータサブシステム（複数）は、図５のステップ５１４に示すように欠陥をレビューするように構成されてもよい。サンプリングされた欠陥は、あたかも本明細書に完全に記載されているかのように参考として援用される、２００６年９月１２日にＯｂａｒａらに発行された米国特許第７，１０５，８１５号明細書に記載されるようにレビューされて分類されてもよい。本明細書に記載される実施形態は、この特許に記載される任意のステップ（複数）を実行するように構成されてもよく、またさらにこの特許に記載されるように構成されてもよい。図５に示すように、コンピュータサブシステム（複数）は、ステップ５１６に示すように、相関をデザインするために欠陥レビューを実行するように構成されてもよい。欠陥レビュー画像をデザインに相関することは、分析または歩留まり管理ツールに実行されてもよい。分析は、各サンプリングされてレビューされた欠陥をデザインと相関することを含み、それは、相関をデザインするための光学系に関して上記に詳しく説明したように実行されてもよい。こうして、デザインは、相関をレビューするためにデザインのレビュー画像にオーバーレイされてもよい。

別の実施形態において、第１のプロセスステップはデザインの第１の部分のみに関する情報を用いて実行され、第２のプロセスステップはデザインの第２の部分のみに関する情報を用いて実行され、欠陥の位置を判定することはデザインの第１と第２の部分両方に関する情報を用いて実行される。例えば、図４に示すように、整列をデザインする欠陥は、デザインＡとして指定されたデザインの部分内にどの欠陥が位置しているかを判定するために、プロセスＡのデザインＡへの相関４２６を用いてもよく、また、デザインＢとして指定されたデザインの部分内にどの欠陥が位置しているかを判定するために、プロセスＢのデザインＢへの相関４２８を用いてもよい。したがって、各プロセスステップは、ウェーハ上に形成されるデザインの部分のみに関する情報を用いてもよいが、検査ステップは、検査（あるいはレビュー）によって考慮されるプロセスステップすべてにおいて形成されるデザインの全ての部分に関する情報を用いてもよい。

コンピュータサブシステム（複数）はさらに、欠陥の異なる部分を、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置に基づいて第１のプロセスステップまたは第２のプロセスステップに関連付けるように構成される。こうして、現在用いられている方法およびシステムは、２つの連続したプロセスステップ（例えばエッチングＮｏ．１およびエッチングＮｏ．２）を行い、次に単一の検査ステップを行って欠陥を第１と第２のプロセスステップに戻って相関することにより顕著に改良され得る。欠陥を異なるプロセスステップに戻って相関することは、本明細書にさらに説明されるように、欠陥を、異なるプロセスステップに対応するデザインの異なる部分に相関することによって可能にされる。例えば、光学サブシステムの出力および／または欠陥レビューによって生成した画像がデザイン情報に整列した後で、出力および／または画像にうまく整列したデザインの部分を形成したプロセスステップは、デザインの異なる部分と異なるプロセスステップとの間の呼応に基づいて判定され得る。本明細書に記載される実施形態によってもたらされる結果は、したがって、単一の欠陥母集団から生成された多数の欠陥部分母集団を含んでもよく、部分母集団それぞれは、ウェーハ上に実行される多プロセスステップのうち１つのみに関連付けられてもよい。

検査システム出力（またはレビュー画像）およびデザイン情報は、各欠陥または各レビューされたイメージへのタグ等の印を、対応するプロセスステップに割り当てるために用いられ得る。例えば、図５のステップ５１８に示すように、コンピュータサブシステム（複数）は、各欠陥に関する個別のタグをプロセスツールに対して生成するように構成されてもよい。各欠陥をその対応するプロセスステップにタグ付けする（すなわち、各欠陥にタグまたはその他の印を割り当て、それは、欠陥が位置しているデザインの部分を形成したプロセスステップを示す）ことは、システムが、デザインの異なる部分に相関する欠陥の画像を生成するために欠陥レビューサブシステムを含み、欠陥レビューサブシステムを用いる実施形態において、欠陥レビューツールの１つ以上のコンピュータサブシステム（複数）によって実行され得る。図５のステップ５２０にさらに示すように、コンピュータサブシステム（複数）は、レビューされた欠陥とプロセスツールタグを、製造データベースまたは本明細書に記載される他の適切なコンピュータ可読記憶媒体等のデータベースに送信するように構成されてもよい。

こうして、本明細書に記載される実施形態は、上記のＢｅｖｉｓへの特許に記載されたような検査に基づいたデザインのもとに構築された。現在用いられる方法において、検査はデザイン主導である。本明細書に記載される実施形態はこの技法に基づいて構築され、任意選択的にデザインベースのＳＥＭレビューからの情報を追加してもよい。実施形態はデザインおよび検査および／またはＳＥＭレビューからの情報を得て、プロセスツール相関に基づいて分析を細分化する。

一実施形態において、コンピュータサブシステム（複数）は、第１と第２のプロセスステップのうち１つに関連する欠陥の異なる部分のうち１つの、１つ以上の特徴を判定するように構成される。例えば、第１のプロセスステップと関連する欠陥の第１の部分に関して、コンピュータサブシステム（複数）は、欠陥の第１の部分の１つ以上の特徴を判定するために、検査システムおよび／または欠陥レビューシステムによって生成された第１の部分の欠陥に関する情報を用いてもよい。そのような特徴（複数）は、例えば、ウェーハにわたる欠陥分布、第１の部分における欠陥の分類、欠陥分類毎の第１の部分内の欠陥の個数、第１の部分内の欠陥の個数対パターニングした構造のタイプ、または当技術分野で知られる任意の別の適切な特徴を含んでもよい。同じ特徴が、別のプロセスステップに対応する欠陥の別の部分に関して判定されることがある。言い換えると、異なるプロセスステップに対応する欠陥の各部分は、それぞれの他の部分から別個に、その独自の欠陥母集団として考慮されてもよく、当技術分野で知られる任意の欠陥母集団の特徴は、当技術分野で知られる任意の適切な方式で判定され得る。

別の実施形態において、コンピュータサブシステム（複数）は、第１と第２のプロセスステップにそれぞれ関連付けられる欠陥の異なる部分に基づいて、第１と第２のプロセスステップそれぞれに関する第１と第２の検査結果を生成するように構成される。例えば、欠陥の異なる部分が異なるプロセスステップに関連付けられて欠陥が（任意選択的に）分類されると、各プロセスステップに関する正規化された欠陥分布を特定するパレート図等の、欠陥の異なる部分に関する情報が生成され得る。そのような例のうち一例において、各欠陥をその対応するプロセスステップにタグ付けした結果が、各プロセスステップまたは各プロセスツールに関する別個のパレートを生成するために用いられ得る。別のそのような例において、ダブルパターニングプロセスに関して、コンピュータサブシステム（複数）は２つのパレートを生成してもよく、一方は第１のリソグラフィー−エッチングシーケンスであり、他方は第２のリソグラフィー−エッチングシーケンスである。こうして、図５のステップ５２２に示すようにコンピュータサブシステム（複数）はプロセスツール毎の結果を生成するように構成されてもよい。例えば、図４に示すように、コンピュータサブシステム（複数）は、プロセスＡに関するウェーハマップ４３０およびプロセスＡに関するパレート図４３２を生成し、プロセスＢに関するウェーハマップ４３４およびプロセスＢに関するパレート図４３６を生成するように構成されてもよい。したがって、各プロセスステップに関して、別々で別個の検査結果が生成されてもよい。別々で別個の検査結果は、異なる検査結果ファイルに含まれても、同じ検査結果ファイルに含まれてもよい。

付加的な実施形態において、１つ以上のコンピュータサブシステムは、第１と第２のプロセスステップを、第１と第２のプロセスステップそれぞれに関連付けられた欠陥の異なる部分に基づいて別個に監視するように構成される。言い換えると、第１のプロセスステップに関連付けられた欠陥の１つの部分が、第１のプロセスステップを監視するために用いられることができ、第２のプロセスステップに関連付けられた欠陥の別の部分が、第２のプロセスステップを監視するために用いられることができる、等である。本明細書に記載されるシステムは、したがって、単一の検査ステップを用いて多プロセスステップを監視するように構成されてもよい。加えて、欠陥画像は、あたかも本明細書に完全に記載されているかのように参考として援用される、１９９８年６月２日にＬａらに発行された、欠陥管理および追尾に関する米国特許第５，７６１，０６４号明細書に記載されるように分析されて分類されてもよい。本明細書に記載される実施形態は、この特許に記載される任意のステップ（複数）を実行するように構成されてもよく、またさらにこの特許に記載されるように構成されてもよい。プロセス監視は、当技術分野で知られる任意の別の適切なプロセス監視をも含んでもよい。加えて、本明細書にさらに説明されるように、プロセスタグに基づいて、異なるプロセスステップに関して一意的な欠陥分布と正規化された欠陥チャートが生成されてもよく、それは、各プロセスツールにおける欠陥を理解するにあたり補助となり得る。

したがって、本明細書に記載される実施形態は、別のシステムおよび方法よりも有利ないくつかの点を提供する。例えば、欠陥管理および検査およびデザインデータを組み合わせる従来のシステムおよび方法は、単一のプロセスステップを単一の検査ステップで監視することができる。対照的に、本明細書に記載される実施形態は、単一の検査／レビュープロセスの出力を、多プロセスステップに戻して相関して、単一の検査プロセスを用いて多プロセスステップを監視するためのシステムを提供する。したがって、本明細書に記載される実施形態は、連続した製造プロセスステップのために、検査ステップの低減を可能にする。そのため、本明細書に記載される実施形態は検査プロセスに必要な時間量を低減できる。特に、本明細書にさらに説明されるように、実施形態は、連続した製造プロセスステップの最終ステップの後にのみ実行される検査を用いる。単一の検査ステップは、多プロセスステップ（検査前の最終プロセスステップに先立って実行されるステップを含めて）のための情報を抽出し、単一のステップを用いて多プロセスステップを監視するために、欠陥レビューおよびデザイン情報と合わせて用いられ得る。

加えて、現在用いられている方法およびシステムのいくつかは、１つのプロセスツールと単一のプロセスステップを監視するために、デザイン、欠陥レビューおよび検査結果を用いる。対照的に、本明細書に記載される実施形態は、多プロセスステップを監視するために、デザインおよび検査情報（また任意選択的に欠陥レビュー情報）および各プロセスステップへの相関を用いる。こうして、１つの検査プロセスによって検出された全ての欠陥が単一のプロセスステップに相関される現在用いられている方法およびシステムとは違って、本明細書に記載される実施形態は、１つの検査プロセスによって検出された全ての欠陥を多プロセスステップに相関する。さらに、現在用いられているシステムおよび方法は、多数の連続したプロセスステップにわたる欠陥を理解するために多数の検査または計測ステップを要する。対照的に、本明細書に記載される実施形態は、多数の連続したプロセスステップにわたる欠陥を監視するために、多数のプロセスステップの最終のステップ後に実行される１つのみの検査または計測プロセスを含む。さらに、この方法論を実行することにより、多数のプロセスツールの状態に対してより多くの情報が提供され得る。

本明細書に記載される実施形態は、時間または資金を節約するために、検査が中間ステップ後には実行されない、ダブルまたはカッドパターニングまたはその他のプロセスの中間ステップ等の、現在検査されていないステップの検査の可能性を提供するためにも用いられ得る。例えば、本明細書に記載される実施形態で、ユーザは、単一の検査ステップを用いて、カッドパターニングプロセスの中間ステップにおける事項を理解することができる。各プロセスツールの時間は数千ドルかかり、プロセスの行程の根本原因を判定しながらツールが一日ダウンした場合、プロセスの行程を失うと、数十万ドルかかりかねない。しかしながら、本明細書に記載される実施形態は、多プロセスステップのための詳細な欠陥報告を提供して、行程ツールがダウンするリスクを緩和し、それにより極端なコストを防止できる。同様に、本明細書に記載される実施形態は、ウェーハ上に別のプロセスステップが実行されなければならない前に検査の時間がない場合に、中間プロセスステップ検査のために用いられ得る（例えば、ウェーハ上の材料が劣化し始める前にウェーハを次のプロセスツールに移さなければならない場合）。

システムの各実施形態はさらに、本明細書に記載されるように構成されてもよい。加えて、上記のシステムの実施形態それぞれを組み合わせて単一の実施形態にしてもよい。言い換えると、本明細書に別段明記されない限り、システム実施形態はいずれも任意の他のシステム実施形態と相互排他的ではない。さらに、図４−５は、本明細書に記載されるコンピュータサブシステム（複数）によって実行され得る種々の機能を示すが、本明細書に別段明記されない限り、これらの図面に示される機能はいずれも、本明細書に記載されるシステム実施形態の機能および／または本明細書に記載される方法実施形態の実施に関して必須ではない。言い換えると、本明細書に別段明記されない限り、本明細書に記載される実施形態は、これらの図面に示される全ての機能よりも少ない機能を実行するように構成されてもよいし、または、これらの図面に示される全ての機能よりも多い機能を実行するように構成されてもよく、それでも、実施形態はこれらの実施形態の範囲内で機能し、および／または実施されている。

別の実施形態は、コンピュータで実施されるウェーハ上の欠陥を検出する方法に関する。方法は、ウェーハに実行される検査プロセス中に、検査システムによって生成される出力を取得することを含む。出力は、本明細書に記載されるいずれの出力を含んでもよい。検査システムは本明細書に記載される実施形態のいずれによって構成されてもよい。

検査プロセスは、ウェーハ上に少なくとも第１と第２のプロセスステップが実行されてから実行される。ウェーハの検査は、第１のプロセスステップと第２のプロセスステップの間には実行されない。第１のプロセスステップは、ウェーハ上にウェーハデザインの第１の部分を形成することを含み、第２のプロセスステップは、ウェーハ上にウェーハデザインの第２の部分を形成することを含む。デザインの第１の部分と第２の部分はウェーハ上の空間において相互排他的であり、デザインの第１の部分と第２の部分はさらに、本明細書に記載されるように構成される。

検査システムによって生成される出力を取得することは、ウェーハ上に実際に検査プロセスを実行すること（例えば、検査システムを用いてウェーハに関する出力を生成すること）を含んでもよい。しかしながら、出力を取得することは、ウェーハに検査プロセスを実行することを含まなくてもよい。例えば、出力を取得することは、検査システムにより出力が記憶されている記憶媒体から出力を取得することを含んでもよい。したがって、本明細書に記載される実施形態が光学サブシステムおよび／または欠陥レビューサブシステムを含んでもよいが、本明細書に記載される実施形態は、代替的に、光学サブシステムおよび／または欠陥レビューサブシステムを用いずに実行されてもよい。例えば、実施形態は、本明細書に記載される１つ以上のコンピュータサブシステム（複数）のみを用いて実行されてもよい。

方法は、ウェーハ上の欠陥をその出力に基づいて検出することも含む。加えて、方法は、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置を判定することを含む。方法はさらに、デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置に基づいて、その欠陥の異なる部分を第１のプロセスステップまたは第２のプロセスステップと関連付けることを含む。これらのステップそれぞれはさらに、本明細書に記載される実施形態により実行されてもよい。取得、検出、判定および関連付けステップは、本明細書に記載される実施形態のいずれかによって構成され得る１つ以上のコンピュータサブシステムによって実行される。

上記の方法の実施形態それぞれは、本明細書に記載される任意の他の方法（複数）の任意の他のステップ（複数）を含んでもよい。さらに、上記の方法の実施形態それぞれは、本明細書に記載されるシステムのいずれによって実行されてもよい。

本明細書に記載される全ての方法は、方法の実施形態の１つ以上のステップの結果を、コンピュータ可読記憶媒体に記憶することを含んでもよい。結果は、本明細書に記載される結果のいずれを含んでもよく、また、当技術分野で知られるいずれの方式で記憶されてもよい。記憶媒体は、本明細書に記載されるいずれの記憶媒体を含んでもよいし、または、当技術分野で知られる任意の別の適切な記憶媒体を含んでもよい。結果が記憶された後で、結果は記憶媒体内でアクセスされることができ、本明細書に記載される方法またはシステムの実施形態のうちいずれによっても用いられることができ、ユーザに表示するためにフォーマットされ、別のソフトウェアモジュール、方法またはシステム等によって用いられることができる。

付加的な実施形態は、コンピュータシステムに、コンピュータで実施されるウェーハ上の欠陥を検出する方法を実行させるためのプログラム命令を内蔵記憶する非一時的コンピュータ可読媒体に関する。１つのそのような実施形態が図６に示されている。特に、図６に示すように、コンピュータ可読媒体６００は、コンピュータシステム６０４上で実行可能なプログラム命令６０２を含む。コンピュータで実施される方法は上記の方法のステップを含む。プログラム命令が実行可能なコンピュータで実施される方法は、本明細書に記載される任意のその他のステップ（複数）を含んでもよい。

本明細書に記載されるような方法を実行するプログラム命令６０２は、コンピュータ可読媒体６００に記憶されてもよい。コンピュータ可読媒体は、磁気または光学ディスク、または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法のうちいずれで実行されてもよい。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（登録商標）、マイクロソフトファンデーションクラス（ＭＦＣ）またはその他の技術または方法論を所望に用いて実行されてもよい。

コンピュータシステムはさらに、本明細書に記載される実施形態のうちいずれによって構成されてもよい。

本発明の種々の態様のさらなる変形と変更は、この説明に鑑み当業者には明らかとなろう。例えば、ウェーハ上の欠陥を検出する方法およびシステムが提供される。したがって、この記述は、説明としてのみ解釈され、本発明を実行する一般的な方式を当業者に教示する目的のためである。本明細書に示され記載される本発明の形式は、本発明の好適な実施形態として捉えられるべきであることを理解すべきである。要素および材料は、本明細書に示され記載されるものと置き換えられてもよく、部品およびプロセスは逆転されてもよく、本発明の特定の特徴は個別に利用されてもよく、それは全て、本発明のこの説明があれば当業者には明白であろう。以下の特許請求の範囲に記載される本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、本明細書に記載される要素に変更がなされてもよい。

Claims (18)

1. ウェーハ上の欠陥を検出するように構成されたシステムであって、
   少なくとも１つの光源と１つの検出器を備えた光学サブシステムを備え、前記光学サブシステムは、前記光源によって発せられる光を前記ウェーハに指向させ、前記ウェーハに実行される検査プロセス中に検出器で前記ウェーハからの光を検出するように構成され、前記検査プロセスは、前記ウェーハに少なくとも第１と第２のプロセスステップが実行された後で実行され、前記ウェーハの検査は、前記第１のプロセスステップと第２のプロセスステップの間には実行されず、前記第１のプロセスステップは、前記ウェーハ上にウェーハデザインの第１の部分を形成することを含み、前記第２のプロセスステップは、前記ウェーハ上に前記ウェーハデザインの第２の部分を形成することを含み、前記デザインの第１の部分に含まれるパターニングしたフィーチャと第２の部分に含まれるパターニングしたフィーチャは、ウェーハの上面に対して実質的に平行な平面において重複しない位置取りを有していて相互排他的であり、
   さらに、１つ以上のコンピュータサブシステムを備え、前記１つ以上のコンピュータサブシステムは、前記検出器によって検出された光に応答して前記検出器によって生成された出力を受け取り、前記ウェーハ上の欠陥をその出力に基づいて検出し、前記デザインの第１の部分に含まれるフィーチャと第２の部分に含まれるフィーチャに対する欠陥の位置を判定し、前記デザインの第１の部分に含まれるフィーチャと第２の部分に含まれるフィーチャに対する欠陥の位置と、どのフィーチャがデザインのどの部分に含まれるかに関する情報とに基づいて、前記欠陥を前記第１のプロセスステップまたは第２のプロセスステップと関連付けるように構成される、システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記欠陥の位置を判定することは、前記検出器によって生成された欠陥に対する出力を、前記デザインの第１の部分または第２の部分に整列させることを含むシステム。
3. 請求項１に記載のシステムであって、前記１つ以上のコンピュータサブシステムは、検出された欠陥の部分をサンプリングするように構成され、前記システムはさらに、前記検出された欠陥のサンプリングされた部分の画像を生成するように構成された欠陥レビューサブシステムを備え、前記欠陥の位置を判定することは、前記検出された欠陥のサンプリングされた部分の画像を前記デザインの第１の部分または第２の部分と整列させることを含むシステム。
4. 請求項３に記載のシステムであって、前記検出された欠陥の部分をサンプリングすることは、前記ウェーハにわたる欠陥の空間分布に基づいて判定された前記欠陥の異なる部分母集団から、欠陥をランダムに選択することを含むシステム。
5. 請求項３に記載のシステムであって、前記欠陥レビューサブシステムは、電子ビームに基づく欠陥レビューサブシステムを含むシステム。
6. 請求項１に記載のシステムであって、前記１つ以上のコンピュータサブシステムはさらに、前記第１と第２のプロセスステップのうち１つに関連する欠陥の異なる部分のうち１つの、１つ以上の特徴を判定するように構成されるシステム。
7. 請求項１に記載のシステムであって、前記１つ以上のコンピュータサブシステムはさらに、前記第１と第２のプロセスステップにそれぞれ関連付けられる前記欠陥の異なる部分に基づいて、前記第１と第２のプロセスステップそれぞれに関する第１と第２の検査結果を生成するように構成されるシステム。
8. 請求項１に記載のシステムであって、前記１つ以上のコンピュータサブシステムはさらに、前記第１と第２のプロセスステップを、前記第１と第２のプロセスステップそれぞれに関連付けられた前記欠陥の異なる部分に基づいて別個に監視するように構成されるシステム。
9. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のプロセスステップは前記デザインの第１の部分のみに関する情報を用いて実行され、前記第２のプロセスステップは前記デザインの第２の部分のみに関する情報を用いて実行され、前記欠陥の位置を判定することは前記デザインの第１と第２の部分両方に関する情報を用いて実行されるシステム。
10. 請求項１に記載のシステムであって、前記デザインの第１の部分は前記デザインの第２の部分に対して上側にも下側にも形成されないシステム。
11. 請求項１に記載のシステムであって、前記デザインの第１と第２の部分は、前記ウェーハの同じ層上に形成されるシステム。
12. 請求項１に記載のシステムであって、前記デザインの第１と第２の部分は前記ウェーハの異なる層上に形成され、前記検出器の出力が、前記ウェーハの上面の下側の欠陥の深さに応答する場合、前記デザインの第１と第２の部分に対する欠陥の位置を判定することは、前記ウェーハの上面の下側の欠陥の深さに基づいては実行されないシステム。
13. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のプロセスステップはさらに多数のパターニングステッププロセスの第１のパターニングステップを含み、前記第２のプロセスステップは多数のパターニングステッププロセスの第２のパターニングステップを含むシステム。
14. 請求項１に記載のシステムであって、前記デザインの第１の部分は、Ｎ型金属酸化物半導体トランジスタの構造を含み、前記デザインの第２の部分はＰ型金属酸化物半導体トランジスタの構造を含むシステム。
15. 請求項１４に記載のシステムであって、前記Ｎ型金属酸化物半導体トランジスタと前記Ｐ型金属酸化物半導体トランジスタの構造はウェルであるシステム。
16. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１と第２のプロセスステップは、配線形成プロセスメタライゼーションプロセスであるシステム。
17. コンピュータシステムに、コンピュータで実施されるウェーハ上の欠陥を検出する方法を実行させるプログラム命令を内蔵記憶した非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータで実施される方法が、
    前記ウェーハに実行される検査プロセス中に、前記ウェーハ用に検査システムによって生成される出力を取得することを含み、前記検査プロセスは、前記ウェーハ上に少なくとも第１と第２のプロセスステップが実行された後で実行され、前記ウェーハの検査は、前記第１のプロセスステップと第２のプロセスステップの間には実行されず、前記第１のプロセスステップは、前記ウェーハ上にウェーハデザインの第１の部分を形成することを含み、前記第２のプロセスステップは、前記ウェーハ上に前記ウェーハデザインの第２の部分を形成することを含み、前記デザインの第１の部分に含まれるパターニングしたフィーチャと第２の部分に含まれるパターニングしたフィーチャは、ウェーハの上面に対して実質的に平行な平面において重複しない位置取りを有していて相互排他的であり、
    前記ウェーハ上の欠陥を、前記出力に基づいて検出し、
    前記デザインの第１の部分に含まれるフィーチャと第２の部分に含まれるフィーチャに対する前記欠陥の位置を判定し、
    前記デザインの第１の部分に含まれるフィーチャと第２の部分に含まれるフィーチャに対する前記欠陥の位置と、どのフィーチャがデザインのどの部分に含まれるかに関する情報に基づいて、前記欠陥を前記第１のプロセスステップまたは第２のプロセスステップと関連付けることを含む方法。
18. コンピュータで実施されるウェーハ上の欠陥を検出する方法であって、
    前記ウェーハに実行される検査プロセス中に、前記ウェーハ用に検査システムによって生成される出力を取得することを含み、前記検査プロセスは、前記ウェーハ上に少なくとも第１と第２のプロセスステップが実行された後で実行され、前記ウェーハの検査は、前記第１のプロセスステップと第２のプロセスステップの間には実行されず、前記第１のプロセスステップは、前記ウェーハ上にウェーハデザインの第１の部分を形成することを含み、前記第２のプロセスステップは、前記ウェーハ上に前記ウェーハデザインの第２の部分を形成することを含み、前記デザインの第１の部分に含まれるパターニングしたフィーチャと第２の部分に含まれるパターニングしたフィーチャは、ウェーハの上面に対して実質的に平行な平面において重複しない位置取りを有していて相互排他的であり、
    前記ウェーハ上の欠陥を、前記出力に基づいて検出し、
    前記デザインの第１の部分に含まれるフィーチャと第２の部分に含まれるフィーチャに対する前記欠陥の位置を判定し、
    前記デザインの第１の部分に含まれるフィーチャと第２の部分に含まれるフィーチャに対する前記欠陥の位置と、どのフィーチャがデザインのどの部分に含まれるかに関する情報に基づいて、前記欠陥を前記第１のプロセスステップまたは第２のプロセスステップと関連付けることを含み、前記取得、前記検出、前記判定および前記関連付けは１つ以上のコンピュータサブシステムによって実行される方法。

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