KR101591374B1 - 패턴화된 웨이퍼 결함 검사 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자를 검사하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 시스템은 반도체 웨이퍼로부터 다수의 영역을 선택하는 영역 시스템을 포함한다. 골든 템플릿 시스템은 다이 이미지가 다수의 영역에 대한 골든 템플릿과 비교될 수 있도록, 각각의 영역에 대한 영역 골든 템플릿을 생성한다. 그룹 골든 템플릿 시스템은 상기 다이 이미지가 다수의 그룹 골든 템플릿에 대한 골든 템플릿과 비교될 수 있도록, 상기 영역 골든 템플릿으로부터 다수의 그룹 골든 템플릿을 생성한다.
반도체 웨이퍼, 골든 템플릿 계층구조, 골든 템플릿 계층 생성 시스템, 골든 템플릿 계층 검사 시스템, 영역 골든 템플릿, 그룹 골든 템플릿, 주요 골든 템플릿, 다이 이미지
Description
본 발명은 웨이퍼 검사에 관한 것으로, 더 상세하게는 다이의 잘못된 거부를 감소시키기 위해 다중 골든 템플릿을 이용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼에서 다이(die)를 검사하기 위해 골든 템플릿(golden template)을 사용하는 방법이 알려져 있다. 이러한 골든 템플릿은 벤치마크가 되는 다이 이미지(die image)로서, 검사중인 다이 이미지를 골든 템플릿과 비교하면, 골든 템플릿에 대한 유사점 또는 차이점의 정도를 기초로 검사중인 다이 이미지의 검사 결과를 판정할 수 있다.
골든 템플릿 검사는 유용하기는 하지만, 고도의 골든 템플릿 검사 기술은 다수의 잘못된 거부(false rejection)를 유발한다. 다이가 부적절하게 거부될 때마다 조작자에 의해 수동적으로 검사되거나 또는 거부되어야 하는데, 수동적으로 검사하는 경우에는 비용이 많이 소요되며, 거부되는 경우에는 웨이퍼의 다이 생산량에 부 정적인 영향을 미친다.
본 발명의 목적은 골든 템플릿 검사 시스템 및 방법의 공지된 문제점을 극복할 수 있는 골든 템플릿 검사 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 잘못된 거부의 수를 감소시키기 위해 거부된 다이의 테스트에 사용될 수 있는 골든 템플릿 계층구조(hierarchy)를 이용하는 골든 템플릿 검사 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 반도체 소자를 검사하는 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 반도체 웨이퍼로부터 다수의 영역(region)을 선택하는 영역 시스템을 포함한다. 골든 템플릿 시스템은 다이 이미지가 다수의 영역에 대한 골든 템플릿과 비교될 수 있도록, 각각의 영역에 대한 영역 골든 템플릿을 생성한다. 그룹 골든 템플릿 시스템은 상기 다이 이미지가 다수의 그룹 골든 템플릿에 대한 골든 템플릿과 비교될 수 있도록, 상기 영역 골든 템플릿으로부터 다수의 그룹 골든 템플릿을 생성한다.
본 발명은 다수의 중요한 기술적 이점을 제공한다. 본 발명의 중요한 기술적 이점 중 하나는 골든 템플릿의 계층구조를 이용하는 검사 시스템으로서, 이러한 골 든 템플릿 계층구조는 특정한 이미지 특성에 있어 비실질적인 영역 편차로 인해 거부된 허용될 수 있는 다이(acceptable die)를 수동적 개입 없이 검출할 수 있도록 한다.
당업자라면 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 참고함으로써 다른 중요한 특징과 함께 본 발명의 장점과 우수한 특징을 이해할 수 있을 것이다.
아래의 기술에서, 동일한 부분들은 명세서 및 도면 전체에서 각각 동일한 도면부호로 표시된다. 도면은 동일한 축적이 아닐 수 있고, 특정 요소는 명확하고 간결하게 하기 위해 일반적인 또는 개략적인 형태로 도시될 수 있으며, 일반적인 명칭으로 식별될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 검사를 수행하는 시스템(100)을 도시한 다이어그램이다. 이 시스템(100)에서는 잘못된 거부의 수를 감소시키기 위해 다중 골든 템플릿이 반도체 다이의 검사에 사용된다.
이 시스템(100)은 골든 템플릿 계층 생성 시스템(102) 및 골든 템플릿 계층 검사 시스템(104)을 포함하고, 이들 각각은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 적절한 조합으로 구현될 수 있으며, 범용 프로세싱 컴퓨터에서 작동하는 하나 이상의 소프트웨어 시스템이 될 수 있다. 본 문서에서 사용되는 하드웨어 시스템은 이산 요소, 집적회로, 애플리케이션-특정 집적회로, 현장 프로그램 가능 게이트 어레이, 또는 다른 적절한 하드웨어의 조합을 포함할 수 있다. 소프트 웨어 시스템은 하나 이상의 객체, 에이전트, 스레드, 코드 라인, 서브루틴, 별도의 소프트웨어 애플리케이션, 둘 이상의 소프트웨어 애플리케이션 또는 둘 이상의 프로세서에서 작동하는 둘 이상의 코드 라인 또는 다른 적절한 소프트웨어 구조, 또는 다른 적절한 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 소프트웨어 시스템은, 운영 체제와 같은 범용 소프트웨어 애플리케이션에서 작동하는 하나 이상의 코드 라인 또는 다른 적절한 소프트웨어 구조, 및 특화된 소프트웨어 애플리케이션에서 작동하는 하나 이상의 코드 라인 또는 다른 적절한 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
골든 템플릿 계층 생성 시스템(102) 및 골든 템플릿 계층 검사 시스템(104)은 통신 매체(106)와 연결된다. 본 문서에서 사용되는 용어 "연결된" 및 동일 유형의 용어 "연결들" 또는 "연결"은 물리적 접속(예컨대, 와이어, 광섬유, 또는 원격통신 매체), 가상 접속(예컨대, 데이터 메모리 소자의 랜덤 할당되는 메모리 위치 또는 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP) 링크를 통해), 논리적 접속(예컨대, 집적회로 내 하나 이상의 반도체 소자를 통해), 또는 다른 적절한 접속을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 통신 매체(106)는 네트워크 또는 다른 적절한 통신 매체가 될 수 있다.
이미지 데이터 시스템(108)은 통신 매체(106)와 연결되며, 웨이퍼 검사 구역(112)에서 웨이퍼에 대한 이미지 데이터를 생성한다. 상기 웨이퍼는 미리 정해진 직사각형 다이로 세분될 수 있고, 이미지 데이터 시스템(108)은 웨이퍼 내 다이의 위치선정, 인덱싱, 또는 다른 적절한 방식을 통해, 각각의 다이로부터 이미지를 획 득한다. 웨이퍼 컨트롤러 시스템(110)은 통신 매체(106) 및 웨이퍼 검사 구역(112)과 연결된다. 이 실시예에서, 웨이퍼 컨트롤러 시스템(110)은 웨이퍼를 이동시킬 수 있어, 이미지 데이터 시스템(108)은 상기 웨이퍼의 상이한 섹션에 대한 이미지 데이터, 상이한 웨이퍼에 대한 이미지 데이터를 생성할 수 있으며, 또는 상기 웨이퍼 컨트롤러 시스템은 다른 적절한 목적을 위해 웨이퍼를 이동시킬 수도 있다.
작동시, 이 시스템(100)에서 웨이퍼는 다중 골든 템플릿을 이용하여 검사된다. 일 실시예에서, 골든 템플릿 계층 생성 시스템(102)은 웨이퍼 검사에 사용되는 둘 이상의 골든 템플릿을 생성한다. 이 실시예에서, 골든 템플릿은 웨이퍼의 상이한 영역으로부터, 또는 영역 골든 템플릿의 조합으로부터 생성될 수 있으며, 또는 웨이퍼를 테스트 및 검사하기 위한 다수의 골든 템플릿을 얻을 수 있는 다른 적절한 방식에 의해 생성될 수도 있다.
골든 템플릿 계층 검사 시스템(104)은 골든 템플릿 계층 생성 시스템(102)에 의해 생성되는 골든 템플릿을 수신하고, 웨이퍼 검사 구역(112)에서 웨이퍼로부터 하나 이상의 다이를 검사한다. 일 실시예에서, 이미지 데이터 시스템(108)은 웨이퍼 검사 구역(112)에서 웨이퍼의 다이에 대한 이미지 데이터를 생성할 수 있고, 이 이미지 데이터는 골든 템플릿 계층 검사 시스템(104)에 의해 첫 번째 골든 템플릿과 비교될 수 있다. 다이가 검사를 통과한다면, 이미지 데이터 시스템(108)은 검사를 위해 또 다른 다이 이미지를 검색한다. 그렇지 않다면, 골든 템플릿 계층 검사 시스템(104)은 검사 프로세스에 사용하기 위한 또 다른 골든 템플릿을 선택할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 주요 골든 템플릿(master golden template), 영역 및 영역의 조합으로부터 형성되는 골든 템플릿 그룹의 계층(layer)이 있을 수 있으므로, 다이 이미지가 주요 골든 템플릿 검사가 실패한다면, 잘못된 거부를 제거하기 위해 추가적인 검사가 이루어질 수 있다. 이러한 방식에 따르면, 다이 이미지가 처음에 주요 골든 템플릿을 이용하는 검사에 실패하는 경우, 영역 또는 영역의 조합으로부터 생성되는 하나 이상의 골든 템플릿을 기초로 하여 상기 다이 이미지가 허용될 수 있는 것인지 결정될 수 있어, 허용될 수 있는 다이의 잘못된 거부를 피할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 계층 생성을 위한 시스템(200)을 도시한 다이어그램이다. 이 시스템(200)은 골든 템플릿 계층 생성 시스템(102) 및 웨이퍼 선택 시스템(202), 영역 선택 시스템(204), 영역 골든 템플릿 시스템(206), 그룹 골든 템플릿 시스템(208), 주요 골든 템플릿 시스템(210), 및 조명 선택 시스템(212)을 포함하며, 이들 각각은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 적절한 조합으로 구현될 수 있으며, 범용 프로세싱 플랫폼에서 작동하는 하나 이상의 소프트웨어 시스템이 될 수 있다.
웨이퍼 선택 시스템(202)은 골든 템플릿 이미지를 생성하기 위해 하나 이상의 웨이퍼를 선택한다. 일 실시예에서, 웨이퍼 선택 시스템(202)은 골든 템플릿을 생성하기 위해 다수의 웨이퍼 중 하나를 선택할 수 있고, 또는 골든 템플릿을 생성하기 위해 다수의 웨이퍼 중 둘 이상을 선택할 수 있으며, 웨이퍼로부터 골든 템플릿을 조합할 수 있고, 또는 다른 적절한 프로세스를 수행할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 웨이퍼는, 상이한 유형의 조명을 사용하는 상이한 형태(feature)의 조명 을 기초로 하여 골든 템플릿 이미지를 생성하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 직접 조명(direct lighting)하에서는 특정한 형태(feature)가 식별될 수 있는데, 이러한 형태는, 상이한 색깔의 빛 또는 다른 적절한 범위의 조명 입사각을 사용하여 직접 축(direct axis)에 대해 5 내지 30°, 직접 축에 대해 60 내지 90°로 떨어진 범위의 입사각으로 표면을 비추는 조명하에서는 식별하지 못할 수 있다. 이 실시예에서, 상이한 유형의 조명마다 상이한 골든 템플릿 세트가 생성될 수 있고, 각각의 조명 유형에 의해 비추어지는 형태들은 각각의 영역에 대한 골든 템플릿을 선택하는데 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 형태를 식별하고 이들 형태에 대해 상이한 다이 이미지를 비교함으로써 주어진 영역에 대한 골든 템플릿을 선택하는데 사용될 수 있다.
영역 선택 시스템(204)은 골든 템플릿이 생성될 웨이퍼 상의 하나 이상의 영역을 식별한다. 일 실시예에서, 영역 선택 시스템(204)은 밝기 편차, 형태의 위치 차이, 히스토그램 데이터 또는 영역을 식별하기 위한 다른 적절한 데이터를 평가할 수 있다. 또한, 영역 선택 시스템(204)은 골든 템플릿이 추출될 미리 정해진 영역을 가질 수도 있다.
영역 골든 템플릿 시스템(206)은 영역으로부터 골든 템플릿을 생성한다. 일 실시예에 따르면, 영역 내 다수의 다이에 대한 이미지 데이터는 영역 선택 시스템(204)로부터 식별된 영역을 기초로 하여 영역 골든 템플릿 시스템(206)에 의해 생성된다. 이후, 영역 골든 템플릿 시스템(206)은 영역 골든 템플릿을 생성하기 위해 영역 내에서 하나의 다이를 선택하고, 다이 이미지의 합성으로부터 영역 골든 템플릿을 생성하거나, 또는 영역 골든 템플릿을 생성하는 다른 적절한 프로세스를 이용한다. 또 다른 실시예에서, 골든 템플릿은 식별된 또는 미리 정해진 형태의 위치, 픽셀 밝기 편차, 히스토그램 데이터, 다이 이미지의 미리 정해진 영역으로부터의 데이터를 기초로 하여, 또는 다른 적절한 방식에 의하여 선택될 수 있다.
그룹 골든 템플릿 시스템(208)은 영역 골든 템플릿 데이터를 수신하고, 그룹 골든 템플릿 데이터를 생성한다. 일 실시예에서, 그룹 골든 템플릿 시스템(208)은 영역 골든 템플릿 시스템(206)으로부터 다수의 영역 골든 템플릿을 수신할 수 있고, 둘 이상의 영역 골든 템플릿을 적절한 방식으로 조합함으로써 그룹 골든 템플릿을 생성할 수 있으며, 이는 예컨대 미리 정해진 구역에서 픽셀 값을 평균함으로써, 픽셀 밝기 편차 또는 히스토그램 데이터에 대한 분석을 기초로 하여 각 다이의 미리 정해진 섹션을 선택함으로써, 단일 웨이퍼 또는 다중 웨이퍼로부터 하나 이상의 다른 영역 골든 템플릿에 대한 비교를 기초로 하여 영역 골든 템플릿 중 하나를 선택함으로써, 또는 다른 적절한 방식에 의해 생성될 수 있다.
주요 골든 템플릿 시스템(210)은 그룹 골든 템플릿 시스템(208)으로부터 그룹 골튼 템플릿을 수신하고, 단일 주요 골든 템플릿 또는 적절한 수의 주요 골든 템플릿을 생성한다. 일 실시예에서, 주요 골든 템플릿 시스템(210)은 다수의 웨이퍼에 대한 그룹 골든 템플릿 및 영역 골든 템플릿을 이용할 수 있으므로, 각 웨이퍼에 대한, 다수의 웨이퍼 중 각각의 웨이퍼에 대한 주요 골든 템플릿을 생성할 수 있고, 또는 다른 적절한 조합에 의해 주요 골든 템플릿을 생성할 수도 있으며, 이는 예컨대, 미리 정해진 구역에서 픽셀 값을 평균함으로써, 픽셀 밝기 편차 또는 히스토그램 데이터의 분석을 기초로 하여 각각의 다이의 미리 정해진 섹션을 선택함으로써, 단일 웨이퍼 또는 다중 웨이퍼로부터 하나 이상의 다른 그룹 골든 템플릿에 대한 비교를 기초로 하여 그룹 골든 템플릿 중 하나를 선택함으로써, 또는 다른 적절한 방식에 의해 생성될 수 있다. 또한, 대안적으로 4단계, 5단계, 또는 다른 적절한 단계로 이루어진 골든 템플릿 그룹이 사용될 수도 있으며, 이는 예컨대 하위그룹으로부터(예컨대, 다이 둘레 주변 영역 내 웨이퍼 및 다이 내부 영역 내 웨이퍼로부터) 그룹 골든 템플릿을 형성함으로써, 또는 다른 적절한 방식에 의해 이루어질 수 있다.
조명 선택 시스템(212)은 조명 각도, 조명 강도, 조명 색깔, 또는 다른 적절한 조명 편차와 같은 둘 이상의 상이한 유형의 조명을 기초로 하여 골든 템플릿 이미지를 선택한다. 일 실시예에서, 영역 골든 템플릿, 그룹 골든 템플릿, 및 주요 골든 템플릿의 각 세트는 상이한 조명 조건하에 선택될 수 있으므로, 예컨대 웨이퍼를 광학축(optical axis)과 평행하게 비추는 광원을 사용하는 제1 조명 조건에 대한 영역 골든 템플릿, 그룹 골든 템플릿, 및 주요 골든 템플릿의 제1 세트를 형성할 수 있고, 예컨대 웨이퍼를 광학축으로부터 60 내지 90°로 비추는 광원을 사용하는 제2 조명 조건에 대한 영역 골든 템플릿, 그룹 골든 템플릿, 및 주요 골든 템플릿의 제2 세트를 형성할 수 있으며, 예컨대 웨이퍼를 광학축으로부터 5 내지 30°로 비추는 광원, 또는 다른 적절한 광원을 사용하는 제3 조명 조건에 대한 영역 골든 템플릿, 그룹 골든 템플릿, 및 주요 골든 템플릿의 제3 세트를 형성할 수도 있다. 이러한 상이한 광원은 상이한 물리적 형태를 비추는데 사용될 수 있으므 로, 비추어지는 특정한 형태들 사이의 기하학적 차이는 광원의 함수로 변화한다.
작동시, 이 시스템(200)에서는 계층화된 골든 템플릿 검사 시스템을 위해 골든 템플릿이 생성된다. 일 실시예에 따르면, 이 시스템(200)에서는 상이한 웨이퍼에 대한, 다이의 상이한 영역에 대한, 다이 영역의 그룹에 대한, 또는 다이의 그룹에 대한 골든 템플릿이 사용될 수 있으므로, 검사에 사용될 수 있는 골든 템플릿의 수를 증가시킬 수 있고, 허용될 수 있는 다이의 잘못된 거부 수를 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 계층 검사를 위한 시스템(300)을 도시한 다이어그램이다. 이 시스템(300)은 골든 템플릿 계층 검사 시스템(104) 및 주요 골든 템플릿 검사 시스템(302), 그룹 골든 템플릿 검사 시스템(304), 영역 골든 템플릿 검사 시스템(306), 및 통과 실패 시스템(308)을 포함하고, 이들 각각은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 적절한 조합으로 구현될 수 있으며, 범용 프로세싱 플랫폼에서 작동하는 하나 이상의 소프트웨어 시스템이 될 수 있다.
주요 골든 템플릿 검사 시스템(302)은 다이 이미지 데이터를 수신하고, 주요 골든 템플릿 검사를 수행한다. 일 실시예에서, 상기 다이 이미지 데이터는 미리 정해진 구역 내 픽셀의 밝기 편차, 픽셀에 대한 히스토그램 데이터 편차, 또는 다른 적절한 다이 검사 데이터와 같은 통과/실패 기준을 식별하기 위해, 주요 골든 템플릿과 비교될 수 있다. 또한, 예컨대 추가적인 골든 템플릿 테스트의 결과에 따라 다이를 허용 또는 거부하는 특정한 구역에 대한 중간 통과/실패 데이터가 생성될 수도 있다.
그룹 골든 템플릿 검사 시스템(304)은 검사중인 하나 이상의 다이 이미지에서 그룹 골든 템플릿 검사를 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 다이 이미지는 통과인지 또는 실패인지 결정하기 위해 첫 번째 그룹 골든 템플릿과 비교될 수 있다. 첫 번째 그룹 골든 템플릿에 대한 검사가 실패 또는 중간 조건으로 귀결되면, 상기 다이 이미지 데이터의 검사에 사용하기 위해 하나 이상의 추가적인 그룹 골든 템플릿을 선택할 수 있다. 또한, 예컨대 추가적인 골든 템플릿 테스트의 결과에 따라 다이를 허용 또는 거부하는 특정한 구역에 대한 중간 통과/실패 데이터가 생성될 수도 있다.
영역 골든 템플릿 검사 시스템(306)은 영역 골든 템플릿을 사용하여 다이 이미지 데이터의 골든 템플릿 검사를 수행한다. 일 실시예에서, 다이 이미지 데이터 세트가 그룹 골든 템플릿 검사 프로세스, 주요 골든 템플릿 검사 프로세스, 또는 다른 적절한 골든 템플릿 검사 프로세스에서 검사에 실패하였다면, 영역 골든 템플릿 검사 시스템(306)은 상기 다이 이미지 데이터를 하나 이상의 영역 골든 템플릿과 비교할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 다이 이미지 데이터에 대한 첫 번째 영역 골든 템플릿과의 비교가 실패 지시 또는 중간 지시로 귀결되면, 다이 이미지를 테스트하기 위해 추가적인 영역 골든 템플릿이 사용될 수 있다. 또한, 예컨대 추가적인 골든 템플릿 테스트의 결과에 따라 다이를 허용 또는 거부하는 특정한 구역에 대한 중간 통과/실패 데이터가 생성될 수도 있다.
통과 실패 시스템(308)은 주요 골든 템플릿 검사 시스템(302), 그룹 골든 템 플릿 검사 시스템(304), 및 영역 골든 템플릿 검사 시스템(306)으로부터 통과/실패 데이터를 수신하고, 다이 이미지 데이터의 검사에 대한 프로세싱을 조정한다. 일 실시예에서, 주요 골든 템플릿 검사 시스템(302)이 실패 지시를 생성하는 경우, 통과 실패 시스템(308)은 다이 이미지에 대한 이미지 데이터를 그룹 골든 템플릿 검사 시스템(304)으로 전송할 것이다. 이 방식에서는, 그룹 또는 영역 골든 템플릿 검사 프로세스가 수행되는 동안, 추가적인 다이 이미지 데이터가 주요 골든 템플릿 검사 시스템(302)에 의해 검사될 수 있다.
또한, 통과 실패 시스템(308)은 거부된 다이를 제거하는 지시를 생성할 수 있고, 다이의 추가적인 수동 검사를 위해 조작자의 주의를 환기시킬 수 있으며, 또는 다른 적절한 프로세스를 수행할 수도 있다.
작동시, 이 시스템(300)은 허용될 수 있는 다이의 잘못된 거부 수를 감소시키기 위해 다중 골든 템플릿을 이용하는 검사 시스템을 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 데이터의 계층을 생성하는 방법(400)을 도시한 다이어그램이다. 이 방법(400)은 다이에 대한 하나 이상의 영역 및 광원(illumination source)이 선택되는 도면부호 402로 표시된 단계에서 시작된다. 일 실시예에서, 영역의 수는 다이의 미리 정해진 구역을 기초로 하여, 다이로부터 이미지 데이터의 이미지 데이터 분석을 기초로 하여, 영역 골든 템플릿이 선택되어야 하는 구역에 대한 이력 데이터(historical data)를 기초로 하여, 또는 다른 적절한 데이터를 기초로 하여 선택될 수 있다. 광원은, 예컨대 조명에 대한 상이한 입사각, 색깔, 또는 다른 적절한 편차를 사용하여 각 다이의 상이한 표면 형태를 비추는데 사용되는 둘 이상의 상이한 광원 중 하나로부터 선택될 수 있다. 이러한 형태들의 치수 관계(dimensional relationship)는 영역 내에서 골든 템플릿을 선택하는데 사용될 수 있다. 이 방법은 이후 도면부호 404로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 404로 표시된 단계에서는 둘 이상의 영역으로부터 골든 템플릿이 선택된다. 일 실시예에서, 영역 골든 템플릿은, 영역 내 개개의 다이 이미지를 분석함으로써, 개개의 다이가 허용될 수 있는지 또는 개개의 다이가 허용될 수 없도록 하는 결함이 포함되어 있는지를 지시하는 통과 실패 지시를 나타내도록 다른 웨이퍼로부터 다른 다이 이미지를 검사하는데 사용될 수 있는 다이 이미지 또는 합성 다이 이미지를 식별함으로써, 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 일정 각도 또는 조명하에서 눈에 띄는 하나 이상의 형태는 예컨대 이러한 형태 사이의 치수 관계를 기초로 하여 골든 템플릿을 선택함으로써 골든 템플릿을 선택하는데 사용될 수 있다. 이 방법은 이후 도면부호 406으로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 406으로 표시된 단계에서는, 골든 템플릿이 선택될 추가적인 영역이 분석되어야 하는지 결정된다. 도면부호 406로 표시된 단계에서 추가적인 영역이 있다고 결정되면, 이 방법은 도면부호 408로 표시된 단계로 진행되며, 도면부호 408로 표시된 단계에서는 다음 영역으로부터 다이 이미지 데이터가 획득된다. 일 실시예에서, 이미지 데이터는 전체 웨이퍼에 대해 생성될 수 있고, 이미지 데이터 생성 시스템에 대해 웨이퍼를 이동시킴으로써 생성될 수 있으며, 웨이퍼에 대해 이미지 데이터 생성 시스템을 이동시킴으로써 생성될 수 있고, 또는 다른 적절한 방 식에 따라 생성될 수도 있다. 이 방법은 이후 도면부호 404로 표시된 단계로 되돌아간다. 이와 달리, 도면부호 406으로 표시된 단계에서 어떠한 추가적인 영역도 없다고 결정되면, 이 방법은 도면부호 410으로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 410으로 표시된 단계에서는 그룹 골든 템플릿이 생성된다. 일 실시예에서, 그룹 골든 템플릿은 하나 이상의 조합을 사용하여 생성될 수 있으며, 이는 예컨대 그룹을 가장 잘 나타내는 둘 이상의 영역 골든 템플릿을 선택하도록 영역 골든 템플릿을 비교함으로써, 각 영역 골든 템플릿을 또 다른 영역 골든 템플릿과 조합함으로써, 각 영역 골든 템플릿을 둘 이상의 다른 영역 골든 템플릿과 조합함으로써, 미리 정해진 영역 골든 템플릿을 다른 영역 골든 템플릿과 조합함으로써, 영역 골든 템플릿의 섹션을 다른 영역 골든 템플릿의 상이한 섹션과 조합함으로써, 픽셀, 히스토그램, 또는 다른 적절한 데이터에 기초하여 영역 골든 템플릿을 조합함으로써, 또는 다른 적절한 방식에 따라 영역 골든 템플릿을 조합함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 대안적으로 둘 이상의 그룹 골든 템플릿 세트가 생성될 수도 있으며, 이는 예컨대 이력 데이터, 골든 템플릿 이미지 내의 형태들의 위치에 기초하여 유사한 영역으로부터(예컨대 웨이퍼의 중심에 대한 웨이퍼의 둘레로부터) 영역 골든 템플릿을 조합함으로써, 또는 다른 적절한 방식에 따라 생성될 수 있다. 이 방법은 이후 도면부호 412로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 412로 표시된 단계에서는 주요 골든 템플릿이 생성된다. 일 실시예에서, 주요 골든 템플릿은 영역 골든 템플릿, 그룹 골든 템플릿을 이용하여, 또는 영역 골든 템플릿으로부터 그룹 골든 템플릿을 생성하는 상술한 방식에 따라 영역 및 그룹 골든 템플릿 모두를 이용함으로써, 또는 다른 적절한 방식을 이용하여 생성될 수 있다. 이 방법은 이후 도면부호 414로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 414로 표시된 단계에서는, 처리되어야할 추가적인 웨이퍼가 있는지 결정된다. 예를 들면, 골든 템플릿은 다중 다이를 사용하는 다중 웨이퍼에 대한 데이터를 기초로 하여 생성될 수 있다. 도면부호 414로 표시된 단계에서 추가적인 웨이퍼가 있다고 결정되면, 이 방법은 다음 웨이퍼가 선택되는 도면부호 416으로 표시된 단계로 진행된다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 웨이퍼 저장 구역으로부터 컨베이어를 통해 웨이퍼를 이동시킴으로써, 픽 앤 플레이스 장치를 사용함으로써, 또는 다른 적절한 방식에 따라 선택될 수 있다. 이 방법은 이후 도면부호 402로 표시된 단계로 되돌아간다.
도면부호 414로 표시된 단계에서 추가적인 웨이퍼가 없다고 결정되면, 이 방법은 이후 다중 다이 골든 템플릿이 생성되는 도면부호 418로 표시된 단계로 진행된다. 다중 웨이퍼가 사용된 일 실시예에서는 다중 웨이퍼 골든 템플릿이 생성된다. 또한, 계층화된 골든 템플릿 검사 프로세스에 사용하기 위해 골든 템플릿 그룹이 생성된다.
작동시, 이 방법(400)에서는 다이 이미지 데이터가 잘못된 거부의 수를 감소시키도록 분석되는 골든 템플릿의 관련 그룹이 생성된다. 이러한 방식에 따르면, 초기의 골든 템플릿 테스트에 실패한 다이가 추가적인 그룹 또는 영역 골든 템플릿에 대해 테스트되는 골든 템플릿의 순위화된 계층구조를 사용함으로써 허용될 수 있는 다이 이미지가 검출될 수 있으므로, 잘못된 거부의 수를 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 데이터의 계층구조를 사용하여 다이 이미지를 테스트하는 방법(500)을 도시한 흐름도이다. 이 방법(500)은 다이가 선택되는 도면부호 502로 표시된 단계에서 시작된다. 일 실시예에서, 다이는, 검사중인 웨이퍼를 가로질러 이동하는 이미지 데이터 시스템에 의해 생성되는 이미지 데이터 세트로부터, 검사중인 전체 웨이퍼로부터 생성되는 이미지 데이터 세트로부터, 또는 다른 적절한 방식에 따라 선택될 수 있다. 이 방법은 이후 도면부호 504로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 504로 표시된 단계에서, 다이 이미지 데이터는 주요 골든 템플릿과 비교된다. 일 실시예에서, 이러한 비교에는 미리 정해진 구역, 형태, 히스토그램 데이터의 비교가 포함될 수 있으며, 또는 다른 적절한 비교 데이터가 포함될 수도 있다. 이 방법은 이후 도면부호 506으로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 506으로 표시된 단계에서는 결과가 통과인지 실패인지 결정된다. 일 실시예에서, 후속하는 그룹 또는 영역 골든 템플릿에 대한 테스트로 이어지는 중간 단계가 있을 수도 있다. 도면부호 506으로 표시된 단계에서 다이가 골든 템플릿 테스트에 통과한 것으로 결정되면, 이 방법은 도면부호 526으로 표시된 단계로 진행되고 다음 다이가 선택된다. 이 방법은 이후 도면부호 504로 표시된 단계로 되돌아간다. 또한, 도면부호 506로 표시된 단계에서 다이 이미지가 주요 골든 템플릿 테스트에 통과하지 못한 것으로 결정되면, 이 방법은 도면부호 508로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 508로 표시된 단계에서, 다이 이미지 데이터는 그룹 골든 템플릿 데이터와 비교된다. 일 실시예에서, 그룹 골든 템플릿 데이터는 골든 템플릿을 선택하는데 사용되는 그룹 세트로부터 선택될 수 있고, 다중 웨이퍼의 그룹으로부터 선택될 수 있으며, 또는 다른 적절한 그룹으로부터 선택될 수도 있다. 이 방법은 이후 도면부호 510으로 표시된 단계로 진행되고, 여기서는 결과가 통과를 지시하는지 또는 실패를 지시하는지 결정된다. 상술한 것과 같이, 통과 지시는 도면부호 506으로 표시된 단계의 선행하는 중간 결과와 도면부호 510으로 표시된 단계의 후속하는 허용될 수 있는 결과에 따를 수 있다. 여기에서도, 다른 적절한 통과/실패 기준이 이용될 수 있다. 도면부호 510으로 표시된 단계에서 다이 이미지 데이터가 검사 테스트를 통과하였다고 결정되면, 이 방법은 도면부호 526으로 표시된 단계로 진행되고 다음 다이 이미지가 선택된다. 그렇지 않다면, 이 방법은 도면부호 512로 표시된 단계로 진행되고, 여기에서는 상기 다이 이미지 데이터를 검사하는데 이용할 수 있는 추가적인 그룹 템플릿이 있는지 결정된다. 추가적인 그룹 템플릿이 있다고 결정되면, 이 방법은 다음 그룹 템플릿이 선택되는 도면부호 514로 표시된 단계로 진행된다. 이후, 이 방법은 도면부호 508로 표시된 단계로 되돌아간다. 그렇지 않다면, 이 방법은 다이 이미지 데이터가 영역 골든 템플릿과 비교되는 도면부호 516으로 표시된 단계로 진행된다. 일 실시예에서, 영역 골든 템플릿 데이터는 가장 효율적인 영역 골든 템플릿의 계층구조, 확률적 데이터를 기초로 하여, 다이 이미지가 모여진 웨이퍼의 영역을 기초로 하여 선택될 수 있고, 또는 다른 적절한 프로세스가 사용될 수도 있다. 이 방법은 이후 도면부호 518로 표시된 단계로 진행된다.
도면부호 518로 표시된 단계에서는, 다이가 영역 골든 웨이퍼 테스트를 통과하는지 결정된다. 도면부호 518로 표시된 단계에서 다이가 통과한 것으로 결정되면, 이 방법은 도면부호 526으로 표시된 단계로 진행된다. 상술한 것처럼, 통과 결과는 주요 또는 그룹 골든 템플릿 테스트에 대한 중간 테스트 결과를 기초로 하여 생성될 수도 있다. 도면부호 518로 표시된 단계에서 테스트가 실패로 결정되면, 이 방법은 이용할 수 있는 추가적인 영역 골든 템플릿이 있는지 결정되는 도면부호 520으로 표시된 단계로 진행된다. 이용할 수 있는 추가적인 영역 골든 템플릿이 있다고 결정되면, 이 방법은 다음 영역 골든 템플릿이 선택되는 도면부호 522로 표시된 단계로 진행된다. 이 방법은 이후 도면부호 516으로 표시된 단계로 되돌아간다.
또한, 도면부호 520으로 표시된 단계에서 추가적인 영역 골든 템플릿이 없다고 결정되면, 이 방법은 다이가 거부되는 도면부호 524로 표시된 단계로 진행된다. 이 방법은 이후 추가적인 다이가 있는지 결정되는 도면부호 528로 표시된 단계로 진행된다. 추가적인 다이가 테스트에 이용될 수 있다면, 이 방법은 다음 다이가 선택되는 도면부호 532로 표시된 단계로 진행된다. 이 방법은 이후 도면부호 504로 표시된 단계로 진행된다. 그렇지 않다면, 이 방법은 도면부호 530으로 표시된 단계로 진행되고 종료된다.
또한, 당업자는 대안적으로 상이한 웨이퍼로부터 추가적인 주요 골든 템플릿, 그룹 템플릿 및 영역 템플릿이 또 다른 선택 단계에서 사용될 수 있으며, 이는 예컨대 도면부호 520으로 표시된 단계에서 최종 영역이 테스트된 후 테스트에 이용할 수 있는 추가적인 웨이퍼 골든 템플릿 세트가 있는지 결정함으로써 이루어질 수 있음을 인식할 수 있을 것이다.
작동시, 이 방법(500)에서는 다이 이미지가 잘못된 거부의 빈도를 감소시키는 골든 템플릿 데이터의 계층구조를 기초로 하여 분석될 수 있으므로, 다이 검사의 효율을 개선할 수 있다. 또한, 골든 템플릿의 계층구조를 사용함으로써, 다이 이미지 데이터의 반복되는 골든 템플릿 테스트에 대한 검사 시간이 감소될 수 있다. 다이 이미지 데이터의 계층구조는 다중 다이를 검사하기 위해 상이한 프로세서 또는 상이한 루틴으로 분리될 수 있다.
본 발명의 시스템 및 방법에 대한 실시예가 본 문서에 구체적으로 기재되어 있지만, 당업자라면 첨부된 청구항의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 시스템 및 방법을 여러가지로 대체하거나 수정할 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 검사를 수행하는 시스템을 도시한 다이어그램;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 계층 생성을 위한 시스템을 도시한 다이어그램;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 계층 검사를 위한 시스템을 도시한 다이어그램;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 데이터의 계층을 생성하는 방법을 도시한 다이어그램;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 골든 템플릿 데이터의 계층구조를 사용하여 다이 이미지를 테스트하는 방법을 도시한 흐름도이다.
Claims (27)
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- (a) 다수의 골든 템플릿 내의 각 골든 템플릿은 최소한 하나의 반도체 웨이퍼 상의 최소한 하나의 영역내에서 캡쳐된 다수의 이미지에 기반하여 유도된 단일 벤치마크 이미지로 구성되고, 골든 템플릿 계층구조는 골든 템플릿의 다수 계층 레벨을 포함하며, 골든 템플릿 계층구조에 따라 다수의 골든 템플릿을 생성하는 단계;(b) 골든 템플릿의 제1 레벨에서 제1 골든 템플릿을 선택하는 단계;(c) 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교하는 단계;(d) 다이 이미지와 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과의 비교가 실패했는지 여부를 결정하는 단계; 및(e) 다이 이미지와 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교가 실패한 경우, 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿과 비교하는 단계;를 포함하며,상기 단계 (a) 내지 (e)는 컴퓨터의 의해 수행되는 점을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 제9항에 있어서,상기 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿은, 다른 반도체 웨이퍼 상에 존재하는 반도체 다이의 이미지에 기반하여 생성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 제9항에 있어서,상기 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿과 비교하는 단계는, 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교할 수 없는 경우, 다이 이미지의 잘못된 거부를 회피하기 위해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 제9항에 있어서,상기 다수의 골든 템플릿을 생성하는 단계는, 골든 템플릿 계층구조의 지정된 수의 레벨 내에서 지정된 수의 골든 템플릿을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 삭제
- (a) 다수의 골든 템플릿 내의 각 골든 템플릿은 최소한 하나의 반도체 웨이퍼 상의 최소한 하나의 영역내에서 캡쳐된 다수의 이미지에 기반하여 유도된 단일 벤치마크 이미지로 구성되고, 골든 템플릿 계층구조는 골든 템플릿의 다수 계층 레벨을 포함하며, 골든 템플릿 계층구조에 따라 다수의 골든 템플릿을 생성하는 수단;(b) 골든 템플릿의 제1 레벨에서 제1 골든 템플릿을 선택하는 수단;(c) 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교하는 수단;(d) 다이 이미지와 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과의 비교가 실패했는지 여부를 결정하는 수단; 및(e) 다이 이미지와 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교가 실패한 경우, 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿과 비교하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 시스템.
- 제14항에 있어서,상기 다수의 골든 템플릿을 생성하는 수단은, 다른 반도체 웨이퍼 상에 존재하는 반도체 다이의 이미지에 기반한 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 골든 템플릿을 생성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 시스템.
- 제14항에 있어서,상기 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿과 비교하는 수단은, 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교할 수 없는 경우, 다이 이미지의 잘못된 거부를 회피하기 위해, 다이 이미지를 골든 템플릿 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿과 비교하는 것 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 시스템.
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- 제14항에 있어서,(f) 다이 이미지가 이전에 비교되지 않은 골든 템플릿 계층구조에서 다음번 골든 템플릿을 선택하는 수단;(g) 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조에서 선택된 골든 템플릿과 비교하는 수단; 및(h) (i) 다이 이미지를 선택된 골든 템플릿과 비교하여 다이 이미지가 비교를 통과할 때까지, 또는(ii) 선택된 골든 템플릿과 다이 이미지의 비교가 미리 지정된 수 만큼 도달될 때까지,상기 단계(f) 및 단계(g)를 반복하는 수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 시스템.
- 제19항에 있어서,상기 다이 이미지가 이전에 비교되지 않은 골든 템플릿 계층구조에서 다음번 골든 템플릿을 선택하는 수단은, 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨로부터 또는 상기 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨과 다른 계층구조 레벨로부터, 다른 골든 템플릿을 선택하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 시스템.
- 제20항에 있어서,상기 다이 이미지가 이전에 비교되지 않은 골든 템플릿 계층구조에서 다음번 골든 템플릿을 선택하는 수단은, 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨로부터 그리고 상기 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨과 다른 골든 템플릿 계층구조 제3 레벨로부터, 골든 템플릿을 선택하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 시스템.
- 제9항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿과 비교하는 단계는,(f) 다이 이미지와 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교가 실패한 경우, 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제2 골든 템플릿을 선택하는 단계; 및(g) 다이 이미지와 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교가 실패한 경우, 다이 이미지의 잘못된 거부를 회피하기 위해, 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨 내의 제2 골든 템플릿과 비교하는 단계;를 포함하는 점을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 제9항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿과 비교하는 단계는,(f) 다이 이미지와 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교가 실패한 경우, 상기 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨과 다른 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨의 제1 골든 템플릿을 선택하는 단계; 및(g) 다이 이미지와 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨의 제1 골든 템플릿과 비교가 실패한 경우, 다이 이미지의 잘못된 거부를 회피하기 위해, 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨 내의 제1 골든 템플릿과 비교하는 단계;를 포함하는 점을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 제9항에 있어서,상기 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조 내의 최소한 하나의 다른 골든 템플릿과 비교하는 단계는,(f) 다이 이미지가 이전에 비교되지 않은 골든 템플릿 계층구조에서 다음번 골든 템플릿을 선택하는 단계;(g) 다이 이미지를 골든 템플릿 계층구조에서 선택된 골든 템플릿과 비교하는 단계; 및(h) (i) 다이 이미지를 선택된 골든 템플릿과 비교하여 다이 이미지가 비교를 통과할 때까지, 또는(ii) 선택된 골든 템플릿과 다이 이미지의 비교가 미리 지정된 수 만큼 도달될 때까지,상기 단계(f) 및 단계(g)를 반복하는 단계;를 포함하는 점을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 제9항에 있어서,상기 다이 이미지가 이전에 비교되지 않은 골든 템플릿 계층구조에서 다음번 골든 템플릿을 선택하는 단계는, 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨에서 또는 상기 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨과 다른 골든 템플릿 계층구조 레벨로부터, 골든 템플릿을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 제25항에 있어서,상기 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨과 다른 골든 템플릿 계층구조 레벨로부터 골든 템플릿을 선택하는 단계는, 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨로부터 또는 상기 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨과 다른 골든 템플릿 계층구조 제3 레벨로부터, 골든 템플릿을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
- 제26항에 있어서,상기 골든 템플릿 계층구조 제1 레벨과 다른 골든 템플릿 계층구조 레벨로부터 골든 템플릿을 선택하는 단계는, 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨로부터, 상기 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨과 다른 골든 템플릿 계층구조 제3 레벨로부터, 또는 상기 각 골든 템플릿 계층구조 제2 레벨 및 제3 레벨과 다른 골든 템플릿 계층구조 제4 레벨로부터, 골든 템플릿을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 검사하는 방법.
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