KR102341973B1 - 광학 다이 대 데이터베이스 검사 - Google Patents

광학 다이 대 데이터베이스 검사 Download PDF

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Abstract

웨이퍼 상의 결함을 검출하는 방법 및 시스템이 제공된다. 하나의 시스템은 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지를 생성하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함한다. 렌더링된 이미지는 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션이다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 또한 렌더링된 이미지를 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하도록 구성된다. 설계는 레티클을 사용하여 웨이퍼 상에 인쇄된다. 또한, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 비교 결과에 기초하여 웨이퍼 상의 결함을 검출하도록 구성된다.

Description

광학 다이 대 데이터베이스 검사
본 발명은 일반적으로 광학 다이-대-데이터베이스 검사에 의해 웨이퍼 상의 결함을 검출하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
다음의 설명 및 예는 이 섹션에 포함시켰다고 해서 선행 기술로 인정되지 않는다.
로직 및 메모리 디바이스와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 것은 전형적으로 다수의 반도체 제조 공정을 사용하여 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 처리하여 다양한 피처 및 다수의 레벨의 반도체 디바이스를 형성하는 것을 포함한다. 예를 들어, 리소그래피는 레티클로부터 반도체 웨이퍼 상에 배치된 레지스트로 패턴을 전사(transfer)하는 것을 포함하는 반도체 제조 공정이다. 반도체 제조 공정의 추가 예는 화학적 기계적 연마(chemical-mechanical polishing, CMP), 에칭, 증착, 및 이온 주입을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 다수의 반도체 디바이스는 단일 반도체 웨이퍼 상의 배열로 제조된 다음 개별 반도체 디바이스로 분리될 수 있다.
검사 공정은 반도체 제조 공정 동안 다양한 단계에서 사용되어 웨이퍼 상의 결함을 검출하여, 제조 공정에서 더 높은 수율을 촉진함으로써 더 높은 수익을 가져온다. 검사는 항상 IC와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 중요한 부분이었다. 그러나, 반도체 디바이스의 치수가 감소함에 따라, 반도체 디바이스의 성공적인 제조에 검사가 훨씬 더 중요해지고 있다.
많은 레티클 검사 방법은 다이-대-데이터베이스 유형 비교를 사용하여 레티클 상의 결함을 검출한다. 그러한 검사는 전형적으로 레티클의 현미경 이미지를 획득하는 것을 포함한다. 레티클 상의 의도된 패턴을 기술하는 데이터베이스로부터, 검사 현미경이 그 레티클에서 관찰할 것으로 기대되는 이미지가 계산되거나 시뮬레이션될 수 있다. 그 후 획득된 광학 이미지는 계산된 또는 시뮬레이션된 이미지와 비교되어 레티클 상의 결함을 검출할 수 있다. 그러한 레티클 검사 방법은 여러 가지 용도로 유용하다는 것이 입증되었다. 그러나, 그러한 레티클 검사 방법은 공정 -유도된 결함(즉, 레티클과 웨이퍼상의 레티클을 인쇄하는 공정 사이의 상호 작용으로 인해 웨이퍼 상에 인쇄될 결함)을 발견할 능력이 없다.
일부 레티클 검사는 레티클로 인쇄된 웨이퍼를 사용하여 수행된다. 이러한 방식으로, 웨이퍼 상에 검출된 결함은 웨이퍼를 인쇄하는데 사용된 레티클 상에 결함이 존재하는지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 그러한 검사 중 일부는 검사된 이미지 프레임을 기준 프레임과 비교함으로써 광학 플랫폼에서 수행되고, 여기서 기준 프레임은 웨이퍼로부터 생성된 이미지의 샘플이다. 기준 이미지 프레임의 예는 인접 다이의 이미지, 동일한 웨이퍼 또는 상이한 웨이퍼의 표준 기준 다이로부터의 이미지, 및 인접 셀로부터의 이미지(어레이 구조)이다.
현재, 웨이퍼에 대해 수행되는 다이 대 데이터베이스 검사는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM) 검사 플랫폼에서만 존재한다. 그러나, (예를 들어, 전자 빔 툴의 물리적 특성으로 인한) 처리량 제약 때문에, 실질적으로 적은 수의 위치만(즉, 전체 웨이퍼가 아닌 웨이퍼상의 전체 다이가 아님)이 검사될 수 있다. 또한, 웨이퍼의 전자 빔 검사에 의해 수행되는 검사는 너무 느려서, 자격(qualification)이 필요한 모든 레티클을 적격으로(qualify) 할 수 없다. 또한, 다중 패터닝 단계 리소그래피 공정의 출현으로, 결과적으로 단일 리소그래피 공정에 대한 다수의 레티클 자격이 필요하기 때문에, 적격화(qualification)가 수행되어야 하는 레티클의 수가 실질적으로 증가해야 한다.
웨이퍼 상에 결함을 검출하기 위해 웨이퍼 이미지를 기준 웨이퍼 이미지와 비교하는 것을 포함하는 현재 이용 가능한 광학 검사 방법은 그러한 검사가 수행되는 유스 케이스(use case)의 일부를 서비스할 수 없다. 예를 들어, 그러한 현재 사용되는 광학 검사는 단일 다이 레티클로 인쇄된 다이 내의 중계기(repeater) 결함을 검출할 수 없다. 그러한 유스 케이스의 한 가지 예는 EUV(extreme ultraviolet) 마스크 자격에 대한 것이다. 특히, 펠리클(pellicle)이 없기 때문에, 웨이퍼 상에 인쇄될 때 마스크상의 입자들은 웨이퍼 상의 중계기 결함이 된다. 따라서 그러한 결함은 다이-대-다이 비교에서 서로 상쇄되며 검출되지 않을 것이다. 또한, 그러한 현재 사용되는 광학 검사는 설계 의도 검사에 사용될 수 없다. 예를 들어, 웨이퍼의 일부로부터 생성된 기준 이미지는 공정 변화(process variation)를 포함한다. 따라서, 그러한 기준 이미지와 상이한 웨이퍼 이미지의 비교는 두 이미지의 공정 변화를 상쇄시켜 공정 변화를 감지하지 못하게 할 것이다. 또한, 공정이 성숙되기 전에 "골든(golden)" 기준 다이를 찾기가 어렵다. 예를 들어, 사용자는 웨이퍼 상의 다른 다이와의 비교를 위해 어느 다이 또는 다이들이 "골든" 기준 다이로서 사용될 수 있는지 전혀 모를 수 있다.
따라서, 전술한 하나 이상의 단점을 갖지 않는 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위한 시스템 및/또는 방법을 개발하는 것이 유리할 것이다.
다음의 다양한 실시예의 설명은 첨부된 청구 범위의 주제(subject matter)를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
일 실시예는 웨이퍼 상의 결함을 검출하도록 구성된 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 적어도 광원 및 검출기를 포함하는 광학 검사 서브 시스템을 포함한다. 광원은 웨이퍼로 향하는 광을 발생시키도록 구성된다. 검출기는 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 검출된 광에 응답하여 출력을 발생시키도록 구성된다. 시스템은 또한 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지를 생성하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함한다. 렌더링된 이미지는 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션이다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 또한 렌더링된 이미지를 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하도록 구성된다. 설계는 레티클을 사용하여 웨이퍼에 인쇄된다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 비교 결과에 기초하여 웨이퍼 상의 결함을 검출하도록 추가로 구성된다. 시스템은 본 명세서에 기술된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다.
다른 실시예는 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위한 컴퓨터 구현 방법에 관한 것이다. 본 방법은 전술한 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템의 기능 각각에 대한 단계를 포함한다. 본 방법의 단계는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에 의해 수행된다. 본 방법은 본 명세서에서 추가로 기술된 바와 같이 수행될 수 있다. 또한, 본 방법에는 본 명세서에 기술된 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)가 포함될 수 있다. 또한, 본 방법은 본 명세서에 기술된 시스템 중 임의의 것에 의해 수행될 수 있다.
추가 실시예는 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위한 컴퓨터 구현 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템상에서 실행 가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능한 매체에 관한 것이다. 컴퓨터 구현 방법은 전술한 방법의 단계들을 포함한다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 본 명세서에 기술된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다. 컴퓨터 구현 방법의 단계들은 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다. 또한, 프로그램 명령어들이 실행 가능한, 컴퓨터 구현 방법은 본 명세서에 기술된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 다음의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하여 명백해질 것이다.
도 1은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 구성된 시스템의 일 실시예의 측면도를 예시하는 개략도이다;
도 2 내지 도 6은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템에 의해 수행될 수 있는 단계들의 다양한 실시예를 나타내는 흐름도이다;
도 7은 본 명세서에 기술된 컴퓨터 구현 방법들 중 하나 이상을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템에 실행 가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
본 발명은 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그 특정 실시예는 도면에서 예로서 도시되며 본 명세서에 상세히 설명될 것이다. 그러나, 도면 및 그에 대한 상세한 설명은 본 발명을 개시된 특정 형태로 제한하려는 것이 아니며, 반대로, 첨부된 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신 및 범위 내에 있는 모든 변형, 등가물 및 대안을 커버하려는 의도임을 이해해야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "설계(design)" 및 "설계 데이터(design data)"라는 용어는 일반적으로 복잡한 시뮬레이션 또는 단순한 기하 및 부울 연산을 통해 물리적 설계에서 파생된 데이터 및 IC의 물리적 설계(레이아웃)를 가리킨다. 설계는 자파(Zafar) 등에게 2009년 8월 4일에 발행된 공동 소유의 미국 특허 제7,570,796호 및 Kulkarni 등에게 2010년 3월 9일에 발행된 미국 특허 제7,676,077호에 기술된 임의의 다른 설계 데이터 또는 설계 데이터 프록시를 포함할 수 있으며, 두 특허 모두 본 명세서에서 완전히 설명된 것처럼 참고 문헌으로 포함된다. 또한, 설계 데이터는 표준 셀 라이브러리 데이터, 통합 레이아웃 데이터, 하나 이상의 층에 대한 설계 데이터, 설계 데이터의 파생물 및 전체 또는 부분 칩 설계 데이터일 수 있다.
그러나, 일반적으로, 설계 정보 또는 데이터는 웨이퍼 검사 시스템을 이용하여 웨이퍼를 이미징함으로써 생성될 수 없다. 예를 들어, 웨이퍼 상에 형성된 설계 패턴은 웨이퍼에 대한 설계를 정확하게 나타내지 않을 수 있으며, 웨이퍼 검사 시스템은 웨이퍼에 대한 설계에 관한 정보를 결정하기 위하여 이미지가 사용되어질 수 있도록, 충분한 해상도로 웨이퍼 상에 형성된 설계 패턴의 이미지를 생성하지 못할 수 있다. 따라서, 일반적으로 설계 정보 또는 설계 데이터는 물리적 웨이퍼를 사용하여 생성될 수 없다. 또한, 본 명세서에 기술된 "설계" 및 "설계 데이터"는 반도체 디바이스 설계자가 설계 공정에서 생성하는 정보 및 데이터를 지칭하며, 따라서 어떤 물리적 웨이퍼 상에 설계를 인쇄하기 훨씬 앞서 본 명세서에 기술된 실시예에서의 사용을 위해 이용 가능하다.
이제 도면으로 넘어가면, 도면은 축척대로 그려지지 않는다는 것을 유의해야 한다. 특히, 도면의 일부 소자의 축척이 소자의 특성을 강조하기 위해 크게 과장되어 있다. 또한, 도면은 동일한 축척으로 그려지지 않는다는 것을 유의해야 한다. 유사하게 구성될 수 있는 둘 이상의 도면에 도시된 소자는 동일한 참조 번호를 사용하여 표시되었다. 본 명세서에서 달리 언급하지 않는 한, 설명되고 도시된 임의의 소자는 임의의 적합한 시판용 소자를 포함할 수 있다.
일 실시예는 웨이퍼 상의 결함을 검출하도록 구성된 시스템에 관한 것이다. 일반적으로, 본 명세서에 기술된 실시예는 웨이퍼의 광학 다이-대-데이터베이스(DB) 검사를 위해 구성된다. 달리 말하면, 본 명세서에 기술된 실시예는 일반적으로 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위해 레티클로 인쇄된 웨이퍼의 광학 이미지를 DB로부터 생성된 렌더링된 이미지와 비교하도록 구성된다.
웨이퍼는 당업계에 공지된 임의의 웨이퍼를 포함할 수 있다. 설계는 레티클을 사용하여 웨이퍼 상에 인쇄된다. 설계는 (예를 들어, 웨이퍼 상에 하나 이상의 재료를 증착하고 레티클로부터 웨이퍼로 설계를 전사(transfer)하기 위해 웨이퍼 에 리소그래피 공정을 수행함으로써) 당업계에 공지된 임의의 적절한 방식으로 레티클을 사용하여 웨이퍼 상에 인쇄될 수 있다. 또한, 웨이퍼는 짧은 루프 웨이퍼(short loop wafer)일 수 있는데, 이는 최종적으로 기능 디바이스를 형성하는 데 필요한 모든 공정 단계가 수행되지는 않은 웨이퍼를 의미한다. 다시 말해서, 웨이퍼는 풀 루프 웨이퍼(full loop wafer)일 수도 있고 아닐 수도 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 위에서 기술된 공정 단계들(예를 들어, 증착, 리소그래피 및 가능하게는 에칭)만이 수행된 웨이퍼일 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼는 검사되는 웨이퍼의 층 아래에 형성된 (패터닝된 및/또는 패터닝되지 않은) 하나 이상의 층을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 방식으로, 본 명세서에 기술된 검사 이전에 웨이퍼 상에서 수행되는 공정 단계는 웨이퍼용 설계를 레티클로부터 웨이퍼로 전사하는데 필요한 공정 단계만을 포함할 수 있다. 레티클은 EUV(extreme ultrafviolet) 광 또는 다른 적절한 유형의 광과 함께 사용하도록 구성된 레티클과 같은 당업계에 공지된 임의의 레티클을 포함할 수 있다.
그러한 시스템의 일 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 본 시스템은 적어도 광원 및 검출기를 포함하는 광학 검사 서브 시스템을 포함한다. 광원은 웨이퍼로 향되는 광을 발생시키도록 구성된다. 검출기는 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 검출된 광에 응답하여 출력을 발생시키도록 구성된다.
도 1에 도시된 시스템의 실시예에서, 광학 검사 서브 시스템(10)은 광을 웨이퍼(14)로 지향시키도록 구성된 조명 서브 시스템을 포함한다. 조명 서브 시스템은 적어도 하나의 광원을 포함한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 조명 서브 시스템은 광원(16)을 포함한다. 일 실시예에서, 조명 서브 시스템은 하나 이상의 경사 각 및/또는 하나 이상의 보통 각(normal angle)을 포함할 수 있는 하나 이상의 입사각으로 웨이퍼에 광을 지향시키도록 구성된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(16)으로부터의 광은 광학 소자(18)를 거친 다음, 렌즈(20)를 통해 빔 스플리터(21)로 지향되고, 빔 스플리터(21)는 보통 입사각으로 광을 웨이퍼(14)에 지향시킨다. 입사각은 임의의 적절한 입사각을 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어 웨이퍼의 특성 및 웨이퍼 상에서 검출될 결함에 따라 변할 수 있다.
조명 서브 시스템은 광을 상이한 시간에 상이한 입사각으로 웨이퍼에 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 검사 서브 시스템은 광이 도 1에 도시된 것과 상이한 입사각으로 웨이퍼에 지향될 수 있도록 조명 서브 시스템의 하나 이상의 소자의 하나 이상의 특성을 변경하도록 구성될 수 있다. 그러한 일 예에서, 검사 서브 시스템은 광이 상이한 입사각으로 웨이퍼에 지향되도록 광원(16), 광학 소자(18) 및 렌즈(20)를 이동시키도록 구성될 수 있다.
일부 예에서, 검사 서브 시스템은 광을 동시에 둘 이상의 입사각으로 웨이퍼에 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명 서브 시스템은 둘 이상의 조명 채널을 포함할 수 있고, 조명 채널들 중 하나는 도 1에 도시된 바와 같이 광원(16), 광학 소자(18) 및 렌즈(20)를 포함할 수 있고 조명 채널들(도시되지 않음)중 다른 것은 상이하게 또는 동일하게 구성될 수 있는 유사한 소자를 포함할 수 있거나, 적어도 광원 및 가능하게는 본 명세서에서 추가로 기재된 것과 같은 하나 이상의 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 만일 그러한 광이 다른 광과 동시에 웨이퍼로 향하게 되면, 상이한 입사각으로 웨이퍼로 향하는 광의 하나 이상의 특성(예를 들어, 파장, 편광 등)이 상이하여 상이한 입사각들에서의 웨이퍼의 조명에 기인한 광은 검출기(들)에서 서로 구별될 수 있다.
다른 예에서, 조명 서브 시스템은 단 하나의 광원(예를 들어, 도 1에 도시된 광원(16))을 포함할 수 있고, 조명 서브 시스템의 하나 이상의 광학 소자(도시되지 않음)에 의하여 광원으로부터의 광은 (예를 들어, 파장, 편광 등에 기초하여) 상이한 광학 경로로 분리될 수 있다. 상이한 광학 경로들 각각의 광은 그 후 웨이퍼로 지향될 수 있다. 다수의 조명 채널은 동일한 시간 또는 상이한 시간(예를 들어, 상이한 조명 채널이 순차적으로 웨이퍼를 조명하는데 사용될 때)에서 웨이퍼로 광을 지향시키도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 동일한 조명 채널은 상이한 시간에서 상이한 특성을 갖는 광을 웨이퍼에 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우들에서, 광학 소자(18)는 스펙트럼 필터로서 구성될 수 있고, 스펙트럼 필터의 특성들은 광의 상이한 파장이 상이한 시간에 웨이퍼로 지향될 수 있도록 (예를 들어, 스펙트럼 필터를 교체(swap out)함으로써) 다양한 상이한 방식으로 변화될 수 있다. 조명 서브 시스템은 상이한 또는 동일한 특성을 갖는 광을 상이한 또는 동일한 입사각으로 순차적으로 또는 동시에 웨이퍼에 지향시키는 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 구성을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 광원(16)은 광대역 플라즈마(broadband plasma, BBP) 광원을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 광원에 의해 생성되고 웨이퍼로 향하는 광은 광대역 광을 포함할 수 있다. 그러나, 광원은 레이저와 같은 임의의 다른 적절한 광원을 포함할 수 있다. 레이저는 당업계에 공지된 임의의 적합한 레이저를 포함할 수 있으며 당업계에 공지된 임의의 적합한 파장 또는 파장들에서 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 레이저는 단색 또는 거의 단색인 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 레이저는 협대역 레이저일 수 있다. 광원은 또한 다수의 분리된 파장 또는 파장 대역에서 광을 발생시키는 다색 광원을 포함할 수 있다.
광학 소자(18)로부터의 광은 렌즈(20)에 의해 빔 스플리터(21)로 집속될 수 있다. 비록 렌즈(20)가 단일 굴절 광학 소자로서 도 1에 도시되어 있지만, 실제로, 렌즈(20)는 연합하여 광학 소자로부터의 광을 웨이퍼에 집속시키는 다수의 굴절 및/또는 반사 광학 소자를 포함할 수 있다. 도 1에 도시되고 본 명세서에 기술된 조명 서브 시스템은 임의의 다른 적절한 광학 소자(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 그러한 광학 소자의 예는 편광 성분(들), 스펙트럼 필터(들), 공간 필터(들), 반사 광학 소자(들), 아포자이저(apodizer)(들), 빔 스플리터(들), 개구(들) 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않으며, 이는 당업계에 공지된 임의의 그러한 적절한 광학 소자를 포함할 수 있다. 또한, 시스템은 검사에 사용되는 조명 유형에 기초하여 조명 서브 시스템의 하나 이상의 소자를 변경하도록 구성될 수 있다.
검사 서브 시스템은 광이 웨이퍼 위로(over) 주사되게 하도록 구성된 주사 서브 시스템을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 검사 서브 시스템은 검사 중에 웨이퍼(14)가 배치되는 스테이지(22)를 포함할 수 있다. 주사 서브 시스템은 광이 웨이퍼 위에 주사될 수 있도록 웨이퍼를 이동시키도록 구성될 수 있는 임의의 적절한 기계적 및/또는 로봇식 어셈블리(스테이지(22)를 포함함)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 검사 서브 시스템은 검사 서브 시스템의 하나 이상의 광학 소자가 웨이퍼 위에 광의 일부 주사를 수행하도록 구성될 수 있다. 광은 임의의 적절한 방식으로 웨이퍼 위에 주사될 수 있다.
검사 서브 시스템은 하나 이상의 검출 채널을 더 포함한다. 하나 이상의 검출 채널 중 적어도 하나는 검사 서브 시스템에 의한 웨이퍼의 조명으로 인해 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 검출된 광에 응답하여 출력을 생성하도록 구성된 검출기를 포함한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 검사 서브 시스템은 2개의 검출 채널, 즉, 콜렉터(24), 소자(26) 및 검출기(28)에 의해 형성된 검출 채널, 콜렉터(30), 소자(32) 및 검출기(34)에 의해 형성된 또 다른 검출 채널을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 검출 채널은 상이한 수집 각도에서 광을 수집하고 검출하도록 구성된다. 일부 예에서, 하나의 검출 채널은 정반사된(specularly reflected) 광을 검출하도록 구성되고, 나머지 검출 채널은 웨이퍼로부터 정반사되지 않는(예를 들어, 산란, 회절 등) 광을 검출하도록 구성된다. 그러나, 두 개 이상의 검출 채널은 웨이퍼로부터 동일한 유형의 광(예를 들어, 정반사된 광)을 검출하도록 구성될 수 있다. 도 1은 두 개의 검출 채널을 포함하는 검사 서브 시스템의 실시예를 도시하지만, 검사 서브 시스템은 상이한 수의 검출 채널(예를 들어, 단지 하나의 검출 채널 또는 두 개 이상의 검출 채널)을 포함할 수 있다. 각각의 콜렉터가 단일 굴절 광학 소자로서 도 1에 도시되어 있지만, 각각의 콜렉터는 하나 이상의 굴절 광학 소자(들) 및/또는 하나 이상의 반사 광학 소자(들)을 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
하나 이상의 검출 채널은 당업계에 공지된 임의의 적합한 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출기는 광전 튜브(photo-multiplier tube, PMT), 전하 결합 소자(charge coupled device, CCD) 및 시간 지연 통합(time delay integration, TDI) 카메라를 포함할 수 있다. 검출기는 또한 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 검출기를 포함할 수 있다. 검출기는 비-이미징(non-imaging) 검출기 또는 이미징 검출기를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 검출기가 비-이미징 검출기인 경우, 각각의 검출기는 강도와 같은 산란된 광의 특정 특성을 검출하도록 구성될 수 있지만, 이미징 평면 내의 위치 함수와 같은 특성을 검출하도록 구성되지 않을 수 있다. 이와 같이, 검사 서브 시스템의 각각의 검출 채널에 포함된 각각의 검출기에 의해 생성된 출력은 신호 또는 데이터일 수 있지만, 이미지 신호 또는 이미지 데이터일 수 없다. 그러한 경우에, 시스템의 컴퓨터 서브 시스템(36)과 같은 컴퓨터 서브 시스템은 검출기의 비-이미징 출력으로부터 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 경우들에서, 검출기는 이미징 신호 또는 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 이미징 검출기로서 구성될 수 있다. 따라서, 시스템은 다수의 방식으로 본 명세서에 기술된 출력을 생성하도록 구성될 수 있다.
도 1은 본 명세서에 기술된 시스템 실시예에 포함될 수 있는 검사 서브 시스템의 구성을 일반적으로 예시하기 위해 본 명세서에 제공된다는 점에 유의해야 한다. 명백하게, 여기서 설명된 검사 서브 시스템 구성은 상용 검사 시스템을 설계할 때 정상적으로 수행되는 시스템의 성능을 최적화하도록 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 시스템은 KLA-Tencor로부터 상업적으로 입수 가능한 28xx 및 29xx 시리즈의 툴과 같은 기존의 검사 시스템을 사용하여 (예를 들어, 기존의 검사 시스템에 본 명세서에서 설명된 기능을 추가함으로써) 구현될 수 있다. 일부 그러한 시스템들에 대해, 본 명세서에 기술된 방법들은 (예를 들어, 시스템의 다른 기능성에 추가하여) 시스템의 선택적인 기능성으로서 제공될 수 있다. 대안으로, 본 명세서에 기술된 시스템은 완전히 새로운 시스템을 제공하기 위해 "처음부터(from scratch)" 설계될 수 있다.
시스템의 컴퓨터 서브 시스템(36)은 컴퓨터 서브 시스템이 웨이퍼의 주사 동안 검출기에 의해 생성되는 출력을 수신할 수 있도록 (예를 들어, "유선" 및/또는 "무선" 전송 매체를 포함할 수 있는 하나 이상의 전송 매체를 통해) 임의의 적절한 방식으로 검사 서브 시스템의 검출기에 결합될 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(36)은 본 명세서에 기술된 검출기의 출력 및 본 명세서에서 더 설명된 임의의 다른 기능을 사용하여 다수의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 컴퓨터 서브 시스템은 본 명세서에 기술된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다.
(본 명세서에 기술된 다른 컴퓨터 서브 시스템뿐만 아니라) 이러한 컴퓨터 서브 시스템은 또한 본 명세서에서 컴퓨터 시스템(들)이라고도 칭해질 수 있다. 본 명세서에 기술된 컴퓨터 서브 시스템(들) 또는 시스템(들) 각각은 퍼스널 컴퓨터 시스템, 이미지 컴퓨터, 메인 프레임 컴퓨터 시스템, 워크 스테이션, 네트워크 어플라이언스, 인터넷 어플라이언스 또는 다른 디바이스를 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다. 일반적으로, "컴퓨터 시스템"이라는 용어는 메모리 매체로부터 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 정의될 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들) 또는 시스템(들)은 또한 병렬 프로세서와 같은 당업계에 공지된 임의의 적합한 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 서브 시스템(들) 또는 시스템(들)은 고속 처리 및 소프트웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼을 독립형 또는 네트워크된 툴로 포함할 수 있다.
시스템이 둘 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하는 경우, 상이한 컴퓨터 서브 시스템은 서로 결합되어 이미지, 데이터, 정보, 명령어들 등이 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 컴퓨터 서브 시스템들 사이에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(36)은 당업계에 공지된 임의의 적합한 유선 및/또는 무선 전송 매체를 포함할 수 있는 임의의 적합한 통신 매체에 의해 (도 1의 파선으로 도시된 바와 같이) 컴퓨터 서브 시스템(들)(102)에 연결될 수 있다. 그러한 컴퓨터 서브 시스템들 중 둘 이상은 또한 공유된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(도시되지 않음)에 의해 효과적으로 결합될 수 있다.
전술한 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지를 생성하도록 구성된다. 렌더링된 이미지는 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 설계 다각형(202) 또는 본 명세서에 기술된 다른 설계 정보를 포함할 수 있는 설계 데이터베이스(200)를 획득하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 시뮬레이션 소프트웨어(204)를 사용하여, 설계 데이터베이스(200)로부터 렌더링된 이미지(206)를 생성할 수 있다. 따라서, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 렌더링된 이미지(206)를 출력하는 시뮬레이션에 대한 입력으로서 설계 다각형(202)을 사용할 수 있으며, 그 중 하나의 예는 렌더링된 이미지(208)로서 도 2에 도시된다.
이러한 방식으로, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 설계로부터 광학 검사 이미지를 모델링하도록 구성된다. 즉, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 설계으로부터 시뮬레이션된 광학 이미지를 생성하도록 구성된다. 모델링은 본 명세서에서 더 설명되는 다수의 상이한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 추정된 근접장(near field)과 정확한 또는 근사적인 광학 시스템 모델을 갖는 설계(다각형)로부터 모델링할 수 있다. 다른 예에서, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 근접장 및 정확하거나 근사적인 광학 시스템 모델을 계산하기 위해 기하학적 구조(geometry) 및 재료 정보의 스택으로부터 모델링할 수 있다.
컴퓨터 서브 시스템(들)은 또한 렌더링된 이미지를 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하고 비교 결과에 기초하여 웨이퍼 상의 결함을 검출하도록 구성된다. 설계는 레티클을 사용하여 웨이퍼에 인쇄된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 물리적 웨이퍼(210)는 레티클을 사용하여 웨이퍼에 대한 설계로 인쇄될 수 있다. 그러한 일 예에서, 설계(212)는 웨이퍼(210) 상에 인쇄될 수 있다. 그 다음, 이미징 하드웨어(214)(즉, 본 명세서에서 기술된 광학 검사 서브 시스템)는 물리적 웨이퍼의 광학 이미지(216)를 생성할 수 있다. 그러한 광학 이미지의 일례는 광학 이미지(218)로서 도 2에 도시되어 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 그 후 렌더링된 이미지(206)와 광학 이미지(216)를 비교하고 비교 결과에 기초하여 결함을 검출함으로써, 단계(220)에 도시된 바와 같이 비교 및 검출을 수행할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 광학 이미지(218)로부터 렌더링된 이미지(208)를 빼고(subtract), 이에 의해 차이 이미지(difference image)(222)를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 광학 웨이퍼 이미지를 설계로부터 렌더링된 이미지와 비교하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 서브 시스템(들)은 그 후 차이 이미지를 사용하여 임의의 적절한 방식으로 웨이퍼 상의 결함을 검출할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 하나 이상의 결함 검출 알고리즘 및/또는 방법을 차이 이미지에 적용할 수 있다. 그러한 일례에서, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 차이 이미지(222)의 신호 또는 데이터를 임계 값과 비교할 수 있다. 임계 값을 초과하는 임의의 신호 또는 데이터는 결함 또는 잠재적 결함으로 식별될 수 있는 반면, 임계 값 미만의 임의의 신호 또는 데이터는 결함 또는 잠재적 결함으로 식별되지 않을 수 있다. 물론, 많은 다른 결함 검출 알고리즘 및 방법이 당업계에 공지되어 있으며, 본 명세서에 기술된 실시예는 임의의 하나의 결함 검출 알고리즘 또는 방법에 제한되지 않는다. 환언하면, 본 명세서에 기재된 비교 결과는 임의의 적절한 결함 검출 알고리즘 및/또는 당업계에 공지된 방법에 입력될 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 검출된 결함에 기초하여 레티클이 자격을 통과하는지 여부를 결정하도록 추가로 구성된다. 레티클이 웨이퍼 상에서 검출된 결함에 기초하여 자격을 통과하는지 여부를 결정하는 것은 당업계에 공지된 임의의 적절한 방식으로 수행될 수 있다. 본 명세서에 기술된 실시예의 한 가지 이점은 EUV 마스크 자격에 대해 다이-대-DB 검사를 수행할 수 있다는 것이다. 일반적인 광학 마스크와 달리 EUV 마스크 검사 시스템은 화학 EUV 마스크 검사 시스템이 없기 때문에 현재 사용할 수 없다. 그러나, 본 명세서에 기술된 실시예는 당업계에 공지된 임의 유형의 레티클의 자격에 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 웨이퍼 상의 레티클의 인쇄 가능성은 본 명세서에서 레티클 자격의 일부로서 기술된 다이-대-DB 광학 웨이퍼 검사를 통해 확인될 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예는 또한 2005년 6월 7일에 발행된 Peterson 등의 미국 특허 제6,902,855호, 2008년 8월 26일에 발행된, Peterson 등의 미국 특허 제7,418,124호, 2010년 8월 3일에 발행된 Kekare 등의 미국 특허 제7,769,225호, 2011년 10월 18일에 발행된 Pak 등의 미국 특허 제8,041,106호, 및 2012년 7월 3 일에 발행된 Peterson 등의 미국 특허 제8,213,704호에 기술된 것과 같은 공정 윈도우 자격(process window qualification, PWQ)에 대해 구성될 수 있으며, 이들은본 명세서에 완전히 설명된 것처럼 참조로 포함된다. 본 명세서에 기술된 실시예들은 이들 특허들에 기재된 임의의 방법(들)의 임의의 단계(들)을 포함할 수 있으며, 이들 특허들에 기술된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다. PWQ 웨이퍼는 이들 특허에 기재된 바와 같이 인쇄될 수 있다.
다른 실시예에서, 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 검출된 결함에 기초하여 웨이퍼 상에서 수행되는 하나 이상의 공정 단계의 성능을 결정하도록 구성된다. 그러한 일 실시예에서, 웨이퍼는 짧은 루프 웨이퍼이다. 예를 들어, 짧은 루프 웨이퍼는 완전히 기능하는 디바이스를 제조하기 위해 웨이퍼 상에 형성될 모든 층들의 서브 세트만으로 제조될 수 있다. 그러한 웨이퍼는 리소그래피 단계 및/또는 에칭 단계와 같은 특정 공정 단계만을 체크하는데 사용될 수 있다. 검출된 결함에 기초하여 웨이퍼 상에서 수행되는 하나 이상의 공정 단계들의 성능은 임의의 적절한 방식으로 결정될 수 있다.
본 명세서에 기술된 광학 웨이퍼 검사를 위한 다이-대-DB는 새로운 기술이다. 특히, 현재, 웨이퍼 검사를 위해 이용 가능한 광학 다이-대-DB 방법은 없다. 또한, 광학 웨이퍼 검사를 위한 다이-대-DB는 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위해 현재 이용 가능한 다른 방법에 비해 다수의 중요한 이점을 갖는다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 실시예는 다이-대-다이 중계기 결함 및 설계로부터의 변형을 검출할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 실시예는 웨이퍼 다이 이미지가 비교되는 DB로서 사용하기 위해 물리적 웨이퍼로부터 생성된 표준 기준 다이를 사용하는 것에 의존하지 않는다. 예를 들어, 표준 기준 다이는 대-대-다이 중계기 결함을 탐지하기 위한 프록시로서 사용될 수 있다. 그러나, 종종 어떤 다이가 표준 기준 다이로서 사용하기에 적합한지는 알려져 있지 않다. 또한 설계 의도를 체크하는 데 오늘날 이용 가능한 검사 기술이 없다.
웨이퍼에 대한 주사 전자 현미경(SEM) 다이-대-DB 검사가 현재 이용 가능하다. SEM 다이-대-DB는 민감도 요구 사항이 2nm 정도로 작을 수 있는 임계 치수(critical dimension, CD) 변형 검출에 대한 것과 같은 여러 유스 케이스에 대해 오늘날 일반적으로 사용된다. 그러나 SEM 다이-대-DB는 웨이퍼 검사의 요구를 충족시키기에 충분히 빠르지 않다. 예를 들어, 현재 (SEM 이미징 공정의 물리로 인한) 처리량 제약으로 인해, 실질적으로 적은 수의 위치만 체크될 수 있다. 대조적으로, 본 명세서에서 설명된 광학 다이-대-DB 검사는 허용 가능한 시구간 내에 전체 웨이퍼를 검사할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 명세서에 기술된 광학 다이-대-DB 검사는 SEM 다이-대-DB보다 훨씬 빠르게 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 다이-대-DB 검사는 당업계에 공지된 임의의 웨이퍼에 대해 수행될 수 있고 당업계에 공지된 임의의 레티클을 적격으로 하기 위해 수행될 수 있다. 그러므로, 본 명세서에 기술된 실시예는 사용자가 현재 전자 빔 솔루션을 가지고 할 시간이 없을 수 있는 임의의 새로운 레티클의 통합 디버깅을 할 수 있게 한다. 또한, SEM은 광학 검사 도구보다 실질적으로 더 높은 해상도를 가지고 웨이퍼의 최상층만 이미지화하기 때문에 SEM 이미지를 설계로부터 렌더링하는 것이 상대적으로 쉽다. 예를 들어, SEM 이미지는 모서리가 둥글려 질 수 있다는 점을 제외하고는 설계와 거의 비슷하게 보일 수 있다. 또한, SEM 다이-대-DB 검사는 뉴슨스(nuisance) 문제를 검출하는 데 어려움을 겪을 수 있다.
비교해 보면, 광학 다이-대-DB는 실용적인 제품을 만들기 위해 해상도의 광학적 한계와 요구되는 시뮬레이션의 정확성과 처리량으로 인해 SEM 다이-대-DB보다 훨씬 어려운 문제이다. 기술상의 어려움 때문에 웨이퍼 검사를 위한 광학 다이-대-DB는 현재 업계에서 이용 가능하지 않다.
일부 레티클 검사 방법은 레티클의 결함을 검출하기 위해 근접장 근사법을 사용한다. 예를 들어, 레티클 평면에서의 근접장은 박막 가정(thin film assumption) 및 레티클 검사 서브 시스템의 광학 경로에 대한 정보에 기초하여 근사될 수 있다. 이러한 박막 가정은 레티클 평면에서의 근접장이 파장과 피처 크기가 거의 동일할 때 유지되는 설계(리소그래피 경우 단 하나의 층)에 가깝다고 가정한다. 오늘날의 설계 룰에서는, 피처 크기가 웨이퍼의 피처 크기의 4배인 레티클의 경우에도 피처 크기는 파장보다 훨씬 작다. 따라서, 레티클 평면 근접장 근사는 레티클 검사에서 점점 더 어려워지고 있다. 웨이퍼 위에서는, 피처 크기가 4배 줄어들기 때문에 훨씬 더 어렵다.
일 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 설계를 위한 정보 내의 다각형들을 그레이 스케일 이미지로 변환하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 설계 다각형(302)과 같은 설계 다각형(300)은 DB 래스터(304)에 의해 그레이 스케일 이미지(306)로 변환될 수 있다. 특히, DB 래스터는 다각형(300)을 그레이 스케일 이미지로 변환할 수 있다. DB 래스터는 적절한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 설계 다각형은 중간 이진 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 그런 다음, 중간 이진 이미지에 대하여 다운 샘플링 및 앤티-앨리어싱(anti-aliasing)을 수행하여, 그레이 스케일 이미지를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 그레이 스케일 이미지(306)는 미가공(raw) 그레이 스케일 이미지일 수 있다. 미가공 그레이 스케일 이미지의 피처는 원래 설계 치수와 동일한 치수(예 : CD)를 가질 수 있다.
그러한 일 실시예에서, 다각형들의 변환은 서브-픽셀 정확도로 수행된다. 다시 말해서, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 설계의 다각형을 서브-픽셀 정확도를 갖는 그레이 스케일 이미지로 변환할 수 있다. 서브-픽셀 정확도는 그레이 스케일 이미지가 하나의 픽셀보다 작은 치수(예를 들어, 폭 또는 높이)를 갖는 다각형을 나타낼 수 있어야 한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 높이가 0.31 픽셀인 다각형이 있는 경우 해당 높이를 그레이 스케일 이미지에 (0.31 픽셀로서) 적절히 반영해야 한다. 또한, 그레이 스케일 이미지는 서브-픽셀 정확도로 다각형 위치를 반영해야 한다. 예를 들어 제1 다각형의 중심이 31.3 픽셀에 있고 제2 다각형의 중심이 42.7 픽셀에 있는 경우 그레이 스케일 이미지는 다각형들 사이의 비-정수(non-integer) 거리, 즉 11.4 픽셀(42.7 픽셀 - 31.3 픽셀)을 나타낼 수 있어야 한다. 대조적으로, 오늘날 사용되는 많은 DB 래스터 방법은 픽셀 번호(pixel number)의 정수인 크기의 다각형만 처리할 수 있다.
그러한 다른 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 바이어스 보정(bias correction) 및 코너 라운딩(corner rounding)을 그레이 스케일 이미지에 적용함으로써 수정된 그레이 스케일 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, DB 모델(308)은 수정된 그레이 스케일 이미지(310)를 생성하기 위해 입력으로서 그레이 스케일 이미지(306)를 사용할 수 있다. 바이어스 보정 및 코너 라운딩을 그레이 스케일 이미지에 적용함으로써, 수정된 그레이 스케일 이미지에 도시된 피처는 그레이 스케일 이미지에 도시된 피처와 상이한 치수 및 상이한 코너 라운딩을 가질 수 있다. 예를 들어, 매우 자주 웨이퍼의 실제 패턴 크기는 리소그래피 공정 오차로 인해 설계된(as-designed) CD와 상이하다. 그러한 차이는 일반적으로 당업계에서 "바이어스(bias)"라 불린다. 그러므로, 그러한 바이어스를 설명하기 위해 그레이 스케일 이미지를 수정함으로써, 본 명세서에 기술된 바와 같이 생성된 렌더링된 이미지는 검사 서브 시스템에 의해 생성될 광학 이미지를 훨씬 더 정확하게 시뮬레이션할 것이다. 적합한 바이어스 보정 및 코너 라운딩은 임의의 적절한 방법으로(예를 들어, 실험적으로 또는 경험적으로) 임의의 적합한 소스로부터 획득될 수 있다. 바이어스는 또한 임의의 적절한 방식으로(예를 들어, 일정한 바이어스에 대한 상수로서 또는 비선형 바이어스에 대한 함수로서) 표현될 수도 있다.
그러한 일부 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 또한 수정된 그레이 스케일 이미지 및 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 웨이퍼의 근접장을 추정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 근접장 추정(312)은 수정된 그레이 스케일 이미지(310)를 입력으로서 사용하여 추정된 근접장(314)을 생성할 수 있다. 근접장 추정에 사용되는 설계에 대한 정보는 재료 파라미터, 3차원(three dimensional, 3D) 영향, 파장 및 각도 의존성 등을 포함할 수 있다. 웨이퍼의 추정된 근접장은 웨이퍼의 재료 및 그 기하학적 구조 및 광학 검사 서브 시스템에 의한 웨이퍼로 지향된 광의 상호 작용에 의해, 웨이퍼의 상부 표면에서 또는 그 근처에서(예를 들어, 웨이퍼 평면에서) 생성될 전자기장(electromagnetic field, EM field)의 시뮬레이션이다. 추정된 근접장은 추정된 근접장(314)의 좌측에 도시된 진폭 및 추정된 근접장(314)의 우측에 도시된 위상을 포함할 수 있다. 또한, 추정된 근접장은 복소수일 수도 있거나 포함할 수도 있다. 추정된 근접장은 여러 가지 상이한 방식으로 추정될 수 있다. 예를 들어, 근접장은 키르히호프(Kirchhoff)/얇은 마스크 근사법, 두꺼운 마스크 근사법, 엄격한 EM 시뮬레이션(예를 들어, 유한 차분 시간 영역(finite-difference time-domain, FDTD)), 얇은 마스크 근사에 추가된 엄격한 EM 시뮬레이션 및 당업계에 알려진 임의의 다른 적합한 근사, 함수 또는 모델에 의해 추정될 수 있다.
그러한 일 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 근접장 및 광학 검사 서브 시스템의 광학 모델에 기초하여 웨이퍼 상에 인쇄된 설계를 위해 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 또 다른 시뮬레이션인 초기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 따라서, 본 명세서에 기술된 실시예에서, 광학 모델링에 대한 입력은 근접장 추정이고 설계 데이터베이스는 아니다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 모델(316)은 추정된 근접장(314)을 입력으로서 사용하여 초기 렌더링된 이미지(318)를 생성할 수 있다. 광학 모델은 광학 검사 서브 시스템의 수차(aberration)가 있거나 없이 모델링할 수 있다. 초기 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 인코히어런트 모델(incoherent model), 부분 코히어런스 모델(Partial Coherence Model), 부분 코히어런스-홉킨스 공식(Partial Coherence-Hopkins Formulation), 선형 컨볼루션(linear convolution) 모델, 허미시안 이차(Hermitian quadratic) 형태를 갖는 선형 컨벌루션 모델, Robust PCA(Principal Component Analysis), Abbe 이미징 방법, 엄격한 EM 모델, 및 당업계에 알려진 임의의 다른 적합한 근사, 함수 또는 모델을 사용하여 수행될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 또한 초기 렌더링된 이미지와 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 초기 렌더링된 이미지를 수정함으로써, 초기 렌더링된 이미지로부터 렌더링된 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 서브 시스템(들)에 의해 수행되는 동적 보상(320)은 초기 렌더링된 이미지(318)를 수정하여, 렌더링된 이미지(322)를 생성할 수 있고, 그 한가지 예가 도 3에 렌더링된 이미지(324)로서 도시되어 있다. 광학 검사 서브 시스템의 수차로 인한 이미지의 차이 및 이미지의 이득과 오프셋(예를 들어, 톤(tone) 불일치 및 이미지들 사이의 비교적 작은 오정렬)과 같은 광학 이미지와 렌더링된 이미지 사이의 차이를 보상하기 위하여 동적 보상이 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 시뮬레이션은 의도적으로 완전히 엄격하지 않을 수 있고, 웨이퍼 상에 인쇄된 피처의 재료/치수가 예측할 수 없는 방식으로 설계에서 변경될 수 있기 때문에, 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 차이를 감소시키기 위하여 런 타임 보상이 수행될 수 있다. 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 더 작은 차이는 렌더링된 이미지가 광학 이미지와 더 유사하다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 여기서 설명된 동적 보상을 수행함으로써 검출된 뉴슨스 및 허위 결함이 현저히 감소될 것이다.
그러한 일례에서, 렌더링된 이미지의 그레이 스케일은 광학 이미지의 그레이 스케일보다 약간 작을 수 있고/있거나 렌더링된 이미지는 광학 이미지와 그다지 잘 정렬되지 않을 수 있다. 따라서 렌더링된 이미지를 광학 이미지와 단순히 비교하고 비교 결과를 기반으로 결함을 검출하면, 상당한 수의 뉴슨스 결함이 발생할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 설명된 동적 보상은 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 이러한 체계적 차이를 감소시키도록 설계될 수 있다. 그레이 스케일 및/또는 정렬의 그러한 차이는 당업계에 공지된 임의의 적합한 모델, 알고리즘 또는 기능을 사용하여 동적으로 보상될 수 있다. 다른 그러한 예에서, 광학 이미징에서의 툴 수차는 실제 광학 이미지가 예상되는 광학 이미지와 상이하게 할 수 있다. 그러한 툴 수차의 예는 렌즈 편심(lens decentering) 및 웨이퍼 디포커스(wafer defocus)를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 모든 수차는 (예상되는 이상적인 위상 분포와 비교하여) 이미징 렌즈의 사출 동공에 걸쳐 위상 오차를 야기할 수 있다. 단연코, 광학 이미징 시스템에서 수차를 설명하는 가장 일반적인 방법은 제르니케(Zernike) 다항식을 사용하는 것이다. 따라서, 본 명세서에 기술된 동적 보상은 렌더링된 이미지를 수정하여 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 제르니케 다항식과 같은 수차의 설명 또는 당업계에 공지된 광학 이미징 시스템 수차의 임의의 다른 적절한 설명을 사용할 수 있다. 그러한 수정은 당업계에 공지된 임의의 적합한 모델, 알고리즘 또는 기능을 사용하여 수행될 수 있다.
도 3에 더 도시된 바와 같이, 광학 이미지(328)로서 도 3에 그 일례가 도시된 광학 이미지(326)는 검사 서브 시스템(또는 이미지가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체)으로부터 컴퓨터 서브 시스템(들)에 의해 획득되고 렌더링된 이미지(322)와 비교될 수 있다. 그러한 비교는 차이 이미지(330)를 생성할 수 있다. 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 비교는 결함 검출을 위해 수행될 수 있으며, 이는 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다. 또한, 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 비교는 추가적으로 아니면 대안적으로 하나 이상의 다른 목적을 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우에, 설계의 동일한(또는 실질적으로 동일한) 부분들에 대응하는 렌더링된 이미지 및 광학 이미지는 렌더링된 이미지(및 따라서 설계)를 광학 이미지에 정렬하기 위해 비교될 수 있다. 그러한 정렬은 광학 다이-대-DB 검사를 셋업하는 것뿐만 아니라 동적 보상(320)을 위해 사용되는 하나 이상의 파라미터를 셋업하거나 수정하는 것과 같은 다른 이유들을 포함하는 많은 이유들 때문에 수행될 수 있다.
컴퓨터 서브 시스템(들)은 3 단계(phase)로 일반적인 웨이퍼 검사를 수행할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 선택된 사이트로부터 모델링 파라미터를 추정할 수 있다. 그러한 일례에서, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 도 4에 도시된 바와 같이 (선택된 사이트들에 대한) 오프라인 트레이닝을 수행할 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 그 후 전체 다이에 대한 이미지를 렌더링할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 도 4에 도시된 바와 같이 (웨이퍼 상의 전체 다이에 대해) 오프라인 렌더링(418)을 수행할 수 있다. 또한, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 동적 보상(예를 들어, 이득/오프셋 및 수차)을 전체 웨이퍼(또는 샘플링된 다이)에 대한 실시간 검사에 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 (전체 웨이퍼에 대한) 온라인 검사(432)를 수행할 수 있다.
"오프라인"이라는 용어가 본 명세서에서 사용될 때, 오프라인으로 수행되는 단계(들), 공정(들), 흐름(들)이 웨이퍼의 검사 동안 수행되지 않는다(예를 들어, 웨이퍼가 검사 서브 시스템에 의해 주사되고 있는 동안 수행되지 않는다)는 것을 나타내려는 의도이다. 대조적으로, "온라인"이라는 용어가 여기서 사용될 때, 온라인으로 수행되는 단계(들), 과정(들), 흐름(들)이 웨이퍼의 검사 동안 수행된다(예를 들어, 웨이퍼가 검사 서브 시스템에 의해 주사되고 있는 동안 수행된다)는 것을 나타내려는 의도이다.
그러한 일례에서, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 하나 이상의 선택된 사이트에 대한 렌더링된 이미지의 생성을 수행함으로써 생성된 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 하나 이상의 선택된 사이트에 대한 하나 이상의 추가 렌더링된 이미지; 및 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 하나 이상의 선택된 사이트에 대해 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 하나 이상의 광학 이미지에 기초하여, 렌더링된 이미지를 생성하는데 사용되는 하나 이상의 모델을 트레이닝하도록 구성된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, (선택된 사이트에 대한) 오프라인 트레이닝(400)은 DB 래스터(404)로의 입력으로서 설계 다각형(402)을 사용할 수 있으며, 이는 전술한 바와 같이 수행될 수 있다. DB 래스터(404)에 의해 생성된 그레이 스케일 이미지는 DB 모델(406)에 입력될 수 있으며, DB 모델(406)은 본 명세서에 더 설명된 바와 같이 수정된 그레이 스케일 이미지를 출력할 수 있다. DB 모델(406)에 의해 생성된 수정된 그레이 스케일 이미지는 근접장 추정(408)에 입력될 수 있고, 근접장 추정(408)은 본 명세서에서 후술되는 바와 같이 웨이퍼에 대한 추정된 근접장을 생성할 수 있다. 추정된 근접장은 광학 모델(410)에 입력될 수 있으며, 광학 모델(410)은 본 명세서에 더 설명된 바와 같이 초기 렌더링된 이미지를 출력할 수 있다. 초기 렌더링된 이미지는 동적 보상(412)에 입력될 수 있고, 동적 보상(412)은 렌더링된 이미지(414)를 출력할 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 그 후 단계(416)에 도시된 바와 같이 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 비교를 수행할 수 있다.
렌더링된 이미지와 광학 이미지의 비교 결과는 광학 이미지와 비교되는 렌더링된 이미지의 오차(예를 들어, SSE(sum of squared errors))를 결정하는데 사용될 수 있다. 이들 오차는 컴퓨터 서브 시스템(들)에 의해 수행되는 하나 이상의 단계(들)의 하나 이상의 파라미터를 트레이닝하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 오차들은 바이어스 보정 및/또는 코너 라운딩에 사용되는 파라미터들과 같은 DB 모델(406)의 하나 이상의 파라미터를 트레이닝하는데 사용될 수 있다. 또한, 오차는 광학 모델(410)의 하나 이상의 파라미터를 트레이닝하는데 사용될 수 있다. 더욱이, DB 모델과 광학 모델 사이의 화살표는 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 비교에 기초하여 수행되는 학습(learning)이, 컴퓨터 서브 시스템(들)에 의해 수행되는 전체 모델링을 위한 비-선형/재귀 공정일 수 있다는 것을 나타내도록 의도된다. 또한, 오차는 (예를 들어, 매일 단위로 광학 이미지의 하나 이상의 특성에 영향을 줄 수 있는 광학 검사 서브 시스템의 파라미터(들)에서 매일의 추이(day to day drifting)를 설명하기 위해) 동적 보상에 사용되는 하나 이상의 파라미터를 조정하는데 사용될 수 있다.
그러한 일 실시예에서, 초기 렌더링된 이미지는 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에서 전체 다이에 대해 생성된다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 도 4에 도시된 바와 같이 (전체 다이에 대해) 오프라인 렌더링(418)을 수행할 수 있다. 그러한 오프라인 렌더링은 DB 래스터(422)로의 입력으로서 설계 다각형(420)을 사용하는 것을 포함할 수 있고 이는 전술한 바와 같이 수행될 수 있다. DB 래스터(422)에 의해 생성된 그레이 스케일 이미지는 DB 모델(424)에 입력될 수 있으며, DB 모델(424)은 본 명세서에 더 설명된 바와 같이 수정된 그레이 스케일 이미지를 출력할 수 있다. 오프라인 렌더링을 위해 사용된 DB 모델(424)은 오프라인 트레이닝(400)에서 트레이닝된 DB 모델일 수 있다. DB 모델(424)에 의해 생성된 수정된 그레이 스케일 이미지는 근접장 추정(426)으로 입력될 수 있고, 근접장 추정(426)은 본 명세서에 추가로 기술된 바와 같이 웨이퍼에 대한 추정된 근접장을 생성할 수 있다. 추정된 근접장은 광학 모델(428)에 입력될 수 있고, 광학 모델(428)은 오프라인 렌더링된 이미지(430)를 출력할 수 있으며, 이는 본 명세서에 더 설명되는 바와 같이 초기 렌더링된 이미지일 수 있다. 오프라인 렌더링에 사용되는 광학 모델(428)은 오프라인 트레이닝(400)에서 트레이닝되는 광학 모델일 수 있다.
전체 다이에 대한 오프라인 렌더링된 이미지(430)는 연합하여 웨이퍼 상의 전체 다이를 포괄(span)하는 다수의 더 작은 렌더링된 이미지로 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 시뮬레이션 단계는 다이의 상이한 부분에 대해 개별적으로 수행될 수 있고, 그 후 시뮬레이션 단계의 결과는 임의의 방식으로 결합되어, 다이의 더 큰 부분(예를 들어, 서브스와스(subswath) 또는 스와스(swath))에 대해 또는 전체 다이에 대해 시뮬레이션 결과를 생성할 수 있다. 대안적으로, 임의의 하나의 시뮬레이션 단계에 의해 생성된 결과가 웨이퍼 상의 전체 다이에 대한 것이 되도록, 시뮬레이션 단계는 전체 다이에 대한 모든 설계에 대해 수행될 수 있다.
그러한 일 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 초기 렌더링된 이미지와 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위하여 초기 렌더링된 이미지를 수정하는 단계를 포함하며, 초기 렌더링된 이미지는 오프라인으로 생성되고 렌더링된 이미지의 생성은 온라인으로 수행된다. 예를 들어, 초기 렌더링된 이미지는 도 4의 오프라인 렌더링(418)에 도시된 바와 같이 오프라인으로 생성될 수 있다. 또한, 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 온라인 검사(432)에 도시된 바와 같이 수행될 수 있고, 온라인 검사(432)는 전체 웨이퍼에 대해 수행될 수 있다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 오프라인 렌더링된 이미지(434)는 오프라인 렌더링(418)(즉, 오프라인 렌더링된 이미지(430))에 의해 생성된 오프라인 렌더링된 이미지일 수 있고, 오프라인 렌더링(418)은 동적 보상(436)에 입력될 수 있고, 동적 보상(436)은 오프라인 트레이닝(400)에서 트레이닝된 동적 보상일 수 있으며, 본 명세서에 더 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 동적 보상(436)은 랜더링된 이미지(438)를 생성할 수 있으며, 이는 그 후 결함 검출 및/또는 여기서 설명된 다른 목적을 위해 광학 이미지와 비교될 수 있다. 따라서, 동적 보상은 초기 렌더링된 이미지와 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위하여 오프라인으로 생성된 초기 렌더링된 이미지를 수정할 수 있으며 이에 의해 렌더링된 이미지를 생성하고, 동적 보상은 온라인으로 (즉, 웨이퍼의 검사 동안) 수행될 수 있다.
그러한 다른 실시예에서, 초기 렌더링된 이미지는 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에서 전체 다이에 대해 생성되고 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 웨이퍼 전체에 대해 수행된다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 오프라인 렌더링(418)은 웨이퍼상의 전체 다이에 대해 수행될 수 있는 반면, 온라인 검사(432)는 웨이퍼 전체에 대해 수행될 수 있고, 이는 렌더링된 이미지가 웨이퍼 전체(예를 들어, 웨이퍼 상의 모든 다이)에 대해 생성되어야 한다는 것을 의미한다.
전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 렌더링된 이미지는 웨이퍼의 근접장을 추정함으로써 생성될 수 있다. 경우에 따라 웨이퍼에 대한 전체 스택 기하학적 구조 및 재료 정보가 이용 가능하다면, 근접장 추정은 근접장 계산으로 대체될 수 있다. 일 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 웨이퍼의 근접장을 계산하는 단계를 포함하고, 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보는 기하학적 구조 및 재료 특성을 포함한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 기하학적 구조 및 재료 정보(500)는 근접장 계산(502)에 입력될 수 있다. 기하학적 구조 및 재료 정보는 웨이퍼에 대한 기하학적 구조의 스택 및 재료 정보(예를 들어, TCAD(technology computer aided design) 포맷)일 수 있다. 근접장 계산에 사용된 설계에 대한 정보는 또한 설계 기하학적 구조, 재료 파라미터, 파장 및 각도 의존성 등을 포함할 수 있다. 근접장 계산은 여러 가지 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 설계의 3D 스택이 기하학적 구조 및 재료 모두에서 알려진 때, 웨이퍼 평면에서의 근접장은 맥스웰(Maxwell) 방정식(RCWA(rigorous coupled wave analysis) 또는 FDTD 방법)을 풀어서 계산할 수 있다. 근접장 계산은 근접장(504)을 생성할 수 있다. 웨이퍼의 계산된 근접장은 웨이퍼의 기하학적 구조와 재료 및 광학 검사 서브 시스템에 의해 웨이퍼로 지향되는 광의 상호 작용에 의해 웨이퍼의 상부 표면에서 또는 그 부근에서(즉, 웨이퍼 평면에서) 생성될 전자기장(EM field)의 시뮬레이션이다. 계산된 근접장은 계산된 근접장(504)의 좌측에 도시된 진폭 및 계산된 근접장(504)의 우측에 도시된 위상을 포함할 수 있다. 계산된 근접장은 복소수일 수도 있고 포함할 수도 있다.
그러한 일 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 근접장 및 광학 검사 서브 시스템의 광학 모델에 기초하여 웨이퍼 상에 인쇄된 설계를 위해 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 또 다른 시뮬레이션인 초기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 광학 모델(506)은 계산된 근접장(504)을 입력으로서 사용하여, 초기 렌더링된 이미지(508)를 생성할 수 있다. 광학 모델은 광학 검사 서브 시스템의 수차가 있거나 없는 모델링을 할 수 있다. 초기 렌더링된 이미지는 본 명세서에 기술된 근사, 기능 또는 모델 중 하나를 사용하여 검사자의 광학 특성을 기반으로 시뮬레이션될 수 있다.
추가 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 초기 렌더링된 이미지와 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 초기 렌더링된 이미지를 수정함으로써 초기 렌더링된 이미지로부터 렌더링된 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 서브 시스템(들)에 의해 수행되는 동적 보상(510)은 초기 렌더링된 이미지(508)를 수정하여 렌더링된 이미지(512)를 생성할 수 있고, 그 일례는 도 5에 렌더링된 이미지(514)로서 도시되어 있다. 동적 보상은 본 명세서에 더 설명된 바와 같이 수행될 수 있다.
도 5에 더 도시된 바와 같이, 그 일례가 광학 이미지(518)로서 도 5에 도시된 광학 이미지(516)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 컴퓨터 서브 시스템(들)에 의해 수집되어 렌더링된 이미지(512)와 비교될 수 있다. 그러한 비교는 차이 이미지(520)를 생성할 수 있다. 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 비교는 결함 검출을 위해 수행될 수 있으며, 이는 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다. 또한, 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 비교는 본 명세서에서 설명된 하나 이상의 다른 목적을 위해 추가적으로 또는 대안적으로 수행될 수 있다.
컴퓨터 서브 시스템(들)이 웨이퍼의 근접장을 추정하는 경우와 같이, 컴퓨터 서브 시스템(들)이 근접장을 계산할 때, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 3 단계로 일반적인 웨이퍼 검사를 수행할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 선택된 사이트로부터 모델링 파라미터를 추정할 수 있다. 그러한 일례에서, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 도 6에 도시된 바와 같이 (선택된 사이트에 대한) 오프라인 트레이닝을 수행할 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 그 후 전체 다이에 대한 이미지를 렌더링할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 (웨이퍼상의 전체 다이에 대한) 오프라인 렌더링(614)을 수행할 수 있다. 또한, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 동적 보상(예를 들어, 이득/오프셋 및 수차)을 전체 웨이퍼(또는 샘플링된 다이)에 대한 실시간 검사에 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 (전체 웨이퍼에 대한) 온라인 검사(624)를 수행할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 하나 이상의 선택된 사이트에 대하여 렌더링된 이미지 생성을 수행함으로써 생성된 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 하나 이상의 선택된 사이트에 대한 하나 이상의 추가 렌더링된 이미지; 및 상기 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 하나 이상의 선택된 사이트에 대해 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 하나 이상의 광학 이미지에 기초하여, 렌더링된 이미지 생성에 사용되는 하나 이상의 모델을 트레이닝하도록 구성된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, (선택된 사이트에 대한) 오프라인 트레이닝(600)은 기하학적 구조 및 재료 정보(602)를 사용할 수 있고, 이는 본 명세서에서 더 설명되는 웨이퍼에 대한 계산된 근접장을 생성할 수 있는 근접장 계산(604)에 대한 입력으로서, 본 명세서에 기술된 임의의 그러한 정보를 포함할 수 있다. 계산된 근접장은 광학 모델(606)에 입력될 수 있으며, 광학 모델(606)은 본 명세서에 더 설명된 바와 같이 초기 렌더링된 이미지를 출력할 수 있다. 초기 렌더링된 이미지는 동적 보상(608)에 입력될 수 있고, 동적 보상(608)은 렌더링된 이미지(610)를 출력할 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 그 후 단계(612)에 도시된 바와 같이 렌더링된 이미지와 광학 이미지 사이의 비교를 수행할 수 있다.
렌더링된 이미지와 광학 이미지의 비교 결과는 광학 이미지와 비교되는 렌더링된 이미지의 오차(예를 들어, SSE(sum of squared errors))를 결정하는데 사용될 수 있다. 이들 오차는 컴퓨터 서브 시스템(들)에 의해 수행되는 하나 이상의 단계(들)의 하나 이상의 파라미터를 트레이닝하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 오차는 광학 모델(606)의 하나 이상의 파라미터를 트레이닝하는데 사용될 수 있다. 또한, 오차는 (예를 들어, 매일 단위로 광학 이미지의 하나 이상의 특성에 영향을 줄 수 있는 광학 검사 서브 시스템의 파라미터(들)에서 매일의 추이(day to day drifting)를 설명하기 위해) 동적 보상에 사용되는 하나 이상의 파라미터를 조정하는데 사용될 수 있다.
그러한 일 실시예에서, 초기 렌더링된 이미지는 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에서 전체 다이에 대해 생성된다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 도 6에 도시된 바와 같이 (전체 다이에 대해) 오프라인 렌더링(614)을 수행할 수 있다. 그러한 오프라인 렌더링은 기하학적 구조 및 재료 정보(616)를 사용할 수 있고, 이는 본 명세서에서 더 설명되는 웨이퍼에 대한 계산된 근접장을 생성할 수 있는 근접장 계산(604)에 대한 입력으로서, 본 명세서에 기술된 임의의 그러한 정보를 포함할 수 있다. 계산된 근접장은 광학 모델(620)에 입력될 수 있으며, 광학 모델(620)은 본 명세서에서 더 설명되는 초기 렌더링된 이미지일 수 있는 오프라인 렌더링된 이미지(622)를 출력할 수 있다. 오프라인 렌더링(614)에 사용되는 광학 모델(620)은 오프라인 트레이닝(600)에서 트레이닝되는 광학 모델일 수 있다. 오프라인 렌더링된 이미지는 본 명세서에서 전체 다이에 대해 추가로 설명된 바와 같이 달리 생성될 수 있다.
그러한 일 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 초기 렌더링된 이미지와 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 초기 렌더링된 이미지를 수정하는 단계를 포함하고, 초기 렌더링된 이미지는 오프라인으로 생성되고, 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 온라인으로 수행된다. 예를 들어, 초기 렌더링된 이미지는 도 6의 오프라인 렌더링(614)에 도시된 바와 같이 오프라인으로 생성될 수 있다. 또한, 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 전체 웨이퍼에 대해 수행될 수 있는 온라인 검사(624)에 도시된 바와 같이 수행될 수 있다. 특히, 도 6에 도시된 바와 같이, 오프라인 렌더링(614)에 의해 생성된 오프라인 렌더링된 이미지(즉, 오프라인 렌더링된 이미지(622))일 수 있는 오프라인 렌더링된 이미지(626)는 동적 보상(628)으로 입력될 수 있으며, 동적 보상(628)은 오프라인 트레이닝(600)에서 트레이닝된 동적 보상일 수 있고 본 명세서에 더 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 동적 보상(628)은 렌더링된 이미지(630)를 생성할 수 있으며, 이는 그 후 결함 검출 및/또는 본 명세서에 기술된 임의의 다른 목적을 위해 광학 이미지와 비교될 수 있다. 따라서, 동적 보상은 초기 렌더링된 이미지와 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위하여 오프라인으로 생성되는 초기 렌더링된 이미지를 수정함으로써, 렌더링된 이미지를 생성하고, 동적 보상은 온라인으로(즉, 웨이퍼의 검사 동안) 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 온라인으로 수행될 수 있다.
또 다른 그러한 실시예에서, 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에서 전체 다이에 대해 초기 렌더링된 이미지가 생성되고, 렌더링된 이미지를 생성하는 것이 웨이퍼 전체에 대해 수행된다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 오프라인 렌더링(614)은 웨이퍼 상의 전체 다이에 대해 수행될 수 있는 반면, 온라인 검사(624)는 웨이퍼 전체에 대해 수행될 수 있으며, 이는 렌더링된 이미지가 웨이퍼 전체(예를 들어, 웨이퍼 상의 모든 다이)에 대해 생성되어야 한다는 것을 의미한다.
일 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 것이 설계 전체에 대해 수행되지 않도록, 웨이퍼 상에 인쇄된 설계 내의 하나 이상의 영역에 대해서만 렌더링된 이미지를 생성하는 것이 수행된다. 상기 영역(area)(들)은 또한 본 명세서에서 "핫 스폿(hot spot)"또는 "소 블록(small block)"으로 지칭된다. 이 용어들이 본 명세서에서 사용될 때 영역, 핫 스폿 및 소 블록은 다이 위에서 여러 번 반복되는 회로 구조의 단위로서 정의될 수 있다. 영역, 핫 스폿 및 소 블록의 예시적인 크기는 약 500nm × 약 500nm이다. 이러한 방식으로, 본 명세서에 기술된 실시예는 다이의 전체가 아닌 일부분에 대해서만 본 명세서에 기술된 단계들을 수행할 수 있다. 핫 스폿 및/또는 소 블록은 임의의 적절한 방식으로 식별 및/또는 선택될 수 있다. 예를 들어, 핫 스폿 및/또는 소 블록은 검사가 수행되어야 하는 설계의 관리 영역(care area)일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 핫 스폿 및/또는 소 블록은 설계 내에서 2회 이상 반복되는 설계의 비교적 작은 부분일 수 있다. 이러한 방식으로, 초기 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 단지 하나의 소 블록에 대해 수행될 수 있지만, 동일한 초기 렌더링된 이미지는 (아마도 상이한 방식으로) 동적으로 보상될 수 있고, 그 다음 웨이퍼 상에 인쇄된 설계의 동일한 소 블록의 상이한 인스턴스에서 생성된 다수의 광학 이미지와 비교될 수 있다. 하나 이상의 영역에 대해서만 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 본 명세서에 기술된 바와 같이(예를 들어, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이) 달리 수행될 수 있다.
컴퓨터 서브 시스템(들)은 핫 스폿 또는 소 블록 웨이퍼 검사를 위해 3단계로 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 선택된 사이트로부터 모델링 파라미터를 추정할 수 있다. 그러한 일례에서, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 선택된 사이트가 선택된 핫 스폿 및/또는 소 블록 사이트로 대체되는 도 6에 도시된 오프라인 트레이닝(600) 및 도 4에 도시된 오프라인 트레이닝(400)을 수행할 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 또한 하나의 다이에 대한 모든 핫 스폿/소 블록에 대한 이미지를 렌더링할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 도 6에 도시된 오프라인 렌더링(614) 및 도 4에 도시된 오프라인 렌더링(418)을 수행할 수 있지만, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 전체 다이에 대해 오프라인 렌더링을 수행하는 대신에 오프라인 렌더링이 하나의 다이 내의 모든 핫 스폿 및/또는 소 블록에 대해 수행된다. 또한, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 동적 보상(예를 들어, 이득/오프셋 및 수차)을 전체 웨이퍼(또는 샘플링된 다이)에서 모든 핫 스폿/소 블록의 실시간 검사에 적용할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 전체 웨이퍼에 대해 온라인 검사가 수행되는 대신에 전체 웨이퍼 상의 핫 스폿 및/또는 소 블록에 대해서만 온라인 검사가 수행된다는 것을 제외하고, 도 6에 도시된 온라인 검사(624) 및 도 4에 도시된 온라인 검사(432)를 수행하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 둘 이상의 영역에 대해 렌더링된 이미지의 생성을 수행함으로써 생성된 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 둘 이상의 영역에 대한 둘 이상의 추가 렌더링된 이미지; 및 상기 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 둘 이상의 영역에 대해 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 둘 이상의 광학 이미지에 기초하여, 렌더링된 이미지를 생성하는데 사용된 하나 이상의 모델을 트레이닝하도록 구성된다. 이러한 단계들은 (도 4에 도시된 오프라인 트레이닝(400) 및 도 6에 도시된 오프라인 트레이닝(600)에 도시된 바와 같이) 본 명세서에 기술된 바와 같이 수행될 수 있으며, 여기서, 선택된 사이트는 둘 이상의 영역(예를 들어, 둘 이상의 핫 스폿 및/또는 소 블록)이다.
둘 이상의 영역 중 제1 영역에 대해 수행된 트레이닝은 둘 이상의 영역 중 제2 영역에 대해 수행된 트레이닝과 상이하게 수행된다. 이러한 방식으로 모델링 파라미터가 각 핫 스폿/소 블록 유형에 대해 커스터마이즈될 수 있다. 예를 들어, 제1 핫 스폿이 제1 특성(예를 들어, 조밀한 라인)을 갖는 설계의 제1 부분을 포함하고 제2 핫 스폿이 제1 특성과 상이한 제2 특성(예를 들어, 스파스 콘택 홀(sparse contact hole))을 갖는 설계의 제2 부분을 포함하면, 제1 및 제2 핫 스폿은 웨이퍼 상에 상이하게(예를 들어, 상이한 바이어스 및 코너 라운딩으로) 인쇄될 수 있고 광학 검사 서브 시스템에 의해 상이하게(예를 들어, 상이한 해상도, 콘트라스트 등으로) 이미징될 수 있다. 따라서, 상이한 핫 스폿에 대해 렌더링된 이미지를 생성하는데 사용된 하나 이상의 모델(예를 들어, DB 모델 및/또는 광학 모델)은 바람직하게는 상이한 핫 스폿의 실제 광학 이미지를 생성하는데 관련된 공정의 그러한 차이를 설명하도록 커스터마이즈될 것이다. 따라서, 오프라인 트레이닝은 모델(들)이 트레이닝되고 있는 핫 스폿(또는 소 블록)에 대응하는 광학 이미지(들) 및 렌더링된 이미지(들)에 기초하여 핫 스폿(또는 소 블록) 특유의 모델(들)을 생성할 수 있다. 그러한 트레이닝은 이와 달리 본 명세서에 기술된 대로 수행될 수 있다.
그러한 일 실시예에서, 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 초기 렌더링된 이미지와 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 초기 렌더링된 이미지를 수정하는 단계를 포함하고, 초기 렌더링된 이미지는 오프라인으로 생성되고, 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 온라인으로 수행된다. 이러한 단계들은 본 명세서에서 추가로 설명되고 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 수행될 수 있다.
그러한 다른 실시예에서, 초기 렌더링된 이미지는 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에서 다이 내의 둘 이상의 영역 모두에 대해 생성되고, 렌더링된 이미지를 생성하는 것은 또한 웨이퍼 전체에서 둘 이상의 영역 모두에 대해 온라인으로 추가로 수행된다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 초기 렌더링된 이미지의 오프라인 렌더링은 하나의 다이 상의 모든 핫 스폿 및/또는 소 블록에 대해 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이, 온라인 검사는 전체 웨이퍼 상의 모든 핫 스폿 및/또는 소 블록에 대해 수행될 수 있다.
본 명세서에 기술된 준비, 셋업 및 검사를 수행하는 소프트웨어 및 하드웨어에 대한 인프라 구조는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 둘 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하고, 둘 이상의 컴퓨터 서브 시스템 중 적어도 하나는 광학 검사 서브 시스템을 포함하는 툴의 일부가 아니다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 서브 시스템(들)은 광학 검사 툴의 일부가 아닌 적어도 하나의 컴퓨터 서브 시스템(예를 들어, 도 1에 도시된 컴퓨터 서브 시스템(102)) 및 광학 검사 툴의 일부인 적어도 하나의 컴퓨터 서브 시스템(예를 들어, 도 1에 도시된 컴퓨터 서브 시스템(36))을 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술된 단계(들) 중 일부를 오프라인으로(예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(102)을 사용하여) 수행하는 반면 다른 단계들이 온라인으로 (예를 들어, 컴퓨터 서브 시스템(36)을 사용하여) 더 적절하게 수행되는 것이 더 적합할 때 그러한 구성은 유리할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 일반적으로 가상 검사기(virtual inspector, VI)로도 지칭되는 적어도 하나의 가상 검사 시스템을 포함한다. 가상 검사기(VI)는 저장된 출력만을 사용하여 웨이퍼에 대한 가상 검사가 수행될 수 있는 출력의 실시간 획득을 모방하는 방식으로 출력이 '재생(played back)"될 수 있도록 검사 서브 시스템에 의해 웨이퍼에 대해 생성된 방대한 양의 출력을 저장할 수 있는 컴퓨터 시스템으로서 일반적으로 정의될 수 있다. 그러한 가상 검사기의 예는 2012년 2월 28일에 Bhaskar 등에게 발행된 미국 특허 제8,126,255호 및 2015년 12월 29일 Duffy 등에게 발행된 미국 특허 제9,222,895호에 개시되어 있으며, 이들 특허는 본 명세서에서 완전히 설명된 것처럼 참고 문헌으로 포함된다. 본 명세서에 기술된 컴퓨터 서브 시스템(들)은 이들 특허들에 기재된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예에서, 가상 검사기(VI)는 본 명세서에서 설명된 실시예에서 생성 및/또는 사용된 다양한 정보 및/또는 이미지의 셋업 및/또는 저장 동안 하나 이상의 오프라인 단계를 수행하는데 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 가상 검사기(VI)는 본 명세서에 기술된 다이-대-DB 검사의 셋업에 특히 유용할 수 있다. 그러한 일례에서, 가상 검사기(VI)는 설계 데이터베이스 또는 파일로부터 설계 클립(즉, 웨이퍼 상의 다이의 전체 설계 중 비교적 작은 부분)을 추출하도록 구성될 수 있다. 또한, 가상 검사기(VI)는 본 명세서에 기술된 초기 렌더링된 이미지를 생성하고 초기 렌더링된 이미지를 저장하도록 구성될 수 있다. 또한, 가상 검사기(VI)가 물리적 웨이퍼(즉, 실제 웨이퍼)에 대해 생성된 방대한 양의 이미지를 저장할 수 있기 때문에, 가상 검사기(VI)는 시뮬레이션된 이미지 및 실제 웨이퍼 이미지 모두를 사용하여 본 명세서에 기술된 하나 이상의 모델의 하나 이상의 파라미터를 조정(tune)하는데 특히 적합할 수 있다 .
가상 검사기(VI)는 또한 온라인으로 본 명세서에 기술된 하나 이상의 단계를 수행하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 가상 검사기(VI)는 다이-대-DB 검사(즉, 본 명세서에 기술된 이미지 비교 및 결함 검출)를 온라인(및 오프라인)으로 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 가상 검사기(VI)는 다수의 이미지 컴퓨터 노드를 포함할 수 있기 때문에, 본 명세서에 기술된 임의의 단계의 성능이 다수의 이미지 컴퓨터 노드에 걸쳐 분산될 수 있으므로 처리량에 대한 이점을 제공한다. 또한, 렌더링된 이미지는 가상 검사기(VI)에 저장되어 그 후 하나 이상의 다른 컴퓨터 서브 시스템(예를 들어, 광학 검사 툴의 일부인 컴퓨터 서브 시스템)으로 전송되는데, 그러한 다른 컴퓨터 서브 시스템(들)이 렌더링된 이미지를 (예를 들어, 온라인 광학 다이-대-DB 검사를 위해) 필요로 하기 때문이다.
컴퓨터 서브 시스템(들)은 또한 CPU/GPU/FPGA의 다중 코어 및 저장 장치가 있는 전체 다이 설계 클립 및 이미지 렌더링 준비를 위한 프렙 스테이션(prep station)을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 서브 시스템은 프렙 스테이션과 검사 툴의 컴퓨터 서브 시스템 사이의 네트워크에 의해 연결되어 렌더링된 이미지를 전사할 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 또한 프렙 스테이션이나 검사 툴에 설계/TCAD 기반 오프라인 이미지 렌더링 엔진을 포함할 수 있다. 컴퓨터 서브 시스템(들)은 프렙 스테이션 또는 검사 툴에 설계/TCAD 기반 오프라인 트레이닝 엔진을 더 포함할 수 있다.
그러한 일부 실시예에서, 설계 데이터베이스를 준비하기 위해 사용되는 인프라 구조는 설계 정보가 저장되는 데이터베이스(예를 들어, 하나 이상의 레티클 설계 파일(reticle design file, RDF)) 및 데이터베이스와 이미지 컴퓨터(들) 및/또는 가상 검사기(VI)(들)에 연결된 서버를 포함할 수 있다. 서버 및/또는 이미지 컴퓨터(들) 및/또는 가상 검사기(VI)(들)는 데이터베이스로부터 설계 클립을 추출하여, 본 명세서에 기술된 실시예에 의한 사용을 위한 설계 데이터베이스를 준비할 수 있다. 이미지 컴퓨터(들) 및/또는 가상 검사기(VI)(들)는 당업계에 공지된 임의의 적합한 포맷을 가질 수 있는 설계 클립 데이터베이스에 추출된 설계 클립을 저장할 수 있다.
설계 렌더링에 사용되는 인프라 구조에는 설계 데이터를 준비하도록 구성된 인프라 구조의 이미지 컴퓨터(들) 및/또는 가상 검사기(VI)(들)가 포함될 수 있다. 이미지 컴퓨터(들) 및/또는 가상 검사기(VI)(들)는 본 명세서에 기술된 렌더링된 이미지를 생성하기 위해 (예를 들어, 설계 클립 데이터베이스에 저장된 설계 클립으로부터) 설계를 렌더링하도록 구성될 수 있다. 또한, 이미지 컴퓨터(들) 및/또는 가상 검사기(VI)(들)는 당업계에 공지된 임의의 적합한 포맷을 가질 수 있는 렌더링된 이미지 데이터베이스에 렌더링된 이미지를 저장할 수 있다.
다이-대-DB 검사를 수행하도록 구성된 인프라 구조는 이미지 컴퓨터(들)를 포함할 수 있고, 이미지 컴퓨터(들)는 설계 렌더링을 위해 구성된 인프라 구조에 포함된 설계 데이터베이스 및 이미지 컴퓨터(들)를 준비하도록 구성된 인프라 구조에 포함된 이미지 컴퓨터(들)와 상이할 수 있다. 다이-대-DB 검사를 수행하도록 구성된 인프라 구조에 포함된 이미지 컴퓨터(들)는 렌더링된 이미지 데이터베이스로부터 렌더링된 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. 이들 이미지 컴퓨터(들)는 또한 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지를 획득하고 렌더링된 이미지 및 광학 이미지를 사용하여 픽셀-대-설계 정렬(pixel-to-design alignment, PDA) 및 결함 검출과 같은 하나 이상의 단계를 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 이미지 컴퓨터(들)는 렌더링된 다이 이미지로 검사를 수행할 수 있다.
이미지 컴퓨터(들)에 의해 생성된 결과가 하나 이상의 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제공될 수 있도록 및/또는 입력 및/또는 명령어들이 하나 이상의 사용자 인터페이스를 통해 사용자로부터 수신될 수 있도록, 검사를 위해 구성된 인프라 구조는 또한 이미지 컴퓨터(들)에 연결된 하나 이상의 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(들)는 (예를 들어, 상업적으로 이용 가능한 검사 툴에 의해 사용되고 본 명세서에 기술된 기능을 갖도록 구성된 사용자 인터페이스와 같은) 당업계에 공지된 임의의 적절한 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 시스템의 실시예들 각각은 본 명세서에 기술된 임의의 다른 실시예(들)에 따라 추가로 구성될 수 있다.
다른 실시예는 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위한 컴퓨터 구현 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 전술한 컴퓨터 서브 시스템(들)의 기능들 각각에 대한 단계들을 포함한다. 광학 검사 서브 시스템은 본 명세서에 기술된 대로 구성된다.
본 방법의 각 단계는 본 명세서에서 추가로 기술된 바와 같이 수행될 수 있다. 상기 방법은 또한 본 명세서에 기술된 검사 서브 시스템 및/또는 컴퓨터 서브 시스템(들) 또는 시스템(들)에 의해 수행될 수 있는 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다. 상기 방법의 단계들은 본 명세서에 기술된 임의의 실시예에 따라 구성될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에 의해 수행된다. 또한, 전술한 방법은 본 명세서에 기술된 임의의 시스템 실시예에 의해 수행될 수 있다.
추가 실시예는 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위한 컴퓨터 구현 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체에 관한 것이다. 그러한 하나의 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체(700)는 컴퓨터 시스템(704) 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어들(702)을 포함한다. 컴퓨터 구현 방법은 본 명세서에 기술된 임의의 방법(들)의 임의의 단계(들)를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 것과 같은 방법을 구현하는 프로그램 명령어들(702)은 컴퓨터 판독 가능한 매체(700)에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 자기 또는 광학 디스크, 자기 테이프 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체와 같은 저장 매체일 수 있다.
프로그램 명령어들은 특히 프로시저 기반 기술, 컴포넌트 기반 기술 및/또는 객체 지향 기술을 포함하는 다양한 방법 중 임의의 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 명령어들은 ActiveX 컨트롤, C ++ 객체, JavaBeans, MFC(Microsoft Foundation Classes), SSE(Streaming SIMD Extension) 또는 원하는 대로 다른 기술 또는 방법론을 사용하여 구현될 수 있다.
컴퓨터 시스템(704)은 본 명세서에 기술된 임의의 실시예에 따라 구성될 수 있다.
본 명세서에 기술된 모든 방법은 방법 실시예의 하나 이상의 단계의 결과를 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장하는 것을 포함할 수 있다. 결과는 본 명세서에 기술된 임의의 결과를 포함할 수 있고 당업계에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 저장 매체는 본 명세서에 기술된 임의의 저장 매체 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과가 저장된 후에, 결과는 저장 매체에서 액세스될 수 있고, 본 명세서에 기술된 방법 또는 시스템 실시예들 중 임의의 것에 의해 사용되거나, 사용자에게 디스플레이하기 위해 포맷이 지정되거나, 다른 소프트웨어 모듈, 방법 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 양상의 다른 수정 및 대안적인 실시예는 이 설명의 견지에서 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 웨이퍼 상의 결함을 검출하는 방법 및 시스템이 제공된다. 따라서, 이 설명은 단지 예시적인 것으로서 해석되어야 하며, 본 발명을 수행하는 일반적인 방식을 당업자에게 교시하기 위한 것이다. 본 명세서에 도시되고 설명된 본 발명의 형태는 현재 선호되는 실시예로 간주되어야 한다는 것을 이해해야 할 것이다. 본 명세서에 도시되고 설명된 것들을 대신하여 소자들 및 재료들이 대체될 수 있으며, 부분들 및 공정들은 역전될 수 있고, 본 발명의 특정 특징들은 독립적으로 이용될 수 있으며, 이는 모두 본 발명의 이러한 설명의 이점을 얻은 후에 당업자에게 명백할 것이다. 하기 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에 기술된 소자들이 변경될 수 있다.

Claims (24)

  1. 웨이퍼 상의 결함들을 검출하도록 구성된 시스템에 있어서,
    웨이퍼로 지향되는 광을 생성하도록 구성된 광원, 및 상기 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 상기 검출된 광에 응답하여 이미지들을 생성하도록 구성된 검출기를 적어도 포함하는 광학 검사 서브 시스템; 및
    하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은,
    상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지 - 상기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션임 - 를 생성하는 단계;
    상기 렌더링된 이미지를 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하는 단계 - 상기 설계는 레티클을 사용하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄됨 - ;
    상기 비교의 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 단계를 위해 구성되고,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 설계에 대한 정보 내의 다각형들을 그레이 스케일 이미지(gray scale image)로 변환하는 단계;
    상기 그레이 스케일 이미지에 바이어스 보정 및 코너 라운딩을 적용함으로써 수정된 그레이 스케일 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 수정된 그레이 스케일 이미지 및 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 상기 설계에 대한 정보에 기초하여, 상기 웨이퍼의 근접장(near field)을 추정하는 단계를 더 포함하는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 다각형들을 변환하는 단계는 서브-픽셀 정확도로 수행되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 생성하는 단계는,
    상기 근접장 및 상기 광학 검사 서브 시스템의 광학 모델에 기초하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 상기 설계에 대하여 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 또 다른 시뮬레이션인 초기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 생성하는 단계는,
    상기 초기 렌더링된 이미지와 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 상기 초기 렌더링된 이미지를 수정함으로써 상기 초기 렌더링된 이미지로부터 상기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  8. 웨이퍼 상의 결함들을 검출하도록 구성된 시스템에 있어서,
    웨이퍼로 지향되는 광을 생성하도록 구성된 광원, 및 상기 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 상기 검출된 광에 응답하여 이미지들을 생성하도록 구성된 검출기를 적어도 포함하는 광학 검사 서브 시스템; 및
    하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은,
    상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지 - 상기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션임 - 를 생성하는 단계;
    상기 렌더링된 이미지를 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하는 단계 - 상기 설계는 레티클을 사용하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄됨 - ;
    상기 비교의 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 단계를 위해 구성되고,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 상기 웨이퍼의 근접장을 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보는 기하학적 구조(geometry) 및 재료 특성을 포함하는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 생성하는 단계는,
    상기 근접장 및 상기 광학 검사 서브 시스템의 광학 모델에 기초하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 상기 설계에 대하여 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 또 다른 시뮬레이션인 초기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 생성하는 단계는,
    상기 초기 렌더링된 이미지와 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 상기 초기 렌더링된 이미지를 수정함으로써 상기 초기 렌더링된 이미지로부터 상기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  11. 웨이퍼 상의 결함들을 검출하도록 구성된 시스템에 있어서,
    웨이퍼로 지향되는 광을 생성하도록 구성된 광원, 및 상기 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 상기 검출된 광에 응답하여 이미지들을 생성하도록 구성된 검출기를 적어도 포함하는 광학 검사 서브 시스템; 및
    하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은,
    상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지 - 상기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션임 - 를 생성하는 단계;
    상기 렌더링된 이미지를 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하는 단계 - 상기 설계는 레티클을 사용하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄됨 - ;
    상기 비교의 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 단계를 위해 구성되고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 또한,
    하나 이상의 선택된 사이트에 대하여 상기 생성하는 단계를 수행함으로써 생성된 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 하나 이상의 선택된 사이트에 대한 하나 이상의 추가 렌더링된 이미지; 및 상기 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 하나 이상의 선택된 사이트에 대해 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 하나 이상의 광학 이미지에 기초하여, 상기 생성하는 단계를 위해 사용된 하나 이상의 모델을 트레이닝하도록 구성되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는,
    초기 렌더링된 이미지 및 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 상기 초기 렌더링된 이미지를 수정하는 단계를 포함하고,
    상기 초기 렌더링된 이미지는 오프라인으로 생성되고,
    상기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 온라인으로 수행되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 초기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계 내의 전체 다이에 대해 생성되고,
    상기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 또한 상기 웨이퍼의 전체에 대해 온라인으로 수행되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  14. 웨이퍼 상의 결함들을 검출하도록 구성된 시스템에 있어서,
    웨이퍼로 지향되는 광을 생성하도록 구성된 광원, 및 상기 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 상기 검출된 광에 응답하여 이미지들을 생성하도록 구성된 검출기를 적어도 포함하는 광학 검사 서브 시스템; 및
    하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은,
    상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지 - 상기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션임 - 를 생성하는 단계;
    상기 렌더링된 이미지를 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하는 단계 - 상기 설계는 레티클을 사용하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄됨 - ;
    상기 비교의 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 단계를 위해 구성되고,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 생성하는 단계가 상기 설계의 전체에 대해 수행되지 않도록 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계 내의 하나 이상의 영역에 대해서만 수행되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  15. 웨이퍼 상의 결함들을 검출하도록 구성된 시스템에 있어서,
    웨이퍼로 지향되는 광을 생성하도록 구성된 광원, 및 상기 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 상기 검출된 광에 응답하여 이미지들을 생성하도록 구성된 검출기를 적어도 포함하는 광학 검사 서브 시스템; 및
    하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은,
    상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지 - 상기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션임 - 를 생성하는 단계;
    상기 렌더링된 이미지를 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하는 단계 - 상기 설계는 레티클을 사용하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄됨 - ;
    상기 비교의 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 단계를 위해 구성되고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 또한,
    둘 이상의 영역에 대해 상기 생성하는 단계를 수행함으로써 생성된 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 상기 둘 이상의 영역에 대한 둘 이상의 추가 렌더링된 이미지; 및 상기 하나 이상의 다른 웨이퍼 상의 상기 둘 이상의 영역에 대해 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 둘 이상의 광학 이미지에 기초하여, 상기 생성하는 단계를 위해 사용된 하나 이상의 모델을 트레이닝하도록 구성되고,
    상기 둘 이상의 영역 중 제1 영역에 대해 수행되는 트레이닝은, 상기 둘 이상의 영역 중 제2 영역에 대해 수행되는 트레이닝과 상이하게 수행되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는,
    초기 렌더링된 이미지 및 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 광학 이미지 사이의 차이를 최소화하기 위해 상기 초기 렌더링된 이미지를 수정하는 단계를 포함하고,
    상기 초기 렌더링된 이미지는 오프라인으로 생성되고,
    상기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 온라인으로 수행되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 초기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계 내의 다이에서 상기 둘 이상의 영역 모두에 대해 생성되고,
    상기 렌더링된 이미지를 생성하는 단계는 또한, 상기 웨이퍼의 전체 내의 상기 둘 이상의 영역 모두에 대해 온라인으로 수행되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  18. 웨이퍼 상의 결함들을 검출하도록 구성된 시스템에 있어서,
    웨이퍼로 지향되는 광을 생성하도록 구성된 광원, 및 상기 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 상기 검출된 광에 응답하여 이미지들을 생성하도록 구성된 검출기를 적어도 포함하는 광학 검사 서브 시스템; 및
    하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은,
    상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지 - 상기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션임 - 를 생성하는 단계;
    상기 렌더링된 이미지를 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하는 단계 - 상기 설계는 레티클을 사용하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄됨 - ;
    상기 비교의 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 단계를 위해 구성되고,
    상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 둘 이상의 컴퓨터 서브 시스템을 포함하고,
    상기 둘 이상의 컴퓨터 서브 시스템 중 적어도 하나는 상기 광학 검사 서브 시스템을 포함하는 툴(tool)의 일부가 아닌 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 적어도 하나의 가상 검사 시스템을 포함하는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 또한, 상기 검출된 결함들에 기초하여 상기 레티클이 자격심사(qualification)를 통과하는지 여부를 결정하도록 구성되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템은 또한, 상기 검출된 결함들에 기초하여 상기 웨이퍼 상에서 수행되는 하나 이상의 공정 단계들의 성능을 결정하도록 구성되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 웨이퍼는 짧은 루프 웨이퍼(short loop wafer)인 것인 웨이퍼 상의 결함 검출 시스템.
  23. 웨이퍼 상의 결함들을 검출하기 위한 컴퓨터 구현 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템 상에서 실행가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체에 있어서,
    상기 컴퓨터 구현 방법은,
    웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지를 생성하는 단계로서, 상기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션이고, 상기 광학 검사 서브 시스템은 상기 웨이퍼로 지향되는 광을 생성하도록 구성된 광원, 및 상기 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 상기 검출된 광에 응답하여 이미지들을 생성하도록 구성된 검출기를 적어도 포함하는 것인 상기 생성하는 단계;
    상기 렌더링된 이미지를 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하는 단계 - 상기 설계는 레티클을 사용하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄됨 - ; 및
    상기 비교의 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 설계에 대한 정보 내의 다각형들을 그레이 스케일 이미지로 변환하는 단계;
    상기 그레이 스케일 이미지에 바이어스 보정 및 코너 라운딩을 적용함으로써 수정된 그레이 스케일 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 수정된 그레이 스케일 이미지 및 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 상기 설계에 대한 정보에 기초하여, 상기 웨이퍼의 근접장을 추정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 생성하는 단계, 상기 비교하는 단계, 및 상기 검출하는 단계는 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템에 의해 수행되는 것인 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체.
  24. 웨이퍼 상의 결함들을 검출하기 위한 컴퓨터 구현 방법에 있어서,
    웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대한 정보에 기초하여 렌더링된 이미지를 생성하는 단계로서, 상기 렌더링된 이미지는 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 설계에 대하여 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 이미지의 시뮬레이션이고, 상기 광학 검사 서브 시스템은 상기 웨이퍼로 지향되는 광을 생성하도록 구성된 광원, 및 상기 웨이퍼로부터의 광을 검출하고 상기 검출된 광에 응답하여 이미지들을 생성하도록 구성된 검출기를 적어도 포함하는 것인 상기 생성하는 단계;
    상기 렌더링된 이미지를 상기 광학 검사 서브 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼의 광학 이미지와 비교하는 단계 - 상기 설계는 레티클을 사용하여 상기 웨이퍼 상에 인쇄됨 - ; 및
    상기 비교의 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 설계에 대한 정보 내의 다각형들을 그레이 스케일 이미지로 변환하는 단계;
    상기 그레이 스케일 이미지에 바이어스 보정 및 코너 라운딩을 적용함으로써 수정된 그레이 스케일 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 수정된 그레이 스케일 이미지 및 상기 웨이퍼 상에 인쇄된 상기 설계에 대한 정보에 기초하여, 상기 웨이퍼의 근접장을 추정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 생성하는 단계, 상기 비교하는 단계, 및 상기 검출하는 단계는 하나 이상의 컴퓨터 서브 시스템에 의해 수행되는 것인 웨이퍼 상의 결함 검출을 위한 컴퓨터 구현 방법.
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