KR20050024279A - 프로세스 편차 모니터용 시스템 및 방법 - Google Patents

프로세스 편차 모니터용 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

지금까지 가능했던 것보다 보다 높은 감도로 웨이퍼의 표면 상에서 프로세스 편차의 저-해상도 효과를 검출할 수 있도록 반도체 웨이퍼 광학 검사 시스템의 프로세스 모니터링 성능을 강화시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 검시된 표면 상의 기하학적 블록에 의해 감지된 픽셀을 그룹화하고 동일한 웨거(wager), 저장된 모델 이미지로부터의 또다른 웨거로부터상에서의 다른 다이로부터 부합하는 하나와 가각의 블록을 비교한다. 본 발명의 일 실시예에서, 픽셀값은 직접 비교되며 그차는 결함 검사 프로세스 동안 보다 상당히 낮은 레벨에서의 쓰레숄드된다. 또다른 실시예에서, 각각의 블록에 대해 감지된 광 세기값을 기초로 시그너처가 계산되며 대응하는 시그너처와 비교된다.

Description

프로세스 편차 모니터용 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROCESS VARIATION MONITOR}
본 발명은 반도체 웨이퍼 검사, 특히 집적회로 제조 프로세스에서의 편차를 선택적으로 모니터링하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 집적회로(IC)를 제조하는 프로세스는 상당히 복잡하며 다수의 단계로 이루어진다. 각각의 단계는 일정하고 정확한 결과를 얻기 위해 정밀하게 제어되어야 하는 다수의 프로세스 파라미터를 수반한다. 그러나, 임의의 단계의 프로세스에서 의도치 않은 편차를 야기할 수 있는 물리적 요인이 존재한다. 이러한 요인은 기판 자체내의 편차, 프로세싱 장비에 존재하는 미소한 기계적 및 광학적 부정확도(미소한 오정렬로 인한 디포커싱), 티끌 및 먼지 및 환경적인 변화로 인해 야기될 수 있다. 프로세스내에서의 편차는 시간의 함수, 즉, 연속하는 웨이퍼 사이, 또는 임의의 하나의 웨이퍼의 다양한 부분 사이, 또는 이들 사이의, 시간의 함수일 수 있다. 이들중 임의의 프로세스 편차가 단독으로 또는 조합되어 과도해지는 경우, IC의 일부 피쳐에 결함이 나타날 수 있다. 이러한 결함은, (a) 통상적으로 약간의 기하학적 편차(도체의 폭과 같은)로 인해 야기되는 것으로 상당한 영역에 걸쳐 낮은 해상도로 관찰될 수 있는 표면 형태(appearance)의 편차, 및 (b) 최대(full) 광학 해상도에서 관찰될 수 있는, 미소 영역에서 보다 두드러지는 기하학적 왜곡과 같은, 두개의 스케일중 하나로 나타날수 있다. 본 발명자는 전자(스케일 'a')는 "매크로-결함(macro-defect)"으로 간주하고 후자(스케일 'b')는 "마이크로-결함(micro-defect)"로 간주하며, 때로는 단지 "결함"으로 간주하기도 한다.
현대의 IC의 기하학은 0.1-0.2 마이크로 차수의 유니트로 형성되기 때문에, 넓은 영역에 걸쳐 발생하는 매크로-결함에서 관찰되는 미소한 편차는 10 나노미터 차수로 또는 하향되는 해상도로 측정되어야 하며, 이는 광학 파장 보다 짧은 파장에서만 이루어질 수 있다. 한편, 마이크로-결함은 일반적으로(통상적으로) 광학적 현미경을 통해 검출되는 크기이다. 이들은 먼지 입자와 같이 프로세스내에서의 미세한 장애로 인해 발생되거나 또는 종종 매크로-결함의 극단적 발현에 의해 발생할 수 있다.
통상적으로, 결함을 검출하고 프로세스를 모니터링하기 위해, 프로세스시에 웨이퍼는 주기적으로 예를 들어, 소정 프로세싱 단계 후에 검사된다. 현재, 웨이퍼의 전체 상부 표면은 마이크로-결함을 검출하기 위해 설계된 특정 장치를 사용하여 단지 광학적으로만 검사된다. 이러한 장치의 예로는 캘리포니아, 산타클라라의 Applied Materials에 의해 시판되는 컴패스 조사 시스템(Compass inspection system)이 있으며, 도 1의 블록도에 도시된 광학 시스템을 주요 부품으로, 레이저 소스와 같은 광빔 소스, 조준, 광빔의 포커싱 및 스캐닝을 위한 광학장치, 검사된 웨이퍼를 보유 및 이동시키는 웨이퍼 홀더, 적어도 하나의 센서 및 각각의 센서로부터 신호를 처리하는 프로세서를 포함한다.
검출된 결함은 그들의 개수, 바람직하게는 그들의 특성으로 분석된다. 명백한 것은, 임의의 영역내에 또는 전체 웨이퍼 상에 상대적으로 많은 수의 결함 발생은 프로세스에서 일부 결함 또는 허용될 수 없는 편차를 증명하는 것으로, 작업자는 신속하게 편차를 야기시키는 물리적 요인을 식별하여 적절한 치료 동작을 취하도록 -예를 들어, 적절히 프로세스 파라미터를 조절하도록 시도해야 한다. 매우 많은 수의 결함이 있는 경우, 검출은 가능한 일부 다이 또는 전체 웨이퍼를 거절하도록 이루어져야 한다.
종종, 검출된 결함은 동작의 상태를 개별적으로 엄격하게 검사하고 분석되어(소위 재조사라 불린다), 그로부터 신뢰성있는 프로세스 편차의 특성 또는 매크로-결함의 존재 및 그의 특성을 연구하여, 신뢰성있는 프로세스 편차가 추론될 수 있다. 이러한 검사는 통상적으로 결함 검출을 위해 사용되는 것보다 높은 해상도에서 수행되며 마이크로 계측 기술을 수반한다. 이는 동일한 장비에 의해 수행될 수 있지만, 매우 고가인 SEM(scanning electron microscope)와 같이 종종 개별적으로, 매우 높은 해상도 장치에서 수행된다.
마이크로-결함을 검출하고 가능한 이들을 재검사함으로써 제조된 IC에서 매크로-결함을 야기하는 프로세스 편차에 관해 알게되는 이러한 현재-기술의 과정에는 두가지 주요한 문제점이 있다: 첫째 가장 중요하게, 형성되는 마이크로-결함이 검출가능하도록 나타나게 하기 위해서 매크로 결함은 상당히 심해져야 한다; 여기에는 프로세스에 유해한 추가적인 편차 위험이 있다; 극단적인 경우에, 마이크로 또는 매크로이든지 검출되는 결함은 이미 과도해져 웨이퍼 거절을 요구한다 - 이는 분명하게 경제적 손실을 나타낸다. 둘째, 재조사 상태 동안 결함의 엄격한 조사 및 분석은 시간 및 고가의 장비를 수반한다; 시간 지연은 프로세스 편차를 식별하고 교정하기 이전에 또다른 웨이퍼가 손상되게 할 수 있다. 첫번째 문제점은 전체 표면이 높은 해상도에서 검사되는 경우 방지될 수 있다는 것을 주목해야 한다; 그러나, 이러한 과정은 상당히 느리고, 상기 언급된 바와 같이 매우 고가의 장비를 요구한다.
따라서, 프로세스에서 웨이퍼 전체 표면을 검사하는 방법 및 장치에 대해, 마이크로-결함을 야기시키지 않는 레벨에서 매크로-결함을 직접 검출하여 보다 쉽고 보다 정밀하게 프로세스 편차 표시를 제공하는 장치 및 방법이 요구된다. 또한, 비교적 저렴하고 바람직하게 종래의 광학 결함 검출 장치와 일부 공유가능한 프로세스 편차 모니터링 장치가 요구된다.
본 발명을 이해하고 수행할 수 있는 방법을 나타내기 위해, 첨부되는 도면을 참조로 제한되지 않고 단지 예시적으로 바람직한 실시예가 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 사용되는 웨이퍼 검사 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 픽셀, 블록 및 다이 사이의 관계를 나타내는, 웨이퍼 표면의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 사용되는 전형적인 블록 히스토그램을 나타내는 도면.
도 4는 종래 기술에 따라 결함 검출 및 본 발명의 제 2 구성에 따른 프로세스 편차 측정에 사용되는 전형적인 쓰레숄드 곡선 및 픽셀 값의 전형적인 정규 분포를 나타내는 도면이다.
본 발명은 이러한 시스템에서 통상적으로 검출되는 마이크로-결함을 분석함으로써 가능한 것보다 보다 높은 감도(sensitivity)로, 웨이퍼 표면 상에서 프로세스 편차를 저해상도 효과로 매크로-결함을 검출하고 가능한 그양을 측정할 수 있도록 반도체 웨이퍼의 광학적 검사 시스템의 프로세스 모니터링 성능을 연장시키는 방법에 관한 것이다. 바람직하게 상기 방법은 광학 검사 시스템의 마이크로-결함 검출 동작과 함께 동시적으로 그와 공통되게 동작하여, 웨이퍼의 전체 검사가능한 표면을 검사할 수 있다. 본 발명의 방법은 상당한 수의 검출가능한 마이크로-결함이 야기되도록 보다 작은 크기의 프로세스 편차를 검출하도록 설계된다. 상기 언급된 바와 같이 피쳐 및 전체 표면의 피쳐의 동시적 검사는 현재 기술의 프로세스 모니터링 방법의 동작 모드에 비해 바람직하며, 프로세스 편차의 기하학적 효과로 마이크로-결함이 검출되는 영역에서만이 검사되며 또한, 이러한 검사는 상이한 장비 사용을 요구되는 고해상도 스캐닝 동안 소위 재조사(review) 상태에서 결함 검출 동작과는 별개로 수행되며, 상기 재검사 상태는 결함 검출 동작과 별개이다.
본 발명의 시스템에 대한 일 실시예에서, 결함 검출 동작의 일부 결과는 전체 검사되는 영역에 대한 프로세스 편차의 표시를 직접 얻도록 부가적으로 처리된다. 또한, 결함 검출 동작과 공통으로, 본 발명의 방법은, 검사되는 표면과 조사 빔에 다양한 각도에 따라 배치되고 보다 다양한 표과를 감지하여 보다 정확하고 보다 신뢰성있는 결과를 얻기 위해 소위 암시야 또는 소위 명시야를 감지할 수 있는 검사 시스템에 포함된 임의의 다수의 센서의 출력을 바람직하게 사용할 수 있다. 이하 개시되는 실시예는 이러한 성능을 포함하지 않더라도, 본 발명의 방법은 그에 의해 검출되고 측정되는 프로세스 편차를 분류하는 성능에 기초하여 형성될 수 있다.
일반적으로 동작의 조합은 보다 경제성이 있지만, 선택적으로 변형에 의해, 본 발명의 방법은 결함 검출 동작과 별개의 또는 독립적인 기능을 할 수 있다. 또한 본 발명은 개시된 방법을 수행하도록 동작하는 장치 및 시스템을 개시한다.
본 발명은 집적회로 다이가 되도록 처리되는 반도체 웨이퍼 검사와 관련하여 개시하였지만, 본 발명은 포토닉스 장치를 보유하거나 또는 다른 임의의 프로세싱 처리를 거치는 것들을 보유하는 다른 기판의 표면, 및 프로세스가 요구되지 않는 표면 편차의 검사에도 이용가능하다. 본 발명은 전자 또는 이온 빔과 같이 광학적인 것 이외의 수단에 의해 표면을 검사에 이용될 수 있으며, 일반적으로는 표면이 포인트-바이-포인트 감지되거나 프로브 검사되는 임의의 검사 시스템에 이용될 수 있다. 이러한 임의의 시스템에서, 각각의 센서는 센서에 의해 수신된 에너지에 해당하는 세기값을 출력하여 결과적으로 검사된 표면으로부터 프로빙 빔이 반사된다. 이들 값은 소위 방사 세기값이라 불리며, 결국엔 광 세기값과 상호교환되어 간주될 수 있다(바람직한 실시예는 프로빙을 위해 광 빔을 이용하기 때문이다).
웨이퍼 검사 시스템에 이용가능한 본 발명의 방법은 기본적으로 이하의 로직 단계를 포함한다 :
(a) 검사 시스템내의 다양한 센서의 출력과 같이, 대응하는 클래스에 속하는 검사 표면 상에 있는 각각의 포인트(픽셀)에 대해 하나 이상의 광 세기값을 얻는 단계; 이들은 마이크로-결함 검출을 위해 사용되는 값과 동일할 수 있다 ;
(b) 각각의 픽셀에 대해 바람직하게 하나 이상의 유도된 값을 계산하는 단계;
(c) 상기 표면을 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록의 어레이로 상기 표면을 분할하는 단계;
(d) 전체로서 각각의 블록에 대해 설정되는 시그너처 또는 가변 어레이를 광 세기값 및 몇개의 픽셀에서 유도된 값의 함수로서 계산하는 단계;
(e) 각각의 블록에 대해, 블록의 시그너처와 지정된, 바람직하게 비교 블록과 관련된 비교 시그너처를 비교하여, 하나 이상의 편차 표시를 계산하는 단계.
상기 (b) 단계에서 유도된 값은 바람직하게 로컬 분포값이다, 즉, 참조되는 픽셀 바로 부근에서 세기값의 변화 범위를 측정한다; 이들은 각각의 클래스(즉, 센서)를 기준으로 개별적으로 계산된다.
상기 방법의 일 실시예에서, 시그너처 계산은 각각의 픽셀에 대한 계산 및, 각각의 클래스와 관련하여 광세기 및 분포값 쌍에 대한 히스토그램의 계산을 포함한다. 일 구성에서는, 웨이퍼의 표면에 대한 각각의 블록에 모델 비교 시그너처가 제공되며 단계 (e)에서의 비교는 상기 모델 시그너처와 관련된 것이다. 또다른 구성에서, 현재 검사된 웨이퍼에 대해 계산된 임의의 시그너처와 이전에 검사된 웨이퍼에 대해 계산된 대응하는 시그너처 사이에서 임의의 블록에 대한 비교가 이루어진다. 제조되는 IC가 동일한 다이 어레이인 통상적인 경우에 적용가능한 또다른 구성에 있어, 블록 어레이는 다이 어레이와 정렬되어 형성되며, 각각의 다이 상에는 다수의 블록이 제공된다; 임의의 블록과 하나 이상의 다른 다이 상에 있는 동일한 블록 사이에서 시그너처 비교가 이루어진다.
특히 마이크로-결함이 검출되는 경우에 이용가능한 본 발명의 방법의 또다른 실시예에서, 각각의 픽셀에 대해 그리고 각각의 센서에 대응하여, 광 세기값과 가능한 로컬 분포값이 먼저 얻어지고 이들은 다른 다이 상에 있는 동일한 픽셀에 대해 대응하는 것들과 비교된다. 이러한 비교에 의해 산출된 차는 주어진 쓰레숄드 곡선에 따라 바람직하게 쓰레숄드되고(thresholded) 각각의 초과량이 인식된다; 주어진 곡선의 쓰레숄드값은 결함을 검출하는 동안 유사한 과정에서 적용되는 것보다 상당히 낮다. 마지막으로, 각가의 센서에 대응하는 초과량들이 각각의 블록에 대해 카운트되고, 그 합은 각각의 프로세스 편차 표시를 형성한다.
본 발명의 방법은 통상적으로 소정 웨이퍼 프로세싱 단계 이후에 결함을 검출하도록 동작하는 웨이퍼 검사 시스템내에 존재하는 디지털 프로세스 상에서 동작하는 부가적인 컴퓨터 프로그램으로서 바람직하게 구현된다. 상기 방법을 나타내기 위해 본 명세서에서 사용되는 검사 시스템의 특정예로는 앞서 개시되었으며 도 1에 개략적으로 도시된, 캘리포니아 산타 클라라의 Applied Materials에서 시판하는 컴패스 조사 시스템이 있다. 그러나, 본 발명의 방법은 반도체 웨이퍼 이외의 표면을 검사하는데 사용되는 것들을 포함하여, 다른 검사 시스템내의 임의의 프로세스 상에서 적절한 프로그램으로서 변조되어 구현될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 마찬가지로, 본 발명의 방법은 변조되어 프로세스 편차 모니터링 만을 위해, 특정하게 또는 단독으로 설계된 시스템으로 구현될 수도 있다는 것을 인식해야 한다.
도 1의 검사 시스템(30)에서, 바람직하게 레이저 광원(31) 및 광학 시스템(33)은 웨이퍼(36)의 표면 상에 수직으로(normally) 집중된 광 스폿을 투사한다. 웨이퍼는 스캐닝 메커니즘(34)에 의해 이동되어 평행한 라인의 규칙적인 레스터로 집중된 스폿에 의해 스캐닝된다. 표면으로부터 다양한 방향으로 반사 또는 산란된 광은 센서(35)에 의해 수집되어 해당하는 전기적 신호로 변환된다; 이들은 규칙적인 간격으로 샘플링되고 디지탈화되어, 대응하는 광 세기값을 산출한다(세기로 간주됨). 통상적으로 결함을 검출하기 위해 신호의 분석을 수행하도록 프로그래밍되나, 바람직하게 본 명세서에서 개시된 방법에 따른 분석을 수행하도록 프로그래밍된, 프로세서(32)에 상기 광 세기가 공급된다. 임의의 하나의 샘플링에 대응하는 표면상의 빔 위치는 개별적인 픽셀로서 공지되어 있다. 스캔 라인 사이의 간격은 하나의 축을 따르는 인접한 축 사이의 간격을 결정하며 샘플링 비율과 스캐닝 속도 사이의 비율은 직교하는 축을 따르는 인접한 축 사이의 간격을 결정한다. 전형적으로, 각각의 축을 따르는 이러한 간격은 0.5 내지 2 마이크로 미터 사이이다. 바람직하게, 하나의 센서는 수직으로(normally) 반사된 광을 수집하여 명시야 센서라 간주되며, 4개의 센서는 수직으로 큰 각도로(대응하는 4개의 방위 방향에서) 반사되는 광을 수집하여 암시야 센서라 간주되며, 하나의 링-형상 센서는 수직으로 작은 각에서 중간 각도로 반사되는 광을 수집하며 무광(gray-field) 센서라 간주된다. 동일한 표현자(descriptor)는 대응하는 디지털 세기값에 적용된다; 그러나 보다 통상적으로 다양한 센서로부터의 세기는 대응하는 상이한 클래스에 속하는 것으로 간주되며 이는 시퀄(sequel)로 간주된다. 광 세기의 상이한 클래스는 스펙트럼 차이와 같이, 반사된 광의 스캐닝 및 감지에 영향을 미치는 다른 파라미터와 관련될 수 있다.
대부분의 제조 상태에서, 반도체 웨이퍼는 웨이퍼(20)와 관련하여 다이 영역(22)을 개략적으로 나타내는 도 2에 도시된 것처럼 다이가 되도록 동일한 회로 패턴의 규칙적인 어레이를 산출하도록 처리된다. 따라서, 결함(26)은 각각의 다이(22)로부터 얻어진 값과 웨이퍼 상에 있는 하나 이상의 다른 다이(22)로부터 또는 선택적으로 모델("golden") 다이로부터 얻어진 것들을 비교함으로써 검출된다.
보다 상세하게, 이하의 과정은 전형적으로 각각의 픽셀 및 세기값 각각의 클래스(6개의 센서와 관련된 6개의 클래스)에 대해 수행된다. 픽셀 및 이웃하는(예를 들어, 바로 인접한 픽셀) 픽셀의 그룹의 세기가 상호 비교되어, 해당하는 분포값(S)을 산출한다. 예를 들어 특정 비교 함수는 가장 높은 것과 가장 낮은 세기 값을 발견하고 이들 사이의 절대차(absolute difference)를 계산한다. 6개의 세기값(I)과 6개의 대응하는 분포값(S)은 다른 다이와 관련하여 동일한 위치에서 픽셀의 것들과 비교된다. 바람직하게, 다른 다이는 레이저 빔에 의해 미리 스캔된 것이나, 웨이퍼 또는 모델 다이 상의 다른 것일 수도 있다. 24개의 형성 어레이(6개의 클래스 각각에 대해 2개의 다이 각각으로부터의 I 및 S값)는 픽셀이 결함이 있는지 여부를 검출하도록, 적절한 알고리즘 및 파라미터를 이용하여 분석된다. 일반적으로, 이러한 알고리즘 및 파라미터는 I와 S값의 범위의 공지된 조합을 기초로 픽셀이 위치되는 회로 패턴을 분류하고, 편차 쓰레숄드, 즉, 패턴의 각각의 클래스에 대한 댜양한 값에 대해 최대 허용가능한 편차를 형성하는 것을 포함한다. 두 개의 다이 사이의 차가 하나 또는 몇개의 감지된 값을 기준으로 관련 편차 쓰레숄드를 초과하는 경우, 픽셀은 결함이 있는 것으로 여겨진다. 두개의 다른 다이, 또는 모델 다이와의 비교를 기초로 의심되는 픽셀은 결함이 있는 것으로 결정된다. 본 실시예의 시스템에서처럼 센서의 수 및 픽셀당 대응하는 세기값은 6개일 필요는 없으며, 하나를 포함하는 임의의 수일 수 있다 .
본 발명의 실시예에 따라, 웨이퍼 표면 상의 픽셀 어레이는 연속적인 직사각형 블록으로 논리적으로(logically) 분할되며, 각각은 전형적으로 500×500 픽셀의 어레이를 포함한다. 결국, 블록은 카티시안 어레이(cartesian array)를 형성한다. 바람직하게 블록 어레이는 다이 어레이와 정렬되어 모든 다이는 블록으로 동일하게 분할된다. 이들 사이의 관계는 도 2에 도시되었으며, 각각의 다이(22)는 블록(24)의 수와 동일하게 분할되는 것을 볼수 있다(도면에는 단지 일부만이 도시되었다). 픽셀이 2 마이크로미터의 간격을 두면, 블록(24)의 크기는 전형적으로 1×1 밀리미터가 되어 10 밀리미터의 큰 전형적인 다이는 10×10 블록을 포함한다.
각각의 블록 및 각각의 클래스(즉, 센서)에 대해 바람직하게 임의의 쌍의 값(I,S)을 공유하는 픽셀의 수의 히스토그램이 계산된다. BCH(Block Characteristic Histogram)으로 간주될 수 있는 히스토그램은 2차원 어레이로서 시각화되며, 하나의 축은 256개의 I값을 나타내며 다른축은 256개의 S값을 나타낸다(각각의 값은 8-비트 수를 나타낸다고 가정한다). 주목할 것은 BCH 값의 전형적인 분포는 특정 블록 하부에 있는 회로의 형태, 및 I 값의 클래스에 따라 좌우된다는 것이다. 예를 들어, 암시야 센서에 대응하는 BCH에는 균일한 패턴에 의해 특징화되는 메모리 회로 영역에 대한 평균 분포값과 평균 세기값의 우세도(predominance)가 있고, 베어(bare) 실리콘(스파스(sparse) 회로소자)에 대해 세기 및 분포값 모두는 압도적으로 낮다. 명시야 센서 및 메모리 영역에 대한 전형적인 히스토그램은 도 3에 개략적으로 도시되었으며, 명료성 및 간명화를 위해, I와 S의 값의 수는 단지 각각 16개이다. 히스토그램 하부에 놓인 두개의 변수는 I 및 S일 필요는 없고, 광 세기로부터 유도되는 임의의 다른 값일 수 있다.
BCH(본 바람직한 실시예에서 6개) 세트는 소위 블록의 시그너처(signature)라 불리는 특정한 형태이다. 본 발명의 범위내에서 다른 형태의 시그너처도 가능하며 그의 BCH로 부터 또는 그의 세기 및 임의의 유도된 변수(분포값)로부터 각각의 블록에 대해 계산될 수 있다. 이러한 시그너처의 일 실시예는 블록에 대한 각각의 클래스에 대한 값(예를 들어, I 또는 S 또는 둘다)의 임의의 평균 세트이다. 시그너처 계산의 또다른 실시예로서, 개별적 분포값이 소정 쓰레숄드 이하에 있는(스파스 회로 영역을 의미) 모든 세기는 평균화된다. 블록 시그너처를 형성하기 위해 개별 BCH로부터 또는 직접적으로 각각의 클래스에 대해 계산가능한 함수의 예는 분포 및 세기 값 사이에 상호관계를 갖는다. 예를 들어 블록 시그너처의 또다른 형태로는, 블록과 관련된 다수의 BCH의 함수를 포함할 수 있다.
따라서, 웨이퍼 표면 위의 각각의 블록에 대한 시그너처가 형성된다. 주목할 것은, 소정의 시그너처 형태로 인해, 이들의 계산을 제어하는 파라미터는 하부에 놓인 패턴의 다양한 형태(즉, 다양한 형태의 회로소자)에 적합하도록 블록에서 블록으로 변할 수 있다. 다음, 현재 블록으로 간주되는, 시점에서 각각의 블록에 대해, 현재 시그너처로 간주되는 시그너처는 소위 비교 시그너처와 비교되어, 블록에 대해 프로세스 편차 표시라 불리는 하나 이상의 세트를 산출한다. 임의의 이러한 비교는 통상적으로 허용가능한 편차 범위를 형성하는 하나 이상의 파라미터에 의해 바람직하게 제어된다; 이들은 다시 하부에 놓인 회로소자 패턴의 함수로서 검출된다. 이러한 비교 파라미터 및 웨이퍼 영역 또는 임의의 하나의 다이 위에 시그너처 형성을 제어하는 상기 언급된 모든 파라미터의 수집은 웨이퍼 또는 다이의 파라미터 맵을 또한 형성한다; 이러한 맵은 프로세싱이 모니터링되는 다이 각각의 형태에 대해 한번 검출된다.
비교 시그너처의 소스에 의해 구별되는 본 발명의 바람직한 실시예의 몇가지 구성이 고려된다. 제 1 구성에 따라, 절대적인 프로세스 편차 검출이 제공되며, 웨이퍼 전체 표면 또는 단일 다이의 영역(웨이퍼 상에 동일한 다이 패턴을 가정) 상에 모델 시그너처 맵이 예비적으로 형성된다. 이러한 맵은 바람직하게 예를 들어 상기 개시된 스캐닝 및 시그너처 계산 프로세스에 바람직한 것으로 공지된 하나 이상의 샘플을 처리함으로써 각각의 형태(즉, 회로 패턴)의 다이에 대해 또는 제조 배치 각각에 대해 형성된다. 검사 동안, 각각의 블록에 대한 시그너처는 모델 맵에서 대응하는 것과 비교된다. 본 실시예의 제 2 구성에 따라, 웨이퍼간 프로세스 편차 검출이 제공되며, 검사 동안 각각의 블록에 대한 시그너처는 앞서 검사된 웨이퍼에서 대응하는 하나, 바람직하게 바로 선행하는 것과 비교된다. 제 3 구성은 다이 프로세스 편차 검출을 제공하며 웨이퍼 상에 동일한 다이 패턴이 있는 경우 이용가능하며, 검사 동안 각각의 블록에 대한 시그너처가 하나 이상의 다이, 바람직하게 인접한 다이에서 대응하는 블록의 것과 비교된다는 것을 제외하고는 제 2 구성과 유사하다. 이러한 구성은 검사되는 표면상에 임의의 주어진 패턴이 동일하게 반복되는 경우(instance) 임의의 표면에 대해 보다 통상적으로 적용될 수 있다.
상기 언급된 것처럼, 각각의 비교 프로세스는 파라미터 맵(통상적으로 블록중에서 변화되는)으로부터 취해지는 비교 파라미터에 의해 제어된다. 비교 프로세스의 전형적인 실시예는 시그너차가 단일 수인 경우, 클래스당 하나인 경우에 적용가능하며, 현재의 시그너처와 비교 시그너처의 대응하는 개수 사이의 절대차를 간단히 계산하여 임의의 계산된 차가 파라미터 맵의 대응하는 쓰레숄드를 초과하는지를 검사한다; 만약 그렇다면, 적절한 프로세스 편차 표시가 현재의 블록에 할당된다.
비교 프로세스의 또다른 실시예는, 시그너처가 I 및 S 값의 BCH인 경우에 적용가능하며, 다음과 같다: 각각의 I 및 S 값 쌍에 대해, 현재의 BCH 및 비교 BCH에서의 대응하는 엔트리는 서로 절대적으로 차감되어 결과가 평균화됨으로써, 각각의 클래스에 대한 평균 절대차 값이 계산된다. 모든 클래스 중에서 최대 평균 차는 표시되는 프로세스 편차값을 산출하도록, 파라미터 맵에 있는 대응하는 쓰레숄드와 비교된다. 후자의 실시예 방법의 변조에 따라, 각각의 클래스 및 각각의 블록에 대해 I 및 S 값의 함수로서 편차 쓰레숄드 세트의 파라미터 맵이 형성된다; 현재의BCH 및 비교 BCH의 엔트리(entry) 간의 차는 해당하는 편차 쓰레숄드와 비교되어 임의의 초과분은 편차 플래그를 나타낸다; 블록과 관련된 임의의 클래스와 관련되는 BCH로부터 편차 플래그의 존재, 및 이러한 플래그의 수는 그의 크기로 임의의 편차의 발생을 나타낸다.
상기 방법에 사용되는 픽셀 광 세기값 및 분포값은 시스템이 이들을 제공하는 경우 결함 검출을 위해 거의 동일하게 사용된다는 것을 주목해야 한다. 본 발명의 결함 검출 프로세스 및 프로세스 편차 모니터링에 의한 이러한 방식의 시스템 공유는 매우 경제적이다. 또한, 두개의 과정이 동시에 이루어져 시간이 절감된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 방법은 독립형 시스템으로, 상기 설명된 것처럼 구현될 수 있다.
결함 검출 시스템과 협력하여 제공되는 본 발명의 또다른 실시예는 다음과 같다: 각각의 픽셀에서 감지된 세기 및 유도된 분포는 결함 검출에 사용되는 것과 유사한 방식으로, 비교 다이로 간주되는 또다른 다이 상에서 대응하는 픽셀의 것과 비교된다. 그러나, 이러한 경우 편차 쓰레숄드는 결함 검출을 위한 것보다 상당히 낮은 레벨로 설정된다. 따라서, 다수수의 픽셀은 비교 값으로부터 허용불가능하게 이탈되는 세기값 및 분포값을 갖는다. 이는 비정상 픽셀로 표시된다. 제 1 바람직한 실시예에서 처럼, 웨이퍼 및 각각의 다이 영역은 블록으로 논리적으로 분할된다. 각각의 블록에서 비정상 픽셀의 수가 카운트되고 높은 카운트를 갖는 블록은 프로세스 편차를 나타내는 것으로 기록된다. 다시, 상기 과정은 각각의 클래스(예를 들어 센서)에 대해 수행된다. 프로세스는 비교 히스토그램으로 나타낼 수 있으며, 간략화된 예는 도 4에 도시되어 있고, 여기서 두개의 축은 각각 제 1 및 제 2 다이에서의 세기값을 나타낸다. 세기값의 각각의 조합을 위해, 조합이 발생되는 블록내의 픽셀의 수가 기록된다. 이상적으로, 모든 엔트리는 주대각선의 소정 섹션을 따르나, 프로세스 "노이즈" 및 편차로 인해 실제 2개의 다이에는 상이한 값을 갖는 다수의 픽셀이 제공된다. 도 4에는 쌍의 값 분포 레벨을 나타내는 전형적인 등고선(45)이 제공되며, 가장안쪽 곡선은 예를 들어 감지되는 모든 픽셀의 90퍼센트를 포함한다; 주대각선에 거의 평행한 두쌍의 쓰레숄드 라인의 등고선(45)과 관련하여 선택된 것이 도시된다. 사실상, 이들은 히스토그램 영역은 5개 영역으로 분할한다. 대각선으로부터 가장먼 제 1 쌍의 라인(41)은 결함이 있는 픽셀(43)을 구별하는 역할을 하는 반면, 제 2 쌍의 라인(42)은 비정상 픽셀(44)을 구별하는 역할을 한다. 라인(41)은 결함을 구별하기 위해 앞서 언급된 컴패스 시스템과 같은 종래의 검사 시스템에서 사용되며 본 발명의 시스템에서도 선택적으로 사용될 수 있다는 것을 주목해야 한다; 그러나, 라인(42) 및 비정상 픽셀을 구별하기 위해 사용되는 이들은 본 발명의 새로운 특징이다. 어쨌든지, 외측 라인(42)(외측 라인(41)을 포함하여) 값을 갖는 모든 픽셀은 바람직하게 비정상으로 계산되는 것이 바람직하다.
상이하게 다양한 센서에 해당하는 비정상 픽셀의 카운트를 고려하는 방식, 또는 가중된 합계 방식이 고안되어 모니터링되는 프로세스 편차에 대한 추가적인 정보를 얻을 수 있다; 이들 모두는 픽셀 비정상 표시 사이의 관계 계산으로 간주된다. 본 실시예의 또다른 구성에서, 모델 다이로부터 비교값이 얻어져 저장될 수 있다; 보다 일반적으로, 비교값은 값의 적절한 비교 어레이(비교 다이 또는 모델 다이로부터 유도됨)를 형성하는 것으로 간주될 수 있다.
프로세스 편차 모니터링 시스템(웨이퍼 검사 시스템의 일부일 수 있다)에 본 발명의 임의의 방법을 적용하는 경우, 상기 언급된 블록×블록(block-by-block)에 기록되는 편차는 제조 프로세스 작업자에게 도표로 도시될 수 있으며, 작업자는 이들이 야기될 수 프로세스 편차를 유추할 수 있다. 선택적으로, 기록된 데이터는 해석 프로세스에 자동적으로 제공되어, 프로세스 편차에 대한 정보를 산출할 수 있고 또는 상기 데이터는 다른 방식으로 처리될 수 있다. 또다른 방안은 기록된 블록, 특히 높은 편차 점수를 갖는 소정 블록에 대한 재조사 방식의 검사(예를 들어, 고 해상도 관찰)를 시작하는 것이다. 위치의 일부는 거의 동일 하지만, 이들 재검사가능한 위치는 통상적으로 결함(현재의 방법에 의해 검출됨)에 의해 표시되는 것에 부가될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 또한 본 그래프의 실시예에서 논의된 것처럼 프로세스 모니터링을 위한 방법의 결과를 적용하는 방식은 본 발명의 범주를 벗어나며 그의 실용성을 나타내는 방식으로 언급되었다.
다양한 다른 구성 및 함수를 포함하는 상기 개시된 방법의 다양한 변형 및 다른 형태의 표면, 패턴 및 프로세스의 적용이 이하 청구항에 한정된 본 발명의 범주내에서 가능하다.
본 발명에 따른 시스템은 적절히 프로그램된 컴퓨터 또는 디지털 프로세서일 수 있다. 마찬가지로, 본 발명은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 컴퓨터에 의해 판독되는 컴퓨터 프로그램을 고안할 수 있다. 또한 본 발명은 본 발명의 방법을 수행하는 머신에 의해 수행될 수 있는 명령 프로그램을 구현하는 머신-판독가능 메모리를 고안할 수 있다.

Claims (84)

  1. 표면 상에서 프로세스 편차를 검출하는 방법으로서,
    (a) 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값을 얻는 단계;
    (b) 상기 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하는 단계;
    (c) 각각의 블록에 하나 이상의 비교값을 제공하는 단계 ; 및
    (d) 각각의 블록에 대해 그 내부에 포함되어 있는 픽셀의 방사 세기값 및 대응하는 비교값으로부터 프로세스 편차 표시를 계산하는 단계를 포함하는 프로세스 편차 검출 방법.
  2. 표면 상에서 프로세스 편차를 검출하는 방법으로서,
    (a) 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값(I)을 얻는 단계 - 상기 표면에는 방사 세기값에 대한 하나 이상의 클래스가 형성되며, 각각의 픽셀에 대해서는 상기 형성된 클래스 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어짐- ;
    (b) 상기 표면 상에 각각 다수의 인접한 블록을 포함하는 기하학적 블록을 형성하는 단계 ;
    (c) 임의의 블록에 대해, 상기 블록내 픽셀의 방사 세기값으로부터 하나 이상의 시그너처를 계산하는 단계 - 모든 시그너처는 블록과 관련됨- ;
    (d) 임의의 블록 및 그와 관련된 임의의 시그너처에 대해, 비교 시그너처를 제공하고 상기 임의의 시그너처 및 상기 비교 시그너처로부터 상기 블록에 대해 하나 이상의 프로세스 편차 표시를 계산하는 단계를 포함하는 프로세스 편차 검출 방법.
  3. 표면 상에서 프로세스 편차를 검출하는 방법으로서,
    (a) 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값을 얻는 단계 - 상기 표면에는 방사 세기값에 대한 하나 이상의 클래스가 형성되며, 각각의 픽셀에 대해서는 상기 형성된 클래스 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어짐- ;
    (b) 상기 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하는 단계 ;
    (c) 임의의 블록 및 임의의 형성된 클래스에 대해, 블록내의 픽셀과 대응하는 세기값의 어레이를 제공하는 단계 - 상기 어레이는 대응하는 비교 어레이임- ;
    (d) 임의의 블록 및 임의의 클래스에 대해, 대응하는 비교 어레이의 대응하는 부재와 블록내에 있는 각각의 픽셀의 방사 세기값을 비교하여 그로부터 상기 픽셀에 대한 비정상 표시를 계산하는 단계 ; 및
    (e) 상기 임의의 블록에 대해, 블록에 대한 하나 이상의 프로세스 편차 표시를 얻기 위해, 블록의 모든 픽셀의 비정상 표시 사이의 관계를 검출하는 단계를 포함하는 프로세스 편차 검출 방법.
  4. (a) 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값을 얻는 단계 - 상기 표면에는 방사 세기값에 대한 하나 이상의 클래스가 형성되며, 각각의 픽셀에 대해서는 상기 형성된 클래스 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어짐- ;
    (b) 상기 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하는 단계 ;
    (c) 각각의 블록내의 픽셀의 방사 세기값으로부터 하나 이상의 시그너처를 계산하는 단계 - 모든 시그너처는 상기 블록과 관련됨 - ; 및
    (d) 임의의 블록 및 이와 관련된 임의의 시그너처에 대해, 비교 시그너처를 저장하고 블록에 대해 시그너처로부터 하나 이상의 프로세스 편차 표시를 계산하는 단계중 적어도 하나의 단계를, 표면 상에서 프로세스 편차를 검출하는 시스템에서 수행하도록 프로그래밍되는 데이터 프로세서.
  5. (a) 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값을 얻는 단계 - 상기 표면에는 하나 이상의 방사 세기값이 형성되어, 각각의 픽셀에 대해, 형성된 클래스 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어짐- ;
    (b) 상기 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하는 단계 ;
    (c) 임의의 블록 및 임의의 형성된 클래스에 대해, 블록내 픽셀과 대응하는 세기값의 어레이를 저장하는 단계 - 상기 어레이는 대응하는 비교 어레이임 - ;
    (d) 임의의 블록 및 임의의 형성된 클래스에 대해, 대응하는 비교 어레이의 대응하는 부재와 블록내에 있는 각각의 픽셀의 방사 세기값을 비교하고 그로부터 상기 픽셀에 대해 비정상 표시를 계산하는 단계;
    (e) 상기 임의의 블록에 대해, 상기 블록에 대한 하나 이상의 프로세스 편차 표시를 얻기 위해, 블록의 모든 픽셀의 비정상 표시간의 관계를 검출하는 단계중 적어도 하나를 표면 상에서 프로세스 편차를 검출하는 시스템에서 수행하도록 프로그래밍되는 데이터 프로세서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    형성된 하나 이상의 클래스에 방사 세기값이 제공되며, 상기 얻는 단계는 각각의 픽셀에 대해 상기 형성된 클래스에 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어지도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 얻는 단계는 광빔으로 상기 표면을 스캐닝하고 하나 이상의 센서에 의해 상기 표면으로부터 반사되는 광을 감지하는 단계를 포함하며, 상기 형성된 임의의 클래스는 상기 하나 이상의 센서에 대응하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 다수의 센서인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서의 적어도 하나는 암시야 센서인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼 표면인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면은 프로세싱 처리되는 제 1 물체의 표면이며,
    상기 방법은 상기 제 1 물체와 유사한 제 2 물체를 제공하고, 그위에 유사한 표면을 형성하고, 상기 유사한 표면에 상기 (a) 및 (b) 단계를 적용하는 단계를 더 포함하며,
    상기 블록은 양쪽 표면상에 동일하게 형성되며, 상기 비교값은 상기 제 2 물체로부터 얻어지며 대응하는 블록에 포함된 픽셀의 방사 세기값으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 물체는 상기 제 1 물체에 앞서 유사하게 처리되는 물체인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 두개의 물체는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면은 주어진 패턴이 동일한 경우의 어레이를 포함하며 상기 (b) 형성하는 단계는 다수의 블록이 각각의 경우(instance)에 대해 동일하게 형성되도록 이루어지며; 주어진 경우에 대해 임의의 블록과 관련하여, 상기 비교값은 임의의 다른 경우에 대해 동일한 블록에 포함된 픽셀의 방사 세기값으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼 표면이며 상기 패턴은 집적회로 다이의 패턴인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    블록 각각의 치수는 10개 픽셀보다 크며 상기 대응하는 패턴의 대응하는 치수보다 거의 작은 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면은 주어진 세트의 패턴 형태로 분류되는 패턴에 의해 특징화되며, 상기 방법은 상기 표면 상에 맵을 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 맵은 블록 각각에 대해,
    (ⅰ) 하나 이상의 비교값;
    (ⅱ) 비교값의 임의의 계산을 제어하는 하나 이상의 파라미터;
    (ⅲ) 프로세스 편차 표시의 상기 계산을 제어하는 하나 이상의 파라미터의 임의의 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 부가적으로 결함을 검출을 제공하며, 상기 방사 세기값으로부터 임의의 픽셀에 대한 결함 표시를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  19. 제 2 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 블록내의 각각의 픽셀에 대해, 상기 픽셀 및 블록내의 다른 픽셀의 방사 세기값의 함수로서, 하나 이상의 다른 값(O)을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 다른 값은 분포값(S)이며, 상기 다른 픽셀은 상기 각각의 픽셀에 이웃하는 주어진 수의 픽셀인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    적어도 하나의 시그너처는 블록내의 모든 픽셀에 대해 쌍의 I와 O 값의 히스토그램으로, 블록과 관련된 현재의 히스토그램인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 다른 값은 픽셀 및 가장 밀접하게 이웃하는 주어진 수의 픽셀로 이루어진 픽셀 그룹에 대해 최대 I 및 최소 I 사이의 차로서 임의의 클래스와 관련하여 계산되는 분포값이며, 상기 히스토그램은 상기 임의의 클래스와 관련되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    임의의 비교 시그너처는 쌍의 I 및 O 값의 히스토그램으로, 비교 히스토그램이며, I 및 O 각각의 범위는 대응하는 특성 히스토그램의 것과 동일한 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 (d) 계산하는 단계는 엔트리 바이 엔트리(entry by entry)의 대응하는 비교 히스토그램과 현재 히스토그램을 비교하는 단계 및 비교 결과를 요약하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 블록과 관련된 모든 현재 시그너처에 대해 수행되며, 상기 방법은 상기 모든 현재 시그너처에 대해 상기 요약된 결과를 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는 각각 대응하는 쌍의 엔트리 간의 절대차를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 요약하는 단계는 상기 모든 차를 평균화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는 쓰레숄드값과 각각의 절대차를 비교하는 단계를 더 포함하며, 쓰레숄드 값을 초과하는 각각의 경우(instance)에 플래그가 형성되며, 상기 요약하는 단계는 상기 플래그 수를 카운팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 방법은 I 및 O 값의 함수로서 쓰레숄드 값의 세트를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 쌍의 엔트리 각각에 대해, 상기 비교는 쓰레숄드 값의 상기 세트중 하나에 해당하는 것과 관련되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  30. 제 21 항에 있어서, 상기 (d) 계산하는 단계는,
    (ⅰ) 블록과 관련된 하나 이상의 현재 히스토그램으로부터 하나 이상의 현재값을 계산하는 단계;
    (ⅱ) 대응하는 비교 시그너처로부터 비교값을 계산하는 단계; 및
    (ⅲ) 상기 비교값과 전류값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  31. 제 19 항에 있어서,
    적어도 하나의 시그너처는 블록내의 모든 픽셀에 대한 I 및 O값 사이의 관계를 반영하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  32. 제 19 항에 있어서,
    적어도 하나의 시그너처는 블록내의 모든 픽셀에 대해 I 및 O 값 사이의 상관관계를 반영하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  33. 제 2 항에 있어서,
    상기 비교 시그너처는 저장 시그너처이며 I 값이 저장된 블록의 시그너처인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼 표면인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  35. 제 2 항에 있어서,
    상기 표면은 프로세싱되는 제 1 물체 표면이며, 상기 방법은,
    (e) 제 1 표면과 유사한 제 2 표면을 제공하고, 그위에 유사한 표면을 형성하고 상기 유사한 표면에 단계 상기 (a), (b) 및 (c)단계를 적용하는 단계를 더 포함하며,
    상기 블록은 이들 표면 상에 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 2 물체는 제 1 물체 보다 먼저 유사하게 처리되는 물체인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 두개의 물체는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  38. 제 2 항에 있어서,
    상기 표면은 주어진 패턴과 동일한 경우의 어레이를 포함하며, 상기 (b) 형성하는 단계는 각각의 경우에 대해 다수의 블록이 동일하게 형성되도록 이루어지며; 주어진 경우에 대한 임의의 블록과 관련하여, 임의의 비교 시그너처는 또다른 경우에 대해 동일한 블록과 관련된 대응하는 시그너처인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼의 표면이며 상기 패턴은 집적회로 다이의 패턴인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  40. 제 38 항에 있어서,
    블록 각각의 치수는 10개 픽셀 보다 크며 대응하는 패턴 치수보다는 거의 작은 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  41. 제 2 항에 있어서,
    상기 얻는 단계는 광으로 표면을 스캐닝하고 다수의 센서에 의해 표면으로부터 반사된 광을 감지하는 단계를 포함하며, 임의의 형성된 클래스는 하나 이상의 센서에 대응하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는 암시야 센서인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  43. 제 2 항에 있어서,
    상기 표면 상에 파라미터 맵을 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 맵은 각각의 블록에 대한 파라미터 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 표면은 주어진 패턴 형태의 세트로 분류되는 패턴에 의해 특징화되며, 상기 방법은 패턴중 하나와 각각의 블록을 관련시키는 단계를 더 포함하며 임의의 블록에 대해, 상기 맵의 파라미터는 블록이 관련되는 패턴 형태의 함수인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 (c) 계산하는 단계는 상기 맵에 있는 대응하는 파라미터에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  46. 제 43 항에 있어서,
    상기 (d) 계산하는 단계는 상기 맵에 있는 대응하는 파라미터에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  47. 제 2 항에 있어서,
    각각의 시그너처는 단일 개수이며, 상기 (d) 계산하는 단계는 대응하는 숫자를 서로 차감하는 단계 및 쓰레숄드 값과 상기 차를 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  48. 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은 부가적으로 결함 검출을 제공하며, 상기 방사 세기값으로부터 임의의 픽셀에 대한 결함 표시를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  49. 제 3 항에 있어서,
    상기 (d) 비교하는 단계는, 대응하는 절대차를 얻기 위해 각각의 값을 서로 차감하는 단계 및 상기 절대차를 쓰레숄딩하는 단계를 포함하며, 과잉부는 비정상을 나타내며, 상기 (e) 단계는 비정상 표시 수를 카운팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 쓰레숄딩은 주어진 제 1 스레숄드에 관련되며, 상기 방법은,
    (f) 표면 상의 결함을 검출하기 위해 상기 절대차를 프로세싱하는 단계를 더 포함하며, 상기 프로세싱은 상기 제 1 쓰레숄드보다 거의 높은 제 2 쓰레숄드와 관련하여 쓰레숄딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  51. 제 3 항에 있어서,
    상기 비교 어레이는 저장 어레이인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  52. 제 3 항에 있어서,
    상기 표면은 프로세싱되는 제 1 물체의 표면이며, 상기 방법은,
    (g) 상기 제 1 물체와 유사한 제 2 물체를 제공하고, 그위에 유사한 표면을 형성하고 상기 유사한 표면에 상기 (a) 및 (b) 단계를 적용하는 단계를 더 포함하며,
    상기 블록은 비교 방사 세기값을 얻기 위해 두개 표면상에 동일하게 형성되며, 상기 비교 어레이는 상기 대응하는 어레이에 있는 대응하는 클래스의 비교 방사 세기값으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 제 2 물체는 상기 제 1 물체 보다 먼저 유사하게 처리되는 물체인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 두개의 물체는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  55. 제 3 항에 있어서,
    상기 표면은 주어진 패턴과 동일한 경우의 어레이를 포함하며 상기 (b) 형성하는 단계는 다수의 블록이 각각의 경우에 대해 동일하게 형성되도록 이루어지며, 주어진 경우에 대한 임의의 블록과 관련하여, 비교 어레이는 다른 경우에 대해 대응하는 블록에 있는 대응 클래스의 방사 세기값으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼의 표면이며 상기 패턴은 집적회로 다이의 패턴인 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  57. 제 55 항에 있어서,
    상기 블록 각각의 치수는 10개 픽셀보다 크고 대응하는 패턴 치수보다는 거의 작은 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  58. 제 3 항에 있어서,
    상기 얻는 단계는 광 빔으로 표면을 스캐닝하는 단계와 다수의 센서에 의해 상기 표면으로부터 반사된 광을 감지하는 단계를 포함하며, 임의의 형성된 클래스는 하나 이상의 센서에 대응하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  59. 제 3 항에 있어서,
    각각의 픽셀 및 각각의 클래스에 대해, 상기 픽셀 및 그와 이웃하는 픽셀의 방사 세기값의 함수로서 하나 이상의 다른 값을 계산하는 단계를 더 포함하며; 상기 (c) 단계에서 상기 비교 어레이는 대응하는 다른 값을 더 포함하며 상기 (d) 단계에서 상기 비교는 상기 다른 값을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  60. 제 3 항에 있어서,
    상기 방법은 부가적으로 결함 검출을 제공하며, 상기 방사 세기값으로부터 임의의 픽셀에 대해 결함 표시를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 편차 검출 방법.
  61. 제 4 항에 있어서,
    상기 픽셀 및 블록내의 다른 픽셀의 방사 세기값의 함수로서 블록내의 각각의 픽셀에 대해 하나 이상의 다른값(O)을 계산하도록 더 프로그램되는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  62. 제 61 항에 있어서,
    상기 다른 값은 분포값(S)이고 상기 다른 픽셀은 상기 각각의 픽셀에 이웃하는 주어진 수의 픽셀인 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  63. 제 61 항에 있어서,
    적어도 하나의 시그너처는 블록내의 모든 픽셀에 대해 쌍의 I와 O 값의 히스토그램으로, 블록과 관련된 현재 히스토그램인 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  64. 제 63 항에 있어서,
    임의의 비교 시그너처는 쌍의 I와 O 값의 히스토그램으로, 비교 히스토그램이며, 상기 I와 O 값의 각각의 범위는 대응하는 특성 히스토그램의 것과 동일한 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  65. 제 61 항에 있어서,
    적어도 하나의 시그너처는 블록내에 있는 모든 픽셀에 대해 I와 O값 사이의 관계를 반영하는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  66. 제 4 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼 표면인 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  67. 제 4 항에 있어서,
    상기 표면은 주어진 패턴과 동일한 경우의 어레이를 포함하며, 상기 블록을 형성하는 단계는 각각의 경우에 대해 다수의 블록이 동일하게 형성되도록 이루어지며; 주어진 경우에 대한 임의의 블록과 관련하여, 임의의 비교 시그너처는 다른 경우에 대한 동일한 블록과 관련된 대응하는 시그너처인 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  68. 제 67 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼의 표면이며 상기 패턴은 집적회로 다이의 패턴인 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  69. 제 4 항에 있어서,
    상기 방사 세기값은 광 빔으로 표면을 스캐닝하고 다수의 센서에 의해 상기 표면으로부터 반사된 광을 감지함으로써 얻어지며 임의의 형성된 클래스는 하나 이상의 센서에 대응하는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  70. 제 69 항에 있어서,
    상기 센서의 적어도 하나는 암시야 센서인 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  71. 제 4 항에 있어서,
    상기 표면에 대해 파라미터 맵을 저장하도록 더 프로그래밍되며, 상기 맵은 블록 각각에 대한 파라미터 세트를 포함하며, 상기 파라미터는 시그너처의 계산 및 프로세스 편차 표시의 계산에 임의적인 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  72. 제 4 항에 있어서,
    상기 시스템은 부가적으로 결함을 검출하는 역할을 하며, 상기 데이터 프로세서는 임의의 픽셀에 대해 상기 방사 세기값으로부터 결함 표시를 계산하도록 더 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  73. 제 5 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼의 표면인 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  74. 제 5 항에 있어서,
    상기 표면은 주어진 패턴과 동일한 경우의 어레이를 포함하며 상기 블록을 형성하는 단계는 다수의 블록이 각각의 경우에 대해 동일하게 형성되도록 이루어지며; 주어진 경우에 대해 임의의 블록과 관련하여, 비교 어레이는 다른 경우에 대해 대응하는 블록의 대응하는 클래스의 방사 세기값으로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  75. 제 74 항에 있어서,
    상기 표면은 반도체 웨이퍼의 표면이며 상기 패턴은 집적회로 칩의 패턴인 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  76. 제 5 항에 있어서,
    상기 방사 세기값은 광빔으로 상기 표면을 스캐닝하고 다수의 센서에 의해 상기 표면으로부터 반사된 광을 감지함으로써 얻어지며 형성된 임의의 클래스는 하나이상의 센서에 대응하는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  77. 제 5 항에 있어서,
    각각의 픽셀 및 각각의 클래스에 대해 상기 픽셀 및 그와 이웃하는 픽셀의 방사 세기값의 함수로서 하나 이상의 다른 값을 계산하도록 더 프로그래밍되며; 상기 비교 어레이는 임의의 상기 다른 값을 더 포함하며 상기 비교하는 단계는 상기 다른 값을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  78. 제 5 항에 있어서,
    상기 시스템은 부가적으로 결함을 검출하는 역할을 하며 상기 데이터 프로세서는 상기 방사 세기값으로부터 임의의 픽셀에 대한 결함 표시를 계산하도록 더 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는 데이터 프로세서.
  79. (a) 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값을 얻는 단계;
    (b) 상기 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하는 단계 ;
    (c) 각각의 블록에 하나 이상의 비교값을 제공하는 단계 ;
    (d) 내부에 포함되어 있는 픽셀의 방사 세기값 및 대응하는 비교값으로부터 각각의 블록에 대해 프로세스 편차 표시를 계산하는 단계를 포함하는 표면에 대한 프로세스 편차를 검출하는 방법을 수행하기 위해, 머신에 의해 실행가능한 명령의 프로그램을 구현하는 머신에 의해 판독가능한 프로그램 저장 장치.
  80. 표면 상에서 프로세스 편차를 검출하도록 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드가 내장된 컴퓨터 이용가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    컴퓨터가 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값을 얻게하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    컴퓨터가 표면에 대해 각각 다수의 연속적인 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    컴퓨터가 각각의 블록에 대해 하나 이상의 비교값을 제공하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    컴퓨터가 각각의 블록에 대해 그안에 포함된 방사 세기값 및 대응하는 비교값으로부터 프로세스 편차 표시를 계산하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품
  81. (a) 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값(I)을 얻는 단계 - 상기 표면에는 방사 세기값에 대한 하나 이상의 클래스가 형성되며, 각각의 픽셀에 대해서는 상기 형성된 클래스 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어짐- ;
    (b) 상기 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하는 단계 ;
    (c) 임의의 블록에 대해, 상기 블록내 픽셀의 방사 세기값으로부터 하나 이상의 시그너처를 계산하는 단계 - 모든 시그너처는 블록과 관련됨- ;
    (d) 임의의 블록 및 그와 관련된 임의의 시그너처에 대해, 비교 시그너처를 제공하고 상기 임의의 시그너처 및 상기 비교 시그너처로부터 상기 블록에 대한 하나 이상의 프로세스 편차 표시를 계산하는 단계를 포함하는 표면에 대한 프로세스 편차를 검출하는 방법을 수행하기 위해, 머신에 의해 실행가능한 명령의 프로그램을 구현하는 머신에 의해 판독가능한 프로그램 저장 장치.
  82. 표면 상에서 프로세스 편차를 검출하도록 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드가 내장된 컴퓨터 이용가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    컴퓨터가 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값(I)을 얻게하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 - 상기 표면에는 방사 세기값에 대한 하나 이상의 클래스가 형성되고 각각의 픽셀에 대해서 형성된 클래스 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어짐 - ;
    컴퓨터가 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    컴퓨터가 임의의 블록에 대해 상기 블록내 픽셀의 방사 세기값으로부터 하나 이상의 시그너처를 계산하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드- 모든 시그너처는 블록과 관련됨 -; 및
    컴퓨터가 임의의 블록 및 그와 관련된 임의의 시그너처에 대해, 비교 시그너처를 제공하고 상기 임의의 시그너처 및 상기 비교 시그너처로부터 상기 블록에 대한 하나 이상의 프로세스 편차 표시를 계산하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  83. (a) 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값(I)을 얻는 단계 - 상기 표면에는 방사 세기값에 대한 하나 이상의 클래스가 형성되며, 각각의 픽셀에 대해서는 상기 형성된 클래스 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어짐- ;
    (b) 상기 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하는 단계 ;
    (c) 임의의 블록 및 임의의 형성된 클래스에 대해, 블록내의 픽셀과 대응하는 세기값의 어레이를 제공하는 단계 - 상기 어레이는 대응하는 비교 어레이임- ;
    (d) 임의의 블록 및 임의의 형성된 클래스에 대해, 대응하는 비교 어레이의 대응 부재와 블록내의 각각의 픽셀의 방사 세기값을 비교하고 그로부터 픽셀에 대한 비정상 표시를 계산하는 단계; 및
    (e) 상기 임의의 블록에 대해, 블록에 대한 하나 이상의 프로세스 펀차 표시를 얻기 위해, 블록의 모든 픽셀의 비정상 표시들 간의 관계를 검출하는 단계를 포함하는 표면에 대한 프로세스 편차를 검출하는 방법을 수행하기 위해, 머신에 의해 실행가능한 명령의 프로그램을 구현하는 머신에 의해 판독가능한 프로그램 저장 장치.
  84. 표면 상에서 프로세스 편차를 검출하도록 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드가 내장된 컴퓨터 이용가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    컴퓨터가 픽셀 ×픽셀의 표면으로부터 방사 세기값(I)을 얻게하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 - 상기 표면에는 방사 세기값에 대한 하나 이상의 클래스가 형성되고 각각의 픽셀에 대해서는 형성된 클래스 각각에 하나의 방사 세기값이 얻어짐 - ;
    컴퓨터가 표면 상에 각각 다수의 인접한 픽셀을 포함하는 기하학적 블록을 형성하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    컴퓨터가 임의의 블록 및 임의의 형성된 클래스에 대해 블록내의 픽셀과 대응하는 세기값의 어레이를 제공하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 - 상기 어레이는 대응하는 비교 어레이임- ;
    컴퓨터가 임의의 블록 및 임의의 형성된 클래스에 대해, 대응하는 비교 어레이의 대응 부재와 블록내의 각각의 픽셀의 방사 세기값을 비교하고 그로부터 픽셀에 대한 비정상 표시를 계산하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    컴퓨터가 상기 임의의 블록에 대해, 블록에 대한 하나 이상의 프로세스 펀차 표시를 얻기 위해, 블록의 모든 픽셀의 비정상 표시들 간의 관계를 검출하게 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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