KR20140116946A - 웨이퍼 검사를 위한 분할 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 검사를 위해 픽셀들을 분할하는 방법 및 시스템에 제공된다. 한 방법은, 검사 시스템에 의해 웨이퍼에 대해 획득된 이미지에서의 개별 픽셀들의 특징에 기초하여 개별 픽셀들에 대한 통계를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 통계에 기초하여 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은 제 1 세그먼트들의 이미지에서 제 1 세그먼트들 간의 하나 이상의 에지들을 검출하는 단계를 포함하고, 웨이퍼에 대한 이미지에 대응하는 영역에 걸쳐 하나 이상의 에지들을 투영함으로써 에지 맵을 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 웨이퍼에 대한 이미지에 제 1 세그먼트들 및 에지 맵을 적용하여 이미지를 분할함으로써, 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하는 단계를 더 포함한다. 결함 검출은 개별 픽셀들이 할당된 제 2 세그먼트들에 기초하여 수행된다.

Description

웨이퍼 검사를 위한 분할{SEGMENTATION FOR WAFER INSPECTION}
본 발명은 일반적으로 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 것에 관한 것이다.
다음 설명 및 예들은 이 분야에 포함되어 있기 때문에 선행 기술인 것으로 인정되지 않는다.
광학 기술 또는 전자 빔 기술 양자 모두를 이용하는 웨이퍼 검사는, 웨이퍼 제조 공정을 디버깅하고, 공정 변화를 모니터링하며, 반도체 산업에서의 생산 수율을 개선시키기 위한 중요한 기술이다. 현대 집적 회로(integrated circuit; IC)의 규모가 항상 감소하는 것뿐만 아니라 제조 공정의 복잡성이 증가하여, 검사는 더욱 더 어려워진다.
반도체 웨이퍼 상에 수행되는 각각의 처리 단계에서, 동일한 회로 패턴이 웨이퍼 상의 각각의 다이에 인쇄된다. 대부분의 웨이퍼 검사 시스템들은 이러한 사실을 이용하고, 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위해 비교적 간단한 다이 대 다이 비교를 이용한다. 그러나, 각각의 다이에서의 인쇄된 회로는 DRAM, SRAM, 또는 FLASH의 영역들과 같은, x 방향 또는 y 방향에서 반복하는 많은 패턴화된 피처들의 영역들을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 영역은 보통 어레이 영역(이 영역의 나머지는 랜덤 또는 로직 영역으로 칭함)으로 언급된다. 더욱 양호한 감도를 달성하기 위해서, 진보된 검사 시스템들은 어레이 영역과 랜덤 또는 로직 영역을 검사하기 위해 상이한 전략들을 이용한다.
강도는 유사한 강도 픽셀들을 함께 그룹화하기 위한 분할 피처로서 이용될 수 있다. 그런 다음, 동일한 세트의 결함 검출 파라미터들이 (강도 기반의) 동일한 그룹의 모든 픽셀들에 적용된다. 그러나, 이 방법은 많은 단점들을 갖는다. 예를 들어, 강도 기반 분할 알고리즘은, 기하학적 구조의 피처가 균일하게 흩어져있는 경우에 이용될 수 있다. 그러나, 대개 이것은 충분하지 않다. 예를 들어, 강도 기반(intensity-based) 분할 또는 강도 합산 기반(sum of intensity-based) 분할에서, 웨이퍼 이미지는 저잡음 어레이 세그먼트, 잡음 페이지 브레이크 세그먼트, 및 잡음 교차 세그먼트로 분할될 수 있다. 그러나, 저잡음 세그먼트가 잡음 세그먼트로 잘못 분류되면, 저잡음 세그먼트에서의 관심 결함(defects of interest; DOI)을 놓칠 수 있다. 세그먼트들 간의 동일 전개선이 트레이닝 및 실행 시간에 상이한 분할로 이어지는 경우, 세그먼트들은 잘못 분류될 수 있다. 이와 같은 세그먼트들의 오분류(misclassification)는 또한 페이지 브레이크 영역에서의 주기적 패턴을 제거하는 것과 같은 이미지의 임의의 사전 처리에 나쁠 수 있다. 따라서, 전적으로 강도 기반 분할 또는 강도 합산 기반의 분할은 실행 시간 동안 작업마다의 강도 변화에 관련되어 불안정하게 되기 쉽다. 그러므로, 다른 특성 기반 분할이 필요하다.
암시야(dark field; DF) 검사 시스템의 출력을 분할하는 다른 방법은 투영 기반 분할(projection-based segmentation; PBS)이다. PBS는 x 방향 및 y 방향에서의 상대적 투영 강도에 기초하여 영역들의 세그먼트들을 분리하는 비교적 간단한 방법을 제공한다. 대부분의 경우, PBS 방식은 잘 작동한다. 그러나, 이것이 DF 웨이퍼 검사 알고리즘의 사전 처리 부분에 이용되기 때문에, PBS 분할 결과가 밑에 있는 물리적 구조 패턴의 측면을 따라 변동하는 경우가 있고, 이는 투영 기반 분할을 불안정하게 만든다. 직접적인 결과는 일부 저잡음 세그먼트들을 잡음 세그먼트들로 잘못 분할하거나, 그 반대로 잡음 세그먼트들을 저잡음 세그먼트들로 잘못 분할하는 것이다. 이 영향은 결함 검사가 로컬 잡음에 덜 적응적으로 되도록 야기할 것이다.
암시야 검사 시스템의 출력을 분할하는 추가적인 방법은 중간 강도 기반 분할(median intensity-based segmentation; MBS)이다. 대부분의 경우 어레이 영역과 페이지 브레이크 영역 간의 중간 강도 차이가 상당하고, 이는 어레이와 페이지 브레이크 간의 더욱 용이한 분리를 제공하기 때문에, MBS는 PBS보다 더욱 안정적이다. 그러나, MBS의 세그먼트 경계들은 불규칙적일 수 있고, 이는 밑에 있는 물리적 구조 패턴에 확실히 상관하지 않을 수 있다.
따라서, 앞서 기술된 단점들 중 하나 이상을 갖지 않는, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 방법 및 시스템을 개발하는 것이 유리할 것이다.
다양한 실시예들의 다음 설명은 어떤 방식으로도 첨부된 특허청구범위의 주제를 제한한는 것으로 해석되어서는 안된다.
일 실시예는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법에 관한 것이다. 이 방법은 검사 시스템에 의해 웨이퍼에 대해 획득된 이미지에서의 개별 픽셀들의 특징에 기초하여 개별 픽셀들에 대한 통계를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 통계에 기초하여 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계, 및 제 1 세그먼트들의 이미지에서 제 1 세그먼트들 간의 하나 이상의 에지들을 검출하는 단계를 포함한다. 게다가, 방법은 웨이퍼에 대한 이미지에 대응하는 영역에 걸쳐 하나 이상의 에지들을 투영함으로써 에지 맵을 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 웨이퍼에 대한 이미지에 제 1 세그먼트들 및 에지 맵을 적용하여 이미지를 분할함으로써, 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하는 단계를 더 포함한다. 결함 검출은 개별 픽셀들이 할당된 제 2 세그먼트들에 기초하여 수행된다. 방법의 단계들은 컴퓨터 시스템에 의해 수행된다.
앞서 기술된 컴퓨터 구현 방법의 단계들 각각은 본 명세서에 더욱 기술되는 바와 같이 수행될 수 있다. 앞서 기술된 컴퓨터 구현 방법은 본 명세서에 기술된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다. 앞서 기술된 컴퓨터 구현 방법은 본 명세서에 기술된 시스템들 중 임의의 시스템을 이용하여 수행될 수 있다.
다른 실시예는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이다. 방법은 앞서 기술된 컴퓨터 구현 방법의 단계들을 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 본 명세서에 기술된 바와 같이 구성될 수 있다. 방법의 단계들은 본 명세서에 더욱 기술되는 바와 같이 수행될 수 있다. 게다가, 프로그램 명령어가 실행 가능한 방법은 본 명세서에 기술된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다.
추가적인 실시예는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하도록 구성된 시스템에 관한 것이다. 시스템은 웨이퍼에 대한 이미지를 생성하도록 구성된 검사 서브시스템을 포함한다. 시스템은 또한 앞서 기술된 방법의 단계들을 수행하도록 구성된 컴퓨터 서브시스템을 포함한다. 시스템은 또한 본 명세서에 기술된 바와 같이 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적들 및 이점들은 첨부 도면들을 참조하고 다음의 상세한 설명을 읽으면 명백해질 것이다.
도 1은 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 명세서에 기술된 방법 실시예들 중 하나 이상을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하도록 구성된 시스템의 일 실시예의 측면도를 나타내는 개략도이다.
본 발명은 다양한 변형들 및 대안적인 형태들을 허용할 수 있지만, 이들의 특정한 실시예들이 도면에서 예로서 도시되고 본 명세서에서 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 특정한 실시예들의 도면들 및 상세한 설명은 개시된 특정 형태로 본 발명을 제한하려는 것이 아니라, 반대로, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 모든 변형, 등가물 및 대안들을 커버하기 위한 의도가 있음을 이해해야 한다.
이제 도면들을 참조하면, 도면들은 일정한 비율로 도시되지 않았음을 유념한다. 특히, 도면들의 요소들 중 일부의 크기는 요소들의 특징을 강조하기 위하여 크게 과장되었다. 도면들은 동일한 비율로 도시되지 않았음을 또한 유념한다. 하나 이상의 도면들에 도시된 유사하게 구성될 수 있는 요소들은 동일한 참조 번호를 이용하여 표시되었다.
일 실시예는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법에 관한 것이다. 컴퓨터 구현 방법은 검사 시스템에 의해 생성된 웨이퍼 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 웨이퍼에 대한 이미지를 획득하는 단계는 검사 시스템을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 이미지를 획득하는 단계는, 웨이퍼 위에 빛을 주사하고, 주사 동안에 검사 시스템에 의해 검출된, 웨이퍼로부터 산란 및/또는 반사된 빛에 응답하여 이미지(들)를 생성하는 검사 시스템을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 이런 식으로, 이미지를 획득하는 단계는 웨이퍼를 주사하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 이미지를 획득하는 단계는 반드시 웨이퍼를 주사하는 것을 포함하는 것은 아니다. 예를 들어, 이미지를 획득하는 단계는 (예컨대, 검사 시스템에 의해) 이미지가 저장되어 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로부터 이미지를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 저장 매체로부터 이미지를 획득하는 것은 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있고, 이미지가 획득되는 저장 매체는 본 명세서에 기술된 저장 매체 중 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술된 일부 실시예들에서, 웨이퍼에 대해 획득된 이미지는 "이미지 프레임"으로 언급되거나 기술될 수 있지만, 본 명세서에 기술된 실시예들에 이용되는 웨이퍼에 대한 이미지는 임의의 웨이퍼 검사 시스템에 의해 생성되거나 획득될 수 있는 임의의 이미지 또는 임의의 이미지의 일부를 포함할 수 있다.
방법은 검사 시스템에 의해 웨이퍼에 대해 획득된 이미지에서의 개별 픽셀들의 특징에 기초하여 개별 픽셀들에 대한 통계를 결정하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 특징은 개별 픽셀들의 이미지 강도(image intensity)이다. 일부 실시예들에서, 통계는 개별 픽셀들의 중간 이미지 강도(median image intensity)이다. 이런 식으로, 임의의 하나의 픽셀에 대한 통계가 이미지에서의 다수의 픽셀들의 특징을 이용하여 결정될 수 있다 해도, 방법은 픽셀 단위로 개별 픽셀들 각각에 대한 통계를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 단일 픽셀의 중간 강도가 그 픽셀의 이미지 강도뿐만 아니라 주변 픽셀들의 이미지 강도에 기초하여 결정될 수 있다. 중간 이미지 강도는 임의의 적합한 방법 또는 알고리즘을 이용하여 결정될 수 있다. 게다가, 특징 및 통계는 임의의 적합한 방식으로 결정되는 개별 픽셀들의 임의의 다른 적합한 특징 및 통계를 포함할 수 있다.
방법은 또한 통계에 기초하여 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계를 포함한다. 통계가 앞서 기술된 바와 같이 중간 이미지 강도이면, 이 단계는 중간 강도 기반 분할(MBS)과 유사할 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기술된 추가적인 단계들은 더욱 큰 정확도로 MBS의 세그먼트 경계들을 정의하는 것을 돕는다. "세그먼트"는 일반적으로 개별 픽셀들에 대한 가능한 값들의 전체 범위의 상이한 부분들로 정의될 수 있다. 세그먼트들은, 세그먼트들을 이용하는 결함 검출 알고리즘에 따라, 개별 픽셀들의 통계에 대한 값에 기초하여 결정된다. 예를 들어, MDAT(multiple die auto-thresholding) 알고리즘에서, 제 1 세그먼트들을 정의하는데 이용되는 개별 픽셀들의 통계에 대한 값은 중간 강도 값을 포함할 수 있다. 이러한 예시적이고 비제한적인 일례에서, 중간 강도 값의 전체 범위가 0 내지 255이면, 제 1 세그먼트들 중 하나는 0 내지 100의 중간 강도 값을 포함할 수 있고, 제 1 세그먼트들의 다른 것은 101 내지 255의 중간 강도 값을 포함할 수 있다. 이런 식으로, 제 1 세그먼트들 중 하나는 이미지의 어두운 픽셀들에 대응하고, 제 1 세그먼트들 중 다른 것은 이미지의 밝은 픽셀들에 대응한다. 본 명세서에 기술된 실시예들에서 이용되는 제 1 세그먼트들은 임의의 적합한 방식으로 정의될 수 있고, 개별 픽셀들은 임의의 적합한 방법 및/또는 알고리즘을 이용하여 제 1 세그먼트들에 할당될 수 있다.
일 실시예에서, 방법은 개별 픽셀들에 대해 결정된 통계를 나타내는 이미지를 생성하는 단계, 및 통계를 나타내는 이미지에 기초하여 수행된 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 방법은 픽셀 강도 통계(예컨대, 중간 강도, 범위 기반 등)에 기초하여 웨이퍼에 대한 이미지를 라벨링(labeling)하는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 일부 실시예들은 중간 강도에 기초하는 것으로 본 명세서에서 기술되지만, 실시예들은 본 명세서에서 기술된 바와 같이 나중에 수행되는 에지 검출을 이용한 임의의 통계에 우선 기초할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도 1에 도시된 이러한 일례에서, 방법은 개별 픽셀들의 함수로서 개별 픽셀들의 각각에 대해 결정된 통계를 나타내는 이미지(10)를 생성할 수 있다. 통계가 앞서 기술된 바와 같은 중간 이미지 강도이면, 도 1에 도시된 이미지(10)는 검사 시스템의 하나의 채널(하나의 검출 서브시스템 또는 하나의 검출기)에 대한 중간 이미지일 수 있고, 다른 이미지들은 검사 시스템의 다른 채널들에 대해 별도로 생성될 수 있다.
그런 다음, 그 이미지는 제 1 분할에 이용될 수 있다. 예를 들어, 이미지(10)의 제 1 세그먼트들(12)은 한 범위의 통계 값을 갖는 픽셀들을 포함하도록 정의될 수 있고, 제 1 세그먼트들(14)은 제 1 세그먼트들(12)과는 상이한 다른 범위의 통계 값을 갖는 픽셀들을 포함하도록 정의될 수 있다. 그러므로, 이미지의 픽셀들은 통계에 기초하여 제 1 세그먼트들로 분리될 수 있다. 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계는 반드시 앞서 기술된 바와 같은 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것은 아니고, 제 1 분할을 위해 이미지를 이용하는 것은 임의의 다른 적합한 방식으로 수행될 수 있다.
방법은 또한 제 1 세그먼트들의 이미지에서 제 1 세그먼트들 간의 하나 이상의 에지들을 검출하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 방법은 개별 픽셀들이 할당된 제 1 세그먼트들에 기초하여 개별 픽셀들을 라벨링함으로써, 제 1 세그먼트들의 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 세그먼트들의 이미지(16)는 개별 픽셀들이 할당된 제 1 세그먼트들에 기초하여 이미지(10)의 개별 픽셀들을 라벨링함으로써 생성될 수 있다. 그런 다음, 에지 검출이 라벨링된 이미지에 적용될 수 있다. 이런 식으로, MBS가 중간 이미지(10)에 적용되어 라벨링된 제 1 세그먼트들을 나타내는 이미지(16)를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 이미지(16)가 2개의 상이한 제 1 세그먼트들[제 1 세그먼트들(12 및 14)]의 픽셀들을 포함하기 때문에, 이미지(16)는 이미지에서 검은 영역(18)으로 도시된 제 1 세그먼트들 중 하나[제 1 세그먼트들(12)]와 이미지에서 흰 영역(20)으로 도시된 제 1 세그먼트들 중 다른 하나[제 1 세그먼트들(14)]를 갖는 바이너리 이미지(binary image)일 수 있다. 그런 다음, 라벨링된 제 1 세그먼트들을 나타내는 이미지는 본 명세서에 기술된 다른 단계들을 위한 분할 마스크로서(예컨대, 상이한 세그먼트들 내의 픽셀들이 마스크 내의 자신들의 위치에 기초하여 식별될 수 있도록 웨이퍼에 대해 획득된 이미지로 그것을 오버레이함으로써) 이용될 수 있다. 제 1 세그먼트들을 나타내는 이미지는 또한 임의의 다른 적합한 방식(예컨대, 색차, 그레이 레벨 차이, 알파뉴메릭 차이 등을 통해)으로 라벨링될 수 있다. 그런 다음, 그 이미지는 본 명세서에 더욱 기술되는 바와 같이 제 1 세그먼트들의 에지(들)을 검출하는데 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 에지들은 x 방향으로 연장되는 적어도 하나의 에지, y 방향으로 연장되는 적어도 하나의 에지, 또는 x 방향으로 연장되는 적어도 하나의 에지와 y 방향으로 연장되는 적어도 하나의 에지의 조합을 포함한다. 예를 들어, 에지 검출은 수평 에지 검출 및/또는 수직 에지 검출을 포함할 수 있다. 이러한 일례에서, 앞서 기술된 라벨링된 이미지와 같은 이미지의 각각의 픽셀(i,j)에 대해, (i,j-1), (i,j+1)가 상이한 세그먼트들에 속하면, 에지 검출은 i번째 위치에서 수평 에지에 1을 추가할 수 있다. 게다가, (i-1,j), (i+1,j)가 상이한 세그먼트들에 속하면, 에지 검출은 j번째 위치에서 수직 에지에 1을 추가할 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 이미지(16)을 이용하면, y방향으로 연장된 2개의 수직 에지들(22 및 24)이 [수평축(26)에 대하여] 검출될 수 있고, x 방향으로 연장되는 하나의 수평 에지(28)가 [수직축(30)에 대하여] 검출될 수 있다. 이것은 임의의 특정한 애플리케이션, 계산 고려사항, 또는 비용에 대해 미세 조정될 수 있는 비교적 간단한 에지 검출 방식이다. 게다가, 에지 검출은 다수의 상이한 다른 방법들로 구현될 수 있다.
일부 실시예들에서, 방법은 하나 이상의 검출된 에지들의 공간적 특징에 기초하여, 본 명세서에서 더욱 기술되는 에지 맵 생성 이전에, 하나 이상의 검출된 에지들을 수정하는 단계를 포함한다. 이 단계는 중복 에지들을 "잘라 내는 단계(pruning)"를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물리적 구조 조도 및 검사 시스템 해상도 제한으로 인해, 이미지에서의 세그먼트들의 에지는 항상 깨끗하게 절단되지 않는다. 그러므로, 에지 검출 단계는 실제 물리적 에지 주위에서 실질적으로 서로 가까이 있는 다수의 에지들(중복 에지들)을 검출할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 검출된 에지들은, 예를 들어, 실질적으로 서로 가까이 있는 에지들을 하나의 에지로 병합(또는 축소)하기 위해 팽창 알고리즘(dilation algorithm)을 이용하여 수정될 수 있다. 팽창 알고리즘은 당해 기술에 공지된 임의의 적합한 팽창 알고리즘을 포함할 수 있다.
방법은 또한 웨이퍼에 대한 이미지에 대응하는 영역에 걸쳐 하나 이상의 에지들을 투영함으로써 에지 맵을 생성하는 단계를 포함한다. 이런 식으로, 본 명세서에 기술된 방법들은 에지 정보에 기초하여 투영 기반 분할(PSB)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 에지 맵(32)은 도 1에 도시된 수평 에지 및 수직 에지[에지들(22, 24 및 28)]의 에지 투영으로 격자로서 생성될 수 있다. 하나 이상의 에지들을 투영하는 것은 검출되었으나 전체 이미지에 걸쳐 연장되지 않은 임의의 에지들을 연장하는 단계를 포함하여, 이들이 전체 이미지에 걸쳐 연장되도록 할 수 있다. 다시 말해서, 에지(들)을 투영하는 것은 전체 이미지 영역에 걸치도록 그 길이를 따라 에지를 연장하는 것을 포함할 수 있다.
통계 기반(예컨대, 중간 강도 기반) 세그먼트 맵에 기초하여 에지를 검출하고, 그런 다음 x 방향 및/또는 y 방향에서 에지(들)을 투영하는 것은, 강도 기반 투영과 비교하여 에지(들)의 애매성을 줄이는 것을 크게 도울 수 있다. 따라서, 이러한 방식은 밑에 있는 구조 패턴들에 대해 프레임 이미지들을 정확하게 분할하는데 이용될 수 있다. 세그먼트 맵 상에서 수행될 수 있는 본 명세서에 기술된 에지 검출 및 에지 맵에 기초한 투영은 또한 (웨이퍼에 대한 이미지를 형성하는데 이용되는 웨이퍼로부터 검출된 빛의 임의의 강도 변화에 대하여) 유리하게 안정적이다. 예를 들어, MBS 세그먼트 맵은 x 및 y에서 에지 검출을 수행하는데 안정적이다. 게다가, x 에지 및 y 에지에 기초한 투영은 웨이퍼에 대한 이미지의 다른 특징들에 기초한 에지 투영보다 훨씬 더 안정적이다.
방법은 또한 웨이퍼에 대한 이미지에 제 1 세그먼트들 및 에지 맵을 적용하여 이에 의해 이미지를 분할함으로써, 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 그러므로, 본 명세서에 기술된 실시예들은 에지들에 기초하여 프레임 이미지를 분할(및 라벨링)할 수 있다. 방법은 밑에 있는 구조들을 정확하게 분할하기 위해 이미지 강도(이미지에 적용되는 제 1 세그먼트들을 정의하는데 이용됨) 및 강도 변화 패턴(이미지에 적용되는 에지 맵을 정의하는데 이용됨)의 조합에 기초하여 픽셀들을 분할할 수 있다. 예를 들어, 비교적 낮은 이미지 강도를 갖는 비교적 얇은 수직 영역조차도 본 명세서에 기술된 방식으로 분할될 수 있다. 게다가, 본 명세서에 기술된 x 및 y에서 에지 투영은 실질적으로 (제 2 세그먼트들에 대한) 세그먼트 맵을 재구성하는데 안정적이다.
일 실시예에서, 제 2 세그먼트들에 개별 픽셀을 할당하는 단계는, 제 1 세그먼트들 및 에지 맵에 기초하여 제 2 세그먼트들을 생성하고, 개별 픽셀들에 제 2 세그먼트들을 적용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 분할 마스크[또는 제 1 세그먼트들을 나타내는 이미지(16)]는 도 1에 도시된 이미지(34)에 도시된 제 2 세그먼트 그룹들을 생성하기 위해 격자[또는 에지를 나타내는 에지 맵(32)]와 조합될 수 있다. 이런 식으로, 이 이미지는 제 2 세그먼트 그룹들을 도시하고, 앞서 기술된 바와 같이 제 2 분할 마스크로서 이용될 수 있다. 그러나, 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하는 것은 임의의 다른 적합한 방식으로 수행될 수 있다.
결함 검출은 개별 픽셀들이 할당된 제 2 세그먼트들에 기초하여 수행된다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 실시예들은 영역들을 상이한 세그먼트들로 분리하기 위해 전처리 방법(들)로서 이용될 수 있지만, 이들 자체가 검사 또는 결함 검출 알고리즘은 아니다. 본 명세서에 기술된 실시예들은 임의의 검사 알고리즘의 전처리에 이용될 수 있다. 이런 식으로, 결함 검출이 임의의 적합한 방법 및/또는 알고리즘을 이용하여 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다.
방법의 단계들은 컴퓨터 시스템에 의해 수행되고, 이는 본 명세서에 더욱 기술되는 바와 같이 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 것은, 상이한 제 1 세그먼트들에 할당된 상이한 레벨의 잡음을 갖는 개별 픽셀들을 야기한다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 방법들은 기본적으로 직사각형 경계 박스의 모양으로 고강도 세그먼트들로부터 저강도 세그먼트들을 분리한다. 그러므로, 본 명세서에 기술된 방법들은 근본적으로 비교적 고잡음 세그먼트들로부터 비교적 저잡음 세그먼트들을 분리하고, 그런 다음, 상이한 잡음 레벨을 갖는 세그먼트들은 결함 검출 동안 별도로 처리될 수 있어, 관심 결함(DOI)은 (예컨대, 픽셀들에 적용되는 문턱값을 조정함으로써) 잡음 레벨에 상관없이 세그먼트들 각각에서 검출될 수 있도록 하고, 이는 또한 방해, 잡음 및 배경 신호 검출을 억제한다.
다른 실시예에서, 제 1 세그먼트들 중 적어도 하나는 제 1 특징을 갖는 구조들을 포함하는 웨이퍼 상의 영역에 대응하고, 제 1 세그먼트들 중 적어도 다른 하나는 제 1 특징과는 상이한 제 2 특징을 갖는 구조들을 포함하는 웨이퍼 상의 영역에 대응한다. 예를 들어, 상이한 특징들을 갖는 웨이퍼 구조들은 상이한 방법으로 검사 시스템에 의해 검출되는 웨이퍼로부터의 빛에 영향을 미칠 것이기 때문에, 그리고 제 1 세그먼트들은 웨이퍼 이미지에 관련된 통계(예컨대, 중간 이미지 강도)에 기초하여 정의될 수 있기 때문에, 제 1 세그먼트들은 상이한 구조들을 포함하는 웨이퍼의 상이한 영역들을 분리하는데 이용될 수 있다. 게다가, 제 1 세그먼트들은, 특징 그 자체 대신에, 개별 픽셀들의 특징의 통계에 기초하여 정의되기 때문에, 제 1 세그먼트들은 비교적 높은 정확도로 영역들을 분리하는데 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제 2 세그먼트들 중 적어도 하나는 제 1 특징을 갖는 구조들을 포함하는 웨이퍼 상의 영역에 대응하고, 제 2 세그먼트들 중 적어도 다른 하나는 제 1 특징과는 상이한 제 2 특징을 갖는 구조들을 포함하는 웨이퍼 상의 영역에 대응한다. 예를 들어, 제 2 세그먼트들은 제 1 세그먼트들에, 적어도 부분적으로, 기초하기 때문에, 그리고 상이한 제 1 세그먼트들은, 앞서 기술된 바와 같이, 상이한 특징들을 갖는 구조들을 포함하는 상이한 영역들에 대응할 수 있기 때문에, 제 2 세그먼트들은 또한 상이한 특징들을 갖는 구조들을 포함하는 상이한 영역들에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 세그먼트들 중 적어도 하나는 웨이퍼 상에 제조된 디바이스의 페이지 브레이크 영역(page break area)에 대응하고, 제 1 세그먼트들 중 적어도 다른 하나는 디바이스의 어레이 영역에 대응한다. 페이지 브레이크는 실질적으로 물리적 메모리의 연속적인 영역들을 분리하는 다이의 영역으로서 당해 기술에 일반적으로 정의되어 있다. 물리적 메모리의 연속적인 영역들 각각은 보통 페이지 프레임으로 언급될 수 있다. 암시야 어레이 영역 안에는, 실질적인 피처 차이가 없으므로, 실질적인 강도 차이도 없고, 단지 일부 배경 잡음만 있다. 그러나, 페이지 브레이크는 어레이 영역들보다 극적으로 상이한 구조들을 포함하기 때문에, 어레이 영역들과 비교하여 페이지 브레이크에 대한 이미지에 실질적으로 강도 차이가 있을 것이다. 그러므로, 실시예들은 페이지 브레이크 세그먼트로부터 어레이 세그먼트를 분리할 수 있다. 본 명세서에서 더욱 기술되는 바와 같이, 중간 강도는 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는데 이용되는 개별 픽셀들의 특징의 통계일 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 중간 강도를 이용하는 것이 유리한데, 왜냐하면 이것이 강도 차이 면에서 페이지 브레이크로부터 어레이를 구별하는데 안정적이기 때문이다.
일부 실시예들에서, 제 2 세그먼트들 중 적어도 하나는 웨이퍼 상에 제조된 디바이스의 페이지 브레이크 영역에 대응하고, 제 2 세그먼트들 중 적어도 다른 하나는 디바이스의 어레이 영역에 대응한다. 예를 들어, 제 2 세그먼트들이 제 1 세그먼트들에, 적어도 부분적으로, 기초하기 때문에, 그리고 제 1 세그먼트들의 일부가, 앞서 기술된 바와 같이, 페이지 브레이크 영역들에 대응할 수 있고, 다른 제 1 세그먼트들은 어레이 영역들에 대응할 수 있기 때문에, 제 2 세그먼트들의 일부가 또한 페이지 브레이크 영역들에 대응하고, 다른 제 2 세그먼트들은 어레이 영역들에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 방법은 검사 시스템에 의한 웨이퍼의 주사 동안에 수행된다. 예를 들어, 이미지 프레임이 주사 동안에 웨이퍼에 대해 획득됨에 따라, 방법은 이미지 프레임들 각각 또는 이미지 프레임들의 적어도 일부에 대해 수행될 수 있다. 이런 식으로, 방법은 검사 시스템의 컴퓨터 서브시스템에 의해 검사 동안 실시간으로 수행될 수 있고, 이는 본 명세서에서 더욱 기술되는 바와 같이 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 웨이퍼에 대한 이미지는 검사 시스템에 의한 웨이퍼의 주사 동안에 웨이퍼 상의 상이한 영역들에 대해 순차적으로 획득된 다수의 이미지 프레임들 중 하나를 포함한다. 예를 들어, 검사 시스템의 검출 서브시스템 또는 검출기는, 웨이퍼가 검사 시스템에 관하여 이동되거나 그 반대로 이동될 때 다수의 이미지 프레임들을 캡처할 수 있다. 그러므로, 이미지 프레임들은 웨이퍼 상의 상이한 지점들에서 획득될 수 있다. 본 명세서에 기술된 방법은 이러한 이미지 프레임들 모두에 대해 또는 임의의 이미지 프레임에 대해 수행될 수 있다. 예를 들어, 이러한 일 실시예에서, 방법은 다수의 이미지 프레임들 중 하나보다 많은 이미지 프레임들에 대해 수행된다. 이런 식으로, 방법은 프레임 단위로 각각의 이미지 프레임에 대해 독립적으로 개별적으로 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 웨이퍼에 대한 이미지는 검사 시스템의 다수의 검출 서브시스템들에 의해 웨이퍼 상의 하나의 영역에 대해 동시에 획득된 다수의 이미지 프레임들 중 하나를 포함하고, 방법은 다수의 이미지 프레임들 중 적어도 다른 하나에 제 1 세그먼트들 및 에지 맵을 적용함으로써, 다수의 이미지 프레임들 중 적어도 다른 하나의 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 임의의 하나의 프레임 이미지를 이용하여 생성된 분할 결과는 동일한 작업 동안 검사 시스템의 다른 검출 서브시스템들(또는 "채널들")에 대한 이미지 프레임들에 적용될 수 있다. 이런 식으로, 하나의 채널에 의해 생성된 이미지 프레임들에 대해 결정된 분할이, 일부 경우에, 다른 채널에 의해 생성된 이미지 프레임에 적용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 검사 시스템은 암시야 검사 시스템이다. 그러므로, 본 명세서에 기술된 실시예들은 암시야 검사 시스템에 대한 분할에 이용될 수 있고, 이는 본 명세서에서 더욱 기술되는 바와 같이 구성될 수 있다. 게다가, 본 명세서에 기술된 실시예들은 암시야 주사 검사 시스템에 의해 생성된 웨이퍼 이미지들의 분할에 대한 정확도, 안정성 및 용이함을 개선시킨다. 그러나, 본 명세서에 기술된 실시예들은 특정 웨이퍼 또는 레이어 또는 특정한 검사 시스템에 특유한 것이 아니다. 예를 들어, 어떤 유형의 검사 시스템이 이미지를 획득하는데 이용되었는지에 상관없이, 방법은 임의의 이미지들을 분할하는데 이용될 수 있다.
방법은 또한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 방법의 단계(들) 중 임의의 단계의 결과를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 결과는 본 명세서에 기술된 결과들 중 임의의 결과를 포함할 수 있고, 당해 기술에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 저장 매체는 당해 기술에 공지된 임의의 적합한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과가 저장된 이후에, 저장 매체의 그 결과는 액세스되어, 본 명세서에 기술된 바와 같이 이용될 수 있고, 사용자에게 디스플레이하기 위한 포맷으로 만들어질 수 있으며, 다른 소프트웨어 모듈, 방법, 또는 시스템 등에 의해 이용될 수 있다.
다른 실시예는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 방법(즉, 컴퓨터 구현 방법)을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이다. 이러한 일 실시예가 도 2에 도시된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 판독 가능 매체(36)는 앞서 기술된 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템(40) 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어(38)를 저장한다. 프로그램 명령어가 실행 가능한 컴퓨터 구현 방법은 본 명세서에 기술된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 것과 같은 방법들을 구현하는 프로그램 명령어(38)는 컴퓨터 판독 가능 매체(40) 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 자기 디스크 또는 광 디스크, 또는 자기 테이프 또는 당해 기술 분야에 공지된 임의의 다른 적합한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체와 같은 저장 매체일 수 있다.
프로그램 명령어는 그 중에서도, 절차 기반 기술, 컴포넌트 기반 기술 및/또는 객체 지향 기술을 포함하는 다양한 방법들 중 임의의 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 명령어는, 원하는 바에 따라, 매트랩(Matlab), 비주얼 베이직(Visual Basic), 액티브 X 컨트롤(ActiveX control), C, C++ 객체, C#, 자바빈(JavaBean), MFC(Microsoft Foundation Classe), 또는 다른 기술들 또는 방법론들을 이용하여 구현될 수 있다.
컴퓨터 시스템(40)은 퍼스널 컴퓨터 시스템, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 시스템 컴퓨터, 이미지 컴퓨터, 프로그램 가능 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 당해 기술에 공지된 임의의 다른 디바이스를 포함하는, 다양한 형태를 취할 수 있다. 일반적으로, 용어 "컴퓨터 시스템"은 메모리 매체로부터의 명령어를 실행시키는, 하나 이상의 프로세서들을 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 넓게 정의될 수 있다.
추가적인 실시예는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하도록 구성된 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템의 일 실시예가 도 3에 도시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 시스템(42)은 검사 서브시스템(44) 및 컴퓨터 서브시스템(46)을 포함한다. 검사 서브시스템은 웨이퍼에 대한 이미지를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 검사 서브시스템은 레이저와 같은 광원(48)을 포함한다. 광원(48)은 편광 컴포넌트(50)에 빛을 보내도록 구성된다. 게다가, 검사 서브시스템은 하나보다 많은 편광 컴포넌트(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 이들 각각은 광원으로부터의 빛의 경로에 독립적으로 위치될 수 있다. 편광 컴포넌트들 각각은 상이한 방식으로 광원으로부터의 빛의 편광을 변경하도록 구성될 수 있다. 검사 서브시스템은, 편광 설정이 주사 동안에 웨이퍼의 조명을 위해 선택되는 것에 따라 임의의 적합한 방식으로, 광원으로부터의 빛의 경로에서 편광 컴포넌트들을 이동시키도록 구성될 수 있다. 주사 동안에 웨이퍼의 조명을 위해 이용되는 편광 설정은, p-편광(P), s-편광(S), 또는 원평광(C)을 포함할 수 있다.
편광 컴포넌트(50)를 나간 빛은 비스듬한 입사각으로 웨이퍼(52)에 보내지고, 이는 임의의 적합한 비스듬한 입사각을 포함할 수 있다. 검사 서브시스템은 또한 빛을 광원(48)으로부터 편광 컴포넌트(50)에 보내거나 편광 컴포넌트(50)로부터 웨이퍼(52)에 보내도록 구성된 하나 이상의 광학 컴포넌트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 광학 컴포넌트들은 반사 광학 컴포넌트와 같은 당해 기술에 공지된 임의의 적합한 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 게다가, 광원, 편광 컴포넌트, 및/또는 하나 이상의 광학 컴포넌트들은 하나 이상의 입사각(예컨대, 비스듬한 입사각 및/또는 실질적으로 수직 입사각)으로 웨이퍼에 빛을 보내도록 구성될 수 있다. 검사 서브시스템은 임의의 적합한 방식으로 웨이퍼 위에 빛을 주사함으로써 주사를 수행하도록 구성될 수 있다.
웨이퍼(52)로부터 산란된 빛은 주사 동안에 검사 서브시스템의 다수의 채널들에 의해 수집 및 검출될 수 있다. 예를 들어, 수직에 비교적 가까운 각으로 웨이퍼(52)로부터 산란된 빛은 렌즈(54)에 의해 수집될 수 있다. 렌즈(54)는 도 3에 도시된 바와 같은 굴절 광학 요소를 포함할 수 있다. 게다가, 렌즈(54)는 하나 이상의 굴절 광학 요소 및/또는 하나 이상의 반사 광학 요소를 포함할 수 있다. 렌즈(54)에 의해 수집된 빛은 편광 컴포넌트(56)로 보내질 수 있고, 이는 당해 기술 분야에 공지된 임의의 적합한 편광 컴포넌트를 포함할 수 있다. 게다가, 검사 서브시스템은 하나보다 많은 편광 컴포넌트(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 이들 각각은 렌즈에 의해 수집된 빛의 경로에 독립적으로 위치될 수 있다. 편광 컴포넌트들 각각은 상이한 방식으로 렌즈에 의해 수집된 빛의 편광을 변경하도록 구성될 수 있다. 검사 서브시스템은, 편광 설정이 주사 동안에 렌즈(54)에 의해 수집된 빛의 검출을 위해 선택되는 것에 따라 임의의 적합한 방식으로, 렌즈에 의해 수집된 빛의 경로에서 편광 컴포넌트들을 이동시키도록 구성될 수 있다. 주사 동안에 렌즈(54)에 의해 수집된 빛의 검출을 위해 이용되는 편광 설정은, 본 명세서에 기술된 편광 설정들[예컨대, P, S 및 비편광(N)] 중 임의의 편광 설정을 포함할 수 있다.
편광 컴포넌트(56)를 나간 빛은 검출기(58)에 보내진다. 검출기(58)는 전하 결합 소자(charge coupled device; CCD) 또는 다른 유형의 이미지 검출기와 같은 당해 기술 분야에 공지된 임의의 적합한 검출기를 포함할 수 있다. 검출기(58)는 이미지를 생성하도록 구성되고, 이 이미지는 렌즈(54)에 의해 수집된 산란광에 반응하는 것이고, 편광 컴포넌트(56)가 수집된 산란광의 경로에 위치되어 있으면 편광 컴포넌트(56)에 의해 전송된다. 그러므로, 렌즈(54), 편광 컴포넌트(56)[렌즈(54)에 의해 수집된 빛의 경로에 위치되어 있으면], 및 검출기(58)는 검사 서브시스템의 한 채널을 형성한다. 검사 서브시스템의 이런 채널은 푸리에(Fourier) 필터링 컴포넌트와 같은 당해 기술에 공지된 임의의 다른 적합한 광학 컴포넌트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
상이한 각으로 웨이퍼(52)로부터 산란된 빛은 렌즈(60)에 의해 수집될 수 있다. 렌즈(60)는 앞서 기술된 바와 같이 구성될 수 있다. 렌즈(60)에 의해 수집된 빛은 편광 컴포넌트(62)에 보내질 수 있고, 이는 당해 기술 분야에 공지된 임의의 적합한 편광 컴포넌트를 포함할 수 있다. 게다가, 검사 서브시스템은 하나보다 많은 편광 컴포넌트(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 이들 각각은 렌즈에 의해 수집된 빛의 경로에 독립적으로 위치될 수 있다. 편광 컴포넌트들 각각은 상이한 방식으로 렌즈에 의해 수집된 빛의 편광을 변경하도록 구성될 수 있다. 검사 서브시스템은, 편광 설정이 주사 동안에 렌즈(60)에 의해 수집된 빛의 검출을 위해 선택되는 것에 따라 임의의 적합한 방식으로, 렌즈에 의해 수집된 빛의 경로에서 편광 컴포넌트들을 이동시키도록 구성될 수 있다. 주사 동안에 렌즈(60)에 의해 수집된 빛의 검출을 위해 이용되는 편광 설정은 P, S 또는 N을 포함할 수 있다.
편광 컴포넌트(62)를 나간 빛은 검출기(64)에 보내지고, 이는 앞서 기술된 바와 같이 구성될 수 있다. 검출기(64)는 또한 이미지를 생성하도록 구성되고, 이 이미지는 편광 컴포넌트(62)가 산란광의 경로에 위치되어 있으면 편광 컴포넌트(62)를 통해 지나가는 수집된 산란광에 반응하는 것이다. 그러므로, 렌즈(60), 편광 컴포넌트(62)[렌즈(60)에 의해 수집된 빛의 경로에 위치되어 있으면], 및 검출기(64)는 검사 서브시스템의 다른 채널을 형성할 수 있다. 이 채널은 또한 앞서 기술된 임의의 다른 광학 컴포넌트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈(60)는 대략 20도 내지 대략 70도의 편각으로 웨이퍼로부터 산란된 빛을 수집하도록 구성될 수 있다. 게다가, 렌즈(60)는 대략 360도의 방위각으로 웨이퍼로부터 산란된 빛을 수집하도록 구성된 반사 광학 컴포넌트(도시되지 않음)로서 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 검사 서브시스템은 또한 하나 이상의 다른 채널들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검사 서브시스템은 사이드 채널로서 구성된 추가적인 채널을 포함할 수 있고, 이것은 렌즈, 하나 이상의 편광 컴포넌트들, 및 검출기와 같은 본 명세서에 기술된 광학 컴포넌트들 중 임의의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 렌즈, 하나 이상의 편광 컴포넌트들, 및 검출기는 또한 본 명세서에 기술된 바와 같이 구성될 수 있다. 이러한 일례에서, 사이드 채널은 입사면 밖으로 산란된 빛을 수집 및 검출하도록 구성될 수 있다(예컨대, 사이드 채널은 렌즈 및 검출기를 포함할 수 있는데, 렌즈는 입사면에 실질적으로 직교하는 면의 중심에 있고, 검출기는 이 렌즈에 의해서 수집된 빛을 검출하도록 구성된다).
컴퓨터 서브시스템(46)은 검사 서브시스템에 의해 생성된 이미지(들)를 획득하도록 구성된다. 예를 들어, 주사 동안에 검출기들에 의해 생성된 이미지(들)는 컴퓨터 서브시스템(46)에 제공될 수 있다. 특히, 컴퓨터 서브시스템은 (예컨대, 당해 기술 분야에 공지된 임의의 적합한 전송 매체를 포함할 수 있는, 도 3에서 점선으로 도시된 하나 이상의 전송 매체에 의해) 검출기들 각각에 결합될 수 있어, 컴퓨터 서브시스템이 검출기들에 의해 생성된 이미지(들)를 수신할 수 있도록 한다. 컴퓨터 서브시스템은 임의의 적합한 방식으로 검출기들 각각에 결합될 수 있다. 웨이퍼의 주사 동안에 검출기들에 의해 생성된 이미지(들)는 본 명세서에 기술된 이미지(들) 중 임의의 이미지를 포함할 수 있다.
컴퓨터 서브시스템은 본 명세서에 기술된 방법의 단계들을 수행하도록 구성된다. 컴퓨터 서브시스템은 또한 본 명세서에 기술된 임의의 방법 실시예(들)의 임의의 다른 단계(들)를 수행하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 서브시스템, 검사 서브시스템, 및 시스템은 또한 본 명세서에 기술된 바와 같이 구성될 수 있다.
도 3은 일반적으로 본 명세서에 기술된 시스템 실시예들에 포함될 수 있는 검사 서브시스템의 한 구성을 나타내기 위해 본 명세서에 제공된 것임을 유념한다. 확실히, 본 명세서에 기술된 검사 서브시스템 구성은, 상업용 검사 시스템을 설계하는 경우에 일반적으로 수행되는 바와 같이 검사 서브시스템의 성능을 최적화하기 위해 변경될 수 있다. 게다가, 본 명세서에 기술된 시스템들은, 미국 캘리포니아주, 밀피타스에 소재한, KLA-텐코로부터 상업적으로 이용 가능한 툴들 중 Puma 90xx, 91xx, 및 93xx 시리즈와 같은 기존의 검사 시스템을 이용하여(예컨대, 기존의 검사 시스템에 본 명세서에 기술된 기능들을 추가함으로써) 구현될 수 있다. 이러한 일부 시스템에 대해, 본 명세서에 기술된 방법들은 (예컨대, 시스템의 다른 기능에 더하여) 시스템의 선택적 기능으로서 제공될 수 있다. 대안적으로, 본 명세서에 기술된 시스템은 완전한 새로운 시스템을 제공하기 위해 "맨 처음부터" 설계될 수 있다.
본 발명의 다양한 양태들의 추가의 변형 및 대안적인 실시예들이 이러한 설명으로 당업자에게 명백해질 것이다. 예를 들어, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 방법 및 시스템에 제공된다. 따라서, 이러한 설명은 당지 예시적인 것으로 해석되어야 하고, 본 발명을 실시하는 일반적인 방식을 당업자에게 교시하기 위한 것이다. 본 명세서에 기술되고 도시된 발명의 형태는 현재 바람직한 실시예들로서 취해진 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 이러한 설명의 이점을 구비한 후 모든 것이 당업자에게 명백하기 때문에, 요소들 및 재료들은 본 명세서에서 기술되고 예시된 것에 대해 대체될 수 있고, 부분 및 공정들은 뒤바뀔 수 있으며, 본 발명의 특정 피처들은 독립적으로 이용될 수 있다. 변경은 다음의 특허청구범위에 기술된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 기술된 요소들에 행해질 수 있다.

Claims (20)

  1. 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법에 있어서,
    검사 시스템에 의해 웨이퍼에 대해 획득된 이미지에서의 개별 픽셀들의 특징에 기초하여 개별 픽셀들에 대한 통계를 결정하는 단계;
    상기 통계에 기초하여 상기 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계;
    상기 제 1 세그먼트들의 이미지에서 상기 제 1 세그먼트들 간의 하나 이상의 에지들을 검출하는 단계;
    상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지에 대응하는 영역에 걸쳐 상기 하나 이상의 에지들을 투영함으로써 에지 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지에 상기 제 1 세그먼트들 및 상기 에지 맵을 적용하여 상기 이미지를 분할함으로써, 상기 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하는 단계를 포함하고,
    결함 검출은 상기 개별 픽셀들이 할당된 상기 제 2 세그먼트들에 기초하여 수행되며, 상기 방법의 단계들은 컴퓨터 시스템에 의해 수행되는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 특징은 상기 개별 픽셀들의 이미지 강도(image intensity)인 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 통계는 상기 개별 픽셀들의 중간 이미지 강도(median image intensity)인 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 개별 픽셀들에 대해 결정된 상기 통계를 나타내는 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계는 상기 통계를 나타내는 상기 이미지에 기초하여 수행되는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 개별 픽셀들이 할당된 상기 제 1 세그먼트들에 기초하여 상기 개별 픽셀들을 라벨링(labeling)함으로써, 상기 제 1 세그먼트들의 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 에지들은 x 방향으로 연장되는 적어도 하나의 에지, y 방향으로 연장되는 적어도 하나의 에지, 또는 x 방향으로 연장되는 적어도 하나의 에지와 y 방향으로 연장되는 적어도 하나의 에지의 조합을 포함하는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 검출된 에지들의 공간적 특징에 기초하여, 상기 에지 맵을 생성하는 단계 이전에, 상기 하나 이상의 검출된 에지들을 수정하는 단계를 더 포함하는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하는 단계는, 상기 제 1 세그먼트들 및 상기 에지 맵에 기초하여 상기 제 2 세그먼트들을 생성하는 단계 및 상기 개별 픽셀들에 상기 제 2 세그먼트들을 적용하는 단계를 포함하는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계는, 상이한 제 1 세그먼트들에 할당된 상이한 레벨의 잡음을 갖는 개별 픽셀들을 야기하는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 세그먼트들 중 적어도 하나는 제 1 특징을 갖는 구조들을 포함하는 상기 웨이퍼 상의 영역에 대응하고, 상기 제 1 세그먼트들 중 적어도 다른 하나는 상기 제 1 특징과는 상이한 제 2 특징을 갖는 구조들을 포함하는 상기 웨이퍼 상의 영역에 대응하는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 세그먼트들 중 적어도 하나는 제 1 특징을 갖는 구조들을 포함하는 상기 웨이퍼 상의 영역에 대응하고, 상기 제 2 세그먼트들 중 적어도 다른 하나는 상기 제 1 특징과는 상이한 제 2 특징을 갖는 구조들을 포함하는 상기 웨이퍼 상의 영역에 대응하는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 세그먼트들 중 적어도 하나는 상기 웨이퍼 상에 제조된 디바이스의 페이지 브레이크 영역(page break area)에 대응하고, 상기 제 1 세그먼트들 중 적어도 다른 하나는 상기 디바이스의 어레이 영역에 대응하는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 세그먼트들 중 적어도 하나는 상기 웨이퍼 상에 제조된 디바이스의 페이지 브레이크 영역에 대응하고, 상기 제 2 세그먼트들 중 적어도 다른 하나는 상기 디바이스의 어레이 영역에 대응하는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 검사 시스템에 의한 상기 웨이퍼의 주사 동안에 수행되는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지는, 상기 검사 시스템에 의한 상기 웨이퍼의 주사 동안에 상기 웨이퍼 상의 상이한 영역들에 대해 순차적으로 획득된 다수의 이미지 프레임들 중 하나를 포함하는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지는, 상기 검사 시스템에 의한 상기 웨이퍼의 주사 동안에 상기 웨이퍼 상의 상이한 영역들에 대해 순차적으로 획득된 다수의 이미지 프레임들 중 하나를 포함하고,
    상기 방법은 상기 다수의 이미지 프레임들 중 하나보다 많은 이미지 프레임들에 대해 수행되는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지는, 상기 검사 시스템의 다수의 검출 서브시스템들에 의해 상기 웨이퍼 상의 하나의 영역에 대해 동시에 획득된 다수의 이미지 프레임들 중 하나를 포함하고,
    상기 방법은, 상기 다수의 이미지 프레임들 중 적어도 다른 하나에 상기 제 1 세그먼트들 및 상기 에지 맵을 적용함으로써, 상기 다수의 이미지 프레임들 중 적어도 다른 하나의 개별 픽셀들을 상기 제 2 세그먼트들에 할당하는 단계를 더 포함하는 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 검사 시스템은 암시야 검사 시스템인 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 컴퓨터 구현 방법.
  19. 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하는 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서, 상기 방법은,
    검사 시스템에 의해 웨이퍼에 대해 획득된 이미지에서의 개별 픽셀들의 특징에 기초하여 개별 픽셀들에 대한 통계를 결정하는 단계;
    상기 통계에 기초하여 상기 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하는 단계;
    상기 제 1 세그먼트들의 이미지에서 상기 제 1 세그먼트들 간의 하나 이상의 에지들을 검출하는 단계;
    상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지에 대응하는 영역에 걸쳐 상기 하나 이상의 에지들을 투영함으로써 에지 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지에 상기 제 1 세그먼트들 및 상기 에지 맵을 적용하여 상기 이미지를 분할함으로써, 상기 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하는 단계를 포함하고,
    결함 검출은 상기 개별 픽셀들이 할당된 상기 제 2 세그먼트들에 기초하여 수행되는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
  20. 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하도록 구성된 시스템에 있어서,
    웨이퍼에 대한 이미지를 생성하도록 구성된 검사 서브시스템; 및
    컴퓨터 서브시스템을 포함하고, 상기 컴퓨터 서브시스템은,
    상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지에서의 개별 픽셀들의 특징에 기초하여 개별 픽셀들에 대한 통계를 결정하고;
    상기 통계에 기초하여 상기 개별 픽셀들을 제 1 세그먼트들에 할당하고;
    상기 제 1 세그먼트들의 이미지에서 상기 제 1 세그먼트들 간의 하나 이상의 에지들을 검출하고;
    상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지에 대응하는 영역에 걸쳐 상기 하나 이상의 에지들을 투영함으로써 에지 맵을 생성하며;
    상기 웨이퍼에 대한 상기 이미지에 상기 제 1 세그먼트들 및 상기 에지 맵을 적용하여 상기 이미지를 분할함으로써, 상기 개별 픽셀들을 제 2 세그먼트들에 할당하도록 구성되고,
    결함 검출은 상기 개별 픽셀들이 할당된 상기 제 2 세그먼트들에 기초하여 수행되는 것인, 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지의 픽셀들을 분할하도록 구성된 시스템.
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