TW201511154A - 以運行時設計資料之使用偵測晶圓上之缺陷 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於偵測一晶圓上之缺陷之方法及系統。一種方法包含針對一晶圓之一設計建立一可搜尋資料庫，此包含基於該設計之不同部分中之圖案而將值指派至該設計之該等不同部分且將該等所指派值儲存於該可搜尋資料庫中。給該設計之實質上具有相同圖案之不同部分指派該可搜尋資料庫中之相同值。該可搜尋資料庫經組態以使得對該資料庫之搜尋可與由一晶圓檢驗系統之一或多個偵測器產生該晶圓之輸出同步。因此，在掃描該晶圓時，可與產生該輸出一樣快地判定該輸出之設計資訊，此達成多個期望之基於設計之檢驗能力。

Description

以運行時設計資料之使用偵測晶圓上之缺陷
本發明一般而言係關於用於以運行時設計資料之使用偵測一晶圓上之缺陷之方法及系統。
以下說明及實例並不由於其包含於此章節中而被認為係先前技術。
可使用諸如電子設計自動化(EDA)、電腦輔助設計(CAD)及其他IC設計軟體之一方法或系統來開發一積體電路(IC)設計。此等方法及系統可用以自IC設計產生電路圖案資料庫。電路圖案資料庫包含表示該IC之各種層之複數個佈局之資料。電路圖案資料庫中之資料可用以判定複數個光罩之佈局。一光罩之一佈局通常包含界定光罩上之一圖案中之特徵之複數個多邊形。每一光罩用以製作該IC之各種層中之一者。該IC之層可包含(舉例而言)一半導體基板中之一接面圖案、一閘極電介質圖案、一閘極電極圖案、一層間電介質中之一接觸圖案及一金屬化層上之一互連圖案。
如本文中所使用之術語「設計資料」通常係指一IC之實體設計(佈局)以及透過複雜模擬或簡單幾何及布林(Boolean)運算自實體設計導出之資料。
製作諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置通常包含使用大量半 導體製作程序來處理諸如一半導體晶圓之一基板以形成半導體裝置之各種特徵及多個層級。舉例而言，微影係涉及將一圖案自一光罩轉印至配置於一半導體晶圓上之一抗蝕劑之一半導體製作程序。半導體製作程序之額外實例包含但不限於化學機械拋光(CMP)、蝕刻、沈積及離子植入。可將多個半導體裝置製作於一單個半導體晶圓上之一配置中且然後將其分離成個別半導體裝置。
在一半導體製造程序期間在各種步驟處使用檢驗程序來偵測晶圓上之缺陷以促進在製造程序中之較高良率及(因此)較高利潤。檢驗始終係製作諸如IC之半導體裝置之一重要部分。然而，隨著半導體裝置之尺寸減小，檢驗對可接受半導體裝置之成功製造變得甚至更加重要，此乃因較小缺陷可導致裝置不合格。
然而，隨著設計規則縮小，半導體製造程序可更接近於對該等程序之效能能力之限制而操作。另外，隨著設計規則縮小，較小缺陷可具有對裝置之電參數之一影響，此驅動較多敏感檢驗。因此，隨著設計規則縮小，由檢驗偵測到之潛在良率相關缺陷之族群顯著地增長，且由檢驗偵測到之擾害缺陷之族群亦顯著地增加。因此，可在晶圓上偵測到越來越多之缺陷，且校正程序以消除所有缺陷可係困難且昂貴的。
最近，已開發方法及系統來最大化檢驗系統藉由使用正在檢驗程序中檢驗之晶圓之某一類設計資訊而擷取因設計及程序互依性而產生之細微空間系統「可製造性設計」(DFM)缺陷之敏感度。由於不使用對其最充分有利之設計資訊，因此其可花費一較長時間使程序、產品設計及光罩處於控制之下。
因此，開發不具有上文所闡述之缺點中之一或多者之用於偵測一晶圓上之缺陷之系統及方法將係有利的。
各種實施例之以下說明不應以任何方式視為限制隨附申請專利範圍之標的物。
一項實施例係關於一種用於偵測一晶圓上之缺陷之方法。該方法包含針對一晶圓之一設計建立一可搜尋資料庫。建立該可搜尋資料庫包含基於該設計之不同部分中之圖案而將值指派至該設計之該等不同部分且將該等所指派值儲存於該可搜尋資料庫中。給該設計之實質上具有相同圖案之該等不同部分指派該可搜尋資料庫中之相同值。該方法亦包含藉助一晶圓檢驗系統掃描該晶圓。該晶圓檢驗系統之一或多個偵測器在該掃描期間產生該晶圓之輸出。在執行該掃描時，該方法包含針對該輸出中之圖案搜尋該可搜尋資料庫。該搜尋與由該晶圓檢驗系統產生該晶圓之該輸出同步。另外，該方法包含將該輸出之不同部分之值判定為指派至該設計之具有實質上匹配該輸出中之該等圖案的該等圖案之該等不同部分之該等值。該方法進一步包含藉由基於指派至該輸出之該等不同部分之該等值而將一或多個缺陷偵測演算法應用於該輸出而偵測該晶圓上之缺陷。藉助一或多個電腦系統來執行建立該可搜尋資料庫、搜尋該可搜尋資料庫、判定該等值及偵測該等缺陷。
可如本文中進一步所闡述而進一步執行上文所闡述之該方法之步驟中之每一者。另外，上文所闡述之該方法之該實施例可包含本文中所闡述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。此外，上文所闡述之該方法可藉由本文中所闡述之該等系統中之任一者來執行。
另一實施例係關於一種儲存可在一電腦系統上執行以執行用於偵測一晶圓上之缺陷之一電腦實施方法之程式指令之非暫時性電腦可讀媒體。該電腦實施方法包含上文所闡述之該方法之該等步驟。可如本文中所闡述來進一步組態該電腦可讀媒體。可如本文中進一步所闡述來執行該電腦實施方法之該等步驟。另外，可為其執行該等程式指 令之該電腦實施方法可包含本文中所闡述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。
一額外實施例係關於一種經組態以偵測一晶圓上之缺陷之系統。該系統包含經組態用於針對一晶圓之一設計建立一可搜尋資料庫之一或多個電腦子系統。建立該可搜尋資料庫包含基於該設計之不同部分中之圖案而將值指派至該設計之該等不同部分且將該等所指派值儲存於該可搜尋資料庫中。給該設計之實質上具有相同圖案之該等不同部分指派該可搜尋資料庫中之相同值。該系統亦包含經組態用於掃描該晶圓之一光學子系統。該光學子系統之一或多個偵測器在該掃描期間產生該晶圓之輸出。該一或多個電腦子系統亦經組態用於，在執行該掃描時，針對該輸出中之圖案搜尋該可搜尋資料庫。搜尋該可搜尋資料庫與由該光學子系統產生該晶圓之該輸出同步。該(該等)電腦子系統進一步經組態用於將該輸出之不同部分之值判定為指派至該設計之具有實質上匹配該輸出中之該等圖案的該等圖案之該等不同部分之該等值。另外，該(該等)電腦子系統經組態用於藉由基於指派至該輸出之該等不同部分之該等值而將一或多個缺陷偵測演算法應用於該輸出而偵測該晶圓上之缺陷。可如本文中進一步所闡述而進一步組態上文所闡述之該系統之該等實施例中之每一者。
100‧‧‧晶粒
102‧‧‧區
102a‧‧‧區
104‧‧‧區
104a‧‧‧區
200‧‧‧晶粒
202‧‧‧部分
204‧‧‧部分
206‧‧‧部分
208‧‧‧部分
210‧‧‧子光罩帶
212‧‧‧子光罩帶
214‧‧‧刈幅
300‧‧‧非暫時性電腦可讀媒體/電腦可讀媒體
302‧‧‧程式指令
304‧‧‧電腦系統
400‧‧‧電腦子系統
402‧‧‧電子設計自動化工具
404‧‧‧光學子系統
406‧‧‧晶圓檢驗系統
408‧‧‧光源
410‧‧‧分束器
412‧‧‧晶圓
414‧‧‧透鏡
416‧‧‧偵測器
418‧‧‧電腦子系統
在受益於對較佳實施例之以下詳細說明之情況下且在參考隨附圖式之後，熟習此項技術者將明瞭本發明之進一步優點，在該等隨附圖式中：圖1係圖解說明其中已形成一晶圓之一設計之不同部分之該晶圓上之數個晶粒之一平面圖之一項實施例之一示意圖；圖2係圖解說明一晶圓之一設計之不同部分、可針對晶圓藉由一晶圓檢驗系統產生之輸出之一刈幅及可用於該刈幅之不同部分之不同 子帶之一項實施例之一示意圖；圖3係圖解說明儲存用於致使一電腦系統執行本文中所闡述之一電腦實施方法之程式指令之一非暫時性電腦可讀媒體之一項實施例之一方塊圖；且圖4係圖解說明經組態以偵測一晶圓上之缺陷之一系統之一實施例之一側視圖之一示意圖。
雖然易於對本發明做出各種修改及替代形式，但其特定實施例係以實例方式展示於圖式中且將在本文中詳細地闡述。該等圖式可未按比例繪製。然而，應理解，圖式及對其之詳細說明並非意欲將本發明限制於所揭示之特定形式，而是相反，本發明意欲涵蓋歸屬於如由隨附申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇內之所有修改、等效形式及替代形式。
如本文中所使用之術語「設計」及「設計資料」通常係指一IC之實體設計(佈局)以及透過複雜模擬或簡單幾何及布林運算自實體設計導出之資料。另外，一光罩檢驗系統所獲取之一光罩之一影像及/或其導數可用作設計之一「代理」或若干「代理」。在使用一設計之本文中所闡述之任何實施例中，此一光罩影像或其一導數可用作設計佈局之一替代物。該設計可包含在共同擁有之Zafar等人於2009年8月4日頒佈之第7,570,796號美國專利及Kulkarni等人於2010年3月9日頒佈之第7,676,077號美國專利中所闡述之任何其他設計資料或設計資料代理，該兩個美國專利如同完全陳述一般以引用方式併入本文中。另外，設計資料可係標準單元庫資料、整合佈局資料、一或多個層之設計資料、設計資料之導數及全部或部分晶片設計資料。
然而，一般而言，設計資訊或資料無法藉由藉助一晶圓檢驗系統使一晶圓成像而產生。舉例而言，形成於晶圓上之設計圖案可能不 會準確地表示晶圓之設計且晶圓檢驗系統可能不能夠產生具有充分解析度以使得影像可用以判定關於晶圓之設計之資訊的形成於晶圓上之設計圖案之該影像。因此，一般而言，設計資訊或設計資料無法使用一實體晶圓產生。另外，本文中所闡述之「設計」及「設計資料」係指由半導體裝置設計者在一設計程式中產生且因此在將設計印刷於任何實體晶圓上之前可良好地用於本文中所闡述之實施例中之資訊及資料。
現在轉至圖式，應注意各圖並未按比例繪製。特定而言，該等圖之元件中之某些元件之比例被大為放大以強調該等元件之特性。亦應注意，該等圖並未按相同比例繪製。已使用相同元件符號指示可以類似方式組態之在一個以上圖中展示之元件。除非本文中另外提及，否則所闡述及所展示之元件中之任何元件可包含任何適合可商業購得之元件。
一項實施例係關於用於偵測一晶圓上之缺陷之一方法。本文中所闡述之實施例通常經組態用於運行時檢驗啟動以偵測系統及隨機缺陷。「運行時檢驗啟動」(如彼術語在本文中使用)通常可定義為在一檢驗程式期間在資料獲取及處理期間，執行在不具有外部輸入之情況下進行之一自持程式。舉例而言，本文中所闡述之實施例可用於意圖偵測原本將不被偵測到之缺陷的檢驗之敏感度相關參數之檢驗運行時啟動。另外，在一半導體晶圓之檢驗期間，由KLA-Tencor、Milpitas、Calif.開發之系統及方法具有藉助(幾乎)相同圖案(舉例而言，使用基於設計之分組(DBG))來識別位置之能力。另外，由KLA-Tencor開發之系統及方法具有透過使用包含切換偵測演算法之Nanopoint(用於以實質上高準確度(例如，子圖元)將檢驗輸出對準至設計資料之方法及系統)而在局部區域中選擇性地改良缺陷偵測敏感度之能力。本文中所闡述之實施例藉由將基於資料庫索引之超快圖案 搜尋能力併入至偵測流程中而使此等及其他能力成為可能。此等及其他晶圓檢驗改良藉由本文中進一步所闡述之超快圖案搜尋能力成為可能。
本文中所闡述之實施例利用(且取決於)一實質上快速積體電路(IC)實體設計圖案搜尋引擎。本文中進一步所闡述之圖案搜尋引擎或一電腦子系統執行一資料準備步驟，該資料準備步驟最佳化資料庫索引以使得資料庫之搜尋可與檢驗工具刈幅掃描/掃描/步進程式一致同步。舉例而言，該方法包含針對一晶圓之一設計建立一可搜尋資料庫。建立該可搜尋資料庫包含基於該設計之不同部分中之圖案而將值指派至該設計之該等不同部分及將該等所指派值儲存於該可搜尋資料庫中。給該設計之實質上具有相同圖案之該等不同部分指派該可搜尋資料庫中之相同值。舉例而言，可提前準備其中已計算所有相同鄰近圖徽之一索引表以進行超快圖案搜尋。
在一項實施例中，建立該可搜尋資料庫包含將一幾何雜湊方法應用於該設計。幾何雜湊方法可包含此項技術中已知之任何適合此方法。在對晶圓執行任何檢驗程式之前建立該可搜尋資料庫將顯著計算時間量自搜尋時間(在於執行資料庫之搜尋時之晶圓檢驗程式期間之時間)推回至其中建構資料庫之時間。更具體而言，藉由針對實質上類似圖案執行設計之一窮盡搜尋，在搜尋時間處在倒置索引之建立期間而非資料庫之使用期間執行該搜索，因此資料庫之查詢可係實質上快速的(亦即，至少與由晶圓檢驗系統在晶圓之掃描期間產生晶圓之輸出一樣快以使得資料庫之搜尋可與輸出之產生及/或與輸出產生同步執行之其他程式或函數同步)。
該方法亦包含藉助一晶圓檢驗系統掃描晶圓。可如本文中所闡述來進一步組態晶圓檢驗系統。可以任何適合方式(例如，將光引導至晶圓且在光於晶圓上方掃描時，偵測來自晶圓之光作為照明之一結 果)執行藉助晶圓檢驗系統之掃描晶圓。晶圓檢驗系統之一或多個偵測器在掃描期間產生晶圓之輸出。可如本文中所闡述來進一步組態(若干)偵測器。針對晶圓所產生之輸出可包含晶圓檢驗系統之偵測器之任何適合輸出，諸如信號、信號資料、影像、影像資料等。
該方法進一步包含，在執行掃描時，針對輸出中之圖案搜尋可搜尋資料庫。搜尋與由晶圓檢驗系統產生晶圓之輸出同步。以此方式，在一晶圓掃描期間，可藉由追蹤資料收集之位置處之確切設計配置而監視(若干)偵測器之信號(灰階)或其他輸出。另外，如本文中進一步所闡述，可最佳化實體設計資料庫之索引以使搜尋與由一晶圓檢驗器執行之函數同步。使設計資料庫搜尋與晶圓檢驗器函數同步可有利地達成若干個不同應用。舉例而言，在晶圓掃描(真實或虛擬)之前可搜尋設計資料庫且可將至少一個刈幅注入注意區。儘管搜尋可與晶圓之掃描同步，但可獨立於掃描完成同步化。在本文中進一步所闡述之虛擬檢驗器變化中，對光學對準之設計可作為一掃描後操作完成。
該方法亦包含將輸出之不同部分之值判定為指派至設計之具有實質上匹配該輸出中之圖案的圖案之不同部分之值。舉例而言，一旦在可搜尋資料庫中發現輸出之不同部分中之設計圖案，即可將彼等設計圖案之值指派至輸出之不同部分。然後可如本文中進一步所闡述基於指派至輸出之不同部分之值而執行該方法之一或多個函數或步驟。另外，由於輸出之不同部分將被指派不同值，因此可基於不同值對不同部分選擇性地執行函數或步驟。
該方法進一步包含藉由基於指派至輸出之不同部分之值而將一或多個缺陷偵測演算法應用於該輸出而偵測晶圓上之缺陷。可以本文中進一步所闡述之若干個不同方式及此項技術中已知之任何其他適合方式執行將(若干)缺陷偵測演算法應用於輸出。另外，可使用資料、信號或影像處理技術中已知之任何方法、演算法、函數、資料結構等 來執行將(若干)缺陷偵測演算法應用於輸出。藉助可如本文中進一步所闡述而組態之一或多個電腦系統來執行建立可搜尋資料庫、搜尋可搜尋資料庫、判定值及偵測缺陷。
在一項實施例中，應用一或多個缺陷偵測演算法包含對輸出之具有相同所指派值之不同部分執行統計分析。舉例而言，如本文中所闡述而建立之一可搜尋資料庫(或索引表)可用以將與某一實質上類似設計幾何配置相關聯之所有圖元座標分組。換言之，索引表可用以映射由晶圓檢驗系統之一或多個偵測器擷取之所有等效圖元(落在相同幾何雜湊值上之圖元)。然後可對自相同(或幾乎相同)設計配置所收集之資料(圖元)執行統計分析。換言之，對於每一雜湊值，可針對等效圖元判定一統計資料(例如，平均數及/或標準差)。在一項此實例中，針對每一群組，可判定關於所收集圖元值(諸如平均數、標準差等)之一統計資料。然後可將離群圖元判定為對應於缺陷候選者。可如本文中所闡述進一步執行缺陷偵測且該缺陷偵測具有本文中進一步所闡述之諸多益處。舉例而言，可對實質上均質區執行缺陷偵測，藉此增加信雜比(例如，離群圖元對平均數)。以此方式，可如本文中所闡述在缺陷偵測期間使用設計資訊來表徵及增加信雜比。
在另一實施例中，應用一或多個缺陷偵測演算法包含針對輸出之不同部分判定一統計資料。此一實施例亦包含基於統計資料而偵測輸出之不同部分中之缺陷。可如上文所闡述來執行此等步驟。此一實施例進一步包含，針對其中偵測到缺陷中之一者之輸出之不同部分中之一者，藉由比較一個不同部分之統計資料與輸出之產生於與該一個不同部分相同之晶粒內且具有與該一個不同部分相同之所指派值之不同部分中之一或多者之統計資料而產生一第一比較結果。另外，該實施例包含藉由比較該一個不同部分之統計資料與輸出之產生於除其中產生該一個不同部分之晶粒以外之一或多個晶粒中且具有與該一個不 同部分相同之所指派值之不同部分中之一或多個其他者之統計資料而產生一第二比較結果。該實施例進一步包含以組合方式基於第一及第二比較結果而判定缺陷中之一者之一缺陷類型。
在一項此實例中，針對所發現之每一離群，可執行一交叉檢查，其中執行一內部晶粒比較Cint及一毗鄰晶粒比較Cadj。在內部晶粒比較中，可比較離群之統計資料與產生於與離群之輸出相同之晶粒中且具有形成於其中之相同或實質上相同之設計圖案之不同部分中之一或多個其他者之統計資料。在交叉晶粒比較中，可比較離群之統計資料與產生於與離群之輸出不同之晶粒中且具有形成於其中之相同或實質上相同之設計圖案之不同部分中之一或多個其他者之統計資料。
為進一步圖解說明此程式，圖1展示可形成於一晶圓上之三個晶粒100。儘管圖1中展示三個晶粒，但可在一晶圓上形成呈任何配置之任何數目個晶粒。為簡潔起見，圖1中未展示形成於晶粒中且可成像於由一晶圓檢驗系統產生之輸出中之圖案。圖1中所展示之區102及102a係其中設計之實質上具有相同圖案之部分形成在不同晶粒中在實質上相同晶粒內位置處之晶粒中之區。圖1中所展示之區102及104係其中設計之實質上具有相同圖案之部分形成於不同晶粒內位置處之晶粒中之一者中之區。另外，圖1中所展示之區102a及104a係其中設計之實質上具有相同圖案之部分形成於不同晶粒內位置處之晶粒中之另一者之區。因此，在某些例項中，區104之輸出可用以估計區102及區104中之一或多者之雜訊。另外，以此一方式判定之雜訊可用以偵測區102及區104中之一或多者之缺陷。若在區102中偵測到一離群，則可比較區102之輸出與區104中之一或多者之輸出以執行一晶粒內比較，藉此產生Cint之一值。針對此一離群，可比較區102之輸出與區102a之輸出以執行一外部晶粒比較，藉此產生Cadj之一值。可針對晶圓上偵測到之其他離群中之任何或所有離群執行類似比較。
然後可以組合方式使用Cint及Cadj以判定所偵測離群是否係一製程差異、一隨機缺陷、一光罩缺陷或者並非一缺陷。舉例而言，若Cadj實質上大於0(亦即，Cadj>>0)且Cint大致等於0(亦即，Cint 0)，則離群可分類為一製程差異。另外，若Cadj實質上大於0(亦即，Cadj>>0)且Cint實質上大於0(亦即，Cint>>0)，則離群可分類為一隨機缺陷。另一方面，若Cadj大致等於0(亦即，Cadj 0)且Cint實質上大於0(亦即，Cint>>0)，則離群可分類為一光罩製造或光罩資料準備相關缺陷。此外，若Cadj大致等於0(亦即，Cadj 0)且Cint大致等於0(亦即，Cint 0)，則離群可分類為一非缺陷。
在一項實施例中，該方法包含使用晶圓上之實質上具有形成於其中之相同圖案之兩個或兩個以上區之輸出來判定該晶圓上之至少一個區之一雜訊量度。在一項此實施例中，至少一個區及兩個或兩個以上區位於晶圓上之相同晶粒中在不同晶粒內位置處。在另一此實施例中，該方法進一步包含基於經判定雜訊量度而判定晶圓之一非缺陷相關特性。舉例而言，在某些例項中，除使用缺陷偵測演算法來決定一規定位置是否係一缺陷之外，該系統亦可簡單地記錄晶圓上之規定位置之屬性(例如，可如上文所闡述而計算之「雜訊量度」)，不管是否將該位置分類為一缺陷。此類似於用於計量之晶圓檢驗系統，在Biellak等人於2011年3月22日頒佈之第7,912,658號美國專利、Kirk等人於2012年10月9日頒佈之第8,284,394號美國專利、Kirk等人於2013年4月16日頒佈之第8,422,010號美國專利及Chen等人於2013年7月23日頒佈之第8,494,802號美國專利中闡述了其實例，該等美國專利如同完全陳述一般以引用方式併入本文中。可如此等專利中所闡述而進一步組態本文中所闡述之實施例。非缺陷相關特性可係由一計量系統通常判定之任何晶圓特性，諸如粗糙度。
在某些例項中，在任何給定時間處可搜尋資料庫之僅一部分可 提供至晶圓檢驗系統。舉例而言，為最小化記憶體消耗及磁碟存取時間，可將可搜尋資料庫之完整檔案劃分成具有對應於刈幅高度之一重疊之若干子光罩帶。以彼方式，任何刈幅內容脈絡可索引於一連續索引表中。在一項此實施例中，如圖2中所展示，在可搜尋資料庫之建立期間，可已基於對應於不同部分的晶粒之區中之圖案而將晶粒200分離成不同部分202、204、206及208。舉例而言，圖2中所展示之不同部分中之每一者可具有設計中之彼此實質上不同之圖案。換言之，部分202可具有形成於其中之第一圖案，部分204可具有形成於其中之第二圖案，部分206可具有形成於其中之第三圖案，部分208可具有形成於其中之第四圖案，且第一、第二、第三及第四圖案可彼此不同。然後可將此可搜尋資料庫之檔案劃分成子光罩帶，圖2中展示子光罩帶中之兩者，即：子光罩帶210及212。如圖2中所展示，子光罩帶可相對於彼此而重疊以使得子光罩帶210之某一部分包含於子光罩帶212中且反之亦然。子光罩帶重疊之程度可與刈幅高度至少一樣大。舉例而言，如圖2中所展示，晶圓之輸出之一個刈幅可係刈幅214，且整個刈幅可位於重疊之兩個子光罩帶之部分內。以此方式，無論資料之刈幅相對於子光罩帶之位置如何，對於任何給定刈幅可僅需要可搜尋資料庫之一個子光罩帶。可明確地設計可搜尋資料庫之準備以與檢驗系統內之資料流程相容。此鬆散地類似於CBI RTCM(運行時內容脈絡圖譜)產生或KLA-Tencor光罩檢驗系統「資料準備」以用於基於設計之檢驗。
在一額外實施例中，應用一或多個缺陷偵測演算法包含基於輸出之產生於晶圓上之一單個晶粒內之不同部分而判定缺陷中之一者之一第一特性之一值及基於輸出之產生於晶圓上之不同晶粒中之不同部分而判定一個缺陷之一第二特性之一值，及基於第一及第二特性之值而判定該一個缺陷是否係一製程差異缺陷、隨機缺陷或系統缺陷。舉 例而言，可在一單個晶粒內或在毗鄰晶粒之間計算一缺陷等級，從而使得區分製程差異、隨機缺陷及光罩缺陷成為可能。因此，本文中所闡述之實施例提供用於對系統、隨機、光罩及製程差異類型缺陷之自動缺陷根本原因分類之一方法論。
在又一實施例中，應用一或多個缺陷偵測演算法包含判定在輸出之具有所指派值中之一者之不同部分中所偵測之缺陷之一統計資料且基於該統計資料而判定該等缺陷是否係系統缺陷。可即時(亦即，在晶圓檢驗系統正產生晶圓之輸出時)執行此系統缺陷發現。舉例而言，一旦處理輸出之一刈幅，即可用對應雜湊值(舉例而言，可將其儲存為一電腦字)來擴增缺陷位置之清單。一旦已處理所有缺陷，即可如下來計算雜湊值之統計資料： 用於系統缺陷之準則：
系統因素(缺陷屬性)：(隨機-0，系統1)
其中n i 係所發現之缺陷之數目，同時雜湊值HashV i ,O i 係藉助快速圖案搜尋所計算之所掃描區(A)之總發生，S係在計算雜湊值之幾何雜湊期間被涵蓋之區，且N係所偵測缺陷之總數目。可與DBG分組(結構頻率所致之熱點正常化)組合使用系統因素。
如上文所闡述，可基於指派至設計之不同部分之值而執行缺陷偵測。因此，缺陷偵測(及本文中所闡述之其他步驟)可使用關於形成於設計之不同部分中之圖案之資訊作為至一計算、函數、演算法等之一輸入。然而，如本文中將進一步所闡述，指派至設計之不同部分之值亦可(或另一選擇係)用以控制如何執行該方法之一或多個步驟。舉例而言，可使用可搜尋資料庫來判定指派至設計之不同部分之值，且然後彼等所指派值可用以控制對晶圓之部分或針對晶圓所產生之輸出 之部分進行之一或多個步驟。
在某些實施例中，指派值包含將預定值指派至設計之其中製程差異實質上高於設計之其他部分之不同部分。可以任何適合方式(例如，藉由基於針對形成於類似晶圓上之設計中之類似圖案所採集之歷史資料、基於程式/設計互動之一先驗知識而掃描圖案化於一晶圓上之設計並量測雜訊，雜訊可係製程差異之一指示)來判定設計之具有實質上高製程差異之部分。如本文中所使用之術語「製程差異」不同於可在晶圓上偵測到之「缺陷」在於製程差異可導致可幹擾缺陷之偵測之晶圓上之雜訊。針對設計之不同部分所計算之雜訊估計可有助於使偵測機構適應於晶圓之不同區(適應性定限)且有助於改良真實缺陷及擾害缺陷之間的區別。
在一項此實施例中，應用一或多個缺陷偵測演算法包含將一或多個缺陷偵測演算法僅應用於輸出之尚未指派預定值之不同部分。以此方式，缺陷偵測可不在設計之具有實質上高製程差異之部分中執行。換言之，若設計之一部分指派有指示其具有實質上高製程差異之一值，則缺陷偵測可不在其中形成設計部分之晶圓之區中執行。因此，晶圓之相對有雜訊區可自缺陷偵測步驟排除。
在另一此實施例中，掃描晶圓包含僅掃描對應於設計之尚未指派預定值之不同部分的晶圓之部分。以此方式，有雜訊結構(對於其製程差異為實質上較大之配置)可自掃描區消除。
在一項實施例中，指派值包含在藉助晶圓檢驗系統執行之一處方設置掃描中掃描晶圓或另一晶圓以藉助晶圓檢驗系統之一或多個偵測器而產生晶圓或另一晶圓之額外輸出，將額外輸出之不同部分之值判定為指派至設計之具有實質上匹配額外輸出中之圖案的圖案之不同部分之值，且使額外輸出之不同部分中之雜訊位準與指派至額外輸出之不同部分的設計之不同部分之值相關聯。舉例而言，在一第一晶圓 掃描期間(在處方設置期間執行)，由檢驗系統之一或多個偵測器量測之雜訊位準可與等效圖元之雜湊值相關聯。等效圖元係使一特定雜湊值所闡述之一共同幾何形狀成像之(若干)偵測器之圖元。
在一項此實施例中，該方法包含基於與設計之不同部分之值相關聯之雜訊位準而判定晶圓之注意區。舉例而言，對於其雜訊位準較低之一雜湊值清單可用以界定注意區以供隨後檢驗。另一選擇係，對於其雜訊位準較高之一雜湊值清單可用以界定一光罩以供檢驗。以此方式，經最佳化注意區可自在處方建立期間所執行之雜訊分析自動地導出。另外，可自動地執行以此方式判定注意區以用於自動注意區產生。此外，本文中所闡述之實施例可用以形成可具有實質上小尺寸之高精確注意區(其可稱作微注意區(MCA))。使用可在針對一晶圓所產生之輸出內識別之具有實質上高精確度之實質上小注意區改良了自注意區排除雜訊之能力，藉此改良信雜比且更好地抑制擾害。
在另一實施例中，該方法包含判定在設計之具有相同值之不同部分中偵測到之缺陷之一或多個特性。舉例而言，本文中所闡述之實施例可利用KLA-Tencor的有基於設計之分級(DBB)能力產品之DBG分組特徵。特定而言，快速圖案搜尋可用以計算整個設計中之一特定有缺陷結構之發生且可計算一所偵測印刷錯誤之嚴重性(其可用於藉由失敗率對缺陷排級)。
本文中所闡述之實施例可用以改良缺陷偵測可信度。特定而言，在某些實施例中，應用一或多個缺陷偵測演算法包含比較產生於不同晶粒中之對應位置處之輸出。舉例而言，在處理針對一晶圓所產生之輸出之一刈幅期間，可藉由執行一雙圖元減法來執行一晶粒對晶粒檢驗(亦即，將一測試晶粒中之一個區之輸出用作測試輸出，將毗鄰晶粒(測試晶粒之每一側上之一者)中之對應區之輸出用作參考輸出，且自測試輸出單獨地減去不同參考輸出，藉此產生兩個減法結 果)。此一實施例亦包含基於比較步驟之結果而識別候選缺陷。舉例而言，可比較如上文所闡述而產生之兩個減法結果與一臨限值(例如，用於一熱偵測之一熱臨限值，亦即，實質上接近於針對晶圓所產生之輸出之雜訊基準之一臨限值)，且可將具有高於該臨限值的值之任何輸出識別為候選缺陷。亦可使用任何其他缺陷偵測演算法及/或方法來偵測候選缺陷。
另外，此一實施例包含，針對候選缺陷中之一者，基於輸出之具有與其中偵測到一個候選缺陷之輸出之不同部分相同之所指派值之不同部分中之兩者或兩者以上而判定一偵測可信度。舉例而言，與刈幅處理同時，可將對應可搜尋資料庫(或表索引)加載至電腦記憶體中。在識別一候選缺陷之後，該方法可包含其中在候選缺陷位置處計算一雜湊值之設計分析。然後可使用雜湊值執行可搜尋資料庫之一快速圖案搜尋。作為快速圖案搜尋之一結果，可發現對應於候選缺陷之圖案之n個複製物。然後可使用n個複製物中之圖元來產生一減法結果。然後可依據以候選缺陷乘以n之平方根計算之信雜比值來判定候選缺陷之偵測可信度。
此一實施例進一步包含基於偵測可信度而剔退或接受一個候選缺陷作為一實際缺陷。舉例而言，可比較針對候選缺陷所計算之偵測可信度與偵測可信度之某一預定值。若所計算偵測可信度高於預定值，則可將候選缺陷識別為一實際缺陷。若所計算偵測可信度低於預定值，則可將候選缺陷識別為一擾害或雜訊(亦即，並非一實際缺陷)。
此外，此一實施例包含基於是剔退或是接受一個候選缺陷而變更掃描晶圓及偵測缺陷之一或多個參數。舉例而言，可在晶圓檢驗處方之調諧期間使用上文所闡述方法。特定而言，可基於在與複製物比較之後受剔退候選者之數目而最佳化敏感度(亦即，缺陷偵測敏感度) 設置。
在另一實施例中，該方法包含藉由將輸出之其中偵測到缺陷之不同部分之所指派值與缺陷之資訊相關聯且儲存而產生晶圓之檢驗結果。舉例而言，一旦處理輸出之一刈幅，即可用對應雜湊值(舉例而言，可將其儲存為一64位元數目)來擴增缺陷位置之清單。可將檢驗結果(以及所指派值)儲存於任何適合資料結構、資料庫、檔案等及本文中進一步所闡述之儲存媒體中之任一者或此項技術中已知之任何其他適合儲存媒體中。
在一額外實施例中，指派至設計之不同部分之值指示不同部分中之圖案是否係所關注圖案(POI)。舉例而言，若POI在將值指派至設計之不同部分之前係已知的，則可給設計之對應於POI之部分指派某一(某些)預定值。另外，若在晶圓檢驗期間發現POI，則可以某一方式修正(例如，替換、改變、擴增)指派至不同部分之值以指示不同部分含有POI。
在一項此實施例中，該方法包含基於指派至設計之不同部分之值是否指示不同部分中之圖案係POI而變更掃描晶圓之一或多個參數。舉例而言，若不同部分中之某些不同部分指示為含有POI，則可使用彼資訊以識別其中形成或將形成設計之彼等不同部分的晶圓上之區。然後可執行掃描步驟以使得僅掃描其中形成有POI的晶圓上之區，以使得其中形成有POI的晶圓上之區以不同於晶圓上之其他區之參數掃描，或以使得不掃描其中未形成POI的晶圓上之區。舉例而言，可使用關於其中將形成及將不形成POI的晶圓上之區之資訊來引導晶圓之掃描。
在另一此實施例中，該方法包含基於指派至設計之不同部分之值是否指示不同部分中之圖案係POI而變更偵測缺陷之一或多個參數。舉例而言，若不同部分中之某些不同部分指示為含有POI，則可 使用彼資訊以識別其中形成或將形成設計之彼等不同部分的晶圓上之區。然後可執行偵測步驟以使得僅在其中形成有POI的晶圓上之區中執行缺陷偵測，以使得其中形成有POI的晶圓上之區中之缺陷偵測以不同於晶圓上之其他區之參數執行，或以使得針對其中未形成POI的晶圓上之區不執行缺陷偵測。舉例而言，可使用關於其中將形成及將不形成POI的晶圓上之區之資訊來引導缺陷偵測步驟。
在又一此實施例中，該方法包含基於指派至設計之不同部分之值是否指示不同部分中之圖案係POI而變更針對在晶圓上偵測到之缺陷所執行之一缺陷再檢測程序之一或多個參數。舉例而言，若不同部分中之某些不同部分指示為含有POI，則可使用彼資訊以識別其中形成或將形成設計之彼等不同部分的晶圓上之區。然後可執行缺陷再檢測程序以使得僅在其中形成有POI的晶圓上之區中執行缺陷再檢測，以使得其中形成有POI的晶圓上之區中之缺陷再檢測以不同於晶圓上之其他區之參數執行，或以使得針對其中未形成POI的晶圓上之區不執行缺陷再檢測。舉例而言，可使用關於其中將形成及將不形成POI的晶圓上之區之資訊來引導缺陷再檢測程序。
在另一實施例中，該方法包含判定在設計之具有所指派值中之一者之不同部分中偵測到之缺陷是否係系統缺陷，且若缺陷經判定為系統缺陷，則將設計之具有所指派值中之一者之不同部分中之圖案指定為POI。舉例而言，新熱點(亦即，弱圖案)可識別為處理檢驗結果之一結果。在一項此實例中，可能在未指定為含有任何熱點的一晶粒之一區中發現系統缺陷。然而，系統缺陷可指示其中其被偵測為弱(亦即，傾向於缺陷)之圖案。因此，彼等圖案可識別為新熱點。可將新熱點之資訊添加至離線處方以供在未來檢驗運行中使用。另外，此資訊可用於本文中所闡述之其他應用(例如，變更一缺陷再檢測程序之(若干)參數以使得新熱點中之缺陷在再檢測中進一步檢查)。在未來 檢驗運行中使用新熱點之資訊可產生一經改良處方，該經改良處方可預期對目標系統缺陷機構具有一較高擷取率，且因此可偵測到一較準確晶圓級圖徽，此有助於對晶圓上之缺陷進行根本原因診斷。
在另一實例中，DBG可用以將設計之具有可搜尋資料庫中之相同值之不同部分分組且因此具有包含於其中之實質上相同圖案。可在運行時同時執行DBG。然後，可比較任何一個群組之缺陷偵測結果與某一準則以將一分級箱標記為一「運行時POI」。以此方式，本文中所闡述之實施例可經組態用於由於運用DBG在運行時發現一系統圖案而在運行時觸發的對一基於內容脈絡之檢驗處方之運行時圖案搜尋及前饋。可如共同擁有之Zafar等人於2009年8月4日頒佈之第7,570,796號美國專利及Kulkarni等人於2011年10月18日頒佈之第8,041,103號美國專利中所闡述進一步執行DBG，兩個美國專利皆如同完全陳述一般以引用方式併入本文中。可如此等專利中所闡述而進一步組態本文中所闡述之實施例。
在一項此實施例中，該方法包含基於設計之具有所指派值中之一者之不同部分是否指定為POI而變更掃描晶圓之一或多個參數。舉例而言，可將關於POI之資訊用於一實質上快速檢驗器POI搜索。在一項此實例中，一旦一DBG分級箱已提升至一「運行時POI」，則可在檢驗器刈幅掃描之前觸發一圖案搜尋。
在另一此實施例中，該方法包含基於設計之具有所指派值中之一者之不同部分是否指定為POI而變更偵測缺陷之一或多個參數。舉例而言，關於POI之資訊可用於運行時內容脈絡圖譜(RTCM)更新。在一項此實例中，可將在一運行時POI搜尋期間識別之圖案之位置注入至RTCM中。另外，可基於在相同運行期間系統缺陷之發現而在運行時更新內容脈絡圖譜。此外，對於一給定晶圓可存在一個以上內容脈絡圖譜，且可基於POI而更新內容脈絡圖譜中之一或多者。舉例而 言，可如本文中所闡述而更新之內容脈絡圖譜包含經組態供在偵測演算法、擾害過濾演算法、分級演算法、其他處理後演算法及離線分析中使用之內容脈絡圖譜。可提前在處方中針對「運行時POI」組態缺陷偵測演算法其及設定。若掃描或偵測步驟中之任一者或兩者之(若干)參數由於「運行時POI」而變更，則可儲存運行時對晶圓檢驗處方做出之任何改變以使得其可在相同晶圓檢驗處方之未來運行中、在其他晶圓檢驗處方中或在對被檢驗之晶圓執行之其他程序中(例如，缺陷再檢測)使用。可如共同受讓之Kulkarni等人於2010年3月9日頒佈之第7,676,077號美國專利及Duffy等人於2011年1月25日頒佈之第7,877,722號美國專利中所闡述進一步執行將一內容脈絡圖譜用於本文中所闡述之偵測步驟及/或任何其他步驟，該兩個美國專利皆如同完全陳述一般以引用方式併入本文中。可如此等專利中所闡述而進一步組態本文中所闡述之實施例。
在又一此實施例中，該方法包含基於設計之具有所指派值中之一者之不同部分是否指定為POI而變更針對在晶圓上偵測到之缺陷所執行之一缺陷再檢測程序之一或多個參數。舉例而言，可使用關於POI之資訊以控制一缺陷再檢測工具，諸如具有自動缺陷分類(ADC)及相關聯適應性取樣之一掃描電子顯微鏡(SEM)。
本文中所闡述之實施例可包含用於設置一基於內容脈絡之檢驗處方之任何其他步驟。舉例而言，實施例可包含識別一基於規則之分段方案且將其應用於適當設計層。另外，實施例可包含自任何源識別熱點且將其包含於處方之區域定義中。設置處方亦可包含將注意區編譯至與檢驗運行時程序相容之一最佳化格式中。
系統缺陷機構之學習速率及學習循環對半導體程序及產品之開發及提升而言係核心的。自一系統(圖案相依)缺陷機構之發現至用於檢索缺陷圖案之一晶圓級圖徽之一最佳化處方之時間被較佳地最小 化。使用出於此目的之MCA及RBMT亦係較佳的。將發現至處方最佳化程序邏輯擴展至一運行時序列涉及壓縮步驟以使得可在運行時觸發及樣例化。此同等地應用於系統擾害缺陷(例如，經判定為在光罩上可允許之缺陷，雖然其將印刷於一晶圓上)。本文中所闡述之實施例使得能夠在實務上實現上文所闡述之程序。特定而言，可與一晶圓檢驗器保持齊步並進之本文中所闡述之超快設計圖案搜尋引擎達成此等程序。最佳化資料庫之索引以使得資料庫之搜尋與運行時檢驗程序相容。
本文中所闡述之實施例可用於若干個不同應用中，諸如處方設置實驗、SEM取樣、程序視窗實驗、光學接近校正(OPC)特性化、適應性取樣、空間圖徽分析、統計程序控制(SPC)、實驗程序設計(DOE)評估、新系統機構發現及生產處方調適。本文中所闡述之實施例亦可在不具有對晶圓檢驗系統之新運行時改變之情況下以獨立步驟實施。
儘管本文中相對於一實體晶圓藉助一基於光學之晶圓檢驗系統之掃描而闡述實施例，但本文中所闡述之實施例中之任一者可使用一所謂的「虛擬檢驗器」來實施，諸如Bhaskar等人於2012年2月28日頒佈之共同受讓之第8,126,255號美國專利及Duffy等人於2014年2月19日提出申請之序列號為14/184,417之共同受讓之美國專利申請案中所闡述之系統及方法，該美國專利及該美國專利申請案兩者皆如同完全陳述一般以引用方式併入本文中。換言之，在某些實施例中，晶圓檢驗系統經組態為一虛擬晶圓檢驗系統。在此等實施例中，一或多個偵測器之輸出可係由一光學或電子束晶圓檢驗系統之一或多個偵測器先前產生且儲存於虛擬晶圓檢驗系統中之輸出，且在掃描期間，虛擬晶圓檢驗可如同正掃描晶圓而重播所儲存輸出。以此方式，藉助一虛擬晶圓檢驗系統來掃描晶圓可似乎如同藉助一實際晶圓檢驗系統來掃描一實體晶圓一樣，而實際上，晶圓掃描涉及以與可掃描晶圓相同之方式 簡單地重播晶圓之輸出。可如藉由引用併入上文中之專利及專利申請案中所闡述而進一步組態本文中所闡述之實施例。
無論晶圓檢驗系統係一實際晶圓檢驗系統或是一虛擬晶圓檢驗系統，本文中所闡述之實施例皆具有相同優點。另外，在晶圓檢驗系統係一虛擬晶圓檢驗系統時，可存在可使用本文中所闡述之可搜尋資料庫來執行之若干個額外應用。舉例而言，在一項實施例中，該方法包含針對儲存於虛擬晶圓檢驗系統中之晶圓上之POI位置處之輸出而查詢虛擬晶圓檢驗系統且將一或多個演算法應用於自查詢產生之輸出。以此方式，作為掃描一實體晶圓之一替代方案，本文中所闡述之可搜尋資料庫可用以查詢用於POI位置處的影像修補之一虛擬檢驗器所儲存影像且對修補執行(若干)參數提取演算法。在極端情況下，可將此方法窮盡地用於整個雜湊表，藉此將一等效結果提供至本文中所闡述之其他者。然而，可存在其中此等可搜尋資料庫用途對可搜尋資料庫中之圖案之一子組有意義之使用情形。
在上文所闡述之實施例中，可使用虛擬晶圓檢驗系統來執行啟動(及對晶圓執行之任何其他檢驗相關函數，諸如一初始檢驗)。在此情形中，實體晶圓可處於另一件設備上，諸如一缺陷再檢測工具。此一虛擬晶圓檢驗系統可進一步經組態用於藉由引用併入上文中之專利及專利申請案中所闡述之其他使用情形。
然而，在某些實施例中，可使用一實際晶圓檢驗系統及一虛擬晶圓檢驗系統兩者來執行該方法。舉例而言，在一項實施例中，在執行掃描時，該方法包含將輸出儲存於一虛擬晶圓檢驗系統中，且用於搜尋步驟之輸出係儲存於虛擬晶圓檢驗系統中之輸出。在一項此實施例中，在執行掃描時，該方法亦包含在將輸出儲存於虛擬晶圓檢驗系統中時藉由將一或多個其他缺陷偵測演算法應用於輸出而偵測晶圓上之缺陷。舉例而言，一項實施方案係在將晶圓同時記錄至一虛擬晶圓 檢驗系統時執行一實體晶圓檢驗系統上之一初始偵測，且在虛擬晶圓檢驗系統上對晶圓之所記錄部分執行啟動步驟(其仍可近乎即時地執行)。在另一實施例中，在執行掃描時，該方法包含針對儲存於虛擬晶圓檢驗系統中之晶圓上之POI位置處之輸出而查詢虛擬晶圓檢驗系統，且將一或多個演算法應用於自查詢產生之輸出。舉例而言，可在執行掃描(在一掃描模式中)或使用如上文進一步所闡述之一修補檢索方法時執行虛擬晶圓檢驗系統上之啟動。
可藉由本文中所闡述之系統實施例中之任一者來執行上文所闡述之方法之實施例。另外，上文所闡述之方法之實施例可包含執行本文中所闡述之(若干)任何其他實施例之(若干)任何步驟及/或(若干)函數。
一額外實施例係關於儲存可在一電腦系統上執行以執行用於偵測一晶圓上之缺陷之一電腦實施方法之程式指令之一非暫時性電腦可讀媒體。圖3中展示一項此實施例。特定而言，如圖3中所展示，非暫時性電腦可讀媒體300包含可在電腦系統304上執行之程式指令302。電腦實施方法可包含上文所闡述之(若干)任何方法之(若干)任何步驟。
實施諸如本文中所闡述之方法的方法之程式指令302可儲存於電腦可讀媒體300上。電腦可讀媒體可係諸如一磁碟或光碟、一磁帶之一儲存媒體，或此項技術中已知之任何其他適合之非暫時性電腦可讀媒體。
可以包含基於程式之技術、基於組件之技術及/或物件導向之技術以及其他技術之各種方式中之任一者來實施程式指令。舉例而言，可視需要使用ActiveX控制項、C++物件、JavaBeans、微軟基礎類別(「MFC」)、SSE(SIMD流擴展)或者其他技術或方法來實施程式指令。
該電腦系統可採用各種形式，包含一個人電腦系統、影像電腦、主機電腦系統、工作站、網路器具、網際網路器具或其他裝置。一般而言，術語「電腦系統」可廣泛地界定為囊括具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器之任何裝置。電腦系統亦可包含此項技術中已知之任何適合處理器，諸如一平行處理器。另外，電腦系統可包含具有高速處理及軟體之一電腦平台作為一獨立工具或一網路化工具。
一額外實施例係關於經組態以偵測一晶圓上之缺陷之一系統。該系統包含經組態用於針對一晶圓之一設計建立一可搜尋資料庫之一或多個電腦子系統。建立該可搜尋資料庫包含基於該設計之不同部分中之圖案而將值指派至該設計之該等不同部分且將該等所指派值儲存於該可搜尋資料庫中。給該設計之實質上具有相同圖案之該等不同部分指派該可搜尋資料庫中之相同值。該(該等)電腦子系統可經組態以執行如本文中進一步所闡述之此等步驟。
上文所闡述之該(該等)電腦子系統中之一者可係一電子設計自動化(EDA)工具之部分，且本文中進一步所闡述之光學子系統並非該EDA工具之部分。舉例而言，如圖4中所展示，上文所闡述之該(該等)電腦子系統中之一者可係包含於EDA工具402中之電腦子系統400。EDA工具及包含於此一工具中之電腦子系統可包含可經組態以執行上文所闡述之步驟之任何可商業購得之EDA工具。因此，建立本文中所闡述之可搜尋資料庫之電腦子系統可與用以檢驗晶圓之一晶圓檢驗系統分離。換言之，設計可藉由一個系統或工具處理以建立將由另一不同系統或工具用於偵測缺陷之可搜尋資料庫。用以建立可搜尋資料庫之電腦子系統亦可並非係一EDA工具之部分且可包含於另一系統或工具中或者簡單地組態為一獨立電腦系統。此外，產生可搜尋資料庫之工具或電腦子系統可經組態以藉由將可搜尋資料庫儲存或轉移 至一共用電腦可讀儲存媒體(諸如一製造資料庫)或藉由將可搜尋資料庫直接傳輸至將使用其之工具而將彼資訊提供至其他工具，此舉可如本文中進一步所闡述而執行。
該系統亦包含經組態用於掃描晶圓之一光學子系統。光學子系統之一或多個偵測器在掃描期間產生晶圓之輸出。圖4中將此一光學子系統之一項實施例展示為晶圓檢驗系統406之光學子系統404。光學子系統經組態用於藉助光掃描晶圓且在掃描期間偵測來自晶圓之光。舉例而言，如圖4中所展示，光學子系統包含可包含此項技術中已知之任何適合光源之光源408。
來自光源之光可引導至分束器410，分束器410可經組態以將光自光源引導至晶圓412。光源可耦合至任何其他適合元件(未展示)，諸如一或多個聚光透鏡、準直透鏡、中繼透鏡、物鏡、孔隙、光譜濾光片、偏振組件及諸如此類。如圖4中所展示，可以一垂直入射角將光引導至晶圓。然而，可以包含近乎垂直及偏斜入射之任何適合入射角將光引導至晶圓。另外，可以一個以上入射角依序或同時將光或多個光束引導至晶圓。光學子系統可經組態以依任何適合方式在晶圓上方掃描光。
來自晶圓412之光可在掃描期間由光學子系統之一或多個偵測器收集並偵測。舉例而言，自晶圓412以相對接近法線之角反射之光(亦即，在入射為垂直時鏡面反射之光)可通過分束器410到達透鏡414。透鏡414可包含一折射光學元件，如圖4中所展示。另外，透鏡414可包含一或多個折射光學元件及/或一或多個反射光學元件。由透鏡414所收集之光可聚焦至偵測器416。偵測器416可包含此項技術中已知之任何適合偵測器，諸如一電荷耦合裝置(CCD)或另一類型之成像偵測器。偵測器416經組態以產生回應於由透鏡414收集之經反射光之輸出。因此，透鏡414及偵測器416形成光學子系統之一個通道。光學子 系統之此通道可包含此項技術中已知之任何其他適合光學組件(未展示)。偵測器之輸出可包含可由適合用於一晶圓檢驗系統中之一偵測器產生之(舉例而言)影像、影像資料、信號、影像信號或任何其他輸出。
由於圖4中所展示之光學子系統經組態以偵測自晶圓鏡面反射之光，因此光學子系統經組態為一明場(BF)光學子系統。然而，此一光學子系統亦可經組態用於其他類型之晶圓檢驗。舉例而言，圖4中所展示之光學子系統亦可包含一或多個其他通道(未展示)。(若干)其他通道可包含組態為一散射光通道之本文中所闡述之光學組件(諸如一透鏡及一偵測器)中之任一者。可如本文中所闡述而進一步組態透鏡及偵測器。以此方式，光學子系統亦可經組態用於暗場(DF)檢驗。
該系統可使用由包含於光學子系統中之偵測器416及/或任何其他偵測器產生之輸出來偵測晶圓上之缺陷。舉例而言，該系統亦可包含耦合至光學子系統之電腦子系統418。以此方式，由光學子系統產生之輸出可提供至電腦子系統418。耦合至光學子系統之一電腦子系統(例如，本文中所闡述之電腦子系統418)或另一電腦子系統(例如，電腦子系統400)經組態用於在執行掃描時針對輸出中之圖案搜尋可搜尋資料庫。搜尋與由光學子系統產生晶圓之輸出同步。可如本文中所闡述進一步執行搜尋資料庫。此等電腦子系統中之一或多者亦經組態用於將輸出之不同部分之值判定為指派至設計之具有實質上匹配輸出中之圖案的圖案之不同部分之值，可如本文中進一步所闡述而執行此舉。另外，此等電腦子系統中之一或多者經組態用於藉由基於指派至輸出之不同部分之值而將一或多個缺陷偵測演算法應用於輸出而偵測晶圓上之缺陷，可如本文中進一步所闡述而執行此舉。另外，電腦子系統400及/或418可經組態以執行本文中所闡述之任何其他步驟。
檢驗系統之電腦子系統亦可耦合至並非係檢驗系統之部分之其 他電腦子系統，諸如電腦子系統400，電腦子系統400可包含於諸如上文所闡述之EDA工具之另一工具中以使得電腦子系統418可接收由電腦子系統400產生之輸出，該輸出可包含針對正被檢驗之晶圓所建立之可搜尋資料庫。舉例而言，兩個電腦子系統可藉由諸如一製造資料庫之一共用電腦可讀儲存媒體有效地耦合，或可藉由諸如上文所闡述之傳輸媒體之一傳輸媒體耦合以使得資訊可在兩個電腦子系統之間傳輸。
應注意，本文中提供圖4以大體上圖解說明可包含於本文中所闡述之系統實施例中之一光學子系統之一組態。顯然，本文中所闡述之光學子系統組態可經變更以最佳化光學子系統之效能，如在設計一商業檢驗系統時通常執行。另外，本文中所闡述之系統可使用諸如可自KLA-Tencor、Milpitas、Calif商業購得之29xx/28xx系列工具之一現有檢驗子系統來實施(例如，藉由將本文中所闡述之功能性添加至一現有檢驗系統)。對於某些此等系統，本文中所闡述之方法可提供為系統之選用功能性(例如，除系統之其他功能性之外)。另一選擇係，本文中所闡述之系統可「從頭開始」設計以提供一完整新系統。此外，儘管該系統在本文中闡述為係一光學或基於光之檢驗系統，但可用一基於電子束之子系統來替換光學子系統。基於電子束之子系統可係包含於任何適合可商業購得之電子束檢驗系統中之任何適合基於電子束之子系統。
鑒於此說明，熟習此項技術者將明瞭本發明之各種態樣之進一步修改及替代實施例。舉例而言，提供用於偵測晶圓上之缺陷之方法及系統。因此，此說明應視為僅係說明性的，且係出於教示熟習此項技術者實施本發明之一般方式之目的。應理解，本文中所展示及所闡述之本發明之形式應視為目前較佳之實施例。如熟習此項技術者在受益於本發明之此說明之後皆將明瞭，可替代本文中所圖解說明及闡述 之彼等元件及材料，可顛倒部件及程序，且可獨立地利用本發明之特定特徵。可在不背離如以下申請專利範圍中所闡述之本發明之精神及範疇之情況下對本文中所闡述之元件做出改變。
400‧‧‧電腦子系統
402‧‧‧電子設計自動化工具
404‧‧‧光學子系統
406‧‧‧晶圓檢驗系統
408‧‧‧光源
410‧‧‧分束器
412‧‧‧晶圓
414‧‧‧透鏡
416‧‧‧偵測器
418‧‧‧電腦子系統

Claims (31)

  1. 一種用於偵測一晶圓上之缺陷之方法，其包括：針對一晶圓之一設計建立一可搜尋資料庫，其中該建立包括基於該設計之不同部分中之圖案而將值指派至該設計之該等不同部分且將該等所指派值儲存於該可搜尋資料庫中，且其中給該設計之實質上具有相同圖案之該等不同部分指派該可搜尋資料庫中之相同值；藉助一晶圓檢驗系統掃描該晶圓，其中該晶圓檢驗系統之一或多個偵測器在該掃描期間產生該晶圓之輸出；在執行該掃描時，針對該輸出中之圖案搜尋該可搜尋資料庫，其中該搜尋與由該晶圓檢驗系統產生該晶圓之該輸出同步；將該輸出之不同部分之值判定為指派至該設計之具有實質上匹配該輸出中之該等圖案的該等圖案之該等不同部分之該等值；及藉由基於指派至該輸出之該等不同部分之該等值而將一或多個缺陷偵測演算法應用於該輸出而偵測該晶圓上之缺陷，其中藉助一或多個電腦系統執行建立該可搜尋資料庫、搜尋該可搜尋資料庫、判定該等值及偵測該等缺陷。
  2. 如請求項1之方法，其中建立該可搜尋資料庫包括將一幾何雜湊方法應用於該設計。
  3. 如請求項1之方法，其中應用該一或多個缺陷偵測演算法包括對該輸出之具有該等相同所指派值之該等不同部分執行統計分析。
  4. 如請求項1之方法，其中應用該一或多個缺陷偵測演算法包括： 針對該輸出之該等不同部分判定一統計資料；基於該等統計資料而偵測該輸出之該等不同部分中之缺陷；及針對其中偵測到該等缺陷中之一者之該輸出之該等不同部分中之一者：藉由比較該一個不同部分之該統計資料與該輸出之產生於與該一個不同部分相同之晶粒內且具有與該一個不同部分相同之該等所指派值之該等不同部分中之一或多者之該等統計資料而產生一第一比較結果；藉由比較該一個不同部分之該統計資料與該輸出之產生於除其中產生該一個不同部分之該晶粒以外之一或多個晶粒中且具有與該一個不同部分相同之該等所指派值之該等不同部分中之一或多個其他者之該等統計資料而產生一第二比較結果；及以組合方式基於該等第一及第二比較結果而判定該等缺陷中之該一者之一缺陷類型。
  5. 如請求項1之方法，其中應用該一或多個缺陷偵測演算法包括基於該輸出之產生於該晶圓上之一單個晶粒內之該等不同部分而判定該等缺陷中之一者之一第一特性之一值及基於該輸出之產生於該晶圓上之不同晶粒中之該等不同部分而判定該一個缺陷之一第二特性之一值，且基於該等第一及第二特性之該等值而判定該一個缺陷是否係一製程差異缺陷、隨機缺陷或系統缺陷。
  6. 如請求項1之方法，其中應用該一或多個缺陷偵測演算法包括判定在該輸出之具有該等所指派值中之一者之該等不同部分中所偵測之該等缺陷之一統計資料且基於該統計資料而判定該等缺陷是否係系統缺陷。
  7. 如請求項1之方法，其中指派該等值包括將預定值指派至該設計之其中製程差異實質上高於該設計之其他部分之該等不同部分，且其中應用該一或多個缺陷偵測演算法包括僅將該一或多個缺陷偵測演算法應用於該輸出之尚未指派該等預定值之該等不同部分。
  8. 如請求項1之方法，其中指派該等值包括將預定值指派至該設計之其中製程差異實質上高於該設計之其他部分之該等不同部分，且其中掃描該晶圓包括僅掃描對應於該設計之尚未指派該等預定值之該等不同部分之該晶圓之部分。
  9. 如請求項1之方法，其中指派該等值包括在藉助該晶圓檢驗系統執行之一處方設置掃描中掃描該晶圓或另一晶圓以藉助該晶圓檢驗系統之該一或多個偵測器而產生該晶圓或該另一晶圓之額外輸出，將該額外輸出之不同部分之值判定為指派至該設計之具有實質上匹配該額外輸出中之圖案的該等圖案之該等不同部分之該等值，且使該額外輸出之該等不同部分中之雜訊位準與指派至該額外輸出之該等不同部分的該設計之該等不同部分之該等值相關聯。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包括基於與該設計之該等不同部分之該等值相關聯之該等雜訊位準而判定該晶圓之注意區。
  11. 如請求項1之方法，其進一步包括判定在該設計之具有該等相同值之該等不同部分中所偵測之缺陷之一或多個特性。
  12. 如請求項1之方法，其中應用該一或多個缺陷偵測演算法包括：比較產生於不同晶粒中之對應位置處之該輸出；基於該比較之結果而識別候選缺陷；及針對該等候選缺陷中之一者：基於該輸出之具有與其中偵測到該一個候選缺陷之該輸出之 該不同部分相同之該等所指派值之該等不同部分中之兩者或兩者以上而判定一偵測可信度；基於該偵測可信度而剔退或接受該一個候選缺陷作為一實際缺陷；及基於是剔退或是接受該一個候選缺陷而變更掃描該晶圓及偵測該等缺陷之一或多個參數。
  13. 如請求項1之方法，其進一步包括藉由將該輸出之其中偵測到該等缺陷之該等不同部分之該等所指派值與該等缺陷之資訊相關聯且儲存而產生該晶圓之檢驗結果。
  14. 如請求項1之方法，其中指派至該設計之該等不同部分之該等值指示該等不同部分中之該等圖案是否係所關注圖案。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包括基於指派至該設計之該等不同部分之該等值是否指示該等不同部分中之該等圖案係該等所關注圖案而變更掃描該晶圓之一或多個參數。
  16. 如請求項14之方法，其進一步包括基於指派至該設計之該等不同部分之該等值是否指示該等不同部分中之該等圖案係該等所關注圖案而變更偵測該等缺陷之一或多個參數。
  17. 如請求項14之方法，其進一步包括基於指派至該設計之該等不同部分之該等值是否指示該等不同部分中之該等圖案係該等所關注圖案而變更針對在該晶圓上偵測到之該等缺陷所執行之一缺陷再檢測程序之一或多個參數。
  18. 如請求項1之方法，其進一步包括判定在該設計之具有該等所指派值中之一者之該等不同部分中所偵測之該等缺陷是否係系統缺陷，且若該等缺陷經判定係該等系統缺陷，則將該設計之具有該等所指派值中之該一者之該等不同部分中之該等圖案指定為所關注圖案。
  19. 如請求項18之方法，其進一步包括基於該設計之具有該等所指派值中之該一者之該等不同部分是否被指定為該等所關注圖案而變更掃描該晶圓之一或多個參數。
  20. 如請求項18之方法，其進一步包括基於該設計之具有該等所指派值中之該一者之該等不同部分是否被指定為該等所關注圖案而變更偵測該等缺陷之一或多個參數。
  21. 如請求項18之方法，其進一步包括基於該設計之具有該等所指派值中之該一者之該等不同部分是否被指定為該等所關注圖案而變更針對在該晶圓上偵測之該等缺陷所執行之一缺陷再檢測程序之一或多個參數。
  22. 如請求項1之方法，其進一步包括使用該晶圓上之實質上具有形成於其中之相同圖案之兩個或兩個以上區之該輸出來判定該晶圓上之至少一個區之一雜訊量度。
  23. 如請求項22之方法，其中該至少一個區及該兩個或兩個以上區位於該晶圓上之該相同晶粒中在不同晶粒內位置處。
  24. 如請求項22之方法，其進一步包括基於該經判定雜訊量度而判定該晶圓之一非缺陷相關特性。
  25. 如請求項1之方法，其中該晶圓檢驗系統係一虛擬晶圓檢驗系統。
  26. 如請求項25之方法，其進一步包括針對儲存於該虛擬晶圓檢驗系統中之該晶圓上之所關注圖案位置處之該輸出查詢該虛擬晶圓檢驗系統且將一或多個演算法應用於自該查詢產生之該輸出。
  27. 如請求項1之方法，其進一步包括，在執行該掃描時，將該輸出儲存於一虛擬晶圓檢驗系統中，其中用於該搜尋步驟之該輸出係儲存於該虛擬晶圓檢驗系統中之該輸出。
  28. 如請求項27之方法，其進一步包括，在執行該掃描時，在將該輸出儲存於該虛擬晶圓檢驗系統中時藉由將一或多個其他缺陷偵測演算法應用於該輸出而偵測該晶圓上之缺陷。
  29. 如請求項1之方法，其進一步包括，在執行該掃描時，將該輸出儲存於一虛擬晶圓檢驗系統中，針對儲存於該虛擬晶圓檢驗系統中之該晶圓上之所關注圖案位置處之該輸出查詢該虛擬晶圓檢驗系統，且將一或多個演算法應用於自該查詢產生之該輸出。
  30. 一種儲存可在一電腦系統上執行以執行用於偵測一晶圓上之缺陷之一電腦實施方法之程式指令之非暫時性電腦可讀媒體，其中該電腦實施方法包括：針對一晶圓之一設計建立一可搜尋資料庫，其中該建立包括基於該設計之不同部分中之圖案而將值指派至該設計之該等不同部分且將該等所指派值儲存於該可搜尋資料庫中，且其中給該設計之實質上具有相同圖案之該等不同部分指派該可搜尋資料庫中之相同值；藉助一晶圓檢驗系統掃描該晶圓，其中該晶圓檢驗系統之一或多個偵測器在該掃描期間產生該晶圓之輸出；在執行該掃描時，針對該輸出中之圖案搜尋該可搜尋資料庫，其中該搜尋與由該晶圓檢驗系統產生該晶圓之該輸出同步；將該輸出之不同部分之值判定為指派至該設計之具有實質上匹配該輸出中之該等圖案的該等圖案之該等不同部分之該等值；及藉由基於指派至該輸出之該等不同部分之該等值而將一或多個缺陷偵測演算法應用於該輸出而偵測該晶圓上之缺陷。
  31. 一種經組態以偵測一晶圓上之缺陷之系統，其包括：一或多個電腦子系統，其經組態用於針對一晶圓之一設計建立一可搜尋資料庫，其中該建立包括基於該設計之不同部分中之圖案而將值指派至該設計之該等不同部分且將該等所指派值儲存於該可搜尋資料庫中，且其中給該設計之實質上具有相同圖案之該等不同部分指派該可搜尋資料庫中之相同值；及一光學子系統，其經組態用於掃描該晶圓，其中該光學子系統之一或多個偵測器在該掃描期間產生該晶圓之輸出，且其中該一或多個電腦子系統進一步經組態用於：在執行該掃描時，針對該輸出中之圖案搜尋該可搜尋資料庫，其中該搜尋與由該光學子系統產生該晶圓之該輸出同步；將該輸出之不同部分之值判定為指派至該設計之具有實質上匹配該輸出中之該等圖案的該等圖案之該等不同部分之該等值；及藉由基於指派至該輸出之該等不同部分之該等值而將一或多個缺陷偵測演算法應用於該輸出而偵測該晶圓上之缺陷。
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