TWI623050B - 自圖案影像移除運動及焦點模糊 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種移動晶圓成像系統，其藉由執行一盲目解迴旋判定一近似點散佈函數來處理晶圓影像以移除運動及焦點模糊。使用該近似點散佈函數、估計之影像雜訊及一高斯(Gaussian)點散佈函數來運算一加權點散佈函數。該加權點散佈函數係用於濾除運動焦點模糊。接著，使用一低通濾波器來移除雜訊。

Description

自圖案影像移除運動及焦點模糊 相關申請案之交叉參考
本申請案根據35 U.S.C.§119(e)規定主張2013年11月14日申請之美國臨時申請案第61/904,366號之權利，該案以引用之方式併入本文中。
本發明大體上係關於晶圓檢測，且特定言之，本發明係關於自一晶圓檢測程序移除誤差。
隨著對半導體裝置之需求的增加，對半導體特徵資料之改良處理的需要亦增加。通常經由光學檢測工具自半導體裝置生產線之一或多個晶圓處理工具獲取晶圓檢測資料。此獲取之檢測資料可用於在半導體裝置生產程序之各步驟處追蹤所製造半導體裝置之品質，從而容許一使用者剔退次標準裝置及/或調整製程以在隨後使程序裝置在一選定容限程度內。晶圓處理之量一般極大且線內檢測工具必須適應晶圓移動速度。
在用於缺陷偵測及缺陷分類之全部系統(工具)中，在對晶圓作出任何量測之前，將晶圓與平台之一或兩軸對準。為能夠對準晶圓，在視域中之一獨有特徵與保存於製法中之一模板之間執行圖案匹配。
為能夠在視域中之一晶圓上之一模板與一獨有特徵之間執行一 成功圖案匹配，平台不應運動且應聚焦晶圓使得可獲取一良好品質之影像。平台運動及晶圓聚焦通常係循序完成。
當平台仍在進行移動時或在移動結束之後安定時收集到的影像具有運動及焦點模糊。此等影像不可用於圖案匹配。
因此，若存在適於自晶圓檢測影像移除運動及焦點模糊之一種設備可為有利的。
因此，本發明係關於一種用於自晶圓檢測影像移除運動及焦點模糊之新穎方法及設備。
在至少一實施例中，一種用於自一晶圓影像移除運動及焦點模糊之程序包含：執行一盲目解迴旋以判定一近似點散佈函數。該近似點散佈函數、估計之影像雜訊及一高斯點散佈函數係用於運算一加權點散佈函數。該加權點散佈函數係用於濾除運動焦點模糊。
在另一實施例中，一移動晶圓成像系統藉由應用具有一加權點散佈函數之一維納(Wiener)濾波器及一低通濾波器來處理晶圓影像以移除雜訊。該加權點散佈函數係基於一近似點散佈函數、一高斯點散佈函數及估計之影像雜訊。
應瞭解，前述一般描述及以下詳細描述兩者僅為例示性及說明性且並不限制所主張之發明。併入本說明書且構成本說明書之一部分的附圖繪示本發明之一實施例，且與一般描述一起用以揭示本發明之原理。
100‧‧‧處理器
102‧‧‧記憶體裝置
106‧‧‧晶圓成像裝置
108‧‧‧晶圓
200‧‧‧步驟
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
208‧‧‧步驟
210‧‧‧步驟
212‧‧‧步驟
214‧‧‧步驟
216‧‧‧步驟
熟習此項技術者可參考附圖而更好地瞭解本發明之諸多優點，其中：圖1展示適於實施本發明之實施例之一線內晶圓檢測系統之一方塊圖； 圖2展示根據本發明之至少一實施例之用於晶圓檢測之一方法之一流程圖。
現將詳細參考所揭示之標的，附圖中繪示該參考。本發明之範疇僅受技術方案限制；其涵蓋數種替代方案、修改及等效物。為清楚之目的，未詳細描述實施例之相關技術領域中已知的技術材料，以避免不必要地混淆描述。
本發明之實施例可容許在一晶圓運動時取得該晶圓之影像，且在聚焦成像裝置之前將該等影像用於圖案匹配。在安定晶圓及完全聚焦成像裝置之前，自一移動晶圓擷取一影像。接著，經由基於估計之影像雜訊之一加權解迴旋、一高斯點散佈函數及一近似點散佈函數來處理該影像。
在製法訓練時間期間，選擇一獨有特徵且將該特徵保存於該製法中作為用於圖案匹配之模板。使用晶圓座標將該模板保存於該製法中。該模板亦可為離線產生且保存於製法中之一合成影像。當使用一合成影像作為模板時，在訓練時間期間判定之原點座標係用於導航至其中執行圖案匹配之位置。
參考圖1，其展示適於實施本發明之實施例之一線內晶圓檢測系統之一方塊圖。根據本發明之實施例之一系統可包含經組態用於數位影像處理之一處理器100。處理器100可為一較大晶圓成像系統之部件或可被併入至一晶圓成像裝置106中。晶圓成像裝置106可經組態以進行明場或暗場檢測，或進行任何其他適當的晶圓影像檢測程序。
在至少一實施例中，執行儲存於一記憶體裝置102中之電腦可執行程式碼之一處理器100可自一晶圓成像裝置106接收一晶圓影像。晶圓成像裝置106成像移動晶圓108。晶圓108之移動及晶圓成像裝置106之焦點的少量變動可引起所得影像中的模糊。處理器100可處理所得 影像以移除或調解運動及焦點模糊。
參考圖2，其展示根據本發明之至少一實施例之用於晶圓檢測之一方法之一流程圖。一旦一平台在該平台安定之前到達其中將執行圖案匹配之一位置，則將該平台座標保存於一日誌中。所保存之位置可用作導航至下一晶粒之起始點。
在至少一實施例中，一影像處理系統接收一移動晶圓之模糊影像且處理該影像以移除運動及焦點模糊(步驟200)。
在至少一實施例中，影像處理系統估計影像雜訊(步驟202)。在一實施例中，影像雜訊估計(步驟202)可基於製程之已知性質。例如，製程之已知性質可包含晶圓之速度。在另一實施例中，影像雜訊估計(步驟202)可基於環境之已知性質，諸如光位準。在另一實施例中，影像雜訊估計(步驟202)可基於成像系統之已知性質，諸如成像裝置之固有品質、一使用週期內累積之雜訊位準資料或任何其他雜訊相關因素。
在至少一實施例中，影像處理系統亦對模糊影像執行一盲目解迴旋(步驟204)。解迴旋係用於使對所記錄資料之迴旋效應反向之一基於演算法之程序。盲目解迴旋係指無引起迴旋之點散佈函數(脈衝響應函數)明確知識之一解迴旋程序。在至少一實施例中，影像處理系統基於盲目解迴旋而識別一近似點散佈函數(步驟206)。
一點散佈函數描述一成像系統對一點源或點物件之回應。點散佈函數可被視為一影像中之一未解析物件之一擴展光學表示。就函數關係來說，點散佈函數係成像系統之轉移函數的空間域形式。本文中應注意，點散佈函數係傅立葉光學器件、天文成像、電子顯微鏡及其他成像技術(諸如3D顯微鏡(例如，共軛焦雷射掃描顯微鏡)及螢光顯微鏡)中一有用概念。點物件之散佈程度係一成像系統之品質之一度量。在非同調成像系統(諸如螢光顯微鏡、望遠鏡或光學顯微鏡)中， 影像形成程序之冪係線性的，且由線性系統理論描述，使得當同時成像兩個物件時，結果等於獨立成像物件之總和。接著，一複合物件之影像可被視為真實物件及點散佈函數之一迴旋。然而，當所偵測光係同調時，影像形成在複合場中係線性的。接著，記錄亮度影像可導致其他非線性效應之消除。
在至少一實施例中，影像處理系統可判定一經修改之高斯點散佈函數(步驟208)。該經修改之高斯點散佈函數可為由點散佈函數所引起之模糊之一正規化統計表示。
在至少一實施例中，影像處理系統可基於所估計之影像雜訊、近似點散佈函數及經修改之高斯點散佈函數之至少一者來計算一加權點散佈函數(步驟210)。在至少一實施例中，影像處理系統可應用預定加權至分量之各者或基於成像系統及晶圓處理系統(其等相較於其他分量更偏好某些分量)之特徵而動態地判定加權。在至少一實施例中，影像處理系統接著可基於加權點散佈函數而應用一維納(Wiener)濾波器(步驟212)以解迴旋原始影像。在信號處理中，一維納濾波器係藉由一觀測雜訊程序(假定已知固定信號及雜訊譜)及加成性雜訊之線性非時變濾波來產生一所要隨機程序之一估計值。一維納濾波器最小化估計隨機程序與所要程序之間的均方差。
在至少一實施例中，影像處理系統可使用一低通濾波器，自經解迴旋之影像移除雜訊(步驟214)，且輸出經改良之影像(步驟216)。
本發明之實施例減少晶圓對準時間而增加晶圓處理工具之處理量，此係因為可在一平台安定及聚焦成像裝置之前獲取一影像。該方法亦可用於其中歸因於錯誤焦點校正而非完全聚焦影像的情況。
咸信，藉由本發明之實施例之前述描述，將瞭解本發明及其許多伴隨優點，且將明白在不脫離本發明之範疇及精神的情況下或在未 犧牲其全部材料優點的情況下，可在其組件之形式、構造及配置上進行各種變化。本文中之前描述的形式僅為一例示性實施例，以下技術方案旨在涵蓋且包含此等變化。

Claims (17)

  1. 一種半導體晶圓檢測方法，其包括：使用一晶圓成像裝置來執行一移動晶圓之一影像擷取；使用一處理器，基於一高斯點散佈函數(Gaussian point spread function)來計算一加權點散佈函數(weighted point spread function)，該高斯點散佈函數定義由一點源導出之模糊(blur)之一統計分佈；及使用該處理器，基於該加權點散佈函數來對該影像執行一解迴旋(deconvolution)。
  2. 如請求項1之方法，其中該解迴旋包括應用一維納(Wiener)濾波器。
  3. 如請求項1之方法，進一步包括使用該處理器來應用一低通濾波器以移除雜訊。
  4. 如請求項1之方法，其中該加權點散佈函數包括一近似點散佈函數，該近似點散佈函數係由一盲目解迴旋(blind deconvolution)導出。
  5. 如請求項1之方法，其中該加權點散佈函數進一步包括一近似點散佈函數，該近似點散佈函數係由一盲目解迴旋導出。
  6. 如請求項1之方法，進一步包括將該經解迴旋之影像與一模板進行圖案匹配(pattern matching)。
  7. 一種晶圓檢測系統，其包括：一處理器；一晶圓成像裝置，其經連接至該處理器；及電腦可執行程式碼，其經組態以指示該處理器以：使用該晶圓成像裝置來執行一移動晶圓之一影像擷取； 基於一高斯點散佈函數來計算一加權點散佈函數，該高斯點散佈函數定義由一點源導出之模糊之一統計分佈；及基於該加權點散佈函數來對該影像執行一解迴旋。
  8. 如請求項7之晶圓檢測系統，其中該解迴旋包括應用一維納濾波器。
  9. 如請求項7之晶圓檢測系統，其中該電腦可執行程式碼進一步經組態以指示該處理器應用一低通濾波器以移除雜訊。
  10. 如請求項7之晶圓檢測系統，其中該加權點散佈函數包括一近似點散佈函數，該近似點散佈函數係由一盲目解迴旋導出。
  11. 如請求項7之晶圓檢測系統，其中該加權點散佈函數進一步包括一近似點散佈函數，該近似點散佈函數係由一盲目解迴旋導出。
  12. 如請求項7之晶圓檢測系統，其中該電腦可執行程式碼進一步經組態以指示該處理器以將該經解迴旋之影像與一模板進行圖案匹配。
  13. 一種用於處理半導體晶圓影像之電腦設備，其包括：一處理器；記憶體，其經連接至該處理器；一資料儲存元件，其經連接至該處理器；一晶圓成像裝置，其經連接至該處理器；及電腦可執行程式碼，其經儲存於該記憶體中，經組態以指示該處理器以：使用該晶圓成像裝置來執行一移動晶圓之一影像擷取；基於一高斯點散佈函數來計算一加權點散佈函數，該高斯點散佈函數定義由一點源導出之模糊之一統計分佈；及基於該加權點散佈函數來對該影像執行一解迴旋。
  14. 如請求項13之電腦設備，其中該解迴旋包括應用一維納濾波器。
  15. 如請求項13之電腦設備，其中該電腦可執行程式碼進一步經組態以指示該處理器應用一低通濾波器以移除雜訊。
  16. 如請求項13之電腦設備，其中該加權點散佈函數進一步包括一近似點散佈函數，該近似點散佈函數係由一盲目解迴旋導出。
  17. 如請求項13之電腦設備，其中該電腦可執行程式碼進一步經組態以指示該處理器將該經解迴旋之影像與儲存於該資料儲存元件中之一模板進行圖案匹配。
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