TWI679710B - 用於判定樣品上缺陷之系統、非暫時性電腦可讀媒體及方法 - Google Patents

用於判定樣品上缺陷之系統、非暫時性電腦可讀媒體及方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之方法及系統。一系統包含一或多個電腦子系統，其等經組態以識別一樣品上由一檢驗系統用一第一模式偵測到但用一或多種其他模式未偵測到的一第一缺陷。該(等)電腦子系統亦經組態以自儲存媒體獲取在對應於該第一缺陷之該樣品上之一位置處用該一或多種其他模式產生的一或多個影像。另外，該(等)電腦子系統經組態以判定該一或多個經獲取影像之一或多個特性，且基於該一或多個經獲取影像之該一或多個特性判定該第一缺陷之一或多個特性。

Description

用於判定樣品上缺陷之系統、非暫時性電腦可讀媒體及方法
本發明大體上係關於用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之方法及系統。
以下描述及實例並非由於其等包含於此段落中而被認為係先前技術。
在一半導體製程期間之各個步驟使用檢驗處理來偵測晶圓上之缺陷以促進製程中之更高良率及因此更高利潤。檢驗始終係製作半導體裝置之一重要部分。然而，隨著半導體裝置尺寸之減小，檢驗對可接受半導體裝置之成功製造變得甚至更加重要，此係因為較小缺陷可引起裝置故障。
許多檢驗工具具有工具之許多影像產生元件之可調整參數。以此方式，一或多個元件(諸如(若干)能源、(若干)偏光器、(若干)透鏡、(若干)偵測器等)之參數可取決於受檢驗之樣品類型以及樣品上所關注之缺陷(DOI)之特性而變更。例如，不同類型的樣品可具有顯著不同的特性，此可引起具有相同參數之相同工具以極其不同的方式成像該等樣品。另外，由於不同類型的DOI可具有顯著不同的特性，故適合於偵測一類型的DOI之檢驗系統參數可能不適合於偵測另一類型的DOI。此外，不同類型的樣品可具有不同雜訊源，此可以不同方式干擾對樣品上之DOI之偵測。
具有可調整參數之檢驗工具之發展亦已導致增加對涉及用參數值之一個以上組合(以其他方式稱為「模式」)掃描樣品使得可用不同模式偵測不同缺陷類型之檢驗處理的使用。例如，一模式對於偵測一類型的缺陷可具有一較大靈敏度，而另一模式對於偵測另一類型的缺陷可具有一較大靈敏度。因此，使用兩種模式，一檢驗系統可能夠用可接受靈敏度偵測兩種類型的缺陷。
儘管使用一種以上模式(例如，透過具有匹配多通道回應收集之一多通道照明)可提供缺陷偵測之優點，然歸因於檢驗系統成像元件及資料處理之複雜性，實際大體上尚未達成實施方案。另外，通常在此等系統中，針對樣品儲存之偵測器輸出(例如，影像)僅係由偵測到一缺陷之模式(例如，藉由超出由一使用者事先組態之一臨限位準)產生的影像。換言之，當一缺陷係由一模式偵測到時，藉由該一模式針對該缺陷產生的影像可被保存且因此可用於後檢驗之其他應用，但若另一模式並未亦偵測到該缺陷，則可不保存在該缺陷之相同位置處由該另一模式產生的一影像。因此，由未偵測到缺陷之另一模式產生的影像可無法用於後檢驗缺陷相關功能。此外，各模式之臨限位準不同且並未考慮到在其他模式中用於缺陷離群值偵測之共現及相關屬性/特徵值。
因此，開發用於判定在一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性且不具有上述缺點之一或多者之系統及方法將會是有利的。
各項實施例之以下描述絕不應解釋為限制隨附技術方案之標的。
一項實施例係關於一種系統，其經組態以判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性。該系統包含一儲存媒體，其經組態以儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像。該檢驗系統經組態以用能量掃描 遍及該樣品之一實體版本同時偵測來自該樣品之能量，藉此產生該樣品之該等影像，且基於該等影像偵測該樣品上之缺陷。該檢驗系統亦經組態以用多種模式執行該掃描及該偵測。由該儲存媒體儲存之該等影像包含藉由該檢驗系統針對在其處偵測到及未偵測到該等缺陷之該樣品上之位置產生的影像。
該系統亦包含一或多個電腦子系統，其等經組態以識別用該多種模式之一第一者偵測到但用該多種模式之一或多種其他模式未偵測到的該等缺陷之一第一者。該(等)電腦子系統亦經組態以自該儲存媒體獲取在對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之一位置處由該多種模式之該一或多種其他模式產生的該等影像之一或多者。另外，該(等)電腦子系統經組態以判定該一或多個經獲取影像之一或多個特性，且基於該一或多個經獲取影像之該一或多個特性判定該等缺陷之該第一者之一或多個特性。該系統可如本文中描述般進一步組態。
另一實施例係關於一種方法，其用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性。該方法包含儲存由如上述般組態之一檢驗系統產生的一樣品之影像。該等經儲存影像包含上述影像。該方法亦包含識別、獲取、判定一或多個經獲取影像之一或多個特性，及判定上述缺陷之第一者之一或多個特性。該方法之步驟係由一或多個電腦子系統執行。
可如本文中進一步描述般進一步執行上述方法之步驟之各者。另外，上述方法之實施例可包含本文中描述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。此外，上述方法可由本文中描述之系統之任一者執行。
另一實施例係關於一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可在一電腦系統上執行以執行用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之一電腦實施方法之程式指令。該電腦實施方法包含上述方法之 步驟。該電腦可讀媒體可如本文中描述般進一步組態。可如本文中進一步描述般執行該電腦實施方法之步驟。另外，可針對其執行該等程式指令之該電腦實施方法可包含本文中描述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。
又一實施例係關於另一系統，其經組態以偵測一樣品上之缺陷。此系統包含一儲存媒體，其經組態以儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像。該檢驗系統經組態以用能量掃描遍及該樣品之一實體版本同時偵測來自該樣品之能量，藉此產生該樣品之該等影像。該檢驗系統亦經組態以用多種模式執行該掃描及該偵測。該系統亦包含一或多個電腦系統，其等經組態以自該儲存媒體獲取在該樣品之一位置處用該多種模式之兩者或更多者產生的兩個或更多個影像，且基於該兩個或更多個經獲取影像判定該位置處是否存在一缺陷。該系統可如本文中描述般進一步組態。
10‧‧‧檢驗系統
14‧‧‧樣品
16‧‧‧光源
18‧‧‧光學元件
20‧‧‧透鏡
22‧‧‧平台
24‧‧‧收集器
26‧‧‧元件
28‧‧‧偵測器
30‧‧‧收集器
32‧‧‧元件
34‧‧‧偵測器
36‧‧‧電腦子系統
38‧‧‧光圈
40‧‧‧光圈
100‧‧‧儲存媒體
102‧‧‧電腦子系統
122‧‧‧電子柱
124‧‧‧電腦子系統
126‧‧‧電子束源
128‧‧‧樣品
130‧‧‧元件
132‧‧‧元件
134‧‧‧偵測器
200‧‧‧方法
202‧‧‧檢驗器
204‧‧‧偵測結果
206‧‧‧儲存媒體
208‧‧‧儲存媒體
210‧‧‧步驟
212‧‧‧特徵向量
300‧‧‧程式
400‧‧‧方法
402‧‧‧檢驗器影像獲取系統
404‧‧‧儲存媒體
406‧‧‧處理器
408‧‧‧用於結果資料之儲存媒體
410‧‧‧特徵向量
500‧‧‧晶粒
502‧‧‧晶粒
504‧‧‧晶粒
506‧‧‧缺陷
506a‧‧‧差異影像之部分/缺陷影像部分
508‧‧‧缺陷
508a‧‧‧差異影像之部分/缺陷影像部分
508b‧‧‧差異影像之部分/缺陷影像部分
510‧‧‧差異影像
512‧‧‧差異影像
514‧‧‧比較之結果
600‧‧‧晶粒
600a‧‧‧影像
600b‧‧‧影像
600c‧‧‧影像
602‧‧‧晶粒
602a‧‧‧影像
602b‧‧‧影像
602c‧‧‧影像
604‧‧‧晶粒
604a‧‧‧影像
604b‧‧‧影像
604c‧‧‧影像
606‧‧‧缺陷
606b‧‧‧部分
606c‧‧‧部分
608‧‧‧缺陷
608a‧‧‧部分
608c‧‧‧部分
610‧‧‧缺陷
610a‧‧‧部分
610b‧‧‧部分
700‧‧‧方法
702‧‧‧檢驗器影像獲取系統
704‧‧‧儲存媒體
706‧‧‧步驟
708‧‧‧儲存媒體
710‧‧‧設計資訊
800‧‧‧像素位置
802‧‧‧像素位置
804‧‧‧邊界
806‧‧‧橢圓
900‧‧‧非暫時性電腦可讀媒體
902‧‧‧程式指令
904‧‧‧電腦系統
受益於較佳實施例之以下詳細描述且在參考附圖之後，熟習此項技術者將明白本發明之進一步優點，其中：圖1及圖1a係繪示如本文中描述般組態之一系統之實施例之側視圖之示意圖；圖2至圖4及圖7係繪示本文中描述之系統可經組態以執行之功能之不同實施例之流程圖；圖5係繪示可由本文中描述之系統實施例偵測之不同缺陷之一實例之一平面圖之一示意圖；圖6係繪示缺陷以及其中未偵測到缺陷之可用以根據本文中描述之實施例判定缺陷之特性之影像之不同部分之一實例之一平面圖之一示意圖；圖8係繪示不同缺陷特徵以及不同缺陷特徵可如何用於可根據本 文中描述之實施例執行之缺陷偵測之一實例之一圖；及圖9係繪示儲存用於引起一電腦系統執行本文中描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實施例之一方塊圖。
雖然本發明容易產生各種修改及替代形式，但在圖式中藉由實例展示且在本文中詳細描述其特定實施例。該等圖式可未按比例。然而，應瞭解，該等圖式及其詳細描述並非意欲將本發明限制於所揭示的特定形式，恰相反，本發明欲涵蓋落於如由隨附申請專利範圍所定義的本發明之精神及範圍內之全部修改、等效及替代。
如本文中所使用之術語「設計」及「設計資料」大體上指代一IC之實體設計(佈局)及透過複雜模擬或簡單幾何及布林(Boolean)運算自該實體設計導出之資料。另外，由一主光罩檢驗系統獲取之一主光罩之一影像及/或其衍生物可用作設計之一或多個「代理」。在本文中描述之使用一設計之任何實施例中，此一主光罩影像或其之一衍生物可用作設計佈局之一替代。設計可包含以下各者中描述之任何其他設計資料或設計資料代理，於2009年8月4日授與Zafar等人之共同擁有美國專利第7,570,796號，及於2010年3月9日授與Kulkarni等人之美國專利第7,676,077號，該兩案如全文闡述以引用的方式併入本文中。另外，設計資料可為標準單元庫資料、積體佈局資料、一或多個層之設計資料、設計資料之衍生物及完全或部分晶片設計資料。
然而，一般而言，無法藉由用一晶圓檢驗系統成像一晶圓而產生設計資訊或資料。例如，形成於晶圓上之設計圖案可未準確表示該晶圓之設計，且晶圓檢驗系統可無法產生具有足夠解析度使得影像可用以判定關於晶圓之設計之資訊之形成於晶圓上之設計圖案之影像。因此，一般而言，使用一實體晶圓無法產生設計資訊或設計資料。另 外，本文中描述之「設計」及「設計資料」指代在一設計處理中由半導體裝置設計者產生的資訊及資料，且因此在將設計印刷於任何實體晶圓上之前可良好用於本文中描述之實施例中。
現參考圖式，應注意，該等圖並未按比例繪製。特定言之，極大地放大了該等圖之一些元件之比例以強調元件之特性。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在一個以上圖中所示之可經類似組態之元件。除非在本文中另有標明，否則所描述及展示之任何元件可包含任何適合市售元件。
本文中描述之實施例大體上係關於一虛擬、多模式(例如，多通道寬頻)檢驗器之實施方案。例如，本文中描述之實施例提供以下優點：一多模式(例如，多波長、多光譜照明、可變光圈等)相對較高速檢驗系統，具有影像產生元件或電子器件中之成像能力以及預先判定位置處之實質上高精度坐標，在特別關注半導體晶圓及主光罩檢驗及度量衡之情況下，可用於缺陷相關功能(諸如分級(binning)、分類及取樣以進行後續分析)之目的。本文中描述之實施例在否則用其他方法將不可辨別之位置之區分中可為尤其有用的。實施例實際上可用一虛擬檢驗器實施，此降低樣品行進通過檢驗器或其他儀器之需要。
在一項實施例中，樣品包含一晶圓。在另一實施例中，樣品包含一主光罩。晶圓及主光罩可包含此項技術中已知的任何晶圓及主光罩。
一項實施例係關於一種系統，其經組態以判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性。圖1中展示此一系統之一項實施例。系統包含儲存媒體100，其經組態以儲存由檢驗系統10針對一樣品產生的影像。檢驗系統經組態以用能量掃描遍及樣品之一實體版本同時偵測來自樣品之能量，藉此產生樣品之影像，且基於該等影像偵測樣品上之缺陷。檢驗系統亦經組態以用多種模式執行掃描及偵測。
在一項實施例中，掃描遍及樣品之能量包含光，且自樣品偵測之能量包含光。例如，在圖1中所示之系統之實施例中，檢驗系統10包含一照明子系統，其經組態以將光引導至樣品14。照明子系統包含至少一光源。例如，如圖1中所示，照明子系統包含光源16。在一項實施例中，照明子系統經組態以依一或多個入射角將光引導至樣品，該一或多個入射角可包含一或多個傾斜角及/或一或多個法線角。例如，如圖1中所示，來自光源16之光經引導通過光學元件18且接著透鏡20而依一傾斜入射角至樣品14。傾斜入射角可包含任何適合傾斜入射角，其可取決於例如樣品以及樣品上待偵測之缺陷之特性而變化。
照明子系統可經組態以在不同時間依不同入射角將光引導至樣品。例如，檢驗系統可經組態以變更照明子系統之一或多個元件之一或多個特性，使得光可依不同於如圖1中所示之入射角之一入射角引導至樣品。在一此實例中，檢驗系統可經組態以使光源16、光學元件18及透鏡20移動，使得光依一不同傾斜入射角或一法線(或近似法線)入射角引導至樣品。
在一些例項中，檢驗系統可經組態以同時依一個以上入射角將光引導至樣品。例如，照明子系統可包含一個以上照明通道，該等照明通道之一者可包含如圖1中所示之光源16、光學元件18及透鏡20，且該等照明通道之另一者(未展示)可包含類似元件，其可不同或相同組態，或可包含至少一光源且可包含諸如本文中進一步描述之組件之一或多個其他組件。若此光與另一光同時引導至樣品，則依不同入射角引導至樣品之光之一或多個特性(例如，波長、偏光等)可不同，使得源自依不同入射角之樣品之照明之光可在(若干)偵測器處彼此區別。
在另一例項中，照明子系統可包含僅一個光源(例如，圖1中所示之光源16)，且來自該光源之光可由照明子系統之一或多個光學元件 (未展示)分離成不同光學路徑(例如，基於波長、偏光等)。接著，可將不同光學路徑之各者中之光引導至樣品。多個照明通道可經組態以同時或在不同時間(例如，當使用不同照明通道循序照明樣品時)將光引導至樣品。在另一例項中，相同照明通道可經組態以在不同時間將光引導至具有不同特性之樣品。例如，在一些例項中，光學元件18可組態為一光譜濾光片，且光譜濾光片之性質可以多種不同方式改變(例如，藉由改變光譜濾光片)，使得可在不同時間將不同波長之光引導至樣品。照明子系統可具有此項技術中已知的任何其他適合組態，以循序或同時依不同或相同入射角將具有不同或相同特性的光引導至樣品。
在一項實施例中，光源16可包含一寬頻電漿(BBP)光源。以此方式，由光源產生且引導至樣品之光可包含寬頻光。然而，光源可包含任何其他適合光源，諸如一雷射。雷射可包含此項技術中已知的任何適合雷射，且可經組態以產生在此項技術中已知的一或多個任何適合波長下之光。另外，雷射可經組態以產生單色或幾乎單色之光。以此方式，雷射可為一窄頻雷射。光源亦可包含產生在波段之多個離散波長下之光之一多色光源。
來自光學元件18之光可藉由透鏡20聚焦至樣品14上。儘管透鏡20在圖1中展示為一單折射光學元件，然應瞭解，實際上透鏡20可包含組合地將來自光學元件之光聚焦至樣品之數個折射及/或反射光學元件。在圖1中展示及在本文中描述之照明子系統可包含任何其他適合光學元件(未展示)。此等光學元件之實例包含但不限於，(若干)偏光組件、(若干)光譜濾光片、(若干)空間濾光片、(若干)反射光學元件、(若干)變跡器、(若干)分束器、(若干)光圈等，其等可包含此項技術中已知的任何此等適合光學元件。另外，檢驗系統可經組態以基於待用於檢驗之照明類型而變更照明子系統之元件之一或多者。
檢驗系統亦可包含一掃描子系統，其經組態以引起光掃描遍及樣品。例如，檢驗系統可包含在檢驗期間樣品14佈置於其上之平台22。掃描子系統可包含任何適合機械及/或機器人總成(其包含平台22)，其可經組態以使樣品移動使得光可掃描遍及樣品。另外或替代地，檢驗系統可經組態使得檢驗系統之一或多個元件執行光在樣品上方之某一掃描。光可以任何適合方式(諸如以一蛇紋狀路徑或以一螺旋路徑)掃描遍及樣品。
檢驗系統進一步包含一或多個偵測通道。一或多個偵測通道之至少一者包含一偵測器，該偵測器經組態以偵測歸因於藉由系統之樣品之照明而來自樣品之光，且回應於經偵測光而產生輸出。例如，圖1中所示之檢驗系統包含兩個偵測通道，一通道由收集器24、元件26及偵測器28形成，且另一通道由收集器30、元件32及偵測器34形成。如圖1中所示，兩個偵測通道經組態以依不同收集角收集且偵測光。在一些例項中，兩個偵測通道經組態以偵測散射光，且偵測通道經組態以偵測依不同角自樣品散射之光。然而，偵測通道之一或多者可經組態以偵測來自樣品之另一類型的光(例如，反射光)。
如圖1中進一步展示，兩個偵測通道展示為定位於紙平面中，且照明子系統亦展示為定位於紙平面中。因此，在此實施例中，兩個偵測通道定位於(例如，居中於)入射平面中。然而，偵測通道之一或多者可定位於入射平面外。例如，由收集器30、元件32及偵測器34形成之偵測通道可經組態以收集且偵測散射出入射平面之光。因此，此一偵測通道通常可稱為一「側」通道，且此一側通道可居中於實質上垂直於入射平面之一平面中。
儘管圖1展示包含兩個偵測通道之檢驗系統之一實施例，然檢驗系統可包含不同數目個偵測通道(例如，僅一個偵測通道或兩個或更多個偵測通道)。在一此例項中，由收集器30、元件32及偵測器34形 成之偵測通道可形成如上述之一側通道，且檢驗系統可包含一額外偵測通道(未展示)，其形成為定位於入射平面之相對側上之另一側通道。因此，檢驗系統可包含偵測通道，其包含收集器24、元件26及偵測器28，且居中於入射平面中，且經組態以依在樣品表面處或接近垂直於樣品表面之(若干)散射角收集且偵測光。因此，此偵測通道通常可稱為一「頂部」通道，且檢驗系統亦可包含如上述般組態之兩個或更多個側通道。因而，檢驗系統可包含至少三個通道(亦即，一個頂部通道及兩個側通道)，且該至少三個通道之各者具有其自身收集器，其等之各者經組態以依與其他收集器之各者不同的散射角收集光。
如上文進一步描述，包含於檢驗系統中之偵測通道之各者可經組態以偵測散射光。因此，圖1中所示之檢驗系統可經組態以用於樣品之暗場(DF)檢驗。然而，檢驗系統亦可或替代地可包含經組態以用於樣品之明場(BF)檢驗之(若干)偵測通道。換言之，檢驗系統可包含經組態以偵測自樣品鏡面反射之光之至少一偵測通道。因此，本文中描述之檢驗系統可經組態以僅用於DF、僅用於BF或用於DF及BF檢驗兩者。儘管收集器之各者在圖1中展示為單折射光學元件，然應瞭解，收集器之各者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。
一或多個偵測通道可包含此項技術中已知的任何適合偵測器。例如，偵測器可包含光電倍增管(PMT)、電荷耦合裝置(CCD)及時間延遲積分(TDI)相機。偵測器亦可包含此項技術中已知的任何其他適合偵測器。偵測器亦可包含非成像偵測器或成像偵測器。以此方式，若偵測器係非成像偵測器，則偵測器之各者可經組態以偵測散射光之某些特性(諸如強度)，但可未經組態以偵測依據在成像平面內之位置之此等特性。因而，由包含於檢驗系統之偵測通道之各者中之偵測器 之各者產生的輸出可為信號或資料，但並非影像信號或影像資料。在此等例項中，檢驗系統之一電腦子系統(諸如電腦子系統36)可經組態自偵測器之非成像輸出產生樣品之影像。然而，在其他例項中，偵測器可組態為成像偵測器，其等經組態以產生成像信號或影像資料。因此，檢驗系統可經組態以依數種方式產生本文中描述之影像。
應注意，本文中提供圖1以大體上繪示可包含於本文中描述之系統實施例中或可產生由本文中描述之系統實施例儲存並使用之影像之一檢驗系統之一組態。顯然，如在設計一商業檢驗系統時通常所執行般，可變更本文中描述之檢驗系統組態以最佳化檢驗系統之效能。另外，可使用(例如，藉由將本文中描述之功能性添加至一現有檢驗系統)一現有檢驗系統(諸如在商業上可購自加利福尼亞州苗必達市(Milpitas)KLA-Tencor之29xx/28xx系列工具)來實施本文中所描述之系統。對於一些此等系統，可提供本文中描述之方法作為檢驗系統之光學功能性(例如，除檢驗系統之其他功能性之外)。或者，本文中描述之檢驗系統可「從頭開始」設計以提供一全新檢驗系統。
檢驗系統之電腦子系統36可以任何適合方式(例如，經由一或多個傳輸媒體，其可包含「有線」及/或「無線」傳輸媒體)耦合至檢驗系統之偵測器，使得電腦子系統在樣品之掃描期間可接收由偵測器產生的輸出。電腦子系統36可經組態以使用偵測器之輸出執行若干功能。例如，電腦子系統可經組態以使用偵測器之輸出來偵測樣品上之缺陷。偵測樣品上之缺陷可由電腦子系統藉由將某一缺陷偵測演算法及/或方法應用於由偵測器產生的輸出而執行。缺陷偵測演算法及/或方法可包含此項技術中已知的任何適合演算法及/或方法。例如，電腦子系統可比較偵測器之輸出與一臨限值。具有高於臨限值之值的任何輸出可識別為一可能缺陷，而具有低於臨限值之值的任何輸出可不被識別為一可能缺陷。在另一實例中，電腦子系統可經組態以將偵測 器之輸出發送至一儲存媒體(諸如儲存媒體100)而不對輸出執行缺陷偵測。檢驗系統之電腦子系統可如本文中描述般進一步組態。
檢驗系統之電腦子系統(以及本文中描述之其他電腦子系統)在本文中亦可稱為(若干)電腦系統。本文中描述之(若干)電腦子系統或(若干)系統之各者可採取各種形式，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」可廣泛定義為涵蓋具有一或多個處理器(其執行來自一記憶媒體之指令)之任何裝置。(若干)電腦子系統或(若干)系統亦可包含此項技術中已知的任何適合處理器，諸如一並行處理器。另外，(若干)電腦子系統或(若干)系統可包含具有高速處理及軟體之一電腦平台，其作為一獨立工具或一網路化工具。
若系統包含一個以上電腦子系統，則不同電腦子系統可耦合至彼此，使得影像、資料、資訊、指令等可在電腦子系統之間發送，如本文中進一步描述。例如，如由圖1中之虛線所示，檢驗系統之電腦子系統36可藉由任何適合傳輸媒體耦合至(若干)電腦子系統102，傳輸媒體可包含此項技術中已知的任何適合有線及/或無線傳輸媒體。此等電腦子系統之兩者或更多者亦可藉由一共用電腦可讀儲存媒體(未展示，諸如儲存媒體100)有效地耦合。
儘管上文將系統描述為一基於光學或光之檢驗系統，然檢驗系統可為一基於電子束之系統。在此一實施例中，能量源係一電子束源，且由偵測器偵測到的能量包含電子。在圖1a中所示之此一實施例中，檢驗系統包含耦合至電腦子系統124之電子柱122。
亦如圖1a中所示，電子柱包含電子束源126，其經組態以產生由一或多個元件130聚焦至樣品128之電子。電子束源可包含例如一陰極源或發射器尖端，且一或多個元件130可包含例如一槍透鏡、一陽極、一束限制光圈、一閘閥、一束電流選擇光圈、一物鏡及一掃描子 系統，其等之全部可包含此項技術中已知的任何此等適合元件。
自樣品返回之電子(例如，二次電子)可藉由一或多個元件132聚焦至偵測器134。一或多個元件132可包含例如一掃描子系統，其可為包含於(若干)元件130中之相同掃描子系統。
電子柱可包含此項技術中已知的任何其他適合元件。另外，電子柱可如以下各者中描述般進一步組態：於2014年4月4日授與Jiang等人之美國專利第8,664,594號，於2014年4月8日授與Kojima等人之美國專利第8,692,204號，於2014年4月15日授與Gubbens等人之美國專利第8,698,093號，及於2014年5月6日授與MacDonald等人之美國專利第8,716,662號，該等案如全文闡述以引用的方式併入本文中。
儘管電子柱在圖1a中展示為經組態使得電子依一傾斜入射角引導至樣品且依另一傾斜角自樣品散射，然應瞭解，電子束可依任何適合角引導至樣品且自樣品散射。另外，如本文中進一步描述，基於電子束之檢驗系統可經組態以使用多種模式來產生樣品之影像(例如，具有不同照明角、收集角等)。基於電子束之檢驗系統之多種模式在檢驗系統之任何影像產生參數方面可不同。
電腦子系統124可如上述般耦合至偵測器134。偵測器可偵測自樣品之表面返回之電子，藉此形成樣品之電子束影像。電子束影像可包含任何適合電子束影像。電腦子系統124可經組態以使用由偵測器134產生的輸出來偵測樣品上之缺陷。電腦子系統124可經組態以執行本文中描述之(若干)任何額外步驟。包含圖1a中所示之檢驗系統之一系統可如本文中描述般進一步組態。
應注意，本文中提供圖1a以大體上繪示可包含於本文中描述之實施例中之一基於電子束之檢驗系統之一組態。如同上述光學檢驗系統，如在設計一商業檢驗系統時通常所執行般，可變更本文中描述之基於電子束之檢驗系統組態以最佳化檢驗系統之效能。另外，可使用 (例如，藉由將本文中描述之功能性添加至一現有檢驗系統)一現有檢驗系統(諸如在商業上可購自加利福尼亞州苗必達市KLA-Tencor之eSxxx系列工具)來實施本文中描述之系統。對於一些此等系統，可提供本文中描述之方法作為系統之光學功能性(例如，除系統之其他功能性之外)。或者，本文中描述之系統可「從頭開始」設計以提供一全新系統。
如上述，檢驗系統經組態以掃描樣本之一實體版本上方之能量。以此方式，檢驗系統可組態為一「實際」檢驗系統，而非一「虛擬」檢驗系統。例如，圖1中所示之儲存媒體100及(若干)電腦子系統102可組態為一「虛擬」檢驗系統。特定言之，儲存媒體及(若干)電腦子系統並非檢驗系統10之部分且不具有用於處置樣品之實體版本之任何能力。換言之，在組態為虛擬檢驗系統之檢驗系統中，其一或多個「偵測器」之輸出可為先前由一實際檢驗系統之一或多個偵測器產生且儲存於虛擬檢驗系統中之輸出，且在「掃描」期間，虛擬檢驗可重播經儲存輸出就好像正掃描樣品一樣。以此方式，用一虛擬檢驗系統掃描樣品可看似就好像正用一實際檢驗系統掃描一實體樣品一樣，然而，事實上，「掃描」涉及以與可掃描樣品相同的方式簡單重播樣品之輸出。組態為「虛擬」檢驗系統之系統及方法描述於以下各者中：共同轉讓之2012年2月28日授與Bhaskar等人之美國專利第8,126,255號及Duffy等人之2014年8月28日發表之美國專利申請公開案第2014/0241610號，該兩案如全文闡述以引用的方式併入本文中。本文中描述之實施例可如本專利及專利申請案中描述般進一步組態。
如上文進一步所述，檢驗系統經組態以用多種模式產生樣品之影像。一般而言，一「模式」可由用於產生一樣品之影像之檢驗系統之參數值或用以產生樣品之影像之輸出定義。因此，不同模式在檢驗系統之成像參數之至少一者之值方面可不同。例如，在其中掃描遍及 樣品之能量及自樣品偵測之能量係光之一實施例中，多種模式之至少一者使用掃描遍及樣品之至少一波長之光，其不同於用於多種模式之至少一其他模式之掃描遍及樣品之至少一波長之光。如本文中進一步描述(例如，藉由使用不同光源、不同光譜濾光片等)，對於不同模式，模式掃描遍及樣品之波長方面可不同。在另一實施例中，多種模式之至少一者使用檢驗系統之一照明通道，其不同於用於多種模式之至少一其他模式之檢驗系統之一照明通道。例如，如上述，檢驗系統可包含一個以上照明通道。因而，不同照明通道可用於不同模式。
在一額外實施例中，多種模式之至少一者使用檢驗系統之一光圈之一組態，其不同於用於多種模式之至少一其他模式之檢驗系統之一光圈之一組態。光圈可為一照明光圈(亦即，定位於引導至樣品之能量之路徑中之一光圈)，諸如圖1中所示之光圈38，或一收集光圈(亦即，定位於自樣品收集之能量之路徑中之一光圈)，諸如圖1中所示之光圈40。例如，若針對不同模式以不同路徑將能量引導至樣品，則具有至少一不同特性(例如，形狀或大小)之不同光圈可定位於不同路徑中。在另一實例中，若針對不同模式以相同路徑將能量引導至樣品，則具有至少一不同特性之不同光圈可在不同時間定位於該路徑中以循序產生樣品之影像。以類似方式，對於不同模式，來自樣品之能量之路徑中之光圈可藉由在來自樣品之不同能量之路徑中包含具有至少一不同特性之不同光圈或藉由在用不同模式之不同掃描之間切換能量之路徑中之光圈而不同。
因此，如上述，不同模式之照明及/或收集/偵測可不同。不同模式亦可或替代地可具有收集/偵測之其他差異。例如，在一項實施例中，多種模式之至少一者使用檢驗系統之一偵測通道，其不同於用於多種模式之至少一其他模式之檢驗系統之一偵測通道。在一些此等實施例中，如上文進一步描述，檢驗系統可包含多個偵測通道。因此， 偵測通道之一者可用於一模式，且偵測通道之另一者可用於另一模式。此外，模式可以本文中描述之一種以上方式而彼此不同(例如，不同模式可具有一或多個不同照明參數及一或多個不同偵測參數)。
由儲存媒體儲存之影像包含藉由檢驗系統針對其中偵測到及未偵測到缺陷之樣品上之位置產生的影像。換言之，不同於僅儲存其中已偵測到缺陷或可能缺陷之樣品上之位置之影像之許多檢驗系統及方法，本文中描述之實施例較佳儲存在檢驗期間針對一樣品產生的全部影像，而不管影像中是否偵測到缺陷。以此方式，在一些實施例中，由儲存媒體儲存之影像包含在掃描及偵測期間由檢驗系統針對樣品產生的全部影像。換言之，本文中描述之實施例可使用由任何模式產生的經儲存全樣品影像。
另外，不同於其中用多種模式產生一樣品上之一或多個(但不多於數個)離散位置(通常對應於所關注之缺陷(DOI)之位置)之影像且接著共同評估以判定哪一模式最適合於樣品之檢驗之一些方法及系統(諸如用於建立一檢驗方法之方法及系統)，由本文中描述之實施例儲存且用以執行各種功能之影像係已藉由掃描樣品上之一相對較大區域(亦即，如在檢驗方法建立之後將在一定期樣品檢驗處理中執行)產生的影像。換言之，由儲存媒體儲存之影像較佳為在樣品上之一相對較大區域(例如，實質上大於樣品上之一單一缺陷且包含用能量掃描遍及可包含或可不包含缺陷之樣品上之區域之樣品上之一區域)時產生的影像。因而，其中產生且儲存影像之樣品上之區域係具有未知缺陷度之一區域。此外，並未針對檢驗方法或處理建立之目的而執行本文中描述之產生所儲存之影像之掃描及檢驗。另外，本文中描述之產生所儲存之影像之掃描及檢驗並未在樣品上之已知缺陷之位置處執行，而是經執行以判定樣品上是否存在任何缺陷。
在一些實施例中，針對其中由檢驗系統偵測到及未偵測到缺陷 之樣品上之位置產生且由儲存媒體儲存的影像係由檢驗系統在由檢驗系統對樣品執行之相同檢驗中產生。例如，如本文中進一步描述，可同時或序列地使用不同模式以在一檢驗處理期間產生一樣品之影像。因此，針對擷取一缺陷或一樣品之影像或輸出可使用不同情形，且可取決於藉由並行還是序列處理影像平面而執行針對缺陷偵測執行之影像處理而變化。方法選取可具有用於一實際實施方案之軟體、演算法及甚至硬體之諸多含意。例如，並行影像處理可包含記錄全部(或若針對模式之一者同步一現場檢驗則除一個之外的全部)n個「影像模式」或「影像平面」(如本文中描述)(例如，在一虛擬檢驗系統中)。另外，虛擬檢驗器可經組態以能夠將平行影像通道串流至一處理器(例如，影像電腦)。在此等組態中，儲存影像(如本文中描述)可使用三維影像資料矩陣而非二維影像資料矩陣執行，其中該等維度之兩者係傳統x及y，且第三維度係成像條件之各者之資料。因此，對於x,y平面中之各影像像素，將存在一組n個值(一值來自各成像通道)。
以此方式，即使本文中描述之一些實施例可使用運用一系統之多種模式產生的影像，該等影像仍不一定必須在針對樣品執行之不同檢驗處理中產生。因而，在已針對樣品執行一檢驗處理且已將在該檢驗處理期間產生的影像儲存至如本文中描述之儲存媒體之後，可能自儲存媒體擷取(若干)電腦子系統使用以執行本文中描述之功能之一或多者之全部該等影像，此會消除將樣品移動回至檢驗系統中以進行額外影像產生的任何需要。例如，如本文中進一步描述，(若干)電腦子系統可針對在一檢驗處理期間已於一樣品上偵測到的一缺陷執行數種功能。因此，藉由儲存在一檢驗處理期間產生的全部影像或其他輸出而不管影像或其他輸出中是否偵測到缺陷，意謂在檢驗處理之後，電腦子系統可針對使用至少一模式偵測到的任何缺陷存取由其他模式產生的缺陷之影像。因而，不同於當前可用的其他系統及方法，本文中 描述之實施例不必針對已判定為所關注之樣品上之各位置藉由將樣品重裝載至檢驗器上且用全重掃描或逐點成像重複資料收集而收集逐點影像或其他資料。無論如何，相對於用針對最初運行之各模式的初始檢驗區域之永久影像達成此而言，此實質上將為昂貴的(例如，取決於虛擬檢驗器組態，比一虛擬檢驗器昂貴5至10倍)。
在另一實施例中，檢驗系統經組態以在樣品之一單一檢驗處理期間執行之樣品之不同掃描中用多種模式序列地執行掃描及偵測。在一額外實施例中，檢驗系統經組態以在樣品之一單一檢驗處理期間執行之樣品之一單一掃描中用多種模式之至少兩者同時執行掃描及偵測。因此，一單一檢驗處理可包含可用兩種或更多種模式序列及/或同時執行之一樣品之一或多個掃描。例如，若不同模式由不同偵測通道定義，且若偵測通道可在一掃描期間同時偵測來自樣品之光，則可用不同模式針對樣品同時產生影像。然而，若不同模式由相同偵測通道之不同參數定義，則偵測通道之參數可在序列執行的掃描之間改變。在任一情況中，若序列或同時使用多種模式來在一單一檢驗處理中產生如本文中描述般儲存之一樣品之影像，則可藉由(若干)電腦子系統自儲存媒體擷取用以執行本文中描述之一或多種功能之全部影像，且在單一檢驗處理之後不執行對樣品之額外掃描。
在一些實施例中，本文中描述之系統可如圖2中所示般組態，其中可包含一缺陷偵測及/或影像獲取系統之檢驗器202如本文中進一步描述般組態執行經組態以記錄一樣品在多種模式中之影像之方法200。檢驗方法可如本文中進一步描述之多種模式產生樣品之影像。若檢驗器經組態以基於影像執行缺陷偵測，則檢驗器可產生偵測結果204。偵測結果可發送至用於結果資料之儲存媒體206。在一些例項中，儲存媒體可為不同於儲存由檢驗器產生的影像之一儲存媒體之一儲存媒體。換言之，儲存媒體206可不同於本文中描述之虛擬檢驗器 之儲存媒體。儲存媒體206亦可具有此項技術中已知的任何其他適合組態(諸如本文中描述之組態之一者)，且可組態為例如一製作資料庫(fab database)。
如圖2中進一步展示，由檢驗器在方法之執行期間產生的影像可發送至儲存媒體208。以此方式，儲存媒體可已於其中儲存在多種模式中產生的多個經儲存樣品影像。此儲存媒體可為一虛擬檢驗系統之部分或可耦合至一虛擬檢驗系統。儲存媒體208可如本文中描述般進一步組態。
一或多個電腦子系統經組態以識別用多種模式之一第一者偵測到但用多種模式之一或多種其他模式未偵測到的缺陷之一第一者。(若干)電腦子系統可經組態以藉由比較在樣品之相同位置處對應於不同模式之缺陷偵測結果而識別此一缺陷。例如，(若干)電腦子系統可比較在樣品上之一位置處用一第一模式產生的第一缺陷偵測結果與在樣品上之該一位置處用一第二模式產生的第二缺陷偵測結果。若第一缺陷偵測結果指示在該一位置處偵測到一缺陷，但第二缺陷偵測結果並未指示在該一位置處偵測到一缺陷(或反之亦然)，則該缺陷可識別為第一缺陷。
儘管本文中關於缺陷之一第一者描述實施例，然應瞭解，(若干)電腦子系統可經組態以針對一個以上缺陷執行本文中描述之功能。將關於一單一缺陷描述實施例以簡化實施例之描述，藉此促進對實施例之更佳理解。顯然，(若干)電腦子系統可經組態以針對於樣品上偵測到的缺陷之任一者、全部或僅某一者執行本文中描述之功能之一或多者。此外，經識別且(若干)電腦子系統針對其執行一或多項功能之缺陷可包含以本文中描述之任何方式偵測到的缺陷。
(若干)電腦子系統亦經組態以自儲存媒體獲取在對應於缺陷之第一者之樣品上之一位置處用多種模式之一或多種其他模式產生的影像 之一或多者。例如，如圖2之步驟210中所示，一處理器可自經儲存樣品影像擷取特徵向量。處理器可為虛擬檢驗系統之一處理器。然而，處理器可為並非虛擬檢驗系統之部分而是耦合至虛擬檢驗系統之一不同處理器。
因此，能夠藉由利用檢驗系統之坐標準確度而識別在樣品上之相同位置處由多種模式產生的影像將為有利的，此容許針對未偵測到缺陷之狀況擷取實質上所關注之精確位置(例如，在影像獲取模式之任一者滿足缺陷準則之位置)處之多模式回應資料。例如，本文中描述之實施例較佳經組態以用像素化誤差之校正(例如，內插)而依虛擬檢驗器影像擷取之深子像素位準(例如，單一像素重定位準確度)極其精確地重定位所關注之區域或點。
在一些實施例中，判定哪一影像對應於樣品上之相同缺陷或位置可藉由將多個影像與一共同參考(諸如一設計)對準而執行。將影像彼此對準進一步可如以下各者中描述般執行：於2010年3月9日授與Kulkarni等人之美國專利第7,676,077號，於2011年10月18日授與Kulkarni等人之美國專利第8,041,103號，及於2013年12月17日授與Kulkarni等人之美國專利第8,139,843號，該等案如全文闡述以引用的方式併入本文中。本文中描述之實施例進一步可經組態以執行此等專利中描述之(若干)任何步驟且可如此等專利中描述般進一步組態。
可用以判定對應於樣品上之相同位置之用不同模式(例如，不同焦點偏移)產生的影像之方法及系統之額外實例描述於2015年1月21日由Chen等人申請之共同轉讓美國專利申請案序號62/105,979中，該案如全文闡述以引用的方式併入本文中。本文中描述之實施例進一步可經組態以執行此等專利中描述之(若干)任何步驟且可如此等專利中描述般進一步組態。
以此方式，可藉由延伸目前所使用之技術以將影像暫存至設計 坐標而達成經儲存虛擬檢驗影像之坐標準確度的改良，此實現先進處理所期望之定位位準。另外，藉由組態系統之成像及資料處置使得輸入影像(或由偵測器產生的影像)滿足實質上高坐標精度(理想上各影像中相同像素大小及位置)，可輔助精確地識別相同樣品位置處用不同模式產生的影像資料之能力。
(若干)電腦子系統進一步經組態以判定一或多個經獲取影像之一或多個特性。例如，如圖3中所示，本文中描述之實施例可經組態以包含程式300，其自樣品上之所關注之位置擷取影像資料且計算新屬性以描述此位置。由程式300擷取之影像資料可係自儲存媒體208擷取，儲存媒體208可如本文中進一步描述般組態，且其包含用於多種模式之一虛擬檢驗器上之經儲存樣品影像。可基於自本文中進一步描述之用於結果資料之儲存媒體206擷取之資訊判定所關注之位置。
在一項實施例中，一或多個經獲取影像之至少一者包含一測試影像，且判定一或多個經獲取影像之至少一者之一或多個特性包含：藉由自測試影像減去一或多個經獲取影像之至少一者之一參考影像而產生一差異影像，及判定該差異影像之一或多個特性。對於在不同模式之至少一者中不滿足被識別為一缺陷或可能缺陷位置之某一準則之選定位置，不同模式中之此差異影像屬性可為改良該等位置之實體性質之區分之目的而如本文中進一步描述般使用。
在一些實施例中，在針對對應於缺陷之第一者之樣品上之位置產生的兩個不同差異影像中偵測到缺陷之第一者。換言之，缺陷可包含由雙仲裁類型缺陷偵測偵測到的一缺陷，其中在由雙仲裁類型缺陷偵測執行之兩個比較中偵測到一缺陷。
在另一實施例中，僅在針對對應於缺陷之第一者之樣品上之位置產生的多個差異影像之一者中偵測到缺陷之第一者。以此方式，缺陷可包含由單仲裁類型缺陷偵測偵測到的一缺陷，其中藉由針對缺陷 偵測執行之一單一比較或在針對雙仲裁類型缺陷偵測執行之兩個比較之僅一者中偵測到一缺陷，且因而將不一定由缺陷偵測識別為一缺陷。
以此方式，缺陷偵測演算法及/或方法之結果可用以判定(若干)電腦子系統針對其執行一或多項功能之樣品上之「缺陷」或位置。以此方式，缺陷偵測演算法及/或方法可有效地選擇針對其執行本文中描述之其他功能之位置。在一此實例中，如圖5中所示，在一樣品上之三個晶粒500、502及504中，可存在兩個缺陷506及508。三個晶粒可並列定位於樣品上，且因此可在樣品上陸續掃描。因而，可使用檢驗系統藉由掃描三個晶粒而產生的輸出來執行缺陷偵測。例如，針對晶粒500及502產生的輸出可彼此比較，且針對晶粒502及504產生的輸出可彼此比較。比較可涉及自晶粒之一者之輸出減去晶粒之另一者之輸出，藉此產生差異影像。例如，自晶粒502之輸出減去晶粒500之輸出可產生差異影像510，而自晶粒502之輸出減去晶粒504之輸出可產生差異影像512。當晶粒502被視為「測試晶粒」且晶粒500及504被視為該測試晶粒之「參考晶粒」時，可執行此差異影像產生。因此，可針對晶粒502之雙仲裁類型缺陷偵測而執行此差異影像產生。
接著，可例如藉由應用一臨限值於差異影像而使用差異影像執行缺陷偵測，然而可對差異影像執行更複雜類型的缺陷偵測。如圖5中進一步展示，當對差異影像510執行缺陷偵測時，對應於缺陷506及508之差異影像之部分506a及508a可識別為缺陷。相比之下，當對差異影像512執行缺陷偵測時，對應於缺陷508之差異影像之部分508b可識別為一缺陷。然而，在一雙仲裁類型方案中，可比較差異影像偵測結果以識別僅在一差異影像中偵測到的缺陷及在兩個差異影像中偵測到的缺陷。例如，此一比較之結果514將展示在兩個差異影像中皆偵測到缺陷影像部分508a及508b，且因此缺陷508被「雙重捕捉(doubly caught)」，而僅在差異影像之一者中偵測到缺陷影像部分506a，且因此缺陷506被「單次捕捉」。因而，在一雙仲裁類型方案中，缺陷508可由缺陷偵測演算法及/或方法報告，而不會報告缺陷506。然而，缺陷506可為一實際缺陷，即使其僅由上述缺陷偵測單次捕捉。
因此，可修改雙仲裁類型缺陷偵測方案使得可儲存僅單次偵測到的事件之資訊(例如，樣品位置)，且本文中描述之實施例可經組態以選擇此等事件作為缺陷之第一者以進行本文中描述之額外考量。以此方式，如本文中進一步描述，被單次捕捉且為實際缺陷之事件可與被單次捕捉但並非實際缺陷之事件分離。然而，經識別以進行本文中描述之額外考量之缺陷亦可包含雙重捕捉缺陷。例如，即使在一雙仲裁類型偵測方案之兩個比較中偵測到一缺陷，該缺陷仍可由用於檢驗之少於全部模式偵測到。因此，使用由其他模式(其等未產生導致缺陷偵測之輸出)針對樣品上之該缺陷之位置產生的資訊，可判定缺陷之額外屬性，其等對於針對缺陷執行之其他功能(諸如分類、取樣、檢視等)可為有用的。
在圖6中所示之一此實例中，可藉由一檢驗系統在一檢驗處理期間用多種模式掃描一樣品(圖6中未展示)上之三個晶粒600、602及604。晶粒602可包含三個缺陷606、608及610。可用模式a分別針對晶粒600、602及604產生影像600a、602a及604a，可用模式b分別針對晶粒600、602及604產生影像600b、602b及604b，且可用模式c分別針對晶粒600、602及604產生影像600c、602c及604c。
在其中晶粒600及604用作晶粒602之參考晶粒之一雙仲裁類型缺陷方案中，在模式a中，比較僅偵測到缺陷606，在模式b中，比較僅偵測到缺陷608，而在模式c中，比較僅偵測到缺陷610。因此，藉由至少一模式但並非全部模式偵測到全部缺陷606、608及610。換言之，缺陷606、608及610之各者由一模式偵測到但未由一或多種其他 模式偵測到。因此，圖6中所示之缺陷之各者或任一者可選定為一第一缺陷，針對其執行本文中描述之一或多項其他功能。因而，如本文中進一步描述，可自在其他模式中產生的影像之未選定或無缺陷位置擷取在至少一模式中偵測到的缺陷之屬性。
例如，若缺陷606選定為「缺陷之第一者」，則由於此缺陷並未由模式b或模式c偵測到，故可自如本文中描述之一儲存媒體獲取在此缺陷之位置處由此等模式獲取之影像。特定言之，在此例項中，在對應於缺陷606之位置之晶粒影像之位置處可獲取由模式b產生的晶粒影像602b中之部分606b，且在對應於缺陷606之位置之晶粒影像602c之位置處可獲取由模式c產生的晶粒影像602c中之部分606c。接著可(個別地或共同地)判定影像之此等部分之一或多個特性，且接著可如本文中進一步描述般使用此等特性。
以一類似方式，若缺陷608選定為「缺陷之第一者」，則由於此缺陷並未由模式a或模式c偵測到，故可自如本文中描述之一儲存媒體獲取在此缺陷之位置處由此等模式獲取之影像。特定言之，在此例項中，在對應於缺陷608之位置之晶粒影像之位置處可獲取由模式a產生的晶粒影像602a中之部分608a，且在對應於缺陷608之位置之晶粒影像602c之位置處可獲取晶粒影像602c中之部分608c。接著可(個別地或共同地)判定影像之此等部分之一或多個特性，且接著可如本文中進一步描述般使用此等特性。
另外，若缺陷610選定為「缺陷之第一者」，則由於此缺陷並未由模式a或模式b偵測到，故可自如本文中描述之一儲存媒體獲取在此缺陷之位置處由此等模式獲取之影像。特定言之，在此例項中，在對應於缺陷610之位置之晶粒影像之位置處可獲取由模式a產生的晶粒影像602a中之部分610a，且在對應於缺陷610之位置之晶粒影像602b之位置處可獲取由模式b產生的晶粒影像602b中之部分610b。接著可(個 別地或共同地)判定影像之此等部分之一或多個特性，且接著可如本文中進一步描述般使用此等特性。
一或多個經獲取影像之一或多個特性可包含本文中描述之影像特性之任一者，諸如灰階強度。亦可自經獲取影像本身或自從經獲取影像產生的其他影像判定一或多個經獲取影像之一或多個特性。例如，經獲取影像可用以產生如本文中進一步描述之差異影像，且接著可藉由(若干)電腦子系統判定差異影像之(若干)特性。可以一類似方式使用其他類型的影像，諸如中值影像(median image)、平均值影像(mean image)、平均影像(average image)等。
(若干)電腦子系統亦經組態以基於一或多個經獲取影像之一或多個特性判定缺陷之第一者之一或多個特性。例如，一或多個經獲取影像之一或多個特性之資訊添加缺陷屬性，其實現用習知手段可能無法辨別之缺陷(位置)類型之分離。換言之，本文中描述之實施例提供分離實體上不同但用當前使用的系統及方法不可辨別的缺陷之能力。
以此方式，在多種模式中儲存至虛擬檢驗器之樣品影像較佳涵蓋一廣範圍光譜，以自具有實體上不同構造(例如，材料、處理堆疊中之位置、裝置結構內之位置等)之缺陷類型收集差動信號。例如，自光學模擬及實驗證據已知實體結構之間的特定差異(例如，結構破壞或一完整結構之變體)之偵測(量測)透過影像與影像或影像與參考比較針對不同照明及能量收集組態達成不同結果。本文中描述之實施例利用相反觀點，其中具有不同回應之位置之分離可用以推斷位置具有不同實體特性(例如，不同材料組成、形狀、大小等)。藉由(例如，序列地)使用發送至一虛擬檢驗器之各別記錄，可達成刺激且偵測跨整個樣品之多模式回應(例如，多頻回應)之一系統之本質。權衡可為進行序列記錄之時間。優點在於：結果等效於僅可用因實際及經濟原因不太可能實施之一真實多模式(例如，多通道、多光譜等)系統達成之 結果。例如，本文中描述之實施例之一替代係建立一極其複雜檢驗器，其可同時產生且收集所需信號。
以此方式，在一些實施例中，可針對經記錄模式(可發生於記錄期間)之各者而完成一樣品之一檢驗處理。可執行對所關注之區域或點(例如，測試及參考影像上)之一相對較高準確度重定位及用屬性產生演算法及/或方法之分析。以此方式收集之資料亦可與透過習知偵測方法收集之資料合併。例如，如圖2中所示，可將由一處理器在步驟210中自經儲存影像擷取之缺陷特徵向量發送至亦包含偵測結果204之儲存媒體206。另外，如本文中進一步描述，可將不同資訊組合成一結果檔案而非將不同資訊簡單儲存於相同儲存媒體中，使得檔案包含在一逐缺陷基礎上針對任一缺陷產生的全部資訊。各位置之所得值陣列可構成跨選定模式空間之習知收集及非習知收集之資料一全矩陣。
基於(若干)經獲取影像之一或多個特性判定之缺陷之第一者之一或多個特性可包含可自藉由檢驗產生的影像判定之任何適合缺陷屬性或特徵。另外，可基於一或多個經獲取影像之特性之兩者或更多者之一組合而判定第一缺陷之一或多個特性。例如，可依據(若干)經獲取影像之兩個或更多個特性而判定缺陷之第一者之一或多個特性。或者，可基於(若干)不同經獲取影像之特性個別地判定第一缺陷之不同特性。接著，可組合該等各別判定之缺陷特性以判定缺陷之額外特性或資訊。例如，可依據針對藉由不同模式產生的影像中之缺陷判定之兩個或更多個特性而判定缺陷之一或多個特性。
在另一實施例中，(若干)電腦子系統經組態以自儲存媒體獲取在樣品上之一額外位置處用多種模式之兩者或更多者產生的兩個或更多個影像，且基於該兩個或更多個經獲取影像判定該額外位置處是否存在一缺陷。例如，本文中描述之實施例可經組態以針對樣品上之任一 位置使用針對該位置以運用用於檢驗之全部模式產生的全部影像來執行諸如缺陷偵測之一或多項功能，而不管在該位置處是否偵測到一缺陷。特定言之，憑藉跨多種模式之全儲存影像，本文中描述之實施例提供有效率地獲得用於甚至針對一樣品上之未偵測到的缺陷掃描該樣品之全部模式中之「光譜回應」之獨有能力。另外，此等實施例利用「全」樣品影像在任何模式之持續結合坐標準確度，此容許在任何模式中擷取任何樣品位置處之資料。以多種模式記錄且儲存於一虛擬檢驗器中之樣品影像較佳涵蓋一相對較廣範圍光譜以區分缺陷信號與背景。
因而，本文中描述之實施例可經組態以用於在一多模式虛擬檢驗器(例如，一虛擬多通道寬頻檢驗器)上執行之基於全共現屬性/特徵之整體缺陷偵測。換言之，本文中描述之實施例提供用於缺陷偵測之一多模式(例如，多通道照明)檢驗系統之優點且收穫一多模式系統(例如，多頻照明、可變光圈等)高速成像系統藉由在一半導體晶圓或主光罩上之每一位置處整體地考量全共現屬性/特徵集合以較高維度空間提供偵測缺陷(亦即，離群值)之獨有機會。如本文中將進一步描述，為改良缺陷偵測靈敏度，實施例使用多維離群值偵測方法提供以不同模式對一樣品上之每一位置處之全共現影像屬性/特徵集合之額外及整體考量。本文中描述之實施例在識別否則用習知方法將埋藏在背景雜訊中之缺陷位置係尤其有用的。另外，發展本文中描述之一半導體晶圓或主光罩上之檢驗之例示性目的包含檢視/分類或度量衡。
由於可針對所掃描之一樣品上之每一位置儲存本文中描述之影像而不管在該等位置處是否偵測到一缺陷，故在藉由實際檢驗系統掃描樣品期間或之後可未藉由實際檢驗系統執行缺陷偵測。換言之，影像記錄期間的缺陷偵測並非本文中描述之實施例之一要求。以此方式，本文中描述之實施例可經組態以用於一虛擬檢驗器上之純粹樣品 影像記錄而不必進行檢驗。
例如，如圖4中所示，經組態以記錄一樣品在多種模式中之影像之方法400可由檢驗器影像獲取系統402執行。該方法及影像獲取系統可如本文中描述般進一步組態。由影像獲取系統產生的影像(其可包含本文中描述之任何影像，例如，序列獲取之影像)可如本文中描述般儲存於儲存媒體404中。因此，儲存媒體可包含一虛擬檢驗器上之多個多模式影像。
虛擬檢驗器可經組態以進行多模式回放(playback)，其中針對樣品上之任一位置同時回放以不同模式產生的不同影像。以此方式，用檢驗系統之至少兩種模式產生的全部影像可同時輸入至資料處理，使得其等可在一起處理。因此，至處理器406之輸入可為模式1、模式2、模式3、...模式n之向量輸入。因而，如同本文中描述之其他實施例，使本文中描述之實施例實用之一重要態樣係在虛擬檢驗器影像擷取時達成各模式中之單一像素重定位準確度之能力之一改良。
接著，處理器可對多模式影像執行缺陷偵測。接著，由處理器執行之缺陷偵測之結果(純量偵測結果)可儲存至用於結果資料之儲存媒體408。如本文中進一步描述，偵測結果資料接著可作為特徵向量410發送至分類及取樣演算法。可如圖4中所示般執行之缺陷偵測可提供如本文中進一步描述之離群值(缺陷)偵測之改良。例如，基於自一虛擬檢驗器回放之多模式影像執行缺陷偵測可利用此等組態之間的相關，以梳理出(tease out)以任一單一組態可無法偵測到的缺陷。
在一此實施例中，判定是否存在缺陷包含：分別判定兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個差異影像；分別判定該兩個或更多個差異影像之兩個或更多個差異影像屬性；及基於該兩個或更多個差異影像屬性之一組合判定是否存在一缺陷。例如，圖8係圖之不同軸上之模式1及模式2之差異灰階之一散佈圖而且圖中之點對應於樣品上之 不同位置。在此實例中，圖中基於其等在不同模式中之差異灰階展示兩個像素位置800及802。假定一樣品位置當且僅當其差異灰階在橢圓806之邊界804(其可稱為一「缺陷決策邊界」)外部時將會被判定為一缺陷位置。接著，自圖8清楚，位置800及802將被識別為缺陷位置。
然而，若吾人各別地考量各差異灰階，亦即，不同時考量兩個灰階，則位置800及802並不被視為缺陷位置。各別地考量各差異灰階可等效於僅考量由圖8中之虛線所示之差異灰階之投影之末尾(feet)。在此情況中，吾人可能無法擷取缺陷像素800，此係因為對應於由x及y軸上之X標記之此等投影中之末尾之點完全在橢圓之缺陷決策邊界內。另外，吾人可能亦無法擷取缺陷像素802，此係因為儘管其對應於由x軸上之一X標記之其末尾之一者之點的一者在橢圓之缺陷決策邊界外部，然另一X在橢圓之缺陷決策邊界內部。因此，若針對缺陷偵測使用模式1，則位置802可被視為有缺陷，但若針對缺陷偵測僅使用模式2，則其無缺陷。
在一額外實施例中，判定是否存在缺陷包含：分別判定兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個影像屬性，且基於該兩個或更多個影像屬性之一組合判定是否存在一缺陷。在此實施例中，判定是否存在缺陷可以與本文中描述之其他實施例相同的方式執行。例如，可用任何其他適合影像之屬性取代上述缺陷偵測中使用之差異影像屬性。
在一些實施例中，判定是否存在缺陷包含：分別判定兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個影像屬性，及將一多維臨限值應用至該兩個或更多個影像屬性之一組合。例如，可針對成像條件之各者完成虛擬檢驗系統記錄處理。此記錄處理可在一檢驗期間執行；然而，此並非必要的。可執行具有屬性/特徵擷取之各樣品位置之每一模式中之一實質上高準確度共定位(co-localization)。各位置處之影像屬性/特徵值之所得向量可用以使用一多維離群值偵測演算法來執行整體 缺陷偵測。
在圖7中所示之一此實例中，經組態以記錄一樣品在多種模式中之影像之方法700可由檢驗器影像獲取系統702使用。該方法及檢驗系統可如本文中描述般進一步組態。接著，由檢驗器使用該方法產生的影像可包含可儲存於如本文中進一步描述之儲存媒體704中之一虛擬檢驗器上之多個多模式影像。儲存媒體可如本文中進一步描述般組態。基於儲存於虛擬檢驗器中之影像，本文中描述之(若干)電腦子系統可經組態以進行如步驟706中所示之影像共定位、全共現屬性/特徵擷取及缺陷偵測。接著，(若干)電腦子系統可將此步驟之結果儲存於用於結果資料之儲存媒體708中，其可如本文中進一步描述般執行。此儲存媒體亦可如本文中進一步描述般組態。
使用樣品上之位置(x,y)處之影像屬性/特徵值之一d維向量f之此缺陷(亦即，離群值)偵測之一較佳實施例如下描述。使樣品之坐標位置(x,y)處之一d維橢圓體與以下各者相關聯：a)描述其形狀(相關)之一d×d正定矩陣S，其以量(volume)正規化，例如，藉由將行列式S設定為一(unity)；b)橢圓體在d維向量μ處之一原點(平均值)；及c)指定用於離群值識別之橢圓體之邊界(亦即，決策超表面)之一純量臨限值t。接著，當且僅當(f-μ)S -1(f-μ)
Figure TWI679710B_D0001
t時，坐標位置(x,y)被視為具有一缺陷。
參數S、μ及t之學習可在一訓練/設定階段期間執行，且可如本文中進一步描述般按局部設計或片段資訊調節。再者，此理念可推廣至任何閉合決策超表面以添加選取參數的靈活性(增加模型複雜性)。
儘管本文中關於具有一橢圓體形狀及二維之一多維臨限值描述一些實施例，然本文中描述之實施例不限於此等形狀及此等維度。例如，由缺陷決策邊界界定之形狀可為任何其他形狀，且維數可為任何適合數目，其可等於由(若干)電腦子系統考量之模式之數目。事實 上，給定由本文中描述之實施例產生的表面之任意性質，該等實施例可產生且使用決策超表面之一聯合來偵測缺陷。此外，儘管一些實施例在本文中描述為使用一多維臨限值進行缺陷偵測，然該等實施例可以多種其他方式使用分別自用兩種或更多種模式產生的兩個或更多個影像判定之兩個或更多個影像屬性之一組合來進行缺陷偵測。例如，缺陷偵測可使用來自多種模式之屬性(例如，定限灰階值)及參考影像與測試影像之間表達為一離群值事件的規則之灰階差之一布林表式來執行。吾人甚至可訓練一統計分類器而非基於規則來進行此類型的缺陷偵測。
在又一實施例中，一或多個電腦子系統經組態以基於對應於額外位置之樣品之一設計之一部分判定用於判定是否存在缺陷之一或多個參數。例如，缺陷偵測參數可根據設計形狀而調節。另外，經儲存影像可按局部設計資訊調節，藉此添加實現缺陷與背景之分離且用習知手段可能無法達成之前所未有的缺陷偵測能力。在一此實例中，如圖7中所示，設計資訊710(來自諸如一設計資料庫伺服器之一源)可由執行如步驟706中所示之影像共定位、全共現屬性/特徵擷取及缺陷偵測之(若干)電腦子系統獲取。以此方式，(若干)電腦子系統可基於設計資訊執行此等步驟。
在一額外實施例中，一或多個電腦子系統經組態以基於額外位置定位於其中之兩個或更多個經獲取影像之一片段判定用於判定是否存在缺陷之一或多個參數。例如，缺陷偵測參數可根據影像片段調節。另外，經儲存影像可按影像片段資訊調節，藉此添加實現缺陷與背景之分離且用習知手段可能無法達成之前所未有的缺陷偵測能力。可基於影像本身(例如，基於影像之性質，諸如雜訊)判定影像中之不同片段，如2013年12月17日授與Kulkarni等人之美國專利第8,611,639號中所描述，該案如全文闡述以引用的方式併入本文中。本文中描述 之實施例可經組態以執行本專利中描述之(若干)任何方法之(若干)任何步驟，且可如本專利中描述般進一步組態。
使用用多種模式產生且儲存於一儲存媒體中之樣品影像來偵測缺陷不限於本文中描述之實施例。例如，使用用多種模式產生且儲存於一儲存媒體(諸如一虛擬檢驗器)中之影像來偵測一樣品上之缺陷亦可或替代地可如以下各者中描述般執行：於2009年6月30日授與Shortt等人之美國專利第7,554,656號，於2010年5月4日授與Leslie等人之美國專利第7,711,177號，於2010年9月14日授與Bhaskar等人之美國專利第7,796,804號，於2014年9月9日授與Luo等人之美國專利第8,831,334號，於2014年12月16日授與Lange之美國專利第8,912,495號，及於2015年6月9日授與Lang等人之美國專利第9,053,527號，於2014年8月7日由Wu等人發表之美國專利申請公開案第2014/0219544號，於2014年9月18日由Huang等人發表之美國專利申請公開案第2014/0270474號，於2014年9月25日由Hwang等人發表之美國專利申請公開案第2014/0285657號，於2014年12月4日由Kolchin等人發表之美國專利申請公開案第2014/035983號，及於2015年2月12日由Huang等人發表之美國專利申請公開案第2015/0043804號，以及於2015年2月2日由Guo等人申請之美國專利申請案序號14/612,192，於2015年3月31日由Chen等人申請之美國專利申請案序號14/674,856，及於2015年5月8日由Kulkarni等人申請之美國專利申請案序號14/707,592，全部該等案如全文闡述以引用的方式併入本文中。本文中描述之實施例可經組態以執行此等專利、專利申請公開案及專利申請案中描述之(若干)任何方法之(若干)任何步驟，且可如此等專利、專利申請公開案及專利申請案中描述般進一步組態。
當同時考量用多種模式產生的影像時，僅在已完成樣品之影像獲取且已將影像儲存於虛擬檢驗器中之後偵測缺陷可為用於偵測缺陷 之最實用實施方案。例如，可同時產生本文中描述之多模式影像且在此影像產生期間執行缺陷偵測之一檢驗工具可極其複雜且建立可昂貴。然而，在影像產生期間執行本文中描述之缺陷偵測當然是不可能的。另一方面，實體上可用多種模式同時產生影像(取決於檢驗系統之組態及待用於缺陷偵測之模式)。在此等例項中，直至在已產生且儲存待用於缺陷偵測之全部影像模式之全部影像之後，才可執行缺陷偵測。
以此方式，另一實施例係關於一種經組態以偵測一樣品上之缺陷之系統。此系統包含一儲存媒體，其經組態以儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像。該儲存媒體可如本文中所描述及如圖1中所展示般組態。檢驗系統經組態以用能量掃描遍及樣品之一實體版本同時偵測來自樣品之能量，藉此產生樣品之影像。檢驗系統亦經組態以用多種模式執行掃描及偵測。檢驗系統可如本文中所描述以及如圖1及圖1a中所展示般組態。
然而，在此實施例中，檢驗系統未經組態以針對樣品執行缺陷偵測。以此方式，晶圓上未由檢驗系統偵測到缺陷。代之，一或多個電腦子系統經組態以自儲存媒體獲取在樣品上之一位置處用多種模式之兩者或更多者產生的兩個或更多個影像，且基於該兩個或更多個經獲取影像判定該位置處是否存在一缺陷。
(若干)電腦子系統可如本文中所描述及如圖1中所展示般進一步組態。(若干)電腦子系統可經組態以根據本文中描述之實施例之任一者執行獲取及判定是否存在一缺陷。(若干)電腦子系統可如本文中描述般進一步組態且可經組態以執行本文中描述之任何其他功能。
在一些實施例中，(若干)電腦子系統經組態以基於缺陷之第一者之一或多個經判定特性而分級、分類或取樣缺陷之第一者。例如，如圖2中所示，儲存媒體206中之特徵向量212可發送至分類及取樣演算 法。因此，用於分類、取樣及其他功能之缺陷之資訊可包含由一檢驗系統在該檢驗系統掃描一樣品時執行的標準缺陷偵測產生的資訊，以及基於自一虛擬檢驗系統擷取之經儲存影像判定之其他資訊。以此方式，由(若干)電腦子系統分類之缺陷可包含由實際檢驗系統偵測到的缺陷(例如，在掃描期間)及/或基於儲存於虛擬檢驗系統中之影像偵測到的缺陷。分級、分類及取樣可以任何適合方式執行。
基於用不同模式獲取之兩個或更多個影像判定之一缺陷之一或多個特性對於一SEM檢視/分類取樣演算法或度量衡工具樣本選擇係尤其有價值的輸入資料。特定言之，在半導體晶圓及主光罩處理中，SEM檢視/分類及度量衡處理通常遭受取樣不足(under-sampling)，因而來自相對較高覆蓋範圍資料之更多資料可用以區分獨有缺陷事件，取樣可更有效，而有助於發現新缺陷類型或異常度量衡位點。
基於如本文中描述般判定之(若干)特性執行之缺陷之取樣可包含任何適合類型的取樣，諸如於2015年5月19日授與Dishner等人之美國專利第9,037,280號描述之相異度取樣，該案如全文闡述以引用的方式併入本文中，且其可包含選擇具有一特性之最大相異度之缺陷之一樣本，使得可選擇最不同(或最相異)缺陷。選擇具有任一特性之最不同的值之缺陷可導致包含獨有類型的缺陷之一缺陷樣本，藉此實現更佳缺陷發現。另外，本文中描述之實施例可整合至一缺陷發現系統或方法，其用自一虛擬檢驗器之資料獲取之全自動化及包含於取樣方案中以用於缺陷SEM檢視/分類及度量衡而最佳化。
本文中描述之實施例具有若干優點且可用於以此項技術中已知的任何方式不同的多種模式。該等實施例對於以某些方式不同的模式亦可為尤其有利的。例如，電磁輻射與物質之間的相互作用係一經充分瞭解的現象，且目前可用的分析/檢驗儀器係基於光譜成像之原理。然而，對於相對較高資料率及相對較大量應用(諸如半導體晶圓 及主光罩檢驗)，直接利用光譜成像同時滿足實質上高區域覆蓋範圍、實質上高空間解析度連同實質上高光譜解析度之傳統要求在技術上或經濟上係不切實際的。然而，藉由針對各通過使用不同成像條件(例如，光譜、光圈、焦點偏移等)而用成像系統之多次通過估計光譜回應，可至少部分實現光譜成像之優點。
為處理多模式資料，應使用諸如本文中進一步描述之特定基於向量之演算法及「維度認知(dimensionally aware)」定限機制。例如，可應用一向量量值對一n維「臨限表面」。對於所偵測到的每一缺陷，特徵向量資料可包含影像通道之各者之一差異影像量值。歸因於「光譜回應」(不同光譜條件)及/或「幾何回應」(不同光圈條件)，此豐富資料集可有助於給取樣及分類演算法提供具有一物理學基礎之資料。
因此，本文中描述之實施例可用以針對缺陷產生不同種類的資訊，或首先使用不同種類的資訊來偵測缺陷。例如，本文中描述之系統可經組態以執行光譜成像，其中在一影像平面中之每一位置處收集一完整光譜或某一光譜資訊。另外，本文中描述之系統實施例可組態為可用以獲取一缺陷或一樣品之一光譜解析影像之成像光譜儀。本文中描述之系統實施例亦可經組態以進行高光譜成像，其中收集且處理來自電磁光譜各處之資訊。此成像可經執行以藉由獲得一影像中之各像素之光譜而發現目標、識別材料等。高光譜成像可不同於光譜成像，此係因為高光譜成像相較於光譜成像用更加精細的波長解析度執行且可涵蓋一相對較廣波長範圍。本文中描述之實施例亦可用於光譜術及攝譜術，其中依據波長執行對輻射強度之量測。本文中描述之實施例亦可用以產生一缺陷或一樣品之色彩或數位色彩影像。一數位色彩影像可為包含每一像素之色彩資訊之一數位影像。一色彩影像可儲存為一光柵圖、小整數三聯體(integer triplet)之一二維陣列，或作為 三個各別光柵圖，各模式有一個。
一些目前可用檢驗系統及方法使用來自一個以上通道或模式之資訊來偵測缺陷及/或分類缺陷。例如，一些檢驗系統及方法以不同散射角各別地偵測自一樣品散射之光，且接著使用關於散射至不同角中之光之資訊來判定一缺陷是一類型還是另一類型。另外，一些目前使用的檢驗系統及方法可基於由不同通道或模式偵測到的光判定缺陷特徵，且接著基於該等缺陷特徵判定缺陷類型及/或執行其他功能。然而，不同於本文中描述之實施例，目前使用的方法及系統並不針對一樣品上之位置儲存影像或其他偵測器輸出，除非在該等位置處偵測到一缺陷。另外，甚至對於使用來自多個通道或模式之資訊來針對缺陷偵測或執行其他功能之系統及方法，該等系統及方法亦不儲存針對用以檢驗一樣品之全部多種模式或甚至在樣品上未偵測到一缺陷之一或多個模式產生的影像或偵測器之其他輸出。因此，不同於本文中描述之系統及方法，先前使用的系統及方法無法用檢驗系統借助於由除偵測到一缺陷之(若干)模式之外之一模式產生的影像或偵測器輸出而「再訪」一缺陷位置或任何其他位置，除非在檢驗器中回放樣品以產生額外影像。將樣品重新定位回檢驗器中不僅花費額外時間，而且將樣品可再現地(reproducibly)定位於檢驗系統中時之任何誤差可引起待成像的樣品上之錯誤定位，藉此引起針對一選定缺陷位置產生的資訊之誤差。
在一額外實施例中，一或多個電腦子系統經組態以組合缺陷之第一者之一或多個特性與由檢驗系統針對樣品產生的檢驗結果，藉此產生經修改檢驗結果，且將該等經修改檢驗結果發送至經組態以對樣品之實體版本執行一處理之另一系統。例如，如上述般針對一樣品上之某些缺陷收集之資料可與透過習知偵測方法收集之資料合併。各位置之所得值陣列可構成跨選定模式空間之習知收集及非習知收集之資 料之一全矩陣。對樣品之實體版本執行一處理之另一系統可包含例如一缺陷檢視系統、一度量衡系統、一故障分析系統等。以此方式，可基於經修改檢驗結果(其可包含由本文中描述之實施例針對缺陷產生的全部資訊)執行諸如缺陷檢視、度量衡、故障分析等之處理。
本文中描述之實施例亦可如於2014年10月31日由Duffy申請之美國專利申請案序號62/073,418中描述般組態，該案如全文闡述以引用的方式併入本文中。本文中描述之實施例亦可經組態以執行本專利申請案中描述之任何方法之任何步驟。
上述系統之實施例之各者可一起組合成一單一實施例。換言之，除非本文中另有所述，否則系統實施例均不與任何其他系統實施例互相排斥。此外，儘管圖2至圖8展示可由本文中描述之(若干)電腦子系統執行之多種功能，然除非本文中另有所述，否則此等圖中所示之功能對本文中描述之系統實施例之功能及/或本文中描述之方法實施例之實踐均非必不可少的。換言之，本文中描述之實施例可經組態以執行少於此等圖中所示之全部功能或多於此等圖中所示之全部功能，且在此等實施例之範疇內，該等實施例仍可作用及/或被實踐。
另一實施例係關於一種用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之方法。該方法包含儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像。檢驗系統經組態以如本文中描述般組態。經儲存影像包含由檢驗系統針對在其處偵測到及未偵測到缺陷之樣品上之位置產生的影像。該方法亦包含識別用多種模式之一第一者偵測到但用多種模式之一或多種其他模式未偵測到的缺陷之一第一者。另外，該方法包含自經儲存影像獲取在對應於缺陷之第一者之樣品上之一位置處用多種模式之一或多種其他模式產生的影像之一或多者。該方法進一步包含：判定該一或多個經獲取影像之一或多個特性；及基於該一或多個經獲取影像之該一或多個特性判定缺陷之第一者之一或多個特性。
該方法之步驟之各者可如本文中進一步描述般執行。該方法亦可包含可由本文中描述之檢驗子系統及/或(若干)電腦子系統執行之(若干)任何其他步驟。儲存、識別、獲取、判定一或多個經獲取影像之一或多個特性及判定缺陷之第一者之一或多個特性的步驟係由一或多個電腦子系統執行，其等可根據本文中描述之實施例之任一者組態。另外，上述方法可由本文中描述之系統實施例之任一者執行。
一額外實施例係關於一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可在一電腦系統上執行以執行用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之一電腦實施方法之程式指令。圖9中展示一此實施例。特定言之，如圖9中所示，非暫時性電腦可讀媒體900包含可在電腦系統904上執行之程式指令902。電腦實施方法可包含本文中描述之(若干)任何方法之(若干)任何步驟。
實施諸如本文中描述之方法之方法之程式指令902可儲存在電腦可讀媒體900上。電腦可讀媒體可為一儲存媒體，諸如一磁碟或光碟、一磁帶或此項領域中已知的任何其他適合非暫時性電腦可讀媒體。
可以各種方式之任一者實施程式指令，包含基於程序之技術、基於組件之技術及/或物件導向之技術等。例如，如所需，可使用ActiveX控制項、C++物件、JavaBeans、微軟基礎類(「MFC」)、SSE(串流SIMD延伸)或其他技術或方法來實施程式指令。
電腦系統904可根據本文中描述之實施例之任一者組態。
鑒於此描述，熟習此項技術者將明白本發明之各種態樣之進一步修改及替代實施例。例如，提供用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之方法及系統。因此，此描述僅應理解為闡釋性的，且係出於教示熟習此項技術者實行本發明之一般方法之目的。應瞭解，本文中所展示及描述之本發明之形式應視為目前較佳實施例。全 部如熟習此項技術者在受益於本發明之此描述之後將明白，元件及材料可替換在本文中繪示及描述之元件及材料，部分及處理可顛倒，且可獨立利用本發明之某些特徵。在不脫離如在以下申請專利範圍中描述之本發明之精神及範疇之情況下，可對本文中描述之元件進行改變。

Claims (60)

  1. 一種經組態以判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之系統，其包括：一儲存媒體，其經組態以儲存由一檢驗系統產生之一樣品之影像，其中該檢驗系統經組態以用能量掃描遍及該樣品之一實體版本同時偵測來自該樣品之能量，藉此產生該樣品之該等影像且基於該等影像偵測該樣品上之缺陷，其中該檢驗系統進一步經組態以用多種模式執行該掃描及該偵測，且其中由該儲存媒體儲存之該等影像包括由該檢驗系統針對在其處偵測到及未偵測到該等缺陷之該樣品上之位置產生的該等影像；及一或多個電腦子系統，其等經組態以：識別用該多種模式之一第一者偵測到但用該多種模式之一或多種其他模式未偵測到的該等缺陷之一第一者；自該儲存媒體獲取在對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之一位置處用該多種模式之該一或多種其他模式產生的該等影像之一或多者；判定該一或多個經獲取影像之一或多個特性；及基於該一或多個經獲取影像之該一或多個特性判定該等缺陷之該第一者之一或多個特性。
  2. 如請求項1之系統，其中該儲存媒體及該一或多個電腦子系統並非該檢驗系統之部分，且不具有處置該樣品之該實體版本之任何能力。
  3. 如請求項1之系統，其中該儲存媒體及該一或多個電腦子系統進一步組態為一虛擬檢驗系統。
  4. 如請求項1之系統，其中掃描遍及該樣品之該能量包括光，其中自該樣品偵測之該能量包括光，且其中該多種模式之至少一者使用掃描遍及該樣品之該光之至少一波長，其不同於掃描遍及該樣品之用於該多種模式之至少一其他模式之該光之至少一波長。
  5. 如請求項1之系統，其中該多種模式之至少一者使用該檢驗系統之一照明通道，其不同於用於該多種模式之至少一其他模式之該檢驗系統之一照明通道。
  6. 如請求項1之系統，其中該多種模式之至少一者使用該檢驗系統之一光圈之一組態，其不同於用於該多種模式之至少一其他模式之該檢驗系統之一光圈之一組態。
  7. 如請求項1之系統，其中該多種模式之至少一者使用該檢驗系統之一偵測通道，其不同於用於該多種模式之至少一其他模式之該檢驗系統之一偵測通道。
  8. 如請求項1之系統，其中由該檢驗系統針對在其處偵測到及未偵測到該等缺陷之該樣品上之該等位置產生且由該儲存媒體儲存之該等影像係由該檢驗系統在由該檢驗系統對該樣品執行之相同檢驗中產生。
  9. 如請求項1之系統，其中該檢驗系統進一步經組態以在該樣品之一單一檢驗處理期間執行的該樣品之不同掃描中用該多種模式序列地執行該掃描及該偵測。
  10. 如請求項1之系統，其中該檢驗系統進一步經組態以在該樣品之一單一檢驗處理期間執行的該樣品之一單一掃描中用該多種模式之至少兩者同時執行該掃描及該偵測。
  11. 如請求項1之系統，其中由該儲存媒體儲存之該等影像進一步包括在該掃描及偵測期間由該檢驗系統針對該樣品產生的全部該等影像。
  12. 如請求項1之系統，其中該一或多個經獲取影像之至少一者包括一測試影像，且其中判定該一或多個經獲取影像之該至少一者之該一或多個特性包括：藉由自該測試影像減去該一或多個經獲取影像之該至少一者之一參考影像而產生一差異影像，及判定該差異影像之一或多個特性。
  13. 如請求項1之系統，其中在針對對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之該位置產生的兩個不同差異影像中偵測到該等缺陷之該第一者。
  14. 如請求項1之系統，其中在針對對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之該位置產生的多個差異影像之僅一者中偵測到該等缺陷之該第一者。
  15. 如請求項1之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以自該儲存媒體獲取在該樣品上之一額外位置處用該多種模式之兩者或更多者產生的兩個或更多個影像，且基於該兩個或更多個經獲取影像判定該額外位置處是否存在一缺陷。
  16. 如請求項15之系統，其中判定是否存在該缺陷包括：分別判定該兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個差異影像；分別判定該兩個或更多個差異影像之兩個或更多個差異影像屬性；及基於該兩個或更多個差異影像屬性之一組合判定是否存在一缺陷。
  17. 如請求項15之系統，其中判定是否存在該缺陷包括：分別判定該兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個影像屬性；及基於該兩個或更多個影像屬性之一組合判定是否存在一缺陷。
  18. 如請求項15之系統，其中判定是否存在該缺陷包括：分別判定該兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個影像屬性，及將一多維臨限值應用至該兩個或更多個影像屬性之一組合。
  19. 如請求項15之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於對應於該額外位置之該樣品之一設計之一部分判定用於判定是否存在該缺陷之一或多個參數。
  20. 如請求項15之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於該額外位置定位於其中之該兩個或更多個經獲取影像之一片段判定用於判定是否存在該缺陷之一或多個參數。
  21. 如請求項1之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於該等缺陷之該第一者之該一或多個經判定特性來分級該等缺陷之該第一者。
  22. 如請求項1之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於該等缺陷之該第一者之該一或多個經判定特性來分類該等缺陷之該第一者。
  23. 如請求項1之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於該等缺陷之該第一者之該一或多個經判定特性來取樣該等缺陷之該第一者。
  24. 如請求項1之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以組合該等缺陷之該第一者之該一或多個特性與由該檢驗系統針對該樣品產生的檢驗結果，藉此產生經修改檢驗結果，且將該等經修改檢驗結果發送至經組態以對該樣品之該實體版本執行一處理之另一系統。
  25. 如請求項1之系統，其中該樣品包括一晶圓。
  26. 如請求項1之系統，其中該樣品包括一主光罩。
  27. 如請求項1之系統，其中掃描遍及該樣品之該能量包括光，且其中自該樣品偵測之該能量包括光。
  28. 如請求項1之系統，其中掃描遍及該樣品之該能量包括電子，其中自該樣品偵測之該能量包括電子。
  29. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可在一電腦系統上執行以執行用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之一電腦實施方法之程式指令，其中該電腦實施方法包括：儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像，其中該檢驗系統經組態以用能量掃描遍及該樣品之一實體版本同時偵測來自該樣品之能量，藉此產生該樣品之該等影像且基於該等影像偵測該樣品上之缺陷，其中該檢驗系統進一步經組態以用多種模式執行該掃描及該偵測，且其中該等經儲存影像包括由該檢驗系統針對在其處偵測到及未偵測到該等缺陷之該樣品上之位置產生的該等影像；識別用該多種模式之一第一者偵測到但用該多種模式之一或多種其他模式未偵測到的該等缺陷之一第一者；自該等經儲存影像獲取在對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之一位置處用該多種模式之該一或多種其他模式產生的該等影像之一或多者；判定該一或多個經獲取影像之一或多個特性；及基於該一或多個經獲取影像之該一或多個特性判定該等缺陷之該第一者之一或多個特性。
  30. 一種用於判定於一樣品上偵測到的缺陷之一或多個特性之方法，其包括：儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像，其中該檢驗系統經組態以用能量掃描遍及該樣品之一實體版本同時偵測來自該樣品之能量，藉此產生該樣品之該等影像且基於該等影像偵測該樣品上之缺陷，其中該檢驗系統進一步經組態以用多種模式執行該掃描及該偵測，且其中該等經儲存影像包括由該檢驗系統針對在其處偵測到及未偵測到該等缺陷之該樣品上之位置產生的該等影像；識別用該多種模式之一第一者偵測到但用該多種模式之一或多種其他模式未偵測到的該等缺陷之一第一者；自該等經儲存影像獲取在對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之一位置處用該多種模式之該一或多種其他模式產生的該等影像之一或多者；判定該一或多個經獲取影像之一或多個特性；及基於該一或多個經獲取影像之該一或多個特性判定該等缺陷之該第一者之一或多個特性，其中該儲存、該識別、該獲取、該判定該一或多個經獲取影像之該一或多個特性以及該判定該等缺陷之該第一者之該一或多個特性係由一或多個電腦子系統執行。
  31. 一種經組態以偵測一樣品上之缺陷之系統，其包括：一儲存媒體，其經組態以儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像，其中該檢驗系統經組態以用能量掃描遍及該樣品之一實體版本同時偵測來自該樣品之能量，藉此產生該樣品之該等影像，且其中該檢驗系統進一步經組態以用多種模式執行該掃描及該偵測；及一或多個電腦子系統，其經組態以：自該儲存媒體獲取在該樣品上之一位置處用該多種模式之兩者或更多者產生的兩個或更多個影像；及基於該兩個或更多個經獲取影像判定該位置處是否存在一缺陷。
  32. 如請求項31之系統，其中判定是否存在該缺陷包括：分別判定該兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個差異影像；分別判定該兩個或更多個差異影像之兩個或更多個差異影像屬性；及基於該兩個或更多個差異影像屬性之一組合判定是否存在一缺陷。
  33. 如請求項31之系統，其中判定是否存在該缺陷包括：分別判定該兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個影像屬性；及基於該兩個或更多個影像屬性之一組合判定是否存在一缺陷。
  34. 如請求項31之系統，其中判定是否存在該缺陷包括：分別判定該兩個或更多個經獲取影像之兩個或更多個影像屬性；及將一多維臨限值應用至該兩個或更多個影像屬性之一組合。
  35. 如請求項31之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於對應於一額外位置之該樣品之一設計之一部分判定用於判定是否存在該缺陷之一或多個參數。
  36. 如請求項31之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於一額外位置定位於其中之該兩個或更多個經獲取影像之一片段判定用於判定是否存在該缺陷之一或多個參數。
  37. 如請求項31之系統，其中該樣品上未由該檢驗系統偵測到缺陷。
  38. 如請求項31之系統，其中該儲存媒體及該一或多個電腦子系統並非該檢驗系統之部分，且不具有處置該樣品之該實體版本之任何能力。
  39. 如請求項31之系統，其中該儲存媒體及該一或多個電腦子系統進一步組態為一虛擬檢驗系統。
  40. 如請求項31之系統，其中掃描遍及該樣品之該能量包括光，其中自該樣品偵測之該能量包括光，且其中該多種模式之至少一者使用掃描遍及該樣品之該光之至少一波長，其不同於掃描遍及該樣品之用於該多種模式之至少一其他模式之該光之至少一波長。
  41. 如請求項31之系統，其中該多種模式之至少一者使用該檢驗系統之一照明通道，其不同於用於該多種模式之至少一其他模式之該檢驗系統之一照明通道。
  42. 如請求項31之系統，其中該多種模式之至少一者使用該檢驗系統之一光圈之一組態，其不同於用於該多種模式之至少一其他模式之該檢驗系統之一光圈之一組態。
  43. 如請求項31之系統，其中該多種模式之至少一者使用該檢驗系統之一偵測通道，其不同於用於該多種模式之至少一其他模式之該檢驗系統之一偵測通道。
  44. 如請求項31之系統，其中該檢驗系統進一步經組態以在該樣品之一單一檢驗處理期間執行的該樣品之不同掃描中用該多種模式序列地執行該掃描及該偵測。
  45. 如請求項31之系統，其中該檢驗系統進一步經組態以在該樣品之一單一檢驗處理期間執行的該樣品之一單一掃描中用該多種模式之至少兩者同時執行該掃描及該偵測。
  46. 如請求項31之系統，其中由該儲存媒體儲存之該等影像進一步包括在該掃描及偵測期間由該檢驗系統針對該樣品產生的全部該等影像。
  47. 如請求項31之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以：識別用該多種模式之一第一者在該樣品上偵測到但用該多種模式之一或多個其他模式未偵測到的缺陷之一第一者；自該儲存媒體獲取在對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之一位置處用該多種模式之該一或多個其他模式產生的該等影像之一或多者；判定該一或多個經獲取影像之一或多個特性；及基於該一或多個經獲取影像之該一或多個特性判定該等缺陷之該第一者之一或多個特性。
  48. 如請求項47之系統，其中該一或多個經獲取影像之至少一者包括一測試影像，且其中判定該一或多個經獲取影像之該至少一者之該一或多個特性包括：藉由自該測試影像減去該一或多個經獲取影像之該至少一者之一參考影像而產生一差異影像，及判定該差異影像之一或多個特性。
  49. 如請求項47之系統，其中在針對對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之該位置產生的兩個不同差異影像中偵測到該等缺陷之該第一者。
  50. 如請求項47之系統，其中在針對對應於該等缺陷之該第一者之該樣品上之該位置產生的多個差異影像之僅一者中偵測到該等缺陷之該第一者。
  51. 如請求項47之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於該等缺陷之該第一者之該一或多個經判定特性來分級該等缺陷之該第一者。
  52. 如請求項47之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於該等缺陷之該第一者之該一或多個經判定特性來分類該等缺陷之該第一者。
  53. 如請求項47之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以基於該等缺陷之該第一者之該一或多個經判定特性來取樣該等缺陷之該第一者。
  54. 如請求項47之系統，其中該一或多個電腦子系統進一步經組態以組合該等缺陷之該第一者之該一或多個特性與由該檢驗系統針對該樣品產生的檢驗結果，藉此產生經修改檢驗結果，且將該等經修改檢驗結果發送至經組態以對該樣品之該實體版本執行一處理之另一系統。
  55. 如請求項31之系統，其中該樣品包括一晶圓。
  56. 如請求項31之系統，其中該樣品包括一主光罩。
  57. 如請求項31之系統，其中掃描遍及該樣品之該能量包括光，且其中自該樣品偵測之該能量包括光。
  58. 如請求項31之系統，其中掃描遍及該樣品之該能量包括電子，其中自該樣品偵測之該能量包括電子。
  59. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可在一電腦系統上執行以執行用於偵測一樣品之缺陷之一電腦實施方法之程式指令，其中該電腦實施方法包括：儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像，其中該檢驗系統經組態以用能量掃描遍及該樣品之一實體版本同時偵測來自該樣品之能量，藉此產生該樣品之該等影像，且其中該檢驗系統進一步經組態以用多種模式執行該掃描及該偵測；自該等經儲存影像獲取在該樣品上之一位置處用該多種模式之兩者或更多者產生的兩個或更多個影像；及基於該兩個或更多個經獲取影像判定該位置處是否存在一缺陷。
  60. 一種用於偵測一樣品上之缺陷之方法，其包括：儲存由一檢驗系統產生的一樣品之影像，其中該檢驗系統經組態以用能量掃描遍及該樣品之一實體版本同時偵測來自該樣品之能量，藉此產生該樣品之該等影像，且其中該檢驗系統進一步經組態以用多種模式執行該掃描及該偵測；自該等經儲存影像獲取在該樣品上之一位置處用該多種模式之兩者或更多者產生的兩個或更多個影像；及基於該兩個或更多個經獲取影像判定該位置處是否存在一缺陷。
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