用于混合模式的晶片檢驗(yàn)的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于混合模式的晶片檢驗(yàn)的方法及系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請案的交叉參考
[0002]本申請案涉及下文所列的申請案(“相關(guān)申請案”)且主張其最早可用有效申請日期的權(quán)益(例如，對于相關(guān)申請案的任何及所有母案、前母案、前前母案等申請案，主張除了臨時(shí)專利申請案之外的申請案的最早可用優(yōu)先日期或主張臨時(shí)專利申請案的根據(jù)35USC § 119(e)規(guī)定的權(quán)益)。
[0003]相關(guān)申請案:
[0004]出于USPTO額外法定要求的目的，本申請案構(gòu)成在2012年11月12日申請的以杰森.林(Jason Lin)、阿倫.帕克(Allen Park)、埃利斯.昌(Ellis Chang)、迪克.瓦林福德(DickWallingford)、宋濂.榮(Songnian Rong)及凱坦.巴哈卡(Chetan Bhaska)為發(fā)明人的標(biāo)題為“用于晶片檢驗(yàn)的與單元間及裸片間比較混合的感知塊間比較(AWAREBL0CK-BL0CK COMPARISON MIXED WITH CELL-TO-CELL AND DIE-TO-DIE COMPARISONS FORWAFER INSPECT1N) ”的申請案號(hào)為61/725，265的美國臨時(shí)專利申請案的正規(guī)(非臨時(shí))專利申請案。
技術(shù)領(lǐng)域
[0005]本發(fā)明大體上涉及用于半導(dǎo)體晶片檢驗(yàn)的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0006]制造半導(dǎo)體裝置(例如，邏輯及存儲(chǔ)器裝置)通常包含使用大量半導(dǎo)體制造工藝處理襯底(例如，半導(dǎo)體晶片)以形成半導(dǎo)體裝置的各種特征及多個(gè)層級(jí)。例如，光刻為涉及將圖案從光罩轉(zhuǎn)印到布置于半導(dǎo)體晶片上的抗蝕劑的半導(dǎo)體制造工藝。半導(dǎo)體制造工藝的額外實(shí)例包含(但不限于)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)、蝕刻、沉積及離子植入。多個(gè)半導(dǎo)體裝置可在單個(gè)半導(dǎo)體晶片上的布置中制造且接著被分成個(gè)別半導(dǎo)體裝置。
[0007]如貫穿本發(fā)明所使用，術(shù)語“晶片”一般是指由半導(dǎo)體材料或非半導(dǎo)體材料形成的襯底。例如，半導(dǎo)體材料或非半導(dǎo)體材料可包含(但不限于)單晶硅、砷化鎵及磷化銦。晶片可包含一或多個(gè)層。例如，此類層可包含(但不限于)抗蝕劑、電介質(zhì)材料、導(dǎo)電材料及半導(dǎo)體材料。許多不同類型的此類層在此技術(shù)領(lǐng)域中是已知的，且如本文所使用的術(shù)語“晶片”希望包含其上可形成各種類型的此類層的晶片。形成于晶片上的一或多個(gè)層可經(jīng)圖案化或未經(jīng)圖案化。例如，晶片可包含多個(gè)裸片，每一裸片具有可重復(fù)的經(jīng)圖案化特征。此類材料層的形成及處理最終可導(dǎo)致完成的裝置。許多不同類型的裝置可形成于晶片上，及如本文所使用的術(shù)語“晶片”希望包含于其上制造此技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何類型的裝置的晶片。
[0008]在半導(dǎo)體制造工藝期間的各種步驟處使用檢驗(yàn)過程以檢測樣本(例如光罩及晶片)上的缺陷。檢驗(yàn)過程始終為制造半導(dǎo)體裝置(例如集成電路)的重要部分。然而，隨著半導(dǎo)體裝置的尺寸的減小，檢驗(yàn)過程對成功制造可接受的半導(dǎo)體裝置變得更為重要。例如，隨著半導(dǎo)體裝置的尺寸的減小，檢測大小減小的缺陷已變成必要，這是因?yàn)榧词瓜鄬^小的缺陷也可在半導(dǎo)體裝置中引起非所要像差。因而，提供具有改善的晶片檢驗(yàn)?zāi)芰Φ南到y(tǒng)及方法是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明揭示一種用于提供混合模式晶片檢驗(yàn)的方法。在一個(gè)方面中，所述方法可包含(但不限于):接收晶片的一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果，其中所述一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果包含所述晶片的選定區(qū)域的一或多個(gè)圖像，所述一或多個(gè)圖像包含一或多個(gè)晶片裸片，所述一或多個(gè)晶片裸片包含一組重復(fù)塊，所述組重復(fù)塊中的一或多者，其中每一塊的單元為非周期性或不可分辨的；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一塊映射到整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一裸片映射到整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；比較第一晶片裸片與至少第二晶片裸片，以識(shí)別所述第一晶片裸片及所述至少第二晶片裸片中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生；及比較第一塊與至少第二塊，以識(shí)別所述第一塊及所述至少第二塊中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生。
[0010]在另一方面中，所述方法可包含(但不限于):接收晶片的一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果，其中所述一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果包含所述晶片的選定區(qū)域的一或多個(gè)圖像，所述一或多個(gè)圖像包含一或多個(gè)晶片裸片，所述一或多個(gè)晶片裸片包含一組重復(fù)塊，所述組重復(fù)塊中的一或多者包含一組重復(fù)單元；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一單元映射到實(shí)質(zhì)上整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一塊映射到實(shí)質(zhì)上整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一裸片映射到整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；比較第一晶片裸片與至少第二晶片裸片，以識(shí)別所述第一晶片裸片及所述至少第二晶片裸片中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生；比較第一塊與至少第二塊，以識(shí)別所述第一塊及所述至少第二塊中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生；及比較第一單元與至少第二單元，以識(shí)別所述第一單元及所述至少第二單元中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生。
[0011]在另一方面中，所述方法可包含(但不限于):接收晶片的一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果，其中所述一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果包含所述晶片的選定區(qū)域的一或多個(gè)圖像，所述一或多個(gè)圖像包含一或多個(gè)晶片裸片，所述一或多個(gè)晶片裸片包含一組塊，其中所述塊中的至少一些是不規(guī)則的，所述組塊中的一或多者包含一組重復(fù)單元；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一單元映射到實(shí)質(zhì)上整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一裸片映射到整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；對準(zhǔn)第一塊與至少第二塊；比較第一晶片裸片與至少第二晶片裸片，以識(shí)別所述第一晶片裸片及所述至少第二晶片裸片中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生；比較第一塊與至少第二塊，以識(shí)別所述第一塊及所述至少第二塊中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生；及比較第一單元與至少第二單元，以識(shí)別所述第一單元及所述至少第二單元中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生。
[0012]在另一方面中，所述方法可包含(但不限于):接收晶片的一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果，其中所述一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果包含所述晶片的選定區(qū)域的一或多個(gè)圖像，所述一或多個(gè)圖像包含一或多個(gè)晶片裸片，所述一或多個(gè)晶片裸片包含一組塊，所述組塊中的一或多者包含一組重復(fù)單元；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一單元映射到實(shí)質(zhì)上整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；調(diào)整所述一或多個(gè)圖像的像素大小以將每一塊映射到實(shí)質(zhì)上整數(shù)數(shù)目個(gè)像素；比較第一塊與至少第二塊，以識(shí)別所述第一塊及所述至少第二塊中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生；及比較第一單元與至少第二單元，以識(shí)別所述第一單元及所述至少第二單元中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生。
[0013]揭示一種用于提供基于圖場間(field-to-field)的晶片檢驗(yàn)的方法。在一方面中，所述方法可包含(但不限于):接收晶片的一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果，其中所述一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果包含所述晶片的選定區(qū)域的一或多個(gè)圖像，所述一或多個(gè)圖像包含三個(gè)或三個(gè)以上圖場，所述三個(gè)或三個(gè)以上圖場中的每一者包含于共用裸片中；通過組合所述檢驗(yàn)結(jié)果的所述三個(gè)或三個(gè)以上圖場而產(chǎn)生參考圖場圖像；及比較一或多個(gè)圖場與所述所產(chǎn)生的參考圖場圖像，以識(shí)別所述一或多個(gè)圖場中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生。
[0014]揭示一種用于提供基于圖場間的晶片檢驗(yàn)的方法。在一個(gè)方面中，所述方法可包含(但不限于):接收至少與晶片的所關(guān)注區(qū)域相關(guān)聯(lián)的一或多組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；識(shí)別所述所接收的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中的一或多個(gè)重復(fù)塊；基于所述一或多個(gè)重復(fù)塊的一或多個(gè)選定屬性而選擇所述經(jīng)識(shí)別的一或多個(gè)重復(fù)塊的一部分供檢驗(yàn)；及用檢驗(yàn)工具對所述經(jīng)識(shí)別的一或多個(gè)重復(fù)塊的選定部分執(zhí)行一或多個(gè)檢驗(yàn)過程。
[0015]揭示一種用于重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)的圖場的晶片檢驗(yàn)的方法。在一個(gè)方面中，所述方法可包含(但不限于):接收包含晶片的裸片的一部分的一或多個(gè)圖像的晶片的一或多個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果；在顯示器上呈現(xiàn)所述所接收的檢驗(yàn)結(jié)果的一或多個(gè)部分；接收指示用戶對所述所接收的檢驗(yàn)結(jié)果的所述所呈現(xiàn)的一或多個(gè)部分的所述裸片內(nèi)的第一圖場的重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)的識(shí)別的第一信號(hào)；接收指示用戶對所述所接收的檢驗(yàn)結(jié)果的所述所呈現(xiàn)的一或多個(gè)部分的所述裸片內(nèi)的第二圖場的重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)的識(shí)別的至少第二信號(hào)，所述至少第二圖場的重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)與所述第一圖場的重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)相差一或多個(gè)對稱操作；及比較所述第一重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)與所述至少第二重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)的對應(yīng)部分，以識(shí)別所述第一圖場的重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)及所述至少第二重復(fù)圖案結(jié)構(gòu)中的至少一者中的一或多個(gè)缺陷的發(fā)生。
[0016]應(yīng)理解，前述一般描述及下列詳細(xì)描述兩者僅為示范性及解釋性而非對所主張的本發(fā)明有限制性。并入本說明書且構(gòu)成本說明書的一部分的【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施例，且與一般描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0017]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可參考附圖而更好地了解本發(fā)明的許多優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0018]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于晶片檢驗(yàn)的系統(tǒng)的框圖。
[0019]圖1B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包含多個(gè)晶片裸片的晶片的俯視圖。
[0020]圖1C為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包含一組重復(fù)塊(每一塊包含一組重復(fù)單元)的晶片的裸片的俯視圖。
[0021]圖2為說明在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于混合模式晶片檢驗(yàn)的方法中執(zhí)行的步驟的流程圖。
[0022]圖3為說明在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于混合模式晶片檢驗(yàn)的方法中執(zhí)行的步驟的流程圖。
[0023]圖4A為說明在根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的用于混合模式晶片檢驗(yàn)的方法中執(zhí)行的步驟的流程圖。
[0024]圖4B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包含一組不規(guī)則塊(每一塊包含一組重復(fù)單元)的晶片的裸片的俯視圖。
[0025]圖5為說明在根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的用于混合模式晶片檢驗(yàn)的方法中執(zhí)行的步驟的流程圖。
[0026]圖6A為說明在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于晶片的基于圖場間檢驗(yàn)的方法中執(zhí)行的步驟的流程圖。
[0027]圖6B為說明在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于晶片檢驗(yàn)的方法中執(zhí)行的步驟的流程圖。
[0028]圖7A為說明在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于重復(fù)塊的基于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)的方法中執(zhí)行的步驟的流程圖。
[0029]圖7B到7C為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包含未對準(zhǔn)于水平軸的重復(fù)單元的經(jīng)檢驗(yàn)晶片區(qū)域的俯視圖。
[0030]圖7D說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有經(jīng)識(shí)別的不理會(huì)區(qū)域(DCA)的多個(gè)經(jīng)檢驗(yàn)晶片區(qū)域的一系列俯視圖。
[0031]圖7E及7F說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包含相同較低層級(jí)單元的一對父代單
J L.ο
【具體實(shí)施方式】
[0032]現(xiàn)將詳細(xì)參考所揭示的標(biāo)的物，其說明于附圖中。
[0033]一般參考圖1A到7F，描述根據(jù)本發(fā)明的用于晶片檢驗(yàn)的方法及系統(tǒng)。
[0034]本發(fā)明大體上涉及塊間或圖場間比較，以識(shí)別經(jīng)檢驗(yàn)晶片中的缺陷的存在。本發(fā)明進(jìn)一步關(guān)于允許同時(shí)基于比較的檢驗(yàn)單元、塊及裸片的混合模式晶片檢驗(yàn)。另外，本發(fā)明進(jìn)一步關(guān)于基于參考的圖場間檢驗(yàn)。此外，本發(fā)明關(guān)于對具有重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的塊或圖場的以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的晶片檢驗(yàn)。
[0035]在存儲(chǔ)器晶片的情況中，單元間比較可用于檢驗(yàn)存儲(chǔ)器單元區(qū)域。應(yīng)進(jìn)一步注意，分頁處或其它外圍區(qū)域可能需要裸片間比較來檢驗(yàn)缺陷。因而，已采用包含同時(shí)單元間比較(在存儲(chǔ)器單元區(qū)域中)及裸片間比較(在分頁處及其它外圍區(qū)域中)的混合模式檢驗(yàn)協(xié)議以改善存儲(chǔ)器晶片檢驗(yàn)的總處理能力。由于裸片間工藝變動(dòng)及其它系統(tǒng)相關(guān)噪聲，通過裸片間比較所檢驗(yàn)的區(qū)域的靈敏度與單元區(qū)域相比通常是不充分的。
[0036]當(dāng)越來越多的DRAM或SRAM存儲(chǔ)器及高級(jí)電路模塊被集成到晶片上的裸片中時(shí)，每一裸片或光罩通常包含許多重復(fù)塊。因而，塊間比較可允許減少工藝變動(dòng)噪擾且增加缺陷檢驗(yàn)靈敏度。類似地，在存儲(chǔ)器晶片中，存儲(chǔ)器頁、塊及/或區(qū)段形成重復(fù)塊。此外，也可經(jīng)由塊間比較檢驗(yàn)分頁處及其它外圍區(qū)域，從而引起較高靈敏度。
[0037]圖1A說明適于執(zhí)行本文進(jìn)一步描述的各種過程的用于晶片檢驗(yàn)的系統(tǒng)100。在一個(gè)方面中，系統(tǒng)100可包含檢驗(yàn)工具102，其經(jīng)配置以檢測安置于樣品臺(tái)110上的半導(dǎo)體晶片108上的缺陷。檢驗(yàn)工具102可包含此技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何適當(dāng)檢驗(yàn)工具或系統(tǒng)，例如(但不限于)光學(xué)檢驗(yàn)工具或電子束檢驗(yàn)工具。例如，在光學(xué)檢驗(yàn)的情況中，檢驗(yàn)工具102可包含(但不限于)明場檢驗(yàn)工具或暗場檢驗(yàn)工具。在進(jìn)一步方面中，盡管未展示，然而檢驗(yàn)工具100可包含照明源、檢測器及用于執(zhí)行檢驗(yàn)的各種光學(xué)組件(例如，透鏡、分束器及類似物)。
[0038]所述照明源可包含此技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何照明源。例如，所述照明源可包含窄帶光源(例如激光源)。在進(jìn)一步實(shí)施例中，所述照明源可經(jīng)配置以將光(經(jīng)由各種光學(xué)組件)引導(dǎo)到安置于樣品臺(tái)I1上的晶片108的表面。此外，檢驗(yàn)工具102的各種光學(xué)組件經(jīng)配置以將從晶片108的檢驗(yàn)區(qū)域的表面反射及/或散射的光引導(dǎo)到所述檢驗(yàn)工具102的檢測器。
[0039]所述檢測器可包含此技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何適當(dāng)檢測器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測器可包含電荷耦合裝置(CCD)相機(jī)。所述檢測器可用于檢測晶片108上的實(shí)際缺陷(例如缺陷)。在進(jìn)一步實(shí)施例中，所述檢測器的輸出可通信耦合到控制器101。就此來說，控制器101可經(jīng)配置以使用由所述檢測器收集及傳輸?shù)臋z測數(shù)據(jù)而檢測晶片108上的實(shí)際缺陷?？刂破?08可利用此技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何方法及/或算法以檢測晶片上的缺陷。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，檢驗(yàn)工具102可用于檢測橫跨半導(dǎo)體晶片而分布的缺陷。
[0040]此外，控制器101可以任何合適方式(例如，通過由圖1A中所展示的虛線所指示的一或多個(gè)傳輸媒體)耦合到檢測器，使得控制器101可接收由所述檢測器產(chǎn)生的輸出。此夕卜，如果檢驗(yàn)工具102包含一個(gè)以上檢測器(未展示)，那么控制器101可耦合到如上文所描述的每一檢測器。在進(jìn)一步實(shí)施例中，晶片108可安置于樣品臺(tái)110上。樣品臺(tái)110可包含此技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何適當(dāng)機(jī)械及/或機(jī)器人總成。當(dāng)前可用的晶片檢驗(yàn)工具的實(shí)例詳細(xì)描述于第7，092，082號(hào)美國專利、第6，702，302號(hào)美國專利、第6，621，570號(hào)美國專利及第5，805，278號(hào)美國專利中，所述專利的全文各自以引用方式并入本文中。
[0041]在進(jìn)一步實(shí)施例中，檢驗(yàn)工具102可經(jīng)配置以接受來自系統(tǒng)100的另一子系統(tǒng)的指令。例如，檢驗(yàn)工具102可接受來自系統(tǒng)100的控制器101 (或分析器)的指令。在接收來自控制器101的指令之后，檢驗(yàn)工具102可在在所述所提供的指令(即，檢驗(yàn)方案)中識(shí)別的半導(dǎo)體晶片108的位置處執(zhí)行檢