基于區(qū)域的虛擬傅里葉濾波器的制造方法
【專利說明】基于區(qū)域的虛擬傅里葉濾波器
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01180045204.1、國際申請日為2011年8月I日、發(fā)明名稱為“基于區(qū)域的虛擬傅里葉濾波器”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明一般涉及用于利用基于區(qū)域的虛擬傅里葉濾波的基于檢查的缺陷檢測的方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0003]制造半導體器件(諸如邏輯和存儲器件)通常包括使用大量半導體制造工藝來處理基板(諸如半導體晶片)，從而形成半導體器件的各種特征和多個層級。例如，光刻是涉及將圖案從分劃板轉移至配置在半導體晶片上的抗蝕劑的半導體制造工藝。半導體制造工藝的附加示例包括但不限于化學機械拋光(CPM)、蝕刻、沉積、以及離子注入?？稍趩蝹€半導體晶片上的配置中制造多個半導體器件，并且隨后將其分離成各個半導體器件。
[0004]在半導體制造工藝期間的各個步驟，檢查工藝可用來檢測試樣上(諸如分劃板和晶片)的缺陷。檢查工藝已成為制造諸如集成電路之類的半導體器件的重要部分。然而，隨著半導體器件的尺寸減小，檢查工藝對可接受的半導體器件的成功制造甚至變得更加重要。舉例而言，隨著半導體器件的尺寸減小，對減小尺寸的缺陷的檢測已變得必要，因為甚至相對較小的缺陷也可導致半導體器件中的非期望像差。
[0005]因此，檢查領域中的許多工作已致力于設計能檢測先前可忽略大小的缺陷的檢查系統(tǒng)。典型檢查工藝通過比較晶片上的類似半導體器件區(qū)域來檢測缺陷。檢測到的兩個器件區(qū)域之間的差異可以是可導致器件不當運行的缺陷、或者不會影響系統(tǒng)操作的煩擾(nuisance)。半導體晶片檢查的必要階段涉及優(yōu)化統(tǒng)稱為檢查設備的“配方”的設置，以使其可準確地區(qū)分缺陷和煩擾。
[0006]近來，對許多不同類型的缺陷的檢查也已經(jīng)變得更加重要。舉例而言，為了使用檢查結果來監(jiān)測和校正半導體制造工藝，通常有必要知曉什么類型的缺陷存在于晶片上。另夕卜，由于控制在半導體制造中涉及的每一工藝期望獲得可能的最高成品率(yield)，因此期望具有檢測可能由許多不同半導體工藝產(chǎn)生的不同類型的缺陷的能力。要檢測的不同類型的缺陷在其特性方面可能顯著地不同。例如，可期望在半導體制造工藝期間檢測的缺陷可包括厚度變化、顆粒缺陷、劃痕、圖案缺陷(諸如丟失的圖案特征或尺寸不正確的圖案特征)、以及具有這些不同特性的許多其他缺陷。
[0007]通常，利用基于硬件的傅里葉濾波來濾波成像半導體晶片的重復圖案區(qū)塊，從而允許增強檢測半導體晶片缺陷的能力。然而，基于硬件的傅里葉濾波器不能選擇性地濾除半導體晶片的指定區(qū)域或圖案。由此，基于硬件的傅里葉濾波器需要全局濾波工藝，這導致半導體晶片的一些區(qū)域被過度地濾波。在這種意義上，從與給定圖案化區(qū)域相關聯(lián)的給定頻域頻譜中濾除多于必要的頻域峰值，從而導致來自相關聯(lián)區(qū)域的信號光“缺乏(starve) ”。因此，可能有利的是，提供適于在逐個區(qū)域的基礎上對來自半導體晶片的圖案化區(qū)塊的照明進行濾波的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0008]公開了一種用于檢測從半導體表面采集的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的計算機實現(xiàn)的方法。在一方面，該方法可包括但不限于:對一個或多個圖像數(shù)據(jù)集進行圖案搜索以標識半導體晶片上的一個或多個圖案化區(qū)域；生成一個或多個虛擬傅里葉濾波器(VFF)工作區(qū)，其中每一 VFF工作區(qū)包括一個或多個所標識圖案化區(qū)域中的至少一個；從每一 VFF工作區(qū)采集一初始圖像數(shù)據(jù)集；利用初始圖像數(shù)據(jù)集來將一個或多個VFF訓練塊限定在一個或多個VFF工作區(qū)的一個或多個所標識圖案化區(qū)域中的每一個內，其中所標識圖案化區(qū)域內的每一 VFF訓練塊被限定為涵蓋所標識圖案化區(qū)域的顯示所選重復圖案的部分，以限制所標識圖案化區(qū)域的非重復圖案部分對強度的貢獻；通過將與一個或多個VFF訓練塊相關聯(lián)的空間域強度信息變換成頻域頻譜信息，利用來自每一 VFF訓練塊的初始圖像數(shù)據(jù)集來計算沿著每一 VFF訓練塊的至少一個維度的初始頻譜；通過標識頻域中初始頻譜的具有頻譜最大值的頻率來生成每一 VFF訓練塊的VFF，其中VFF被配置成在初始頻譜的標識為顯示頻譜最大值的頻率處使初始頻譜的幅值為零；通過將一個或多個生成的VFF施加到一個或多個圖案化區(qū)域的初始頻譜來生成一個或多個圖案化區(qū)域的一個或多個經(jīng)濾波頻譜；以及通過將一個或多個圖案化區(qū)域的一個或多個生成的經(jīng)濾波頻譜變換成一個或多個空間域圖像數(shù)據(jù)集來創(chuàng)建一個或多個圖案化區(qū)域的經(jīng)濾波圖像數(shù)據(jù)集。
[0009]公開了一種用于利用與半導體表面相關聯(lián)的設計數(shù)據(jù)來檢測圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的計算機實現(xiàn)的方法。在一方面，該方法可包括但不限于:對與半導體晶片相關聯(lián)的設計布局數(shù)據(jù)進行圖案搜索，以標識與半導體晶片的一個或多個器件結構接近的半導體晶片的一個或多個圖案化區(qū)域或者一個或多個器件結構中的至少一個；生成半導體晶片的一個或多個虛擬傅里葉濾波器(VFF)工作區(qū)，其中每一 VFF工作區(qū)包括經(jīng)由設計布局數(shù)據(jù)標識的一個或多個圖案化區(qū)域中的至少一個；從每一 VFF工作區(qū)采集一初始圖像數(shù)據(jù)集；利用初始圖像數(shù)據(jù)集來將一個或多個VFF訓練塊限定在一個或多個VFF工作區(qū)的一個或多個所標識圖案化區(qū)域中的每一個內，其中所標識圖案區(qū)域內的每一 VFF訓練塊被限定為涵蓋所標識圖案化區(qū)域的顯示所選重復圖案的部分，以限制所標識圖案化區(qū)域的非重復圖案部分對強度的貢獻；通過將與一個或多個訓練塊相關聯(lián)的空間域強度信息變換成頻域頻譜信息，利用來自每一 VFF訓練塊的初始圖像數(shù)據(jù)集來計算沿著每一 VFF訓練塊的至少一個維度的初始頻譜；通過標識頻域中具有頻譜最大值的初始頻譜的頻率來生成每一 VFF訓練塊的VFF ;通過將一個或多個生成的VFF施加到一個或多個圖案化區(qū)域的初始頻譜來生成一個或多個圖案化區(qū)域的一個或多個經(jīng)濾波頻譜；以及通過將一個或多個圖案化區(qū)域的一個或多個生成的經(jīng)濾波頻譜變換成一個或多個空間域圖像數(shù)據(jù)集來創(chuàng)建一個或多個圖案化區(qū)域的經(jīng)濾波圖像數(shù)據(jù)集。
[0010]公開了一種用于檢測從半導體表面采集的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的替換計算機實現(xiàn)的方法。在一方面，該方法可包括但不限于:生成半導體晶片的一個或多個虛擬傅里葉濾波器(VFF)工作區(qū)，其中每一 VFF工作區(qū)包括一個或多個重復圖案；對從半導體晶片的與VFF工作區(qū)相對應的部分反射的一部分照明執(zhí)行硬件傅里葉濾波過程；從每一 VFF工作區(qū)采集一初始圖像數(shù)據(jù)集，其中在硬件傅里葉濾波過程之后采集所述圖像數(shù)據(jù)；通過將與一個或多個VFF工作區(qū)相關聯(lián)的空間域強度信息變換成頻域頻譜信息，利用來自一個或多個VFF工作區(qū)的初始圖像數(shù)據(jù)集來計算沿著一個或多個VFF工作區(qū)的至少一個維度的初始頻譜；通過標識頻域中初始頻譜的具有頻譜最大值的頻率來生成一個或多個VFF工作區(qū)的VFF ;通過將一個或多個VFF工作區(qū)的生成的VFF施加到一個或多個VFF工作區(qū)的初始頻譜來生成一個或多個VFF工作區(qū)的經(jīng)濾波頻譜，其中VFF被配置成在初始頻譜的標識為顯示頻譜最大值的頻率處使初始頻譜的幅值為零；以及通過將一個或多個VFF工作區(qū)的生成的經(jīng)濾波頻譜變換成空間域強度信息來創(chuàng)建一個或多個VFF工作區(qū)的經(jīng)濾波圖像數(shù)據(jù)集。
[0011]應當理解，以上一般描述和以下詳細描述只是示例性和說明性的，而不一定限制如要求保護的本發(fā)明。結合在本說明書中且構成其一部分的附圖示出本發(fā)明的各個實施例，并且與一般描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0012]本領域技術人員可通過參考附圖更好地理解本公開的許多優(yōu)點，其中:
[0013]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于檢測來自半導體表面的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的系統(tǒng)的框圖。
[0014]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于檢測來自半導體表面的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的方法的流程圖。
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的成像半導體表面的工作區(qū)的示意性俯視圖。
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體表面的示意性俯視圖。
[0017]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體表面的成像工作區(qū)。
[0018]圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的初始頻域頻譜。
[0019]圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的經(jīng)濾波頻域頻譜。
[0020]圖8A示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可配置虛擬傅里葉濾波器來濾除的一維圖案的示意圖。
[0021]圖SB示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可配置虛擬傅里葉濾波器來濾除的一維圖案的示意圖。
[0022]圖SC示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可配置虛擬傅里葉濾波器來濾除的可分離二維圖案的示意圖。
[0023]圖8D示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可配置虛擬傅里葉濾波器來濾除的不可分離二維圖案的示意圖。
[0024]圖9A示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在濾波之前在工作區(qū)內測量的圖案化區(qū)域的VFF訓練塊的圖像。
[0025]圖9B示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在濾波之后在工作區(qū)內測量的圖案化區(qū)域的VFF訓練塊的圖像。
[0026]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的包括硬件傅里葉濾波器的用于檢測來自半導體表面的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的系統(tǒng)的框圖。
[0027]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于檢測來自半導體表面的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的方法的流程圖。
[0028]圖12是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體晶片的一組SRAM設備及其外圍組件的示意性俯視圖。
[0029]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于檢測來自半導體表面的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)在，將具體地參考在附圖中示出的所公開主題。
[0031]—般地參考圖1至圖13，根據(jù)本公開描述了用于利用虛擬傅里葉濾波來改進缺陷檢測的方法和系統(tǒng)。采用基于區(qū)域的虛擬傅里葉濾波器(VFF)可有助于優(yōu)化整體半導體晶片缺陷檢測靈敏度。本發(fā)明涉及提供適于訓練和實現(xiàn)基于區(qū)域的VFF、由此改進實現(xiàn)檢查系統(tǒng)的檢測晶片缺陷的能力的方法和系統(tǒng)。
[0032]如在本公開中使用的，術語“晶片”一般指由半導體材料或非半導體材料構成的基板。例如，半導體材料或非半導體材料可包括但不限于單晶硅、砷