基于區(qū)域的虛擬傅里葉濾波器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于區(qū)域的虛擬傅里葉濾波器
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01180045204.1、國(guó)際申請(qǐng)日為2011年8月I日、發(fā)明名稱(chēng)為“基于區(qū)域的虛擬傅里葉濾波器”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)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(cè)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]制造半導(dǎo)體器件(諸如邏輯和存儲(chǔ)器件)通常包括使用大量半導(dǎo)體制造工藝來(lái)處理基板(諸如半導(dǎo)體晶片)，從而形成半導(dǎo)體器件的各種特征和多個(gè)層級(jí)。例如，光刻是涉及將圖案從分劃板轉(zhuǎn)移至配置在半導(dǎo)體晶片上的抗蝕劑的半導(dǎo)體制造工藝。半導(dǎo)體制造工藝的附加示例包括但不限于化學(xué)機(jī)械拋光(CPM)、蝕刻、沉積、以及離子注入?？稍趩蝹€(gè)半導(dǎo)體晶片上的配置中制造多個(gè)半導(dǎo)體器件，并且隨后將其分離成各個(gè)半導(dǎo)體器件。
[0004]在半導(dǎo)體制造工藝期間的各個(gè)步驟，檢查工藝可用來(lái)檢測(cè)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(lèi)的半導(dǎo)體器件的重要部分。然而，隨著半導(dǎo)體器件的尺寸減小，檢查工藝對(duì)可接受的半導(dǎo)體器件的成功制造甚至變得更加重要。舉例而言，隨著半導(dǎo)體器件的尺寸減小，對(duì)減小尺寸的缺陷的檢測(cè)已變得必要，因?yàn)樯踔料鄬?duì)較小的缺陷也可導(dǎo)致半導(dǎo)體器件中的非期望像差。
[0005]因此，檢查領(lǐng)域中的許多工作已致力于設(shè)計(jì)能檢測(cè)先前可忽略大小的缺陷的檢查系統(tǒng)。典型檢查工藝通過(guò)比較晶片上的類(lèi)似半導(dǎo)體器件區(qū)域來(lái)檢測(cè)缺陷。檢測(cè)到的兩個(gè)器件區(qū)域之間的差異可以是可導(dǎo)致器件不當(dāng)運(yùn)行的缺陷、或者不會(huì)影響系統(tǒng)操作的煩擾(nuisance)。半導(dǎo)體晶片檢查的必要階段涉及優(yōu)化統(tǒng)稱(chēng)為檢查設(shè)備的“配方”的設(shè)置，以使其可準(zhǔn)確地區(qū)分缺陷和煩擾。
[0006]近來(lái)，對(duì)許多不同類(lèi)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(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和校正半導(dǎo)體制造工藝，通常有必要知曉什么類(lèi)型的缺陷存在于晶片上。另夕卜，由于控制在半導(dǎo)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(cè)可能由許多不同半導(dǎo)體工藝產(chǎn)生的不同類(lèi)型的缺陷的能力。要檢測(cè)的不同類(lèi)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(dǎo)體制造工藝期間檢測(cè)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(lái)濾波成像半導(dǎo)體晶片的重復(fù)圖案區(qū)塊，從而允許增強(qiáng)檢測(cè)半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)致半導(dǎo)體晶片的一些區(qū)域被過(guò)度地濾波。在這種意義上，從與給定圖案化區(qū)域相關(guān)聯(lián)的給定頻域頻譜中濾除多于必要的頻域峰值，從而導(dǎo)致來(lái)自相關(guān)聯(lián)區(qū)域的信號(hào)光“缺乏(starve) ”。因此，可能有利的是，提供適于在逐個(gè)區(qū)域的基礎(chǔ)上對(duì)來(lái)自半導(dǎo)體晶片的圖案化區(qū)塊的照明進(jìn)行濾波的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]公開(kāi)了一種用于檢測(cè)從半導(dǎo)體表面采集的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。在一方面，該方法可包括但不限于:對(duì)一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)集進(jìn)行圖案搜索以標(biāo)識(shí)半導(dǎo)體晶片上的一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域；生成一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)所標(biāo)識(shí)圖案化區(qū)域中的至少一個(gè)；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(lái)將一個(gè)或多個(gè)VFF訓(xùn)練塊限定在一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的一個(gè)或多個(gè)所標(biāo)識(shí)圖案化區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi)，其中所標(biāo)識(shí)圖案化區(qū)域內(nèi)的每一 VFF訓(xùn)練塊被限定為涵蓋所標(biāo)識(shí)圖案化區(qū)域的顯示所選重復(fù)圖案的部分，以限制所標(biāo)識(shí)圖案化區(qū)域的非重復(fù)圖案部分對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)；通過(guò)將與一個(gè)或多個(gè)VFF訓(xùn)練塊相關(guān)聯(lián)的空間域強(qiáng)度信息變換成頻域頻譜信息，利用來(lái)自每一 VFF訓(xùn)練塊的初始圖像數(shù)據(jù)集來(lái)計(jì)算沿著每一 VFF訓(xùn)練塊的至少一個(gè)維度的初始頻譜；通過(guò)標(biāo)識(shí)頻域中初始頻譜的具有頻譜最大值的頻率來(lái)生成每一 VFF訓(xùn)練塊的VFF，其中VFF被配置成在初始頻譜的標(biāo)識(shí)為顯示頻譜最大值的頻率處使初始頻譜的幅值為零；通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)生成的VFF施加到一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域的初始頻譜來(lái)生成一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)經(jīng)濾波頻譜；以及通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)生成的經(jīng)濾波頻譜變換成一個(gè)或多個(gè)空間域圖像數(shù)據(jù)集來(lái)創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域的經(jīng)濾波圖像數(shù)據(jù)集。
[0009]公開(kāi)了一種用于利用與半導(dǎo)體表面相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。在一方面，該方法可包括但不限于:對(duì)與半導(dǎo)體晶片相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)布局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行圖案搜索，以標(biāo)識(shí)與半導(dǎo)體晶片的一個(gè)或多個(gè)器件結(jié)構(gòu)接近的半導(dǎo)體晶片的一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域或者一個(gè)或多個(gè)器件結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)；生成半導(dǎo)體晶片的一個(gè)或多個(gè)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(shè)計(jì)布局?jǐn)?shù)據(jù)標(biāo)識(shí)的一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域中的至少一個(gè)；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(lái)將一個(gè)或多個(gè)VFF訓(xùn)練塊限定在一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的一個(gè)或多個(gè)所標(biāo)識(shí)圖案化區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi)，其中所標(biāo)識(shí)圖案區(qū)域內(nèi)的每一 VFF訓(xùn)練塊被限定為涵蓋所標(biāo)識(shí)圖案化區(qū)域的顯示所選重復(fù)圖案的部分，以限制所標(biāo)識(shí)圖案化區(qū)域的非重復(fù)圖案部分對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)；通過(guò)將與一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練塊相關(guān)聯(lián)的空間域強(qiáng)度信息變換成頻域頻譜信息，利用來(lái)自每一 VFF訓(xùn)練塊的初始圖像數(shù)據(jù)集來(lái)計(jì)算沿著每一 VFF訓(xùn)練塊的至少一個(gè)維度的初始頻譜；通過(guò)標(biāo)識(shí)頻域中具有頻譜最大值的初始頻譜的頻率來(lái)生成每一 VFF訓(xùn)練塊的VFF ;通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)生成的VFF施加到一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域的初始頻譜來(lái)生成一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)經(jīng)濾波頻譜；以及通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)生成的經(jīng)濾波頻譜變換成一個(gè)或多個(gè)空間域圖像數(shù)據(jù)集來(lái)創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)圖案化區(qū)域的經(jīng)濾波圖像數(shù)據(jù)集。
[0010]公開(kāi)了一種用于檢測(cè)從半導(dǎo)體表面采集的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的替換計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。在一方面，該方法可包括但不限于:生成半導(dǎo)體晶片的一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)重復(fù)圖案；對(duì)從半導(dǎo)體晶片的與VFF工作區(qū)相對(duì)應(yīng)的部分反射的一部分照明執(zhí)行硬件傅里葉濾波過(guò)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(guò)程之后采集所述圖像數(shù)據(jù)；通過(guò)將與一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)相關(guān)聯(lián)的空間域強(qiáng)度信息變換成頻域頻譜信息，利用來(lái)自一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的初始圖像數(shù)據(jù)集來(lái)計(jì)算沿著一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的至少一個(gè)維度的初始頻譜；通過(guò)標(biāo)識(shí)頻域中初始頻譜的具有頻譜最大值的頻率來(lái)生成一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的VFF ;通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的生成的VFF施加到一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的初始頻譜來(lái)生成一個(gè)或多個(gè)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(biāo)識(shí)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(guò)將一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的生成的經(jīng)濾波頻譜變換成空間域強(qiáng)度信息來(lái)創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)VFF工作區(qū)的經(jīng)濾波圖像數(shù)據(jù)集。
[0011]應(yīng)當(dāng)理解，以上一般描述和以下詳細(xì)描述只是示例性和說(shuō)明性的，而不一定限制如要求保護(hù)的本發(fā)明。結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中且構(gòu)成其一部分的附圖示出本發(fā)明的各個(gè)實(shí)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(shuō)明】
[0012]本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過(guò)參考附圖更好地理解本公開(kāi)的許多優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0013]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)來(lái)自半導(dǎo)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(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)來(lái)自半導(dǎo)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(gè)實(shí)施例的成像半導(dǎo)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(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體表面的示意性俯視圖。
[0017]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體表面的成像工作區(qū)。
[0018]圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的初始頻域頻譜。
[0019]圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例的可配置虛擬傅里葉濾波器來(lái)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(gè)實(shí)施例的可配置虛擬傅里葉濾波器來(lái)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(gè)實(shí)施例的可配置虛擬傅里葉濾波器來(lái)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(gè)實(shí)施例的可配置虛擬傅里葉濾波器來(lái)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(gè)實(shí)施例的在濾波之前在工作區(qū)內(nèi)測(cè)量的圖案化區(qū)域的VFF訓(xùn)練塊的圖像。
[0025]圖9B示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在濾波之后在工作區(qū)內(nèi)測(cè)量的圖案化區(qū)域的VFF訓(xùn)練塊的圖像。
[0026]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括硬件傅里葉濾波器的用于檢測(cè)來(lái)自半導(dǎo)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(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)來(lái)自半導(dǎo)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(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片的一組SRAM設(shè)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(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)來(lái)自半導(dǎo)體表面的圖像數(shù)據(jù)中的缺陷的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)在，將具體地參考在附圖中示出的所公開(kāi)主題。
[0031]—般地參考圖1至圖13，根據(jù)本公開(kāi)描述了用于利用虛擬傅里葉濾波來(lái)改進(jìn)缺陷檢測(cè)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(dǎo)體晶片缺陷檢測(cè)靈敏度。本發(fā)明涉及提供適于訓(xùn)練和實(shí)現(xiàn)基于區(qū)域的VFF、由此改進(jìn)實(shí)現(xiàn)檢查系統(tǒng)的檢測(cè)晶片缺陷的能力的方法和系統(tǒng)。
[0032]如在本公開(kāi)中使用的，術(shù)語(yǔ)“晶片”一般指由半導(dǎo)體材料或非半導(dǎo)體材料構(gòu)成的基板。例如，半導(dǎo)體材料或非半導(dǎo)體材料可包括但不限于單晶硅、砷