[发明专利]用于半导体制造中的检验的嵌入噪声中的缺陷的检测

说明书

技术领域

本发明一般涉及晶片及掩模检验设备，及使用品片及掩模检验设备的方法。

背景技术

自动检验及评审系统在半导体及相关微电子产业的过程控制及良率管理中是重要的。这些系统包含基于光学及电子束(e-束)的系统。

在半导体装置的制造中，在开发及制造过程早期检测缺陷对于缩短产品开发周期及增加制造良率变得越来越重要。使用先进的晶片及掩模检验系统以检测、评审及分类缺陷，并将肇因信息(root cause information)反馈回至制造过程以防止这些缺陷继续发生。相关缺陷的大小与应用于半导体装置的制造的设计规则有正比例关系。由于应用的设计规则持续缩减，对检验系统的性能需求在成像分辨率及速度(每小时处理的缺陷)两方面都增加。

发明内容

一个实施例涉及一种从测试图像帧及多个参考图像帧检测缺陷的方法。计算测试图像帧及参考图像帧中的像素的特征，且将所述图像帧中的像素划分为像素的特征界定群组。选择特征界定群组，且产生所述选定特征界定群组的多维特征分布。

此外，可确定多维特征分布中的正常群集，且可检测出正常群集以外的离群点。可定位与离群点相关联的缺陷像素，且可标记及/或报告缺陷像素。

一个实施例涉及一种在制成的衬底上检测缺陷的设备。所述设备包含经布置以从所述制成的衬底获得图像帧的成像工具。设备还包含数据处理系统，所述数据处理系统包含经配置以执行检测缺陷的方法的计算机可读代码，所述方法将像素划分为特征界定群组且产生群组特定的特征分布以便检测离群点。

还公开了其它实施例、方面及特征。

附图说明

图1是描绘根据本发明的实施例的在图像数据中检测缺陷的方法的流程图。

图2是描绘根据本发明的实施例的图像帧内的示范性被检验区域的图。

图3及图4展示从类似于图2中描绘的成帧区域的被检验区域的图像帧产生的示范性二维特征分布曲线图。

图5是根据本发明的实施例的可用于自动检验制成的衬底的检验设备的示意图。

具体实施方式

根据本发明的实施例，可使用来自至少两个裸片的图像以执行缺陷检测。与缺陷待检测的裸片相关联的图像可称为测试图像，且与其它裸片相关联的图像可称为参考图像。

本申请案公开了创新技术以改善在制成的半导体衬底的检验期间的缺陷检测的敏感度。特定地说，本技术改善了对可在多维特征空间上的特征分布曲线图(多维信号)中「嵌入噪声中」的缺陷的检测敏感度。

为了形成特征分布曲线图，多维特征空间中的每一点可经指派有群体值(population value)。例如，如果在帧区域中存在具有相同测试及参考特征的一百个像素，那么特征点的群体值经指派为一百。

在第7,440,607号美国专利中先前公开的技术中，优选地基于帧的区域内的像素的源自测试图像及多个参考图像的特征形成特征分布曲线图。因为无缺陷(正常)像素的多个特征的值落于某些标称范围内，所以正常群集(正常分布)一般是由特征分布曲线图中的无缺陷像素的特征分布形成。因为缺陷像素的特征值中的一或多者并未落于标称范围内，所以缺陷像素变成特征分布曲线图中的离群点。

为了改善缺陷检测，可使用更多特征以产生特征分布曲线图。然而，申请人已确定：当使用多于两个维度时，由特征分布曲线图中的无缺陷像素形成的正常群集(正常分布)常常变得稀疏，使得难以将离群点与正常群集分开。

相比之下，根据本发明的实施例，帧的像素被划分为基于一或多个参考特征的单独的特征界定群组。随后，可选择像素群组中的一者，且可基于选定群组(不包含群组外的像素)内的像素的测试及参考特征形成特征分布曲线图。

申请人已确定这种技术是有利的，因为其允许检测出先前检测不到的缺陷。这是因为先前检测不到的缺陷是嵌入于基于帧中的所有像素的正常群集周围的「噪声」中。相比之下，当正常群集是基于选定特征界定群组中的像素时，这些缺陷变成可检测的离群点。这是因为当针对单独的像素群组建立单独分布曲线图时，可从曲线图有效移除可归因于非选定群组的噪声。

图1是描绘根据本发明的实施例的在图像数据中检测缺陷的方法100的流程图。图像数据可包含测试图像及对应参考图像。参考及测试图像可各自划分为多个帧。每一帧可涵盖裸片的局部区域中的显著数量像素。帧可为矩形或正方形。例如，512×512或1024×1024个像素可形成正方形帧。

特征计算