[发明专利]用于工艺窗口特征化的虚拟检验系统

说明书

本发明提供用于检测样品上的缺陷的方法和系统。一种系统包含经配置以存储由检验系统产生的样品的物理版本的图像的存储媒体。使用对所述样品执行的制造工艺的一或多个参数的不同值在所述样品上形成至少两个裸片。所述系统还包含若干计算机子系统，其经配置以比较在所述样品上的使用所述不同值中的至少两者形成具有相同如所设计的特性的图案的位置处产生的经存储图像的部分。经比较的所述经存储图像的所述部分不受所述裸片在所述样品上的位置、所述图案在所述裸片内的位置或所述图案在所述样品上的位置约束。若干所述计算机子系统也经配置以基于所述比较的结果检测所述位置处的缺陷。

技术领域

本发明大体上涉及用于利用持久晶片成像进行自动化工艺窗口特征化和系统性缺陷检测的方法和系统。

背景技术

以下描述和实例并非由于其包含在这段落中而被承认为现有技术。

在半导体制造工艺期间的各个步骤使用检验过程以检测晶片上的缺陷以促进所述制造工艺中的较高良率和因此较高收益。检验始终为制造半导体装置的重要部分。然而，随着半导体装置的尺寸减小，检验对于可接受半导体装置的成功制造变得更加重要，这是因为较小缺陷可引起所述装置发生故障。

工艺窗口合格性鉴定(PWQ)是对以特定方式制造的样品执行的检验类型，其对于检验是否可制造特定芯片设计(无关键热点)和决定光刻工艺的最佳参数(例如，焦点/曝光)至关重要。在当前使用的方法中，光刻合格性鉴定过程可为非常耗时且手动的过程。通常，印刷焦点-曝光调制的晶片以模拟不同工艺窗口条件。接着，使用相对灵敏明场(BF)检验工具来检验所述晶片。通过按印刷错误的类型对缺陷进行分类的基于设计的算法将经检测缺陷划分成若干分级(独特设计结构与每一分级相关联)。为了确定印刷错误如何影响不同工艺调制下的芯片良率，执行缺陷取样策略，接着执行扫描电子显微镜(SEM)重检。举例来说，可在不同裸片调制下视察来自每一分级的一些代表性缺陷。这个耗时的过程检验结构如何响应于光刻参数(焦点/曝光)的变化且最终确定工艺窗口限制。为了增加灵敏度，有时执行第二迭代。在所述情况中，先前识别的印刷错误可用作晶片检验中的关注区域。接着可重复完整过程。

但是，用于PWQ的当前使用的方法存在若干缺点。举例来说，所述当前使用的方法可相当耗时(若干天)且可能需要工程设计专业知识和工具时间可用性(光学检验仪和/或SEM重检)。对经调制晶片调谐检验工具涉及在光学检验仪的缺陷计数能力内工作的许多试错测试。目标为通过放大其形成机制(例如，失焦)来检测任何潜在热点，但同时检测系统不应遭遇缺陷计数饱和。以低于检验工具的灵敏度能力的灵敏度运行检验可危害整个晶片分析。当前使用的方法的另一缺点与用于SEM重检的取样策略有关。假设通过使用SEM重检(代表性取样)观察的数个所选择的缺陷/位置准确表示系统性印刷错误。如果所述假设无效，那么可错失热点或可错误地报告工艺窗口。当前使用的方法的额外弱点在于：在晶片上希望相同的图案在用于印刷图案的掩模上可能并不相同。在此情况中，裸片对裸片方法将错失变化来源。

因此，开发不具有上述缺点中的一或多者的用于检测样品上的缺陷的系统及方法将是有利的。

发明内容

各个实施例的以下描述不应理解为限制所附权利要求书的标的物。

一个实施例涉及一种经配置以检测样品上的缺陷的系统。所述系统包含经配置以存储由检验系统产生的样品的图像的存储媒体。所述检验系统经配置以使能量扫描遍及所述样品的物理版本同时检测来自所述样品的能量以借此产生所述样品的所述图像。使用对所述样品执行的制造工艺的一或多个参数的不同值在所述样品的所述物理版本上形成至少两个裸片。所述系统还包含一或多个计算机子系统，其经配置以比较在所述样品上使用所述不同值中的至少两者形成具有相同如所设计的特性的图案的位置处产生的经存储图像的部分。经比较的所述经存储图像的所述部分不受所述裸片在所述样品上的位置、所述图案在所述裸片内的位置或所述图案在所述样品上的位置约束。(若干)所述计算机子系统也经配置以基于所述比较的结果检测所述位置处的缺陷。所述系统可如本文中所描述那样进一步配置。