[发明专利]通过跨层图像相减的晶片噪声减少

说明书

通过计算多层晶片的跨层差异图像而提供光学检验工具的差异图像中的噪声减少。使用第一晶片层的第一晶片图像及第二晶片层的第二晶片图像。所述第一晶片图像及所述第二晶片图像在所述多层晶片上的相同平面位置处，但它们是不同层及/或在不同工艺步骤之后的图像。计算所述第一晶片图像与所述第二晶片图像之间的第一差异图像以减少晶片噪声。可使用所述第一差异图像来识别缺陷。可使用具有图像数据采集子系统的系统来执行此技术。

相关申请案的交叉参考

本申请案要求2016年11月22日申请、现待审的第62/425,602号美国临时申请案的优先权，所述申请案的揭示内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及减少缺陷检测期间的噪声。

背景技术

制造半导体装置(例如逻辑及存储器装置)通常包含使用大量半导体制造工艺处理衬底(像半导体晶片)以形成半导体装置的各种特征及多个层级。例如，光刻是涉及将图案从光罩转印到布置于半导体晶片上的抗蚀剂的半导体制造工艺。半导体制造工艺的额外实例包含但不限于化学机械抛光(CMP)、蚀刻、沉积及离子植入。可在单一半导体晶片上的布置中制造多个半导体装置，且接着将其分离成个别半导体装置。

在半导体制造工艺期间的各个步骤使用检验工艺来检测晶片上的缺陷以促进制造工艺中的较高良率及因此获得较高利润。检验始终是制造半导体装置(例如集成电路(IC))的重要部分。然而，随着半导体装置尺寸的减小，检验对于成功制造可接受的半导体装置变得甚至更加重要，这是因为较小缺陷可引起装置发生故障。例如，随着半导体装置尺寸的减小，对大小减小的缺陷的检测已成为必要，这是因为即使相对较小缺陷也可引起半导体装置中的不必要的像差。

然而，随着设计规则的收缩，半导体制造工艺可更靠近工艺的性能能力的限制操作。另外，随着设计规则的收缩，较小缺陷可对装置的电参数具有影响，这推动更为灵敏的检验。随着设计规则的收缩，通过检验检测到的可能良率相关缺陷的数量急剧增长，且通过检验检测到的扰乱点缺陷的数量也急剧增长。因此，可在晶片上检测到越来越多的缺陷，且校正工艺以消除全部缺陷可能是困难的且昂贵的。因而，确定哪些缺陷实际上对装置的电参数及良率具有影响可允许工艺控制方法集中于那些缺陷，同时在很大程度上忽略其它缺陷。此外，在较小的设计规则下，在一些情况中，工艺诱发的故障可趋于系统性。即，在设计内工艺诱发的故障趋于通常重复多次在预定设计图案处发生故障。消除空间系统性电相关缺陷是重要的，这是因为消除此类缺陷可对良率具有显著的总体影响。通常无法从上文描述的检验、检视及分析工艺确定缺陷是否将影响装置参数及良率，这是因为这些工艺可能无法确定缺陷相对于电设计的位置。

已证实跨多层晶片的多个层进行缺陷检测存在问题。先前技术依赖于缺陷属性或定制差分过滤器来减少噪声或扰乱点。然而，如果缺陷的信号看起来类似于噪声或扰乱点，那么这些技术可能无法良好运作。例如，缺陷源分析(DSA)型扰乱点过滤是基于找到先前层上的缺陷且在下一层上将这些缺陷作为扰乱点滤除。这可能仅允许过滤离散的先前层扰乱点事件。这无法处置随机晶片噪声，处置随机晶片噪声需要在先前晶片层上维持以在工艺改变时不断地调谐的配方。

因此，需要一种在缺陷检测期间提供减少的噪声的新颖技术及系统。

发明内容

在第一实施例中，提供一种用于多层晶片中的缺陷识别期间的噪声减少的方法。所述方法包括使用图像数据采集子系统执行的对安置于所述多层晶片的第一晶片层上的第二晶片层的第二晶片扫描。使用所述图像数据采集子系统将所述第二晶片扫描转换为对应于所述第二晶片层的第二晶片图像。在处理器处接收第一晶片图像及所述第二晶片图像。所述第一晶片图像是所述第一晶片层的图像，且所述第二晶片图像及所述第一晶片图像在所述多层晶片上的相同平面位置处。使用所述处理器通过计算所述第一晶片图像与所述第二晶片图像之间的第一差异图像而减少图像噪声。使用所述处理器基于所述第一差异图像识别一或多个缺陷。