JP2007501944A - 対象となる信号およびノイズ間のロバストな分離を可能にする装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヘイズデータは、試料表面に関連付けられた欠陥を検出するよう分析される。一般に、ヘイズデータは、試料上の低い周波数のバラツキに対応するバックグラウンドノイズが、そのようなヘイズデータの分析の前にヘイズデータから分離または除去されるよう、まず条件付けられる。具体的な実施形態において、試料表面における低い周波数のバラツキは、実質的には、入射ビームがその上に導かれる光学表面として特徴付けられる。ある例では、試料表面に対応するヘイズデータは、ゼルニケ方程式のような多項式で特徴付けられる。換言すれば、多項式方程式は、ヘイズデータの低い周波数の、つまりバックグラウンドのノイズにあてはめられる。この結果として生じる多項式方程式に合致するヘイズデータは、それから元のヘイズデータから引かれて、残差データを作り、ここで表面粗さにおける遅いバラツキが差し引かれ、残差ヘイズデータ中には可能な欠陥情報を残す。この残差ヘイズデータは、試料が欠陥を含むかを決定するために分析されえる。残差データを分析することによって欠陥の検出を向上させる技術も開示される。好ましくは、異なる検査ツール間で正規化されるように、結果として生じる残差データを較正する技術も提供される。
【選択図】図2
Description
Tilt_Drection = atan (z(2), z(1));
Tilt_Magnitude = sqrt (z(2) * z(2) + z(1) * z(1)); および
Bowl_Shape = z(4).
iが0,1,2,3,4,…,に等しいZ(i)はゼルニケあてはめ係数である。2以上の次数は、3つのパラメータ全てを計算するために用いられえる。そうでなければ、次数は9より小さい。以下のファクタが次数を選択するのに考慮されえる。すなわち、よいあてはめであるか、メモリの使用量、およびスループットである。
Claims (64)
- 試料の表面から与えられるヘイズデータを分析する方法であって、
試料の表面粗さに対応するヘイズデータを提供すること、および
低周波数のバラツキを前記ヘイズデータから除去することによって、前記試料の前記表面中に存在する任意の欠陥に対応する残差データを形成すること
を含む方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記ヘイズデータからの低周波数のバラツキを除去することは、
前記ヘイズデータの前記低周波数のバラツキをあてはめプランにあてはめること、および
前記あてはめプランを前記ヘイズデータから引くことによって、前記残差データを形成すること
によって達成される方法。 - 請求項2に記載の方法であって、前記あてはめプランは、2次元(2D)多項式方程式の形式をとる方法。
- 請求項3に記載の方法であって、前記2D多項式方程式は、ゼルニケ多項式である方法。
- 請求項4に記載の方法であって、前記ゼルニケ多項式は、ひとみの正規化された半径rおよび方位角Φによって表現される方法。
- 請求項4または5に記載の方法であって、前記ゼルニケ多項式は、ティルト方向、ティルト量、およびボウル形状についての項を含む方法。
- 請求項4ないし6のいずれかに記載の方法であって、前記ゼルニケ多項式は、値2より大きい次数を有する方法。
- 請求項4または5に記載の方法であって、前記ゼルニケ多項式は、値9より小さい次数を有する方法。
- 請求項2ないし6のいずれかに記載の方法であって、前記ヘイズデータを前処理することによって、前記あてはめプランから前記ヘイズデータの一部を除外することをさらに含む方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記前処理は、前記ヘイズデータ内の異常値を前記あてはめプランから除外することを含む方法。
- 請求項10に記載の方法であって、前記異常値は、前記試料のエッジおよび大きいブロブ欠陥および局所的ヘイズ勾配と共に大きな絶対輝度値を作る不完全性に対応する輝度値を含む方法。
- 請求項10または11に記載の方法であって、前記異常値を除外することは、
前記ヘイズデータについての平均および標準偏差を決定すること、
前記平均および標準偏差に依存するスレッショルドを決定すること、および
前記スレッショルドに届かないヘイズデータを前記あてはめプランから除外すること
を含む方法。 - 請求項12に記載の方法であって、前記スレッショルドは、前記標準偏差によって乗算された所定の係数を前記平均に加算したものに等しく設定される方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記所定の係数は、1.5に等しく設定される方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記所定の係数を経験的に決定することをさらに含む方法。
- 請求項1ないし15のいずれかに記載の方法であって、前記残差データを分析することによって、前記試料が任意の欠陥を有するかを決定することをさらに含む方法。
- 請求項16に記載の方法であって、前記残差データは、
a)前記残差データの一部を含むウィンドウを得ること、
b)前記得られたウィンドウ内で最低の輝度を有する最小ピクセルおよび最大の輝度を有する最大ピクセルを決定すること、および
c)前記ウィンドウが欠陥を有するかを、前記最小ピクセル、前記最大ピクセル、および所定のスレッショルドに基づいて決定すること
によって分析される方法。 - 請求項17に記載の方法であって、前記最小ピクセルから前記最大ピクセルを引いたものが前記所定のスレッショルドより大きいとき、前記ウィンドウは欠陥を有すると決定される方法。
- 請求項17に記載の方法であって、(A)前記ウィンドウの中心ピクセルから前記最小ピクセルを引いたもの、および(B)前記最大ピクセルから前記中心ピクセルを引いたものの最大が、前記所定のスレッショルドより大きいとき、前記ウィンドウは欠陥を有すると決定される方法。
- 請求項17ないし19のいずれかに記載の方法であって、前記残差データの他の領域を含む複数のウィンドウについてステップ(a)から(c)を反復することによって、前記残差データの全ての部分が分析されるようにすることをさらに含む方法。
- 請求項17ないし20のいずれかに記載の方法であって、前記所定のスレッショルドは、
前記残差データに基づいてヒストグラムを決定すること、
前記残差データから残差値の範囲を選択すること、および
前記選択された範囲に基づいてスレッショルドを決定すること
によって決定される方法。 - 請求項21に記載の方法であって、前記スレッショルドは、前記範囲を所定の係数倍することによって決定され、前記所定の係数は、ヘイズデータを提供するそれぞれのシステムについて変化することによって、前記スレッショルドが前記異なるシステム間で正規化される方法。
- 請求項22に記載の方法であって、前記スレッショルドは、前記範囲を係数倍し、絶対スレッショルド値と足すことによって決定される方法。
- 請求項23に記載の方法であって、前記絶対スレッショルドが望まれるときに前記所定の係数をゼロに設定することをさらに含む方法。
- 請求項24に記載の方法であって、相対スレッショルドが望まれるときに前記絶対スレッショルドをゼロに設定することをさらに含む方法。
- 請求項22に記載の方法であって、前記所定の係数は0.5である方法。
- 請求項21に記載の方法であって、前記選択された範囲は、約5および95パーセントの間である方法。
- 請求項1ないし27のいずれかに記載の方法であって、前記ヘイズデータから低周波数のバラツキを除去することは、フィルタを用いて達成される方法。
- 請求項1ないし28のいずれかに記載の方法であって、前記試料は、ベアまたは半導体基板を備える方法。
- 請求項1ないし28のいずれかに記載の方法であって、前記試料は、1つ以上のパターン付けされない膜をその上に有する半導体基板を備える方法。
- 請求項1ないし27のいずれかに記載の方法であって、前記低周波数のバラツキは、前記試料表面の均一な粗さ、前記試料表面の角度の付けられた平面、および前記試料表面のより高次の粗さのバラツキの任意の組み合わせを含む方法。
- 試料の表面から与えられるヘイズデータを分析するよう動作可能なコンピュータシステムであって、
1つ以上のプロセッサ、
1つ以上のメモリ
を備え、前記プロセッサおよびメモリの少なくとも1つは、
試料の表面粗さに対応するヘイズデータを提供すること、および
低周波数のバラツキを前記ヘイズデータから除去することによって、前記試料の前記表面中に存在する任意の欠陥に対応する残差データを形成すること
を行うよう構成されるコンピュータシステム。 - 請求項32に記載のコンピュータシステムであって、
前記ヘイズデータからの低周波数のバラツキを除去することは、
前記ヘイズデータの前記低周波数のバラツキをあてはめプランにあてはめること、および
前記あてはめプランを前記ヘイズデータから引くことによって、前記残差データを形成すること
によって達成されるコンピュータシステム。 - 請求項33に記載のコンピュータシステムであって、前記あてはめプランは、2次元(2D)多項式方程式の形式をとるコンピュータシステム。
- 請求項34に記載のコンピュータシステムであって、前記2D多項式方程式は、ゼルニケ多項式であるコンピュータシステム。
- 請求項35に記載のコンピュータシステムであって、前記ゼルニケ多項式は、2より大きい次数を有するコンピュータシステム。
- 請求項35に記載のコンピュータシステムであって、前記ゼルニケ多項式は、9より小さい次数を有するコンピュータシステム。
- 請求項33に記載のコンピュータシステムであって、前記ヘイズデータを前処理することによって、前記あてはめプランから前記ヘイズデータの一部を除外することをさらに含むコンピュータシステム。
- 請求項38に記載のコンピュータシステムであって、前記前処理は、前記ヘイズデータ内の異常値を前記あてはめプランから除外することを含むコンピュータシステム。
- 請求項39に記載のコンピュータシステムであって、前記異常値は、前記試料のエッジおよび大きいブロブ欠陥に対応する輝度値を含むコンピュータシステム。
- 請求項39または40に記載のコンピュータシステムであって、前記異常値を除外することは、
前記ヘイズデータについての平均および標準偏差を決定すること、
前記平均および標準偏差に依存するスレッショルドを決定すること、および
前記スレッショルドに届かないヘイズデータを前記あてはめプランから除外すること
を含むコンピュータシステム。 - 請求項32ないし41のいずれかに記載のコンピュータシステムであって、前記プロセッサおよびメモリの少なくとも1つは、前記残差データを分析することによって前記試料が任意の欠陥を有するかを決定するよう構成されるコンピュータシステム。
- 請求項42に記載のコンピュータシステムであって、前記残差データは、
a)前記残差データの一部を含むウィンドウを得ること、
b)前記得られたウィンドウ内で最低の輝度を有する最小ピクセルおよび最大の輝度を有する最大ピクセルを決定すること、および
c)前記ウィンドウが欠陥を有するかを、前記最小ピクセル、前記最大ピクセル、および所定のスレッショルドに基づいて決定すること
によって分析されるコンピュータシステム。 - 請求項43に記載のコンピュータシステムであって、前記最小ピクセルから前記最大ピクセルを引いたものが前記所定のスレッショルドより大きいとき、前記ウィンドウは欠陥を有すると決定されるコンピュータシステム。
- 請求項43に記載のコンピュータシステムであって、(A)前記ウィンドウの中心ピクセルから前記最小ピクセルを引いたもの、および(B)前記最大ピクセルから前記中心ピクセルを引いたものの最大が、前記所定のスレッショルドより大きいとき、前記ウィンドウは欠陥を有すると決定されるコンピュータシステム。
- 請求項43ないし45のいずれかに記載のコンピュータシステムであって、前記所定のスレッショルドは、
前記残差データに基づいてヒストグラムを決定すること、
前記残差データから残差値の範囲を選択すること、および
前記選択された範囲に基づいてスレッショルドを決定すること
によって決定されるコンピュータシステム。 - 請求項46に記載のコンピュータシステムであって、前記スレッショルドは、前記範囲を所定の係数倍することによって決定され、前記所定の係数は、ヘイズデータを提供するそれぞれのシステムについて変化することによって、前記スレッショルドが前記異なるシステム間で正規化されるコンピュータシステム。
- 請求項47に記載のコンピュータシステムであって、前記所定の係数は0.5であるコンピュータシステム。
- 請求項46ないし48のいずれかに記載のコンピュータシステムであって、前記選択された範囲は、約5および95パーセントの間であるコンピュータシステム。
- 請求項32ないし49のいずれかに記載のコンピュータシステムであって、前記ヘイズデータから低周波数のバラツキを除去することは、フィルタを用いて達成されるコンピュータシステム。
- 試料の表面から与えられるヘイズデータを分析するコンピュータプログラム製造物であって、
少なくとも1つのコンピュータで読み取り可能な媒体、
前記少なくとも1つのコンピュータで読み取り可能な媒体内に記憶されたコンピュータプログラム命令を備え、
前記コンピュータプログラム命令は、
試料の表面粗さに対応するヘイズデータを提供すること、および
低周波数のバラツキを前記ヘイズデータから除去することによって、前記試料の前記表面中に存在する任意の欠陥に対応する残差データを形成すること
を行うよう構成されるコンピュータプログラム製造物。 - 請求項51に記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記ヘイズデータからの低周波数のバラツキを除去することは、
前記ヘイズデータの前記低周波数のバラツキをあてはめプランにあてはめること、および
前記あてはめプランを前記ヘイズデータから引くことによって、前記残差データを形成すること
によって達成されるコンピュータプログラム製造物。 - 請求項52に記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記あてはめプランは、2次元(2D)多項式方程式の形式をとるコンピュータプログラム製造物。
- 請求項53に記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記2D多項式方程式は、ゼルニケ多項式であるコンピュータプログラム製造物。
- 請求項52ないし54のいずれかに記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記ヘイズデータを前処理することによって、前記あてはめプランから前記ヘイズデータの一部を除外することをさらに含むコンピュータプログラム製造物。
- 請求項55に記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記異常値を除外することは、
前記ヘイズデータについての平均および標準偏差を決定すること、
前記平均および標準偏差に依存するスレッショルドを決定すること、および
前記スレッショルドに届かないヘイズデータを前記あてはめプランから除外すること
を含むコンピュータプログラム製造物。 - 請求項51ないし56のいずれかに記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記少なくとも1つのコンピュータで読み取り可能な媒体内に記憶された前記コンピュータプログラム命令は、前記残差データを分析することによって、前記試料が任意の欠陥を有するかを決定するようさらに構成されるコンピュータプログラム製造物。
- 請求項57に記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記残差データは、
a)前記残差データの一部を含むウィンドウを得ること、
b)前記得られたウィンドウ内で最低の輝度を有する最小ピクセルおよび最大の輝度を有する最大ピクセルを決定すること、および
c)前記ウィンドウが欠陥を有するかを、前記最小ピクセル、前記最大ピクセル、および所定のスレッショルドに基づいて決定すること
によって分析されるコンピュータプログラム製造物。 - 請求項58に記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記最小ピクセルから前記最大ピクセルを引いたものが前記所定のスレッショルドより大きいとき、前記ウィンドウは欠陥を有すると決定されるコンピュータプログラム製造物。
- 請求項58に記載のコンピュータプログラム製造物であって、(A)前記ウィンドウの中心ピクセルから前記最小ピクセルを引いたもの、および(B)前記最大ピクセルから前記中心ピクセルを引いたものの最大が、前記所定のスレッショルドより大きいとき、前記ウィンドウは欠陥を有すると決定されるコンピュータプログラム製造物。
- 請求項58ないし60のいずれかに記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記所定のスレッショルドは、
前記残差データに基づいてヒストグラムを決定すること、
前記残差データから残差値の範囲を選択すること、および
前記選択された範囲に基づいてスレッショルドを決定すること
によって決定されるコンピュータプログラム製造物。 - 請求項61に記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記スレッショルドは、前記範囲を所定の係数倍することによって決定され、前記所定の係数は、ヘイズデータを提供するそれぞれのシステムについて変化することによって、前記スレッショルドが前記異なるシステム間で正規化されるコンピュータプログラム製造物。
- 請求項61または62に記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記選択された範囲は、約5および95パーセントの間であるコンピュータプログラム製造物。
- 請求項51ないし63のいずれかに記載のコンピュータプログラム製造物であって、前記ヘイズデータから低周波数のバラツキを除去することは、フィルタを用いて達成されるコンピュータプログラム製造物。
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