TW201447280A - 於暗場檢測工具上之單一晶粒檢測 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於偵測一晶圓上之缺陷之系統及方法。一種方法包含藉由用一暗場檢測系統掃描一晶圓來產生該晶圓之輸出。該方法亦包含使用該輸出及一第一單元大小產生該晶圓之第一影像資料並使用該輸出及一第二單元大小產生該晶圓之第二影像資料。另外，該方法包含組合對應於該晶圓上之實質上相同位置之該第一影像資料與該第二影像資料，藉此創建該晶圓之額外影像資料。該方法進一步包含使用該額外影像資料偵測該晶圓上之缺陷。

Description

於暗場檢測工具上之單一晶粒檢測

本發明大體而言係關於用於偵測一晶圓上之缺陷之系統及方法。

以下說明及實例並不由於其包含於此章節中而被承認係先前技術。

在一半導體製造製程期間在各種步驟處使用檢測程序以偵測晶圓上之缺陷從而促進在製造製程中之較高良率及因此較高利潤。檢測始終係製作半導體裝置(諸如IC)之一重要部分。然而，隨著半導體裝置之尺寸減小，檢測對可接受之半導體裝置之成功製造變得甚至更重要，此乃因較小缺陷可導致裝置不合格。舉例而言，隨著半導體裝置之尺寸減小，對大小減小之缺陷之偵測已變得有必要，此乃因甚至相對小之缺陷亦可在半導體裝置中造成不期望之像差。

某些當前可用之檢測系統經組態以：藉助一個以上偵測通道檢測一晶圓，藉由單獨地處理由該等通道中之每一者獲取之資料偵測該晶圓上之缺陷，及藉由單獨地處理由該等通道中之每一者獲取之該資料將該等缺陷分類。亦可(舉例而言)藉由產生不同晶圓圖進一步單獨地處理由個別通道中之每一者偵測之缺陷，每一晶圓圖圖解說明由個別通道中之僅一者偵測之缺陷。然後可使用(舉例而言)個別晶圓圖之 文氏(Venn)相加來組合由此一系統之一個以上通道產生之缺陷偵測結果。因此，此等先前使用之檢測方法並未利用由檢測系統在像素層級產生之輸出，而是在晶圓圖層級組合結果作為最終結果。

因此，開發較好地利用檢測系統輸出以提供增加之缺陷偵測敏感度的用於偵測一晶圓上之缺陷之方法及系統將係有利的。

各種實施例之以下說明不應以任何方式解釋為限制隨附申請專利範圍之標的物。

一項實施例係關於一種用於偵測一晶圓上之缺陷之方法。該方法包含藉由用一暗場檢測系統掃描一晶圓來產生該晶圓之輸出。該方法亦包含使用該輸出及一第一單元大小產生該晶圓之第一影像資料並使用該輸出及一第二單元大小產生該晶圓之第二影像資料。另外，該方法包含組合對應於該晶圓上之實質上相同位置之該第一影像資料與該第二影像資料，藉此創建該晶圓之額外影像資料。該方法進一步包含使用該額外影像資料偵測該晶圓上之缺陷。由一電腦系統執行產生該第一影像資料及該第二影像資料、組合該第一影像資料與該第二影像資料及偵測該等缺陷。

可如本文中所闡述進一步執行該方法之步驟中之每一者。另外，該方法可包含本文中所闡述之任何其他方法之任何其他步驟。此外，該方法可藉由本文中所闡述之系統中之任一者來執行。

另一實施例係關於一種非暫時電腦可讀媒體，其儲存用於致使一電腦系統執行用於偵測一晶圓上之缺陷之一電腦實施方法之程式指令。該方法包含可如本文中所闡述進一步執行的上文所闡述之步驟。另外，該電腦實施方法可包含本文中所闡述之任何其他方法之任何其他步驟。可如本文中所闡述來進一步組態該電腦可讀媒體。

一額外實施例係關於一種經組態以偵測一晶圓上之缺陷之系 統。該系統包含一檢測子系統，其經組態以藉由掃描一晶圓並偵測在該掃描期間自該晶圓散射之光來產生該晶圓之輸出。該系統亦包含一電腦子系統，其經組態以用於：產生第一影像資料及第二影像資料；組合該第一影像資料與該第二影像資料；及如上文所闡述而偵測該等缺陷。可如本文中所闡述來進一步組態該系統。

100‧‧‧非暫時電腦可讀媒體

102‧‧‧程式指令

104‧‧‧電腦系統

200‧‧‧系統

202‧‧‧檢測子系統

204‧‧‧透鏡

206‧‧‧晶圓

208‧‧‧透鏡

210‧‧‧偵測器

212‧‧‧透鏡

214‧‧‧偵測器

222‧‧‧電腦子系統

熟習此項技術者受益於較佳實施例之以下詳細說明且在參考附圖後將明瞭本發明之進一步優點，附圖中：圖1係圖解說明一非暫時電腦可讀媒體之一項實施例之一方塊圖，該非暫時電腦可讀媒體儲存用於致使一電腦系統執行用於偵測一晶圓上之缺陷之一電腦實施方法之程式指令；及圖2係圖解說明經組態以偵測一晶圓上之缺陷之一系統之一實施例之一側視圖之一示意圖。

儘管易於對本發明做出各種修改及替代形式，但其特定實施例係以實例方式展示於圖式中且可在本文中詳細闡述。該等圖式可能未按比例繪製。然而，應理解，圖式及對其之詳細說明並非意欲將本發明限制於所揭示之特定形式，而是相反，本發明意欲涵蓋歸屬於如由隨附申請專利範圍所界定之本發明精神及範疇內之所有修改形式、等效形式及替代形式。

現在轉至圖式，注意各圖並未按比例繪製。特定而言，該等圖之元件中之某些元件之比例被大大地擴大以強調該等元件之特性。亦注意，該等圖並未按相同比例繪製。已使用相同元件符號指示可以類似方式組態之在一個以上圖中展示之元件。除非本文中另有提及，否則所闡述及所展示之元件中之任一者可包含任何適合市售元件。

一般而言，本文中所闡述之實施例係關於暗場(DF)晶圓檢測工具 上之單一晶粒檢測(SDI)。如上文所進一步闡述，缺陷檢測在積體電路(IC)製造之半導體晶圓處理之良率管理中起到一重要作用。識別是否存在一缺陷可基於自光學器件系統獲得之晶圓影像。檢測演算法通常比較目標像素之強度與參考像素之強度。大多數DF檢測演算法係三晶粒、雙偵測演算法。亦即，自三個毗鄰晶粒(一個目標晶粒及兩個參考晶粒)獲得影像，計算目標晶粒與兩個參考晶粒之間的差異強度，且然後比較兩個差異強度與一臨限值以識別是否存在一缺陷。此等方法之一個缺點係，若缺陷係存在於所有晶粒上之對應位置處之重複者，則該等缺陷將由晶粒間相減遺漏。對於多晶粒檢測，當存在相對強的晶粒間色彩變化或來自晶粒間運行時間對準之殘餘未對齊時，亦存在某些其他缺點。此等因素促成晶粒間類型檢測中之雜訊。

檢測一單一晶粒中之缺陷可避免此等問題。舉例而言，不同於其中參考來自毗鄰晶粒之常見多晶粒(或晶粒間)檢測方法，如本文中所進一步闡述，SDI應用在與目標像素相同之晶粒中但係毗鄰單元中之參考像素。在概念上，SDI類似於明場(BF)陣列模式(單元間檢測)。然而，在DF系統中，由於系統解析度及硬體限制，對於SDI檢測無法容易地達成將晶圓上之單元大小成像至整數個偵測器像素上。已發明出本文中進一步闡述之單元融合技術以使得SDI對於DF檢測系統有效。另外，本文中所闡述之實施例藉由使用一單一晶粒而增加包含DF檢測系統之半導體晶圓檢測系統之檢測敏感度。

一項實施例係關於一種用於偵測一晶圓上之缺陷之方法。該方法包含藉由用一DF檢測系統掃描一晶圓來產生該晶圓之輸出。藉由掃描該晶圓而產生之輸出可包含任何適合輸出且可取決於檢測系統之組態及/或用於執行該掃描之檢測處方而變化。舉例而言，該輸出可包含回應於自晶圓散射之光之信號、資料、影像或影像資料(例如，在DF檢測系統之情形中)。

該檢測系統可係一市售檢測系統，諸如可自加利福尼亞州苗必達的KLA-Tencor購得的Puma 91xx系列工具。該檢測系統可經組態以可能結合一或多個其他檢測模式(例如，一光圈檢測模式)而用於DF檢測。此外，該檢測系統可組態為一基於光之檢測系統。可以任何適合方式執行用該檢測系統掃描晶圓。舉例而言，可使晶圓相對於檢測系統之光學器件移動(藉由檢測系統之一載台)，以使得在偵測自晶圓散射之光時檢測系統之照射在晶圓上追蹤一路徑。可如本文中所闡述來進一步組態在該方法中使用之檢測系統。

該方法亦包含使用該輸出及一第一單元大小產生該晶圓之第一影像資料並使用該輸出及一第二單元大小產生該晶圓之第二影像資料。在一項實施例中，該第一影像資料及該第二影像資料包含差異影像資料，且產生該差異影像資料包括將針對該晶圓上之一晶粒中之一個單元產生之該輸出自針對該晶粒中之另一單元產生之該輸出減去。以此方式，不同於其中參考影像來自毗鄰晶粒之常見多晶粒(或晶粒間)檢測方法，SDI應用來自相同晶粒但不同單元之參考像素。可如本文中所進一步闡述而判定該第一單元大小及該第二單元大小。

該方法亦包含組合對應於該晶圓上之實質上相同位置之該第一影像資料與該第二影像資料，藉此創建該晶圓之額外影像資料。以此方式，可在一位置間基礎上組合該第一影像資料與該第二影像資料。如本文中所闡述組合該第一影像資料與該第二影像資料創建晶圓之不同影像資料，然後可如本文中所進一步闡述來使用該不同影像資料(例如，用於缺陷偵測)。舉例而言，組合該第一影像資料與該第二影像資料可包含使用該第一影像資料及該第二影像資料執行「影像融合」。換言之，可自晶圓之兩個其他影像資料「融合」出晶圓之新影像資料。另外，由於該第一影像資料及該第二影像資料係針對具有不同單元大小之單元產生的，因此本文中所闡述之融合步驟可稱為「單 元融合」。

雖然本文中關於組合具有不同單元大小之第一影像資料與第二影像資料而產生了該等實施例，但組合步驟可包含組合兩個以上影像資料，該兩個以上影像資料中之至少某些影像資料具有不同單元大小。舉例而言，該方法可包含使用輸出以及第三單元大小及第四單元大小產生晶圓之第三影像資料及/或第四影像資料。在此等實施例中，組合步驟可包含組合第一影像資料、第二影像資料、第三影像資料及第四影像資料之某一組合，且第一單元大小、第二單元大小、第三單元大小及第四單元大小中之至少某些單元大小係不同的。

該組合步驟不同於其中將來自一晶圓上之一個位置之影像資料自該晶圓上不同於第一位置之另一對應位置之影像資料減去的其他檢測程序。舉例而言，在晶粒間檢測中，可將來自一個晶粒之影像資料自來自另一晶粒之影像資料減去。此影像資料可彼此對應，此乃因資料係針對兩個晶粒中之對應位置而產生的，但彼等對應位置實際上在晶圓上之不同位置處。換言之，自另一影像資料減去之影像資料可具有實質上相同之晶粒內位置，但不同之晶圓位置。以一類似方式，針對單元間檢測自另一影像資料減去之影像資料可具有實質上相同之單元內位置，但不同之晶圓位置，此乃因在晶圓上單元彼此毗鄰。因此，單元間及晶粒間檢測不組合在實質上相同之晶圓位置處產生之影像資料。另外，本文中所闡述之組合步驟可包含對正組合之資料執行除相減以外之某一函數。

在一項實施例中，組合該第一影像資料與該第二影像資料包含對對應於該晶圓上之實質上相同位置之該第一影像資料及該第二影像資料執行影像相關。舉例而言，可藉由使影像資料相關而產生新晶圓影像資料或經融合影像資料。可使用任何適合影像相關演算法及/或方法以任何適合方式執行該影像相關。另外，可使用可用於影像相關 之任何適合影像處理技術執行該影像相關。

在另一實施例中，在該第一影像資料及該第二影像資料之像素層級處執行組合該第一影像資料與該第二影像資料。換言之，可在一逐像素基礎上組合該第一影像資料與該第二影像資料。再換言之，可針對該第一影像資料及該第二影像資料中之個別像素單獨地執行組合該第一影像資料與該第二影像資料。藉由在像素層級處融合資訊，可利用量值(強度)及相位(相關)資訊兩者。

在一額外實施例中，不在組合步驟之前執行缺陷偵測。舉例而言，直至在已執行其中創建額外影像資料之組合步驟之後才能使用額外影像資料來執行缺陷偵測。以此方式，不同於涉及組合在缺陷偵測之後產生之資訊(例如，組合來自對一晶圓之不同掃描之缺陷偵測結果)之方法及系統，本文中所闡述之實施例在缺陷偵測之前組合資訊，如本文中所進一步闡述，此係有利的。

在一項實施例中，針對含有在該輸出中可見之重複經圖案化特徵的該晶圓上之一晶粒之一區域產生該第一影像資料及該第二影像資料。在一項此種實施例中，該區域並非係該晶粒之一陣列區域。舉例而言，在具有重複經圖案化特徵之周邊區域中，可將單元視為重複圖案。因此，可在形成於具有一重複圖案之一晶圓上之一周邊或其他非陣列晶粒區域中執行如本文中所闡述之SDI。

在某些實施例中，該方法包含藉由以下操作來確定該第一單元大小及該第二單元大小：選擇其中該等重複經圖案化特徵中之至少某些特徵係可見的該輸出之一部分；計算該輸出之該部分與自身之間的不同偏移之相關值；及選擇具有最高相關值的該等不同偏移中之兩者作為該第一單元大小及該第二單元大小。舉例而言，在設置中，可選擇區域中具有一重複圖案之一樣本影像。為找尋單元大小，可藉由使樣本影像相對於自身以整數個像素移位來確定一相關性。因此，可藉 由使樣本以整數個像素移位來計算相關值。如此，可依據偏移像素數目來確定相關值，且可選擇對應於相關值之一圖表中之最大峰值之像素數目(或藉由任何其他比較方法確定之最大相關值)作為單元大小。

因此，本文中所闡述之實施例實質上不同於當前使用之DF檢測方法。舉例而言，在當前DF檢測方法中，可使用現有陣列模式演算法來檢測一個晶粒。然而，當前DF陣列模式限制於相對安靜之陣列區域，且局域強度比較限制於一固定5像素×5像素鄰域。相比而言，如本文中所闡述，可在晶圓之相對有雜訊之區域(例如，其中重複經圖案化特徵在輸出中可見之周邊或其他區域或者以其他方式含有實質量之型樣雜訊之區域)中執行SDI，此乃因本文中所闡述之單元融合技術有利地減少或抑制經融合之差異影像中之雜訊。另外，在本文中所闡述之方法中所使用之單元大小並非固定的且可如本文中所闡述在一晶圓間基礎上或在一單一晶圓上之區域間基礎上來判定(例如，藉由選擇輸出之一部分，計算相關值，並選擇不同偏移中之兩者或兩者以上，如本文中所闡述)。因此，本文中所闡述之實施例有利地可適應諸多不同晶圓、區域及重複經圖案化特徵。

在一項實施例中，該第一單元大小及該第二單元大小不同於該晶粒之該區域中之一實際單元大小。舉例而言，由於DF光學系統之解析度限制，一般無法保證真實單元大小係整數個像素。因此，經選擇以供在本文中所闡述之實施例中使用之單元大小將幾乎始終不同於晶圓上之實際單元大小。

在另一實施例中，由該檢測系統跨越其使該第一單元大小及該第二單元大小中之至少一者成像之一偵測器之像素之一數目並非係一整數。舉例而言，由於光學器件解析度之限制，重複圖案之節距大小通常係非整數個像素。特定而言，由於DF檢測系統之解析度限制，一般無法保證真實單元大小係整數個像素，因此自相關值(例如，峰 值)選擇之單元大小可係真實單元大小的具有子像素誤差之近似值。單元大小之子像素誤差將造成單元間相減中之圖案雜訊。舉例而言，近似單元大小可導致藉助該第一單元大小及該第二單元大小兩者產生之差異影像中之殘餘圖案雜訊。自最高相關值(例如，峰值)選擇之不同近似單元大小可造成差異影像中之不同殘餘雜訊型樣。然而，真實缺陷信號並不受不同單元大小的很多影響。為了克服此困難，本文中所闡述之單元融合技術可用於在進行具有非整數單元或節距大小之單元間比較時抑制型樣及隨機雜訊。舉例而言，可融合對應於不同單元大小之兩個或兩個以上差異影像以減少型樣雜訊。該融合保持缺陷信號同時抵消具有不同型樣之殘餘雜訊。

因此，本文中所闡述之實施例實質上不同於當前使用之BF檢測方法。舉例而言，在當前BF檢測方法中，陣列模式檢測可涉及需要提供實質上準確單元大小之硬體之單元比較。以此方式，可使不同單元中之經圖案化特徵彼此對準，藉此允許在不進行實質雜訊或滋擾(nuisance)偵測之情形下進行缺陷偵測。然而，提供實質上準確單元大小在當前DF硬體系統中係不可行的。因此，由於單元融合技術，本文中所闡述之實施例可在不偵測實質雜訊或滋擾之情形下處置所使用單元大小之不準確性，此使得能夠將單一晶粒內之單元間比較用於DF晶圓檢測。

本文中所闡述之SDI實施例可包含上文結合通道融合所闡述之單元融合。舉例而言，在某些實施例中，使用由該檢測系統之一第一通道產生之該輸出來產生該第一影像資料及該第二影像資料。本文中，術語「通道」一般用於指檢測系統之不同偵測子系統或偵測器，其在由偵測子系統或偵測器偵測之來自晶圓之光之角度(亦即，散射角度)上可不同，但在其他方面(例如，由通道偵測之光之波長、由通道偵測之光之偏光等)可不同或也可相同。

在一項此種實施例中，該方法包含：使用由該檢測系統之一第二通道產生之該輸出及一第三單元大小產生該晶圓之第三影像資料；及使用由該第二通道產生之該輸出及一第四單元大小產生該晶圓之第四影像資料；組合對應於該晶圓上之該等實質上相同位置之該第三影像資料與該第四影像資料，藉此創建該晶圓之進一步影像資料；組合對應於該晶圓上之該等實質上相同位置之該額外影像資料與該進一步影像資料，藉此創建該晶圓之其他影像資料；及使用該其他影像資料偵測該晶圓上之缺陷。以此方式，可進一步融合具有來自不同通道之單元融合之SDI產生之差異影像以抑制隨機雜訊並提升信號雜訊比。舉例而言，可針對一檢測系統之通道1、通道2及通道3單獨地執行單元融合。因此，可針對此等通道中之每一者如本文中所闡述產生不同額外影像資料。換言之，可針對具有單元融合之SDI產生三個不同差異影像，針對通道中之每一者一個差異影像。然後可產生額外影像資料之不同組合以執行通道融合。舉例而言，可組合通道1及通道2之額外影像資料以創建其他影像資料，且亦可組合通道1、通道2及通道3之額外影像資料以創建其他影像資料。以此方式，可組合兩個或兩個以上通道(例如，兩個或三個或三個以上通道)之額外影像資料以創建其他影像資料。該等通道融合中之每一者之結果可單獨地或組合地用於缺陷偵測。以此方式，可將單元融合與通道融合組合以進一步抑制隨機雜訊並提升信號雜訊比。

用於通道中之每一者之單元大小可相同或不同。舉例而言，用於第二通道之第三單元大小及第四單元大小可不同於用於第一通道之第一單元大小及第二單元大小兩者。然而，可如本文中所闡述針對每一通道獨立地選擇用於每一通道之單元大小，且因此，儘管第二通道之第三單元大小及第四單元大小可彼此不同，但其可不同於或可相同於第一通道之第一單元大小及第二單元大小。

該方法進一步包含使用該額外影像資料偵測該晶圓上之缺陷。使用該額外影像資料在晶圓上偵測之缺陷可包含此項技術中已知之任何缺陷且可取決於晶圓之一或多個特性(例如，晶圓類型或在檢測之前對晶圓執行之程序)而變化。使用該額外影像資料偵測缺陷可包含對該額外影像資料應用一或多個缺陷偵測臨限值。舉例而言，可比較該額外影像資料與一或多個缺陷偵測臨限值。可使用該一或多個缺陷偵測臨限值來做出關於該額外影像資料中之一像素是否有缺陷之一決策。

用於偵測晶圓上之缺陷之一或多個缺陷偵測臨限值可係可包含於一檢測處方中之一或多個缺陷偵測演算法之缺陷偵測臨限值。應用於該額外影像資料之一或多個缺陷偵測演算法可包含任何適合缺陷偵測演算法且可取決於(舉例而言)正對晶圓執行之檢測之類型而變化。可應用於額外影像資料之適合缺陷偵測演算法之實例包含由諸如來自KLA-Tencor之彼等檢測系統之市售檢測系統使用的分段自動定限(SAT)或多晶粒自動定限(MDAT)。以此方式，就缺陷偵測而論，可將額外影像資料視為任何其他影像資料。

若缺陷偵測演算法包含將晶圓之輸出分離成針對其單獨地執行缺陷偵測之分段，則可針對所有分段或僅某些分段執行本文中所闡述之SDI。另外，若使用檢測系統之一個以上通道來執行缺陷偵測，則可針對檢測系統之僅某些通道(亦即，少於系統中所包含之所有通道)或所有通道來執行本文中所闡述之SDI。一使用者可在晶圓檢測處方之設置期間選擇將針對其執行SDI之分段及/或通道。

若缺陷偵測方法或演算法使用關心區群組(CAG)，則亦可針對一或多個CAG執行本文中所闡述之SDI。舉例而言，在SDI設置期間，若針對SDI選擇CAG，則本文中所闡述之實施例可自動地放置用於SDI之影像盒且在一CA晶粒視圖中向一使用者展示影像盒。該等實施 例然後可藉由在影像盒位置處擷取影像而擷取及量測單元大小。另外，該等實施例亦可量測重複圖案方向(水平或垂直)且量測是否存在一可見重複圖案(例如，在陣列區域中)。針對CAG及將用於缺陷偵測之分段處方使用所擷取影像，該等實施例亦可判定節距大小、節距之類型、相關值及一致性以及原始及經處理SDI影像。若結果並非最佳的，則一使用者可修改影像盒、重新擷取影像並重新量測單元大小。該等實施例然後可顯示可覆疊有CA盒及分段之原始或經處理SDI影像。

可由一電腦系統執行該方法之一或多個步驟。舉例而言，由一電腦系統執行上文所闡述的產生該第一影像資料及該第二影像資料、組合該第一影像資料與該第二影像資料及偵測該等缺陷，可如本文中所闡述來進一步組態該電腦系統。

在一實施例中，該第一影像資料中之雜訊與該第二影像資料中之雜訊不相關。在一項實施例中，該額外影像資料具有比該第一影像資料及該第二影像資料少之型樣雜訊。舉例而言，藉由執行如上文所闡述之影像相關，可在該額外影像資料中實質上消除空間不重合的該第一影像資料及該第二影像資料中之型樣雜訊。特定而言，本文中所闡述之近似單元大小可導致差異影像中之殘餘型樣雜訊，但如本文中所闡述而選擇之兩個不同近似單元大小造成差異影像中之不同殘餘雜訊型樣。因此，可融合兩個差異影像以減少或抑制型樣雜訊。

在一項實施例中，對應於該等缺陷的該額外影像資料之部分具有大於經組合以創建該額外影像資料之該等部分的該第一影像資料及該第二影像資料之部分的信號雜訊比(S/N)。舉例而言，上文所闡述之單元融合可保持不受不同單元大小很多影響之缺陷信號，同時抵消或抑制具有不同型樣之殘餘雜訊。另外，藉由在像素層級處組合(或融合)資訊，可增強來自所關注缺陷(DOI)之弱信號強度，此乃因大大地抑制 了雜訊。舉例而言，在像素層級處融合資訊藉此利用量值(強度)及相位(相關)資訊兩者允許藉由透過採用雜訊及滋擾事件之各別重合性及不重合性抑制該等事件而提取具有弱信號之缺陷。以此方式，本文中所闡述之實施例之一個優點係，與第一影像資料及第二影像資料相比可在額外影像資料中大大地減少型樣雜訊，同時與第一影像資料及第二影像資料相比改良了額外影像資料中之缺陷S/N。如此，在該第一影像資料及該第二影像資料中之任一者中偵測不到的一缺陷可變得可在藉由影像相關創建之對應額外影像資料中偵測到。

然而，本文中所闡述之實施例可用於增加可個別地在該第一影像資料及該第二影像資料中之一者或兩者中偵測到的缺陷之S/N。舉例而言，即使一缺陷在第一影像資料或第二影像資料中之一者中產生一中等S/N且在第一影像資料或第二影像資料中之另一者中產生一微弱S/N，額外影像資料中之缺陷S/N亦可相對於該第一影像資料及該第二影像資料兩者增加，此乃因融合資訊可大大地抑制雜訊。另外，不同峰值雜訊事件可存在於第一影像資料及第二影像資料中，但一缺陷可在該第一影像資料及該第二影像資料中具有充足相關性以使得藉由如本文中所闡述組合該第一影像資料與該第二影像資料，與該第一影像資料及該第二影像資料相比，在該額外影像資料中缺陷之S/N可顯著較高。以此方式，本文中所闡述之實施例可用於增強晶圓檢測系統對DOI之可偵測性。

在一項實施例中，針對並非係該晶粒之一陣列區域的該晶圓上之一晶粒之一區域產生該第一影像資料及該第二影像資料，產生該輸出包含產生該陣列區域中之輸出，且該方法包含藉由將該晶粒之該陣列區域中之一個單元之該輸出自該晶粒之該陣列區域中之另一單元之該輸出減去並對該相減之結果應用一或多個缺陷偵測參數來偵測該陣列區域中之缺陷。因此，可在形成於一晶圓上之晶粒陣列區域中執行 SDI。另外，在陣列區域中執行之SDI可不同於在非陣列區域中執行之SDI，但可使用相同通道在相同掃描中產生陣列區域及非陣列區域之輸出。舉例而言，如上文所闡述，具有在檢測系統之輸出中可見之重複經圖案化特徵之非陣列區域中之SDI可包含單元融合，而在陣列區域中執行之SDI可不包含單元融合。

在某些實施例中，陣列區域中之重複經圖案化特徵在於陣列區域中產生之輸出中係不可見的。舉例而言，重複經圖案化特徵可存在於陣列區域中，但DF檢測系統可經組態以使用光學構件(例如一傅立葉或空間濾波器)或電子構件(例如，使用一信號或資料處理濾波器)消除來自重複經圖案化特徵之信號或資料。如此，可在不具有圖案之陣列區域中執行SDI。由於重複經圖案化特徵在針對陣列區域產生之輸出中可係不可見的，因此針對陣列區域產生之輸出及自此輸出產生之差異影像可不含有實質量之型樣或其他雜訊。因此，陣列區域可不需要單元融合。

在另一實施例中，將一個單元及另一單元之一單元大小選擇為大於正在該陣列區域中偵測之該等缺陷之一預期大小且不等於該陣列區域中之毗鄰重複缺陷之間的一距離。舉例而言，在DF陣列區域中，理論上可將單元視為任何小的大小(只要其大於缺陷大小即可)，此乃因在DF陣列區域中不存在可見圖案。特定而言，對於陣列區域，缺陷偵測對於節距或單元大小選擇將係不敏感的，只要節距或單元大小大於一缺陷大小(在大多數真實世界情形中，其對於DOI將係實質上小的)即可。在一項實例中，若兩個毗鄰重複者之間的距離係(比如)20個像素，則對於陣列區域中之SDI，可將單元大小設定為4個像素。然而，單元大小係靈活的且可在效能無諸多改變之情形下自以上實例中之大小至3個像素或5個像素變化，只要單元大小不等於兩個毗鄰缺陷之間的距離(例如，20個像素)即可。以此方式，在陣列區域 中，本文中所闡述之實施例可基於晶圓上之真實情形而靈活地選擇單元大小，而非一固定大小。

在又一實施例中，該一個單元與該另一單元具有相同單元大小。舉例而言，不同於在非陣列區域中，在陣列區域中，彼此相減之單元可具有相同單元大小。另外，在陣列區域中使用之單元大小可不同於用於非陣列區域之所有單元大小。然而，在陣列區域及非陣列區域中使用之單元大小可彼此獨立地選擇且因此可不同或可相同。

因此，本文中所闡述之實施例實質上不同於當前使用之DF檢測方法。舉例而言，在當前DF檢測方法中，可使用現有陣列模式演算法來檢測一個晶粒。然而，當前DF陣列模式限制於相對安靜之陣列區域，且局域強度比較限制於一固定5像素×5像素鄰域。相比而言，如本文中所闡述，可在相對安靜之陣列區域中使用SDI，且可基於正檢測之晶圓及將在其上偵測之缺陷而選擇單元大小。舉例而言，如上文所闡述，可基於晶圓上之重複缺陷之間的距離而選擇單元大小，以使得所使用之單元大小達成對彼等重複缺陷之偵測。另外，用於陣列區域中之比較之單元大小並非係固定的且可如本文中所闡述在一晶圓間基礎上(例如，基於陣列區域中之毗鄰重複缺陷之間的距離)來判定。因此，本文中所闡述之實施例有利地可適應不同晶圓及重複缺陷。

在某些實施例中，在陣列區域中偵測之缺陷包含位於晶圓上之多個晶粒中之實質上相同位置處之缺陷。以此方式，在陣列區域中偵測之缺陷中之至少某些缺陷可包含「重複者」或「重複缺陷」，此乃因該等缺陷在晶圓上之多個晶粒(或每個晶粒)中之相同或實質上相同位置處重複。若該等缺陷係存在於所有晶粒中之對應位置處之重複者，則該等缺陷將由晶粒間相減遺漏。然而，若如上文所闡述來設定單元大小，則可藉由本文中所闡述之實施例來捕獲超出雜訊最低值之 所有缺陷(包含重複缺陷)(亦即，具有大於雜訊信號之信號之所有缺陷)。

上文所闡述之方法之實施例中之每一者可包含本文中所闡述之任何其他方法之任何其他步驟。此外，上文所闡述之方法之實施例中之每一者可由本文中所闡述之系統中之任一者執行。

本文中所闡述之所有方法可包含將該等方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於一電腦可讀儲存媒體中。該等結果可包含本文中所闡述之結果中之任一者且可以此項技術中已知的任何方式儲存。儲存媒體可包含本文中所闡述之任何儲存媒體或此項技術中已知的任何其他適合儲存媒體。在已儲存該等結果之後，該等結果可在儲存媒體中存取及由本文中所闡述之方法或系統實施例中之任一者使用、經格式化以顯示給一使用者、由另一軟體模組、方法或系統使用，等等。

另一實施例係關於一種非暫時電腦可讀媒體，其儲存用於致使一電腦系統執行用於偵測一晶圓上之缺陷之一電腦實施方法之程式指令。一項此種實施例展示於圖1中。舉例而言，如圖1中所展示，非暫時電腦可讀媒體100含有用於致使電腦系統104執行用於偵測一晶圓上之缺陷之一電腦實施方法之程式指令102。該電腦實施方法包含藉由用一DF檢測系統掃描一晶圓來獲取該晶圓之輸出。獲取該輸出可包含用該DF檢測系統掃描該晶圓或自其中已儲存該輸出之一電腦可讀儲存媒體(諸如一晶圓廠資料庫或一虛擬檢測器(VI))獲取該輸出。該電腦實施方法亦包含上文所闡述的產生第一影像資料及第二影像資料、組合該第一影像資料與該第二影像資料及偵測缺陷之步驟。可執行其程式指令之電腦實施方法可包含本文中所闡述之任何其他步驟。

實施諸如本文中所闡述之方法的方法之程式指令102可儲存於非暫時電腦可讀媒體100上。該電腦可讀媒體可係諸如一磁碟或光碟或一磁帶之一儲存媒體，或此項技術中已知的任何其他適合非暫時電腦 可讀媒體。

可以包含基於程序之技術、基於組件之技術及/或物件導向技術以及其他技術之各種方式中之任一者來實施該等程式指令。舉例而言，可視需要使用Matlab、Visual Basic、ActiveX控件、C、C++物件、C#、JavaBeans、微軟基礎類別(「MFC」)或者其他技術或方法來實施該等程式指令。

電腦系統104可採取各種形式，包含一個人電腦系統、主機電腦系統、工作站、系統電腦、影像電腦、可程式化影像電腦、平行處理器或此項技術中已知的任何其他裝置。一般而言，術語「電腦系統」可廣泛定義為囊括具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器之任何裝置。

一額外實施例係關於一種經組態以偵測一晶圓上之缺陷之系統。此一系統之一項實施例展示於圖2中。如圖2中所展示，系統200包含檢測子系統202及電腦子系統222。該檢測子系統經組態以藉由掃描一晶圓並偵測在該掃描期間自該晶圓散射之光來產生該晶圓之輸出。舉例而言，如圖2中所展示，該檢測子系統包含光源204。光源204可包含此項技術中已知的任何適合光源，諸如一雷射。

可將來自該光源之光引導至晶圓206。該光源可耦合至任何其他適合元件(未展示)，諸如一或多個聚光透鏡、準直透鏡、中繼透鏡、物鏡、光圈、光譜濾光器、偏光組件及類似物。如圖2中所展示，可將光以一傾斜入射角引導至晶圓。然而，可將光以任何適合入射角(包含近法向及法向入射)引導至晶圓。另外，可依序或同時將光或多個光束以一個以上入射角引導至晶圓。該檢測子系統可經組態以藉由以任何適合方式使光在晶圓上掃描來執行掃描。

在掃描期間，自晶圓206散射之光可由檢測子系統之多個通道中之一或多者收集及偵測。舉例而言，以相對接近於法向之角度自晶圓 206散射之光可由透鏡208收集。透鏡208可包含一折射光學元件，如圖2中所展示。另外，透鏡208可包含一或多個折射光學元件及/或一或多個反射光學元件。可將由透鏡208收集之光引導至偵測器210。偵測器210可包含此項技術中已知的任何適合偵測器，諸如一電荷耦合裝置(CCD)或另一類型之成像偵測器。偵測器210經組態以產生回應於由透鏡208收集之經散射光之輸出。因此，透鏡208與偵測器210形成檢測子系統之一個通道。檢測子系統之此通道可包含此項技術中已知的任何其他適合光學組件(未展示)，諸如一傅立葉濾波組件。

以不同角度自晶圓206散射之光可由透鏡212收集。透鏡212可如上文所闡述而組態。可將由透鏡212收集之光引導至可如上文所闡述而組態之偵測器214。偵測器214經組態以產生回應於由透鏡212收集之經散射光之輸出。因此，透鏡212與偵測器214可形成檢測子系統之另一通道。此通道亦可包含上文所闡述之任何其他光學組件(未展示)。在某些實施例中，透鏡212可經組態以收集以自約20度至約70度之極角自晶圓散射之光。另外，透鏡212可經組態為一反射光學組件(未展示)，該反射光學組件經組態以收集以約360度之方位角自晶圓散射之光。

圖2中所展示之檢測子系統亦可包含一或多個其他通道(未展示)。舉例而言，該檢測子系統可包含組態為一側邊通道之一額外通道，其可包含本文中所闡述之光學組件中之任一者，諸如一透鏡及一偵測器。可如本文中所闡述來進一步組態該透鏡及該偵測器。在一項此種實例中，側邊通道可經組態以收集及偵測在入射平面外散射之光(例如，側邊通道可包含居中於實質上垂直於入射平面之一平面中之一透鏡及經組態以偵測由該透鏡收集之光之一偵測器)。

可將由偵測器在掃描期間產生之輸出提供至電腦子系統222。舉例而言，該電腦子系統可耦合至偵測器中之每一者(例如，藉由圖2中 由虛線展示之一或多個傳輸媒介，其可包含此項技術中已知的任何適合傳輸媒介)，以使得該電腦子系統可接收由偵測器產生之輸出。該電腦子系統可以任何適合方式耦合至偵測器中之每一者。由偵測器在晶圓之掃描期間產生之輸出可包含本文中所闡述之輸出中之任一者。

該電腦子系統經組態以用於執行本文中所闡述的包含產生第一影像資料及第二影像資料、組合該第一影像資料與該第二影像資料及偵測缺陷之步驟，該等步驟可如本文中所進一步闡述來執行。該電腦子系統可經組態以執行本文中所闡述之任何方法實施例之任何其他步驟。可如本文中所闡述來進一步組態該電腦子系統。亦可如本文中所闡述來進一步組態該檢測子系統。此外，可如本文中所闡述來進一步組態該子系統。

注意，本文中提供圖2以大體圖解說明可包含於本文中所闡述之系統實施例中之一檢測子系統之一組態。明顯地，可變更本文中所闡述之檢測子系統組態以最佳化檢測子系統之效能，如在設計一商業檢測系統時所通常執行的那樣。另外，可使用諸如可自KLA-Tencor購得的Puma 9000及91xx系列工具之一現有檢測系統來實施本文中所闡述之系統(例如，藉由將本文中所闡述之功能性添加至一現有檢測系統)。對於某些此種系統，可提供本文中所闡述之方法作為系統之選用功能性(例如，除系統之其他功能性之外)。另一選擇係，可「從零開始」設計本文中所闡述之系統以提供一全新系統。

鑒於此說明，熟習此項技術者將明瞭本發明之各種態樣之進一步修改及替代實施例。舉例而言，提供用於偵測一晶圓上之缺陷之系統及方法。因此，此說明應解釋為僅係例示性的，且係出於教示熟習此項技術者實施本發明之一般方式之目的。應理解，本文中所展示及闡述之本發明之形式應視為目前較佳之實施例。如熟習此項技術者在受益於本發明之此說明之後將明瞭，可用若干元件及材料來替代本文 中所圖解說明及闡述之彼等元件及材料，可反轉部件及程序，且可獨立地利用本發明之某些特徵。可在不背離如以下申請專利範圍中所闡述之本發明精神及範疇之情形下對本文中所闡述之元件做出改變。

200‧‧‧系統

202‧‧‧檢測子系統

204‧‧‧透鏡

206‧‧‧晶圓

208‧‧‧透鏡

210‧‧‧偵測器

212‧‧‧透鏡

214‧‧‧偵測器

222‧‧‧電腦子系統

Claims (20)

1. 一種用於偵測一晶圓上之缺陷之方法，其包括：藉由用一暗場檢測系統掃描一晶圓來產生該晶圓之輸出；使用該輸出及一第一單元大小產生該晶圓之第一影像資料並使用該輸出及一第二單元大小產生該晶圓之第二影像資料；組合對應於該晶圓上之實質上相同位置之該第一影像資料與該第二影像資料，藉此創建該晶圓之額外影像資料；及使用該額外影像資料偵測該晶圓上之缺陷，其中由一電腦系統執行產生該第一影像資料及該第二影像資料、組合該第一影像資料與該第二影像資料及偵測該等缺陷。
2. 如請求項1之方法，其中該第一影像資料及該第二影像資料包括差異影像資料，且其中產生該差異影像資料包括將針對該晶圓上之一晶粒中之一個單元產生之該輸出自針對該晶粒中之另一單元產生之該輸出減去。
3. 如請求項1之方法，其中針對含有在該輸出中可見之重複經圖案化特徵的該晶圓上之一晶粒之一區域產生該第一影像資料及該第二影像資料。
4. 如請求項3之方法，其中該區域並非係該晶粒之一陣列區域。
5. 如請求項3之方法，其進一步包括藉由以下操作來確定該第一單元大小及該第二單元大小：選擇其中該等重複經圖案化特徵中之至少某些特徵係可見的該輸出之一部分；計算該輸出之該部分與自身之間的不同偏移之相關值；及選擇具有最高相關值的該等不同偏移中之兩者作為該第一單元大小及該第二單元大小。
6. 如請求項5之方法，其中該第一單元大小及該第二單元大小不同 於該晶粒之該區域中之一實際單元大小。
7. 如請求項5之方法，其中由該檢測系統跨越其使該第一單元大小及該第二單元大小中之至少一者成像之一偵測器之像素之一數目並非係一整數。
8. 如請求項1之方法，其中使用由該檢測系統之一第一通道產生之該輸出來產生該第一影像資料及該第二影像資料，且其中該方法進一步包括：使用由該檢測系統之一第二通道產生之該輸出及一第三單元大小產生該晶圓之第三影像資料；及使用由該第二通道產生之該輸出及一第四單元大小產生該晶圓之第四影像資料；組合對應於該晶圓上之該等實質上相同位置之該第三影像資料與該第四影像資料，藉此創建該晶圓之進一步影像資料；組合對應於該晶圓上之該等實質上相同位置之該額外影像資料與該進一步影像資料，藉此創建該晶圓之其他影像資料；及使用該其他影像資料偵測該晶圓上之缺陷。
9. 如請求項1之方法，其中該組合包括對對應於該晶圓上之該等實質上相同位置之該第一影像資料及該第二影像資料執行影像相關。
10. 如請求項1之方法，其中在該第一影像資料及該第二影像資料之像素層級處執行該組合。
11. 如請求項1之方法，其中該第一影像資料中之雜訊與該第二影像資料中之雜訊不相關。
12. 如請求項1之方法，其中該額外影像資料具有少於該第一影像資料及該第二影像資料之型樣雜訊。
13. 如請求項1之方法，其中對應於該等缺陷的該額外影像資料之部分具有大於經組合以創建該額外影像資料之該等部分的該第一影像資料及該第二影像資料之部分的信號雜訊比。
14. 如請求項1之方法，其中針對並非係該晶粒之一陣列區域的該晶圓上之一晶粒之一區域產生該第一影像資料及該第二影像資料，其中產生該輸出包括產生該陣列區域中之輸出，且其中該方法進一步包括藉由將該晶粒之該陣列區域中之一個單元之該輸出自該晶粒之該陣列區域中之另一單元之該輸出減去並一或多個缺陷偵測參數應用至該相減之結果來偵測該陣列區域中之缺陷。
15. 如請求項14之方法，其中該陣列區域中之重複經圖案化特徵在於該陣列區域中產生之該輸出中係不可見的。
16. 如請求項14之方法，其中將該一個單元及該另一單元之一單元大小選擇為大於正在該陣列區域中偵測之該等缺陷之一預期大小且不等於該陣列區域中之毗鄰重複缺陷之間的一距離。
17. 如請求項14之方法，其中該一個單元與該另一單元具有相同單元大小。
18. 如請求項14之方法，其中在該陣列區域中偵測之該等缺陷包括位於該晶圓上之多個晶粒中之實質上相同位置處之缺陷。
19. 一種非暫時電腦可讀媒體，其儲存用於致使一電腦系統執行用於偵測一晶圓上之缺陷之一電腦實施方法之程式指令，其中該電腦實施方法包括：藉由用一暗場檢測系統掃描一晶圓來獲取該晶圓之輸出；使用該輸出及一第一單元大小產生該晶圓之第一影像資料並使用該輸出及一第二單元大小產生該晶圓之第二影像資料；組合對應於該晶圓上之實質上相同位置之該第一影像資料與該第二影像資料，藉此創建該晶圓之額外影像資料；及使用該額外影像資料偵測該晶圓上之缺陷。
20. 一種經組態以偵測一晶圓上之缺陷之系統，其包括： 一檢測子系統，其經組態以藉由掃描一晶圓並偵測在該掃描期間自該晶圓散射之光來產生該晶圓之輸出；及一電腦子系統，其經組態以用於：使用該輸出及一第一單元大小產生該晶圓之第一影像資料並使用該輸出及一第二單元大小產生該晶圓之第二影像資料；組合對應於該晶圓上之實質上相同位置之該第一影像資料與該第二影像資料，藉此創建該晶圓之額外影像資料；及使用該額外影像資料偵測該晶圓上之缺陷。