用于裸片到裸片检验的适应性关注区域制造技术

本发明专利技术描述用于使用适应性关注区域ACA来执行裸片图像的缺陷检验的方法、系统及制品。使用ACA解决以下问题：处置需要旋转关注区域的组件的旋转；处置其中每一关注区域自身需要旋转、平移或仿射变换的情形；及使由缺陷或工艺变动引起的强度差与由大小变动引起的强度差解耦的情形。

Adaptive areas of concern for wafer to wafer inspection

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于裸片到裸片检验的适应性关注区域相关申请案的交叉参考本申请案主张2017年10月18日申请的第62/574,189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方式并入本文。
本专利技术大体上涉及识别半导体装置中的缺陷。
技术介绍
半导体制造业的发展对良率管理且尤其是计量及检验系统提出越来越高要求。临界尺寸不断缩小，但产业需要减少实现高良率高价值生产的时间。最小化从检测到良率问题到修复问题的总时间确定半导体制造商的投资回报率。制造例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常包含使用大量制造工艺来处理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，光刻是一种涉及将图案从光罩转印到布置在半导体晶片上的光致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。多个半导体装置可呈某一布置制造在单个半导体晶片上且接着被分成个别半导体装置。在半导体制造期间的各种步骤中使用检验过程来检测晶片上的缺陷以促成制造工艺的较高良率且因此促成较高利润。检验一直是制造例如集成电路(IC)的半导体装置的重要部分。然而，随着半导体装置的尺寸减小，检验变为对成功制造可接受半导体装置甚至更重要，因为更小缺陷会引起装置失效。例如，随着半导体装置的尺寸减小，需要检测减小缺陷，因为即使相对小缺陷也可引起半导体装置中的无用像差。在一些半导体检验配方中，用户绘制关注区域，其是由其宽度、高度及从固定原点(例如裸片角)的x及y偏移界定的矩形。在设置时间使用单个晶片来界定关注区域。在检验期间，相对于此后要检验的每一晶片的裸片角来放置这些关注区域。在某些条件下，这种方法的检验准确度是足够的。然而，在若干使用情况中，这种方法缺乏准确度且不足。例如，使裸片对准且使关注区域移位会负面影响准确度。如果存在组成单个裸片(例如重组裸片)的多个裸片，那么每一组成裸片将相对于裸片角而变动放置。这防止关注区域偏移达共同位移。因此，每一关注区域需要自身的调整，其可包含移位及旋转。先前方法无法解释底层特征的大小变化。例如，如果当前晶片中的接合垫具有与其上绘制关注区域的晶片不同的大小，那么接合垫的部分可不被检验或可引起妨害缺陷。先前方法也无法解释多个层何时可见及每一层中的结构周围何时存在关注区域。个别层可由于步进器而具有一定移位，且因此全局对准将不能使关注区域恰当地移位。图1到4提供由本专利技术解决的问题的实例及额外解释。图1说明裸片图像100的实例。方形特征101、重布层(RDL)102及柱状特征103是在裸片图像100内。裸片图像100是具有理想对准及理想尺度的特征的裸片的实例。当关注区域覆盖在裸片图像上时，这个理想对准及理想尺度是可辨别的。图2说明将关注区域放置在裸片图像200上的实例。多个关注区域(虚线)已覆盖在包含以下者的特征上：方形特征201，其覆盖有方形关注区域；RDL特征202，其覆盖有矩形关注区域；及柱状特征203，其覆盖有圆形关注区域。在图2中，所描绘的关注区域与裸片图像200上的特征201、202及203对准且与裸片图像200上的特征201、202及203成恰当比例。图3说明裸片图像300的实例。方形特征301、RDL特征302及柱状特征303是在裸片图像300内。裸片图像300是根据本文中所讨论的一些使用情况的具有非理想对准或非理想尺度的特征的裸片的实例。当关注区域覆盖在裸片图像上时，这个非理想对准或非理想尺度是可辨别的。图4说明将关注区域放置在裸片图像400上的实例。多个关注区域(虚线)已覆盖在包含以下者的特征上：方形特征401，其覆盖有方形关注区域；RDL特征402，其覆盖有矩形关注区域；及柱状特征403，其覆盖有圆形关注区域。在图4中，所描绘的关注区域不与裸片图像400上的特征401、402及403对准且不与裸片图像400上的特征401、402及403成恰当比例。总的来说，先前方法未解决底层结构的空间移位的核心问题。因此，需要改进的缺陷识别方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的实施例是一种执行缺陷检验的方法，其包括界定至少一个适应性关注区域。所述适应性关注区域具有包括x坐标；y坐标；及形状的多个预定性质。将所述适应性关注区域保存到存储在电子数据存储单元内的配方。使用包括粒子发射器及检测器的检验工具来获得载台上的晶片的裸片图像。在处理器处，从所述电子数据存储单元读取所述配方。通过以下操作来对于保存在所述配方中的所述适应性关注区域使用所述处理器：确定所述裸片图像上对应于所述适应性关注区域的第一位置；将所述适应性关注区域覆盖在所述裸片图像上的所述第一位置上；根据所述裸片图像上的一或多个对应特征来调整所述适应性关注区域；及在所述适应性关注区域内执行所述裸片图像的缺陷检验。所述粒子发射器可包含宽带等离子体源、电子束源、灯或激光。所述粒子发射器可发射电子或光子。在一些实施例中，所述粒子发射器还可发射可为红外光、可见光、紫外光或x射线光的光。所述形状可为多边形、椭圆或任何用户定义的不规则形状。所述多个预定性质可进一步包括至少一个特征性质，其可为尺度不变特征变换、加速稳健特征、定向旋转简述、定向梯度直方图、角检测器或基于梯度的描述符。所述形状可为任何多边形，且调整所述适应性关注区域可包括调整所述多边形的至少一个角。调整所述多边形的所述角会受一或多个调整限制约束。在实例中，根据所述裸片图像上的一或多个对应特征来调整所述适应性关注区域可为平移、旋转、缩放、仿射变换、透视扭曲或投影变形中的一或多者。调整所述适应性关注区域可进一步涉及确定一或多个调整限制且使所述适应性关注区域的所述调整受所述一或多个调整限制约束。本专利技术的一个实施例涉及在使用所述检验工具来获得所述裸片图像之前对适应性关注区域执行初步调整。所述适应性关注区域的所述初步调整可包括：获得参考裸片的参考裸片图像；及在所述处理器处从所述电子数据存储单元读取所述配方。通过以下操作来对于保存在所述配方中的所述适应性关注区域使用所述处理器：确定所述参考裸片图像上对应于所述适应性关注区域的第二位置；将所述适应性关注区域覆盖在所述参考裸片图像上的所述第二位置上；及根据所述参考裸片图像上的一或多个对应元件来初步调整所述适应性关注区域。所述参考裸片可为具有经验证特征的黄金裸片、从相邻裸片的中值计算的合成裸片或从设计文件模拟的设计图像。在本专利技术的另一实施例中，一种缺陷检验系统包括检验工具、电子数据存储媒体及与所述检验工具及所述电子数据存储单元电子通信的处理器。所述检验工具进一步包括：粒子发射器，其经配置以发射粒子束中的粒子；载台，其经配置以使晶片保持在由所述粒子发射器发射的所述粒子束的路径中；及检测器，其经配置以检测由所述晶片反射的所述粒子的部分且产生裸片图像。所述电子数据存储媒体经配置以存储包含至少一个适应性关注区域的配方。所述适应性关注区域具有包括x坐标、y坐标及形状的多个预定性质。所述处理器经配置以：从所述检验工具接收所述裸片图像；从所述电子数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种执行缺陷检验的方法，其包括：/n界定至少一个适应性关注区域，所述适应性关注区域具有包括以下者的多个预定性质：/nx坐标；/ny坐标；及/n形状；/n将所述适应性关注区域保存到配方，其中将所述配方存储在电子数据存储单元内；/n使用包括粒子发射器及检测器的检验工具来获得载台上的晶片的裸片图像；及/n在处理器处，从所述电子数据存储单元读取所述配方，且通过以下操作来对于保存在所述配方中的所述适应性关注区域使用所述处理器：/n确定所述裸片图像上对应于所述适应性关注区域的第一位置；/n将所述适应性关注区域覆盖在所述裸片图像上的所述第一位置上；/n根据所述裸片图像上的一或多个对应特征来调整所述适应性关注区域；及/n在所述适应性关注区域内执行所述裸片图像的缺陷检验。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171018 US 62/574,189;20181012 US 16/158,7741.一种执行缺陷检验的方法，其包括：
界定至少一个适应性关注区域，所述适应性关注区域具有包括以下者的多个预定性质：
x坐标；
y坐标；及
形状；
将所述适应性关注区域保存到配方，其中将所述配方存储在电子数据存储单元内；
使用包括粒子发射器及检测器的检验工具来获得载台上的晶片的裸片图像；及
在处理器处，从所述电子数据存储单元读取所述配方，且通过以下操作来对于保存在所述配方中的所述适应性关注区域使用所述处理器：
确定所述裸片图像上对应于所述适应性关注区域的第一位置；
将所述适应性关注区域覆盖在所述裸片图像上的所述第一位置上；
根据所述裸片图像上的一或多个对应特征来调整所述适应性关注区域；及
在所述适应性关注区域内执行所述裸片图像的缺陷检验。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子发射器包含宽带等离子体源、电子束源、灯或激光。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述形状是多边形或椭圆。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述形状是用户定义的不规则形状。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个预定性质进一步包括至少一个特征性质。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述特征性质包括：尺度不变特征变换、加速稳健特征、定向旋转简述、定向梯度直方图、角检测器或基于梯度的描述符。


7.根据权利要求1所述的方法，其中根据所述裸片图像上的一或多个对应特征来调整所述适应性关注区域包括以下中的一或多者：平移、旋转、缩放、仿射变换、透视扭曲或投影变形。


8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定一或多个调整限制，其中根据所述裸片图像中的所述一或多个对应特征来调整所述适应性关注区域受所述一或多个调整限制约束。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述形状是多边形，且其中根据所述裸片图像上的所述一或多个对应特征来调整所述适应性关注区域包括调整所述多边形的至少一个角。


10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括确定一或多个调整限制，其中调整所述多边形的所述角受所述一或多个调整限制约束。


11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在使用所述检验工具来获得所述裸片图像之前对所述适应性关注区域执行初步调整，所述适应性关注区域的所述初步调整包括：
获得参考裸片的参考裸片图像，其中所述参考裸片是具有经验证特征的黄金裸片、从相邻裸片的中值计算的合成裸片或从设计文件模拟的设计图像；及
在所述处理器处，从所述电子数据存储单元读取所述配方，且通过以下操作来对于保存在所述配方中的所述适应性关注区域使用所述处理器：
确定所述参考裸片图像上对应于所述适应性关注区域的第二位置，
将所述适应性关注区域覆盖在所述参考裸片图像上的所述第二位置上，及
根据所述参考裸片图像上的一或多个对应元件来初步调整所述适应性...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·法加里亚，J·劳贝尔，永·张，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US