缺陷检查方法技术

通过利用能量束照射待检查的衬底，获得从待检查的衬底反射的能量束作为数字图像信号。当获得的数字图像信号的强度超过阈值时，将该数字图像信号探测为缺陷。基于包括在数字图像信号中的噪声信号的最大强度，设定该阈值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，其使用例如电子束、光束或X射线束的能量束来从检查目标获得图像，并通过使用该图像检查在检查目标中的缺陷，该图像表示例如带电微粒、反射束或散射束的物理性质，该检查目标例如形成有电路图形的半导体晶片、电路板、液晶板、光刻掩模、磁盘头、光盘或硬盘。更特别地，本专利技术涉及一种使用这样算法的，该算法通过对图像信号或微分图像信号设定阈值来确定是否出现缺陷。
技术介绍
随着近年来越来越趋向于生产更小型化的电子器件以提高性能和降低芯片成本，或者更大面积的图像器件以满足客户的需要或产品的分化，在器件研制中由外来杂质等引起的缺陷极大地影响了产品的产量和质量。但是，因为检查点的直径随图形的小型化而减小，或者因为检查面积增大，所以检查时间增长，并且相应地生产量降低。另外，由于检查点的直径减小，使得在缺陷探测信号和噪声信号之间的比率(S/N比率)降低，所以变得难以获得具有高对比度的清晰图像。结果，出现了这样的问题，其中对用于缺陷探测的阈值的设定变得困难并且检查设备的调整需要大量时间等。因此，有必要减小检查点的直径并增加检查灵敏度以适应小型化的图形，以及增加检查速度以适应增大的检查面积。例如，专利文件1公开了一种用于为图形比较检查设备设定检查阈值的方法。在基于图形图像之间的比较的检查中，确定待检查的图像(此后称为检查图像)和与检查图像进行比较的图像(此后称为参考图像)之间的差异。当它们之间的差异(微分图像)不小于阈值时，确定该检查图像为有缺陷。当它们之间的差异小于阈值时，确定该检查图像为正常。即，在阈值和检查灵敏度之间遵守着折衷关系，以致于当阈值增加时检查灵敏度降低，当阈值减小时检查灵敏度增加。用作用于确定缺陷的标准的阈值是一个确定检查性能的重要参数。即使当检查目标没有图形时，通过在待检查的区域和其邻近区域之间进行图像比较，或通过检测未进行图像比较的未处理数据信号的强度变化，也可以探测缺陷。在任一种情况中，都需要执行根据检查目标的阈值设定。专利文件1公开了这样的方法，其在检查期间执行阈值调整以抑制由过低的阈值引起的伪缺陷(误探测为缺陷的非缺陷，例如由在检查目标中的颜色不均匀等引起的背景噪声)的探测，并由此消除了检查设备的溢出。具体地，该公开的方法在检查期间确定缺陷的密度，同时通过在检查之前设定初始阈值执行检查，并当缺陷密度超过预定值时，通过增加阈值并由此降低检查灵敏度，来再次执行检查。另一方面，专利文件2公开了一种例如为减少检查时间而设置有多个探测系统的检查设备。在专利文件2中所示的检查设备中，通过使用噪声信号来执行基调校正和阈值校正，以消除多个探测系统之间的差异。通过使用没有图形等的检查目标来执行检查，获得噪声信号。基于每个探测系统的暗度级别(darkness level)和其噪声信号的峰值，执行线性近似，并执行基调校正，使得对于各个探测系统获得的直线具有相同的斜率和相同的截距。为了阈值调整，通过向每个探测系统中的噪声信号的变化范围(标准偏差σ)添加一个经验偏移值(dd)，对于每个探测系统设定阈值，或者通过使用使每个探测系统中噪声信号变化范围最大化的变化范围(σMax)添加经验偏移量(dd)，对于每个探测系统设定常数阈值。在即将检查实际检查目标时，为了阈值调整，在检查之前将阈值细致地设定在几个级别上，然后执行对较大待检查区域的检查，使得通过在检查结果之间的比较选择认为是最佳的阈值。日本专利公开No.2002-228606日本专利公开No.2000-67797
技术实现思路
然而，因为专利文件1中公开的阈值设定方法在缺陷密度超过给定值时使用增大阈值的技术，所以在增大阈值时出现漏掉实际缺陷的问题。当阈值的增量较小时，在阈值设定满足需求之前需要一些预先检查，因此检查需要大量时间。另一方面，当阈值的增量较大时，漏掉实际缺陷的可能性较高。简而言之，专利文件1中公开的阈值设定方法具有在评估中变化增大的问题和需要大量时间来调整用于阈值设定的阈值增量和初始阈值的问题。因为用于在专利文件2中公开的具有多个探测系统的检查设备的阈值校正方法中，通过向每个探测系统中噪声信号的变化范围(标准偏差σ)添加经验偏移量(dd)来设定阈值，所以对于与实际缺陷探测相关的噪声信号的最大值而言，阈值调整变得不充分。从而，在各个探测系统中噪声信号最大值之间的误差较大，即在用于缺陷确定的阈值和噪声信号的最大值之间的差异出现变化，因此出现了均由阈值调整的不够精确引起的缺陷的误探测和缺陷的漏掉。特别地，在使用具有多个峰值的复杂噪声信号的情况中，在噪声信号的变化范围之间的误差增大，使得无法进行适当的阈值调整。结果，经常出现缺陷的误探测和缺陷的漏掉。虽然在专利文件1和专利文件2中都没有特别地提到检查焦距，但是因为作为检查目标的图形越来越小型化，所以焦距调整也较困难。结果，由焦距移动引起的模糊图像变得明显，引起了缺陷漏掉的问题。虽然在专利文件2中没有特别地提到用于对每个探测系统进行焦距调整的方法，但在每个探测系统中由焦距校正不够精确引起的模糊图像变得明显，引起了缺陷漏掉的问题。另外，在专利文件1和专利文件2中公开的每个缺陷检查设备和缺陷检查系统既没有在用于存储缺陷信息的数据库中的缺陷探测信号，也没有指示阈值有效性的索引。结果，在改变阈值的同时，为将阈值调整到最佳值，需要重复地多次执行检查。因此，在使用电子束的检查中，特别地由充电引起了明显的图像变化，并且遇到了无法再执行检查的问题。考虑到上述问题，因此本专利技术的一个目的是使得在短时间内以高精度设定在缺陷检查中诸如缺陷探测阈值和缺陷探测焦距的参数。为了达到这个目的，根据本专利技术的第一种包括下列步骤利用能量束照射待检查的衬底，以获得从待检查的衬底反射的能量束作为数字图像信号；以及当获得的数字图像信号的强度超过阈值时，将数字图像信号探测为缺陷，基于包括在数字图像信号中的噪声信号的最大强度，设定该阈值。根据第一种，即使当待检查的衬底中的缺陷密度特别低时或当在缺陷信号和噪声信号之间的比率特别低时，通过评估包括待检查的衬底中的颜色不均匀性的噪声信号，基于来自待检查的衬底的噪声信号的最大强度，也能在短时间内以高精度设定用于缺陷探测的阈值。结果，可以使缺陷误探测和缺陷漏掉的可能性最小化，并且减少检查变化。对于通常需要大量时间的探测系统灵敏度调整而言，还可以执行高精度且短时间的校正。优选地，第一种还包括下列步骤从待检查的衬底的指定检查区域获得噪声信号的强度，作为鉴别基调；确定已经探测到的噪声信号相对鉴别基调的数目；通过利用鉴别基调，对探测的噪声信号的数目进行积分，来计算探测的噪声信号的累计数；通过使用噪声信号的正态分布特性，对于探测的噪声信号的累计数执行对数变换，并计算探测的噪声信号的对数变换的累计数的立方根，作为探测的噪声信号的对数变换的立方根累计数；以及基于探测的噪声信号的对数变换的立方根累计数相对鉴别基调的线性特性，在探测的噪声信号的累计数小于1的情况下，计算鉴别基调的最大值，并将计算的值设定为阈值。即使当来自待检查的衬底的探测的噪声信号的累计数较小并因此难以通过使用实际缺陷来设定阈值时，本专利技术的配置也允许高精度地设定根据待检查的衬底的适当阈值。从而可以执行将缺陷的误探测和缺陷的漏掉最小化的缺陷检查。另外，能显著地减少阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缺陷检查方法，包括下列步骤：利用能量束照射待检查的衬底，以获得从所述待检查的衬底反射的所述能量束作为数字图像信号；以及当所述获得的数字图像信号的强度超过阈值时，将所述数字图像信号探测为缺陷，基于包括在所述数字图像 信号中的噪声信号的最大强度，设定所述阈值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：钟江健司，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]