用于线内筛选的成像反射法制造技术

一种裸片筛选系统可在一或多个制造步骤之后从一或多个线内度量衡工具接收一或多个样本上的裸片群体的裸片分辨度量衡数据，其中所述裸片分辨度量衡数据包含使用所述一或多个线内度量衡工具的一或多个测量配置产生的图像。以此方式，所述裸片分辨度量衡数据为每裸片提供许多测量通道，其中特定测量通道包含来自特定图像的特定像素的数据。控制器可接着从所述裸片分辨度量衡数据产生所述裸片群体的筛选数据，其中所述筛选数据包含所述裸片分辨度量衡数据的所述多个测量通道的子集，且基于所述筛选数据的可变性将所述多个裸片筛选成包含至少离群点裸片的两个或更多个安置类别。别。别。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于线内筛选的成像反射法
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案根据35 U.S.C.
§
119(e)主张2021年3月24日申请的题为“用于线内筛选的成像反射法(IMAGING REFLECTOMETRY FOR INLINE SCREENING)(IRIS)”的第63/165,155号美国临时申请案的权利，所述美国临时申请案的全文以引用方式并入本文中。


[0003]本公开大体上涉及半导体装置的线内离群点筛选，且更特定来说，涉及使用成像反射法的线内筛选。

技术介绍

[0004]半导体装置的制造通常可需要数百个处理步骤来形成功能装置。半导体装置(例如汽车、军事、航空及医疗应用)的风险规避用户越来越需要更严格的可靠性目标。例如，十亿分率(PPB)的范围中的预期目标失效率是可期望的，但远低于当前水平。需要用于识别样本内的有故障裸片的先进筛选技术以满足这些严格可靠性要求。然而，用于识别待从供应链移除的裸片的典型筛选技术(例如电测试裸片的全部或部分)可能具有不足处理能力。因此，可期望提供用于有效筛选的系统及方法。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一或多个说明性实施例，公开一种裸片筛选系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含通信地耦合到一或多个线内度量衡工具的控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器在一或多个制造步骤之后从所述一或多个线内度量衡工具接收一或多个样本上的裸片群体的裸片分辨度量衡数据。所述裸片分辨度量衡数据可包含使用所述一或多个线内度量衡工具的一或多个测量配置产生的一或多个图像，其中所述裸片分辨度量衡数据为每裸片提供许多测量通道，且其中特定测量通道包含来自特定图像的特定像素的数据。根据本公开的一或多个说明性实施例，所述控制器从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多个裸片的筛选数据，其中所述筛选数据包含所述裸片分辨度量衡数据的所述测量通道的子集，且其中所述筛选数据中的所述测量通道对与所述一或多个样本的制造相关联的过程变动灵敏。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述筛选数据的可变性将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别，其中所述两个或更多个安置类别包含至少一组通过裸片及一组离群点裸片。
[0006]根据本公开的一或多个说明性实施例，公开一种裸片筛选系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含一或多个线内度量衡工具及控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器在一或多个制造步骤之后从所述一或多个线内度量衡工具接收一或多个样本上的裸片群体的裸片分辨度量衡数据。所述裸片分辨度量衡数据可包含使用所述一或多个线内度量衡工具的一或多个测量配置产生的一或多个图像，其中所述裸片分辨度量衡数据为每裸片提供许多测量通道，且其中特定测量通道包含来自特定图像的特定像素的数据。根据本
公开的一或多个说明性实施例，所述控制器从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多个裸片的筛选数据，其中所述筛选数据包含所述裸片分辨度量衡数据的所述测量通道的子集，且其中所述筛选数据中的所述测量通道对与所述一或多个样本的制造相关联的过程变动灵敏。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述筛选数据的可变性将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别，其中所述两个或更多个安置类别包含至少一组通过裸片及一组离群点裸片。
[0007]根据本公开的一或多个说明性实施例，公开一种裸片筛选方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含在一或多个制造步骤之后从一或多个线内度量衡工具产生一或多个样本上的裸片群体的裸片分辨度量衡数据。所述裸片分辨度量衡数据可包含使用所述一或多个线内度量衡工具的一或多个测量配置产生的一或多个图像，其中所述裸片分辨度量衡数据为每裸片提供许多测量通道，且其中特定测量通道包含来自特定图像的特定像素的数据。在另一说明性实施例中，所述方法包含从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多个裸片的筛选数据，其中所述筛选数据包含所述裸片分辨度量衡数据的所述多个测量通道的子集，其中所述筛选数据中的所述测量通道对与所述一或多个样本的制造相关联的过程变动灵敏。在另一说明性实施例中，所述方法包含基于所述筛选数据的可变性将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别，其中所述两个或更多个安置类别包含至少一组通过裸片及一组离群点裸片。
[0008]应理解，前文概述及下文详细描述两者仅是示范性及说明性的且未必限制如主张的本专利技术。并入本说明书中且构成本说明书的部分的附图说明本专利技术的实施例且与概述一起用于解释本专利技术的原理。
附图说明
[0009]所属领域的技术人员通过参考附图可更佳理解本公开的多个优点，其中：
[0010]图1A是根据本公开的一或多个实施例的裸片筛选系统的概念图。
[0011]图1B是根据本公开的一或多个实施例的包含多个裸片的样本的概念俯视图。
[0012]图1C是根据本公开的一或多个实施例的经配置为成像反射计的线内度量衡工具的概念图。
[0013]图1D是根据本公开的一或多个实施例的经配置为提供六个测量通道的成像反射计的线内度量衡工具的概念图。
[0014]图2是说明根据本公开的一或多个实施例的在用于基于参数可变性进行裸片筛选的方法中执行的步骤的流程图。
[0015]图3是根据本公开的一或多个实施例的使用成像反射计产生的具有单个膜的样本的图像。
[0016]图4是说明根据本公开的一或多个实施例的使用与I
‑
PAT筛选组合的参数可变性筛选的聚合裸片级离群点筛选的框图。
[0017]图5是说明根据本公开的一或多个实施例的常规度量衡与参数可变性筛选之间的多个相互作用路径的框图。
具体实施方式
[0018]现将详细参考在附图中说明的所公开标的物。已关于某些实施例及其特定特征特别展示且描述本公开。将本文中阐述的实施例视为说明性而非限制性。所属领域的一般技术人员应容易了解，可作出形式及细节上的各种改变及修改而不脱离本公开的精神及范围。
[0019]本公开的实施例涉及用于使用来自提供裸片的完整取样的一或多个线内度量衡测量(例如，每裸片多个到许多测量)的多通道裸片分辨度量衡数据基于参数可变性进行裸片安置(例如，筛选)的系统及方法。裸片安置可包含将一或多个样本上的经制造裸片分类为适用于集成到供应链中的通过裸片、不适合集成到供应链中的失效裸片、需要进一步测试的边界裸片或类似者。为了本公开的目的，术语“裸片分辨”用于指代其中裸片及其上的各种特征经分辨的裸片的度量衡测量。以此方式，针对每一裸片产生多个测量。例如，裸片分辨度量衡数据可包含在裸片的制造期间的一或多个处理步骤之后通过一或多个线内度量衡工具产生的群体中的裸片的图像。以此方式，裸片的图像的每一像素可对应于裸片上的不同位置的测量且因此可对应于成像通道。此外，可在任何数目个过程步骤之后使用任何数目个线内度量衡工具使用任何数目个不同测量配置产生各种图像。因此，裸片分辨度量衡数据可包含许多(例如，多达大约数百万或更多)测量通道，其中每一测量通道对应于在特定处理步骤之后通过特定线内度量衡工具产生的特定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种裸片筛选系统，其包括：控制器，其通信地耦合到一或多个线内度量衡工具，其中所述控制器包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令使所述一或多个处理器：在一或多个制造步骤之后从所述一或多个线内度量衡工具接收一或多个样本上的多个裸片的裸片分辨度量衡数据，其中所述裸片分辨度量衡数据包含使用所述一或多个线内度量衡工具的一或多个测量配置产生的一或多个图像，其中所述裸片分辨度量衡数据为所述多个裸片的每裸片提供多个测量通道，其中所述多个测量通道中的特定测量通道包含来自所述一或多个图像中的特定图像的特定像素的数据；从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多个裸片的筛选数据，其中所述筛选数据包含所述裸片分辨度量衡数据的所述多个测量通道的子集，其中所述筛选数据中的所述多个测量通道的所述子集对与所述一或多个样本的制造相关联的过程变动灵敏；及基于所述筛选数据的可变性将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别，其中所述两个或更多个安置类别包含至少一组通过裸片及一组离群点裸片。2.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其进一步包括：为额外测试或从供应链移除中的至少一者安置所述一组离群点裸片。3.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中所述一或多个线内度量衡工具中的至少一者包括：成像反射计。4.根据权利要求3所述的裸片筛选系统，其中所述成像反射计包括：多通道成像反射计，其包含提供不同测量参数的两个或更多个测量通道，其中所述裸片分辨度量衡数据包含与所述两个或更多个测量通道中的至少两者相关联的两个或更多个反射法图像。5.根据权利要求4所述的裸片筛选系统，其中所述两个或更多个测量通道中的至少一者包括明场图像。6.根据权利要求4所述的裸片筛选系统，其中所述两个或更多个测量通道中的至少一者包括暗场图像。7.根据权利要求4所述的裸片筛选系统，其中所述一或多个测量配置包括：照明波长、照明偏光、照明入射角、集光偏光或集光角中的至少一者。8.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中所述一或多个线内度量衡工具包含高光谱成像工具或X射线层迭成像工具中的至少一者。9.根据权利要求1的裸片筛选系统，其中从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多个裸片的所述筛选数据包括：选择对与所述一或多个样本的所述制造相关联的过程变动提供已知或预期可变性中的至少一者的所述裸片分辨度量衡数据的所述多个测量通道的所述子集。10.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多个裸片的所述筛选数据包括：选择与所关注特定位置或区域相关联的所述裸片分辨度量衡数据的所述多个测量通道的所述子集。11.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多
个裸片的所述筛选数据包括：使用具有已知过程变动的裸片执行过程实验设计(DOE)；及基于所述DOE选择所述多个测量通道的所述子集。12.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多个裸片的所述筛选数据包括：对所述裸片分辨度量衡数据降低取样以为所述多个裸片的每裸片提供选定数目个测量通道。13.根据权利要求9所述的裸片筛选系统，其中对所述裸片分辨度量衡数据降低取样以为所述多个裸片的每裸片提供选定数目个测量通道包括：对所述裸片分辨度量衡数据降低取样以包含与所述多个裸片的每裸片的单个测量位置相关联的一或多个测量通道。14.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中基于所述筛选数据的可变性将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别包括：基于所述筛选数据的经验趋势将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别。15.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中基于所述筛选数据的所述可变性将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别包括基于所述筛选数据确定一或多个过程参数的测量；及基于所述一或多个过程参数的所述测量筛选所述裸片。16.根据权利要求15所述的裸片筛选系统，其中所述一或多个过程参数包括：临界尺寸测量、叠对测量、侧壁角测量、特征高度测量、膜组合物测量、膜厚度测量、膜均匀度测量、膜折射率测量、光刻曝光期间的焦点位置、与所述光刻曝光相关联的剂量或化学机械平坦化时间中的至少一者。17.根据权利要求15所述的裸片筛选系统，其中基于所述筛选数据确定所述一或多个过程参数的所述测量包括：基于所述筛选数据基于使所述一或多个过程参数与所述筛选数据相关的模型确定所述一或多个过程参数的所述测量。18.根据权利要求17所述的裸片筛选系统，其中所述模型包括：严格耦合波分析(RCWA)或有限元素法(FEM)模型中的至少一者。19.根据权利要求15所述的裸片筛选系统，其中基于所述筛选数据确定一或多个过程参数的所述测量包括：基于所述筛选数据基于机器学习模型确定一或多个过程参数的所述测量。20.根据权利要求19所述的裸片筛选系统，其中所述机器学习模型包括：神经网络模型、深度学习模型或信号响应度量衡模型中的至少一者。21.根据权利要求15所述的裸片筛选系统，其中基于所述筛选数据基于机器学习模型确定一或多个过程参数的所述测量包括：制造具有所述一或多个过程参数的已知值的一或多个训练样本作为实验设计(DOE)；使用所述成像反射计产生所述一或多个训练样本的训练裸片分辨度量衡数据；使用所述一或多个过程参数的所述已知值及所述训练裸片分辨度量衡数据训练所述机器学习模型；及
运用所述经训练机器学习模型使用所述筛选数据产生所述一或多个过程参数的所述测量。22.根据权利要求15所述的裸片筛选系统，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行程序指令，所述程序指令使所述一或多个处理器：基于所述一或多个过程参数的所述测量确定与所述一组离群点裸片的所述筛选数据的变动相关联的根本原因。23.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中从所述裸片分辨度量衡数据产生所述多个裸片的所述筛选数据包括：对所述多个测量通道执行维度缩减以选择对与所述一或多个样本的制造相关联的过程变动展现可变性的所述多个测量通道的子集作为所述筛选数据。24.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中基于所述筛选数据的可变性将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别包括：使用机器学习模型基于所述筛选数据的可变性将所述多个裸片筛选成两个或更多个安置类别。25.根据权利要求24所述的裸片筛选系统，其中所述机器学习模型包括：无监督式机器学习模型。26.根据权利要求1所述的裸片筛选系统，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行程序指令，所述程序指令使所述一或多个处理器：将所述一组离群点裸片与使用一或多个额外筛选技术产生的与所述多个裸片相...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：