TWI683997B - 用於在檢測工具上之動態看護區域產生的系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種缺陷檢測系統，其包含一檢測子系統及通信耦合至偵測器之一控制器。該檢測子系統包含：一照明源，其經組態以產生一照明束；一組照明光學器件，其用以將該照明束引導至一樣本；及一偵測器，其經組態以收集從該樣本發出之照明。該控制器包含一記憶體裝置及經組態以執行程式指令之一或多個處理器。該控制器經組態以：判定對應於該樣本上之一或多個特徵之一或多個目標圖案；基於該一或多個目標圖案及儲存在該控制器之該記憶體裝置內之該樣本之設計資料而界定該樣本上之一或多個看護區域；及基於藉由該偵測器收集之該照明而識別該樣本之該一或多個看護區域內之一或多個缺陷。

Description

用於在檢測工具上之動態看護區域產生的系統及方法 優先權

本申請案主張2015年5月28日申請之標題為NOVEL AND EFFICIENT APPROACH FOR ON-TOOL DYNAMIC CARE AREA GENERATION USING DESIGN、以Vijayakumar Ramachandran、Vidyasagar Anantha、Philip Measor及Rajesh Manepalli為發明者之印度臨時專利申請案第2681/CHE/2015號；及2015年7月30日申請之標題為NOVEL AND EFFICIENT APPROACH FOR ON-TOOL DYNAMIC CARE AREA GENERATION USING DESIGN、以Vijayakumar Ramachandran、Vidyasagar Anantha、Philip Measor及Rajesh Manepalli為發明者之U.S.臨時專利申請案第61/198,911號之優先權，該兩個申請案之全文以引用的方式併入本文中。

本發明大體上係關於缺陷檢測，且更特定言之，本發明係關於在一檢測工具上之看護區域產生。

檢測系統識別半導體晶圓上之缺陷並對該等缺陷分類以在一晶圓上產生一缺陷群體。一給定半導體晶圓可包含數百個晶片，每一晶片含有數千個所關注組件，且每一所關注組件可具有關於一晶片之一給定層之數百萬個實例。因此，檢測系統可在一給定晶圓上產生大量 資料點(例如，用於某些系統之數千億個資料點)。此外，對於不斷縮小裝置之需求導致對檢測系統之需求增加。需求包含對於在不犧牲檢測速度或精確性之情況下推斷經識別缺陷之根本原因所需之增加解析度及容量之需要。

然而，使用與晶圓相關聯之設計資料通常影響一檢測程序之額外耗用及因此處理量。例如，用於基於設計資料產生看護區域之一公用程式可提供指定看護區域之各種屬性之大資料檔案(其等必須被傳送至檢測工具)。此外，一檢測工具可能需要將設計資料與樣本配準以使設計座標與檢測工具之座標相互關聯。

因此，將期望提供一種用於解決諸如上文識別之缺點之系統及方法。

根據本發明之一或多項闡釋性實施例揭示一種缺陷檢測系統。在一項闡釋性實施例中，該系統包含一檢測子系統。在另一闡釋性實施例中，該檢測子系統包含經組態以產生一照明束之一照明源。在另一闡釋性實施例中，該檢測子系統包含一組照明光學器件以將該照明束引導至一樣本。在另一闡釋性實施例中，該檢測子系統包含經組態以收集從該樣本發出之照明之一偵測器。在另一闡釋性實施例中，該系統包含通信耦合至該偵測器之一控制器。在另一闡釋性實施例中，該控制器包含一記憶體裝置及經組態以執行程式指令之一或多個處理器。在另一實施例中，該控制器經組態以判定對應於該樣本上之一或多個特徵之一或多個目標圖案。在另一實施例中，該控制器經組態以基於該一或多個目標圖案及該樣本之設計資料界定該樣本上之一或多個看護區域。在另一闡釋性實施例中，將該樣本之該設計資料儲存在該控制器之該記憶體裝置內。在另一實施例中，該控制器經組態以基於藉由該偵測器收集之該照明識別該樣本之該一或多個看護區域內之 一或多個缺陷。

根據本發明之一或多項闡釋性實施例揭示一種缺陷檢測系統。在一項闡釋性實施例中，該系統包含一檢測子系統。在另一闡釋性實施例中，該檢測子系統包含經組態以產生一照明束之一照明源。在另一闡釋性實施例中，該檢測子系統包含一組照明光學器件以將該照明束引導至一樣本。在另一闡釋性實施例中，該檢測子系統包含經組態以收集從該樣本發出之照明之一偵測器。在另一闡釋性實施例中，該系統包含通信耦合至該偵測器之一控制器。在另一闡釋性實施例中，該控制器包含一記憶體裝置及經組態以執行程式指令之一或多個處理器。在另一實施例中，該控制器經組態以判定對應於該樣本上之一或多個特徵之一或多個目標圖案。在另一實施例中，該控制器經組態以判定一源圖案。在另一闡釋性實施例中，該源圖案接近該樣本之設計資料內之該一或多個目標圖案之例項之一子集。在另一闡釋性實施例中，將該樣本之該設計資料儲存在該控制器之該記憶體裝置內。在另一闡釋性實施例中，該控制器經組態以界定該源圖案與該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該例項子集之至少一個目標圖案之間之一空間關係。在另一闡釋性實施例中，該控制器經組態以識別該樣本之該設計資料內之該源圖案之一或多個例項。在另一闡釋性實施例中，該控制器經組態以基於該源圖案之該一或多個經識別例項及該源圖案與該一或多個目標圖案之該例項子集之該至少一個目標圖案之間之空間關係而識別該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該例項子集。在另一闡釋性實施例中，該控制器經組態以基於該一或多個目標圖案之該例項子集界定該樣本上之一或多個看護區域。在另一闡釋性實施例中，該控制器經組態以基於藉由該偵測器收集之該照明識別該樣本之該一或多個看護區域內之一或多個缺陷。

根據本發明之一或多項闡釋性實施例揭示一種缺陷檢測方法。 在一項闡釋性實施例中，該方法包含提供一樣本之設計資料至一檢測系統。在另一闡釋性實施例中，該方法包含判定一或多個目標圖案。在另一闡釋性實施例中，該一或多個目標圖案包含與待檢測之一或多個樣本特徵相關聯之設計資料。在另一闡釋性實施例中，該方法包含藉由該檢測系統基於該一或多個目標圖案及該樣本之該設計資料而界定該樣本上之一或多個看護區域。在另一闡釋性實施例中，該方法包含識別該樣本之該一或多個看護區域內之一或多個缺陷。

應瞭解，前述一般描述及下列詳細描述兩者僅為例示性及說明性且不一定限制本發明。隨附圖式(其併入說明書中且組成說明書之一部分)圖解說明本發明之實施例且連同一般描述一起用來說明本發明之原理。

100‧‧‧檢測系統

102‧‧‧檢測子系統

104‧‧‧控制器

106‧‧‧處理器

108‧‧‧記憶體媒體/記憶體/記憶體裝置

110‧‧‧樣本

202‧‧‧檢測工具

204‧‧‧設計模組

206‧‧‧步驟

208‧‧‧分析設計資料

210‧‧‧配方模組

212‧‧‧步驟

214‧‧‧步驟

216‧‧‧步驟

300‧‧‧方法

302‧‧‧步驟

304‧‧‧步驟

306‧‧‧步驟

308‧‧‧步驟

402‧‧‧設計資料

404‧‧‧目標圖案

406‧‧‧看護區域

408‧‧‧源圖案

410‧‧‧組合目標圖案

412‧‧‧目標圖案之特定例項

414‧‧‧向量

502‧‧‧照明源/粒子源

504‧‧‧照明束/粒子束

506‧‧‧照明路徑

508‧‧‧光學組件

510‧‧‧透鏡

512‧‧‧樣本載物台

514‧‧‧分束器

516‧‧‧物鏡

518‧‧‧收集路徑

520‧‧‧透鏡

522‧‧‧偵測器

524‧‧‧粒子聚焦元件

526‧‧‧粒子束掃描元件

528‧‧‧粒子

熟習此項技術者藉由參考附圖可較好地理解本發明之眾多優點，其中：圖1係圖解說明根據本發明之一或多項實施例之一檢測系統之一概念圖；圖2係根據本發明之一或多項實施例之一檢測系統之一檢測工具之一方塊圖，其圖解說明使用設計資料以基於儲存在檢測工具上之設計資料而產生用於檢測之看護區域；圖3係圖解說明在根據本發明之一或多項實施例之用於缺陷偵測之一方法中執行之步驟之一流程圖；圖4係根據本發明之一或多項實施例圖解說明基於一源圖案界定相關聯看護區域之設計資料之一示意圖；圖5A係圖解說明根據本發明之一或多項實施例之一光學檢測子系統之一概念圖；及圖5B係根據本發明之一或多項實施例之利用一或多個粒子束之 一檢測子系統之一簡化示意圖。

現在將詳細參考所揭示之標的，在隨附圖式中圖解說明該標的。

本發明之實施例係關於一種在工具上產生一樣本之看護區域之檢測系統。在此方面，可在檢測工具上直接產生用於檢測之看護區域或所關注樣本之選擇區域。本發明之額外實施例係關於基於識別儲存在檢測工具上之樣本之設計資料內之一所關注目標圖案之一或多個例項在工具上識別看護區域。例如，一目標圖案可包含與待檢測之一或多個樣本特徵相關聯之設計資料。本發明之額外實施例係關於在一檢測系統上儲存及預處理一樣本之設計資料以用於檢測工具上之看護區域之有效判定。本發明之進一步實施例係關於基於對樣本之設計資料內之一源圖案之近接度而識別該設計資料內之目標圖案之例項之一子集。因此，看護區域之產生可包含基於一經界定空間關係針對經過濾以包含接近源圖案之目標圖案之例項之一所關注目標圖案之一組合搜尋樣本之設計資料。

本文中應認知，檢測工具通常可針對缺陷僅檢測一樣本之一表面之一子集。待檢測之樣本之看護區域或目標區域之產生不僅可藉由減小經檢測表面積顯著改良缺陷偵測之效率，而且可藉由減小寄生信號及雜訊而顯著改良缺陷檢測之精確性。此外，看護區域可經界定以提供目標檢測分析，諸如但不限於一特定缺陷類型之分析或遍及樣本定位之一特定圖案元素之分析。

應進一步認知，樣本之設計資料(例如，一樣本上之組件之實體佈局、在樣本上之組件之間之電連接或類似者)可用來界定看護區域。然而，使用設計資料通常影響一檢測程序之額外耗用及因此處理量。例如，用於基於設計資料產生看護區域之一公用程式可提供指定 看護區域之各種屬性(例如，一樣本上之每一看護區域之位置、每一看護區域之形狀及類似者)之大資料檔案，其等必須被傳送至檢測工具。此外，一檢測工具可能需要將設計資料與樣本配準(例如，對準、按比例調整或類似者)以使設計座標(例如，圖形設計系統(GDS)座標或類似者)與檢測工具之座標相互關聯。

本發明之實施例係關於在一檢測工具上儲存樣本之設計資料之一預處理版本。在此方面，可在檢測工具上使用預處理設計資料(例如，預處理設計資料之一本地版本)產生基於設計之看護區域。此外，在一些實施例中，在無進一步資料傳送要求之情況下可在檢測工具上產生基於設計之看護區域。此外，在檢測工具上產生之基於設計之看護區域可自動對準於該檢測工具之座標。

如貫穿本發明所使用，術語「樣本」通常係指由一半導體或非半導體材料(例如，一晶圓或類似者)形成之一基板。例如，一半導體或非半導體材料可包含(但不限於)單晶矽、砷化鎵及磷化銦。一樣本可包含一或多個層。例如，此等層可包含(但不限於)一光阻、一介電材料、一導電材料及一半導電材料。此項技術中已知許多不同類型之此等層，且如本文中使用之術語樣本旨在包含其上可形成所有類型之此等層之一樣本。形成於一樣本上之一或多個層可經圖案化或未經圖案化。例如，一樣本可包含複數個晶粒，每一晶粒具有可重複圖案化特徵。此等材料層之形成及處理最終可導致完成之裝置。在一樣本上可形成許多不同類型之裝置，且如本文中使用之術語樣本旨在包含其上正製造此項技術中已知之任何類型之裝置之一樣本。此外，出於本發明之目的，術語樣本及晶圓應被解釋為可互換。另外，出於本發明之目的，術語圖案化裝置、遮罩及光罩已被解釋為可互換。

圖1係圖解說明根據本發明之一或多項實施例之一檢測系統100之一概念圖。在一項實施例中，檢測系統100包含一檢測子系統102以 偵測一樣本110上之缺陷。

本文中應注意，檢測子系統102可為此項技術中已知之適於偵測一樣本110上之缺陷之任何類型之檢測系統。例如，檢測子系統102可包含一粒子束檢測子系統。因此，檢測子系統102可將一或多個粒子束(例如，電子束、離子束或類似者)引導至樣本110，使得可基於從該樣本110發出之經偵測輻射(例如，二次電子、反向散射電子、發光或類似者)偵測一或多個缺陷。作為另一實例，檢測子系統102可包含一光學檢測子系統。因此，檢測子系統102可將光學輻射引導至樣本110，使得可基於從該樣本110發出之經偵測輻射(例如，反射輻射、散射輻射、繞射輻射、發光輻射或類似者)偵測一或多個缺陷。

檢測子系統102可依一成像模式或一非成像模式操作。例如，在一成像模式中，個別物件(例如，缺陷)可能可在樣本上之照明點內解析(例如，作為一明場影像、一暗場影像、一相位對比影像或類似者之部分)。在一非成像操作模式中，藉由一或多個偵測器收集之輻射可與樣本上之一單一照明點相關聯且可表示樣本110之一影像之一單一像素。在此方面，可藉由從一樣本位置陣列獲得資料而產生樣本110之一影像。此外，檢測子系統102可操作為一基於散射量測之檢測系統，其中在一光瞳平面處分析來自樣本之輻射以特性化來自樣本110之輻射之角分佈(例如，與藉由樣本110之輻射之散射及/或繞射相關聯)。

在另一實施例中，檢測系統100包含耦合至檢測子系統102之一控制器104。例如，該控制器104可通信耦合至偵測器522。在此方面，控制器104可經組態以接收資料，包含(但不限於)來自檢測子系統102之檢測資料。在另一實施例中，控制器104包含一或多個處理器106。例如，該一或多個處理器106可經組態以執行維持在一記憶體裝置108或記憶體中之一組程式指令。一控制器104之一或多個處理器 106可包含此項技術中已知之任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器106可包含經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。此外，記憶體媒體108可包含此項技術中已知之適於儲存可由相關聯的一或多個處理器106執行之程式指令之任何儲存媒體。例如，記憶體媒體108可包含一非暫時性記憶體媒體。作為一額外實例，該記憶體媒體108可包含(但不限於)一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態磁碟機及類似者。應進一步注意，記憶體媒體108可與一或多個處理器106一起容置在一共同控制器外殼中。

檢測系統100可利用此項技術中已知之任何檢測技術以偵測與一樣本相關聯之缺陷。例如，可藉由比較樣本之經量測特性(例如，由檢測子系統102或類似者產生)與一參考樣本之經量測特性(例如，晶粒對晶粒(D2D)檢測、標準參考晶粒(SRD)檢測或類似者)而偵測一樣本110上之缺陷。作為另一實例，可藉由比較樣本110之一檢測影像與基於設計特性(例如，晶粒對資料庫(D2DB)檢測)之一影像而偵測一樣本110上之缺陷。作為一進一步實例，檢測系統100可包含一虛擬檢測系統。在一項實施例中，控制器104操作為一虛擬檢測器。在此方面，該控制器104可藉由比較樣本之檢測資料與持續參考資料(例如，一或多個參考影像)而偵測樣本110上之一或多個缺陷。例如，一或多個參考影像可被儲存在檢測系統100上(例如，在記憶體108中)且用於缺陷偵測。在另一實施例中，控制器104基於與樣本110相關聯之設計資料產生及/或接收一模擬檢測影像以操作為用於缺陷偵測之一參考影像。

在2013年6月5日出版之美國專利申請案第2014/0153814號中大致描述使用設計資料之檢測系統，該案之全文以引用的方式併入本文中。在2012年2月28日發佈之美國專利第8,126,255號中大致描述使用 持續資料(例如，儲存資料)之檢測系統，該專利之全文以引用的方式併入本文中。在2010年3月9日發佈之美國專利第7,676,077號中及2000年11月28日發佈之美國專利第6,154,714號中大致描述使用一樣本之設計資料以促進檢測之檢測系統，該等專利之全文以引用的方式併入本文中。在2005年7月19日發佈之美國專利第6,920,596號、2015年6月5日發佈之美國專利第8,194,968號及2006年2月7日發佈之美國專利第6,995,393號中大致描述缺陷及故障源之判定，該等專利之全文以引用的方式併入本文中。在2013年12月17日發佈之美國專利第8,611,639號中大致描述裝置性質提取及監測。在2005年8月16日發佈之美國專利第6,930,309號中大致描述使用雙能電子溢流用於一充電基板之中和，該專利之全文以引用的方式併入本文中。在2003年3月4日發佈之美國專利第6,529,621號、2004年6月8日發佈之美國專利第6,748,103號及2005年11月15日發佈之美國專利第6,966,047號中大致描述將光罩用於檢測系統中，該等專利之全文以引用的方式併入本文中。在2004年2月10日發佈之美國專利第6,691,052號、2005年7月26日發佈之美國專利第6,921,672號及2012年2月7日發佈之美國專利第8,112,241號中大致描述產生一檢測程序或檢測目標，該等專利之全文以引用的方式併入本文中。在2005年9月20日發佈之美國專利第6,948,141號中大致描述判定半導體設計資料之關鍵區域，該專利之全文以引用的方式併入本文中。

圖2係根據本發明之一或多項實施例之一檢測系統100之一檢測工具202之一方塊圖，其圖解說明檢測工具202上之看護區域之界定。在一項實施例中，檢測工具202包含經組態以執行檢測工具202之一或多個步驟之一或多個模組。例如，檢測工具202之一或多個模組可(但並無需)實施為儲存於記憶體108中且由一或多個處理器106執行之一或多個程式指令。

在另一實施例中，檢測工具202包含一設計模組204。例如，該設計模組204可包含與待由檢測工具202檢測之一或多個樣本110相關聯之設計資料。在此方面，可在檢測工具202上使用與樣本110相關聯之設計資料來產生看護區域。本文中應注意，在檢測工具202上直接產生基於設計之看護區域可促進看護區域之有效及動態產生。例如，在檢測工具202上產生基於設計之看護區域可減少該檢測工具202與外部系統之間之資料傳送(例如，看護區域界定或類似者之資料傳送)。此外，在檢測工具202上產生基於設計之看護區域可促進與設計資料相關聯之座標精確對準於與樣本及/或該檢測工具202相關聯之座標。例如，設計座標(例如，GDS座標或類似者)可能需要經調整(例如，按比例調整、旋轉或類似者)，使得設計資料之設計圖案之大小及定向匹配樣本上如藉由檢測工具202量測之印刷圖案。在檢測工具上產生基於設計之看護區域可促進設計與樣本座標系統之精確及有效對準。

如本發明中使用之術語「設計資料」通常係指一積體電路之實體設計及透過複雜模擬或簡單幾何與布爾(Boolean)運算而自實體設計導出之資料。另外，藉由一光罩檢測系統獲得之一光罩之一影像及/或其衍生物可用作設計資料之一代理或若干代理。此一光罩影像或其衍生物可充當針對本文中描述之任何實施例中使用設計資料之設計佈局之一替代。在由Kulkarni於2010年3月9日發佈之美國專利第7,676,007號；由Kulkarni於2011年5月25日申請之美國專利申請案第13/115,957號；由Kulkarni於2011年10月18日發佈之美國專利第8,041,103號；及由Zafar等人於2009年8月4日發佈之美國專利第7,570,796號中描述設計資料及設計資料代理，所有該等專利以引用的方式併入本文中。此外，在2012年2月17日申請之美國專利申請案第13/339,805號中大致描述將設計資料用於引導檢測程序中，該案之全文以引用的方式併入本文中。

設計資料可包含樣本110(例如，一絕緣體、一導體、一半導體、一阱、一基板或類似者)上之個別組件及/或層之特性、在該樣本110上之層之間之一連接能力關係或該樣本110上之組件及連接件(例如，導線)之一實體佈局。在此方面，設計資料可包含對應於樣本110上之印刷圖案元素之複數個設計圖案元素。

本文中應注意，設計資料可包含稱為一「平面設計」之資料，其含有樣本110上之圖案元素之放置資訊。本文中應進一步注意，可從通常以GDSII或OASIS檔案格式儲存之一晶片之實體設計提取此資訊。結構行為或程序設計互動可依據一圖案元素之內容脈絡(環境)而變化。藉由使用平面設計，所提議之分析可識別設計資料內之圖案元素，諸如描述待建構於一半導體層上之特徵之多邊形。此外，所提議之方法可提供此等重複區塊之座標資訊以及內容脈絡資料(例如，鄰近結構之位置或類似者)。

在一項實施例中，設計資料包含圖案元素之一或多個圖形表示(例如，視覺表示、符號表示、圖表表示或類似者)。例如，設計資料可包含組件之實體佈局之一圖形表示(例如，對應於製造在樣本110上之印刷圖案元素之一或多個多邊形之描述)。此外，設計資料可包含一樣本設計之一或多個層(例如，製造在樣本110上之印刷圖案元素之一或多個層)之一圖形表示或一或多個層之間之連接能力。作為另一實例，設計資料可包含樣本110上之組件之電連接能力之一圖形表示。在此方面，設計資料可包含與樣本相關聯之一或多個電路或子電路之一圖形表示。在另一實施例中，設計資料包含含有樣本110之一或多個部分之圖形表示之一或多個影像檔案。

在另一實施例中，設計資料包含樣本110之圖案元素之連接能力之一或多個文字描述(例如，一或多個清單、一或多個表、一或多個資料庫或類似者)。例如，設計資料可包含(但不限於)接線對照表資 料、電路模擬資料或硬體描述語言資料。接線對照表可包含此項技術中已知用於提供一電路之連接能力之一描述之任何類型之接線對照表，包含(但不限於)實體接線對照表、邏輯接線對照表、基於例項之接線對照表或基於網路之接線對照表。此外，一接線對照表可包含一或多個子接線對照表(例如，呈一階層組態)以描述一樣本110上之電路及/或子電路。例如，與一接線對照表相關聯之接線對照表資料可包含(但不限於)：一節點清單(例如，一電路之組件之間之網路、導線或類似者)；一埠清單(例如，終端、接腳、連接器或類似者)；網路之間之電組件(例如，電阻器、電容器、電感器、電晶體、二極體、電源或類似者)之一描述；與電組件相關聯之值(例如，一電阻器之一電阻值(以歐姆為單位)、一電源之一電壓值(以伏特為單位)、一電壓源之頻率特性、組件之初始條件或類似者)。在另一實施例中，設計資料可包含與一半導體程序流程之特定步驟相關聯之一或多個接線對照表。例如，可在一半導體程序流程中之一或多個中間點處(例如，藉由系統100)檢測一樣本110。因此，在半導體程序流程中之一當前點處，用來產生看護區域之設計資料可專用於樣本110之佈局。在此方面，可從結合一技術檔案(層連接能力、層之各者之電性質及類似者)之實體設計佈局或與一樣本110之一最終佈局相關聯之一接線對照表導出(例如，提取或類似者)與一半導體程序流程中之一特定中間點相關聯之一接線對照表以包含僅在半導體程序流程中之特定中間點處存在於晶圓上之組件。

在另一實施例中，檢測工具202之設計模組204執行預處理設計資料之一步驟206。本文中應注意，設計資料可包含與檢測系統100之看護區域之判定無關之資料(例如，製造資料或類似者)。此外，設計資料可不呈適於該設計資料內之所關注圖案元素之有效識別(例如，搜尋、匹配或類似者)之一格式。因此，預處理之設計資料可包含設 計資料之一版本，其經預處理以促進在檢測工具202上有效地產生看護區域。在此方面，預處理之設計資料可促進該設計資料內之目標圖案(例如，所關注目標元素、熱點或類似者)之一或多個例項之識別。例如，預處理之設計資料可根據設計資料元素之任何組合搜尋，包含(但不限於)一目標圖案之一識別符、一目標圖案之一電特性、一目標圖案之一實體特性或一目標圖案與一或多個額外圖案(例如，一錨圖案、一源圖案或類似者)之間之一關係或一目標圖案之一圖形表示。

在另一實施例中，藉由檢測工具202儲存設計資料(例如，原始設計資料、預處理之設計資料或其之一組合)。例如，設計資料可被儲存在控制器104之一記憶體裝置108內。在另一實施例中，設計資料可在檢測系統100外部進行預處理且儲存在檢測工具202上。在此方面，與一或多個樣本相關聯之預處理之設計資料可被傳送至檢測工具202。

在另一實施例中，設計模組204執行分析儲存在檢測工具202上之設計資料之一步驟。在此方面，設計模組204可識別一樣本之設計資料內之一目標圖案之一或多個例項(例如，藉由針對一或多個目標圖案之例項搜尋預處理之設計資料或類似者)。此外，設計模組204可提供產生看護區域所需之目標圖案之經識別例項之參數，諸如(但不限於)經識別目標圖案之座標及/或形狀。

在一項實施例中，檢測工具202包含一配方模組210。例如，該配方模組210可藉由檢測工具202產生用於一或多個檢測步驟之配方。在此方面，一配方可包含(但不限於)針對缺陷檢測之一或多個看護區域、一或多個配準操作(例如，將與設計資料相關聯之座標對準及/或按比例調整至與樣本及/或檢測子系統102相關聯之座標或類似者)、一或多個缺陷識別步驟或一或多個缺陷分類步驟之一描述。此外，在檢測工具202上產生基於設計之看護區域可促進有效多步驟檢測程序 (例如，用於系統缺陷發現或類似者)。在此方面，可在檢測工具202上針對不同目標圖案或目標圖案之組合依一反覆檢測分析搜尋設計資料，而無需將資料傳送至外部系統。

在另一實施例中，配方模組210執行判定與待由檢測工具202在一檢測步驟中檢測之樣本110上之製造圖案元素相關聯之一或多個目標圖案(例如，一或多個所關注圖案元素、一或多個熱點或類似者)之一步驟212。例如，配方模組210可基於檢測工具202之一檢測行程(run)之一或多個目的提供一或多個目標圖案。例如，配方模組210可提供與一已知所關注缺陷類型相關聯之目標圖案。

在另一實施例中，配方模組210在一自動化程序中判定一或多個目標圖案。例如，該配方模組210可分析樣本110之設計資料208以判定可能展現缺陷之一或多個目標圖案(例如，基於與實體佈局、圖案大小、對其他圖案之近接度、電路複雜性或類似者相關聯之特性)。

在另一實施例中，藉由一使用者促進目標圖案之判定。例如，一使用者可提供至檢測工具202之一輸入(例如，至配方模組210之一輸入)，包含(但不限於)一或多個缺陷識別符、一或多個GDS座標、一或多個基於設計之分類(DBC)片段或一或多個基於設計之分組(DBG)頻格。在此方面，配方模組210可基於使用者輸入判定一或多個目標圖案。在另一實施例中，檢測工具202可提供與設計資料相關聯之一視覺顯示(例如，在檢測工具202之一設計視圖內)。在此方面，使用者可自設計資料之視覺顯示器選擇一或多個目標圖案。例如，視覺顯示器可包含一圖形顯示器(例如，一影像之一顯示器或類似者)，其中可顯示設計資料之設計圖案元素(例如，與組件之實體佈局相關聯之圖案元素、與組件之間之電氣連接件相關聯之圖案元素或類似者)。作為另一實例，視覺顯示器可包含一基於文字之顯示器，其中可顯示設計資料。在另一實施例中，一使用者可根據一座標系統(例如， GDS座標)(例如，在一圖形顯示器上)視覺化設計資料以判定及/或確認一或多個目標圖案。例如，一使用者可輸入座標(例如，至檢測系統100之一輸入裝置中)以視覺化及/或確認指定位置處之設計資料以產生用於檢測之目標圖案。

在另一實施例中，配方模組210執行界定待在樣本110上檢測之一或多個看護區域之一步驟214。例如，該配方模組210可基於一或多個目標圖案及儲存在檢測工具202上之設計資料而界定一或多個看護區域。在一項實施例中，該配方模組210與設計模組204介接以基於一或多個所判定之目標圖案分析設計資料。在此方面，該配方模組210可提供一或多個目標圖案至設計模組204以用於圖案匹配。此外，設計模組204可識別設計資料內之目標圖案之一或多個例項且基於目標圖案之經識別例項而將產生看護區域所需之任何參數提供至配方模組210。例如，設計模組204可提供目標圖案之經識別例項之位置(例如，呈設計座標)、目標圖案之經識別例項之形狀、目標圖案之經識別例項之輪廓或類似者。

在另一實施例中，配方模組210執行識別樣本110上之缺陷之一步驟216。在此方面，該配方模組210可與檢測子系統102介接以執行缺陷檢測。此外，該配方模組210可分析由檢測子系統102接收之資料以判定一或多個缺陷之存在。此外，該配方模組210可特性化一或多個缺陷。例如，配方模組可(但無需)基於一DBC系統、一DBG系統或類似者特性化缺陷。此外，配方模組210可將一或多個缺陷識別符指派至一或多個特性化之缺陷。

本文中應認知，可藉由一單一控制器104或替代地多個控制器104實行貫穿本發明描述之步驟(例如，與檢測工具202之模組相關聯之步驟或類似者)。本文中應進一步注意，可將一或多個控制器104定位成接近檢測子系統102。此外，可將該一或多個控制器104與檢測子 系統102一起容置在一共同外殼中，此外，可將任何控制器或控制器之組合單獨封裝為適於整合至一完整檢測系統100中之一模組。例如，一第一控制器可經組態以執行與設計模組204相關聯之步驟。接著，一或多個額外控制器可經組態以執行與配方模組210相關聯之步驟。在此方面，可將一或多個控制器104整合至檢測系統100中。

圖3係圖解說明在根據本發明之一或多項實施例之用於缺陷偵測之一方法300中執行之步驟之一流程圖。申請者應注意，本文先前在系統100之內容脈絡中描述之實施例及啟用技術應解釋為延伸至方法300。然而，應進一步注意，方法300並不限於系統100之架構。

在一項實施例中，方法300包含提供一樣本之設計資料至一檢測系統之一步驟302。例如，設計資料可(但無需)以一或多個資料檔案(例如，GDSII檔案、OASIS檔案或類似者)形式提供至一檢測系統。在此方面，可利用提供至檢測系統之設計資料來產生一或多個基於設計之看護區域以供檢測。

在另一實施例中，方法300包含判定一或多個目標圖案之一步驟304。在此方面，可提供與樣本上之製造特徵相關聯之一或多個所關注目標圖案以供檢測。例如，目標圖案可包含表示待建構在一半導體層上之特徵之一或多個多邊形(例如，十字形、加號、L形、T形、正方形、矩形或其他多邊形之一或多個例項，在例項之間具有特定尺寸及間距)。

在一項實施例中，基於缺陷識別符判定一或多個目標圖案。在此方面，與缺陷識別符(例如，用來對一或多個缺陷分類之識別符或類似者)相關聯之一或多個已知缺陷或缺陷類型可與一或多個特定目標圖案相關聯(例如，基於一或多個先前檢測行程、基於一或多個設計特性或類似者)。因此，可藉由提供用於檢測之對應目標圖案而特性化已知缺陷或缺陷類型之出現。

在另一實施例中，基於一先前檢測步驟(例如，藉由檢測系統100或一額外檢測系統)判定一或多個目標圖案。例如，在系統缺陷發現中，一樣本110或該樣本110之一部分上之一第一檢測行程可識別該樣本110之易遭受缺陷之一或多個製造組件。在此方面，第一檢測行程可判定與樣本110上之經識別製造組件相關聯之一或多個目標圖案。此外，一第二檢測行程可包含一配方(例如，由配方模組210產生)以執行從第一檢測行程識別之一或多個目標圖案之一專用檢測。在另一實施例中，根據與一先前檢測步驟相關聯之一DBC或一DBG程序判定一或多個目標圖案。

在另一實施例中，基於一樣本上之一目標圖案之一或多個座標(例如，GDS座標或類似者)判定一或多個目標圖案。例如，可基於與設計資料相關聯之一所關注例示性目標圖案之已知座標判定一或多個目標圖案。作為另一實例，可基於樣本110上之一例示性製造組件之已知座標判定一或多個目標圖案。因此，可提供與例示性製造組件相關聯之一或多個目標圖案以供檢測。

在另一實施例中，方法300包含藉由檢測系統基於目標圖案及樣本之設計資料界定樣本上之一或多個看護區域之一步驟306。在此方面，步驟306可包含界定待檢測之樣本上之一或多個區域。例如，一看護區域可包含待檢測之樣本上之座標(例如，在檢測系統之座標系統中)。

在另一實施例中，一看護區域包含用於檢測之樣本上之一或多個目標區域。例如，一第一目標區域可包含在步驟304中識別之一第一目標圖案之一或多個例項，一第二目標區域可包含在步驟304中識別之一第二目標圖案之一或多個例項，及類似者。此外，一或多個目標區域之界定可促進對樣本110之靈敏檢測。例如，目標區域可經界定以包含具有類似靈敏度位準之樣本。因此，可以一不同靈敏度臨限 值檢測每一目標區域，使得可增大與每一目標區域相關聯之檢測資料之對比。

在另一實施例中，步驟306包含識別設計資料(例如，儲存在檢測系統100之記憶體裝置108中之預處理設計資料)內在步驟304中判定之目標圖案之一或多個例項。在此方面，所關注目標圖案之每一經識別例項可包含在一看護區域中。此外，所關注目標圖案之變動(例如，一目標圖案之一水平及/或垂直翻轉、一目標圖案之一按比例調整版本、一目標圖案之一旋轉版本或類似者)可在步驟306中識別且包含在一看護區域中。

可使用此項技術中已知之任何方法識別裝置資料內之目標圖案之例項。例如，步驟306可包含針對目標圖案之一或多個例項搜尋設計資料以產生目標圖案之一或多個經識別例項。在一項實施例中，步驟306包含設計資料之一基於文字之搜尋。例如，可根據一目標圖案之一或多個特性搜尋基於文字之設計資料(例如，一或多個清單、一或多個表、一或多個資料庫、一或多個資料檔案或類似者)。在另一實施例中，步驟306包含設計資料之一基於影像之搜尋。例如，可透過一影像處理演算法(諸如(但不限於)一特徵提取技術、一卷積技術、圖案匹配技術、一空間頻率分析、一變換技術(例如，一霍夫(Hough)變換技術或類似者))尋找一目標圖案之一或多個例項(或一目標圖案之一變動)。此外，可針對所關注目標圖案之一或多個例項個別地搜尋設計資料之多個設計層(例如，對應於樣本110上之製造組件之多個層)。

在一項實施例中，可使用一設計佈局檔案(諸如OASIS或GDS)中所含有之設計資料來識別目標圖案。本文中應注意，目標圖案之大小可變化且可定位在設計資料之各種層級(例如，與樣本110之各種層、晶粒、區塊、單元或類似者相關聯)處。在此方面，可運用一已知或 所觀察之設計單元階層識別設計資料中之目標圖案。例如，一設計單元階層可經分析以識別一組給定的檢測資料內之重複群組中之目標圖案。

在另一實施例中，可利用一設計規則檢查(DRC)程序、一光學規則檢查(ORC)或一故障分析(FA)程序來識別目標圖案以便識別對於裝置效能至關重要之目標圖案。在另一實施例中，可利用一程序窗合格性檢定方法(PWQ)來識別目標圖案。可如由Kulkarni等人及Zafar等人在上述參考案中描述般執行針對一或多個目標圖案搜尋設計資料，該等案在上文以引用的方式併入上文中。

在一些實施例中，在半導體晶圓上可利用來自電子設計自動化(EDA)工具及其他知識之資料來識別目標圖案。關於藉由一EDA工具產生之設計之任何此資訊可用來識別重複區塊。另外，可以任何適當方式針對一或多個目標圖案搜尋設計資料。例如，可如由Kulkarni等人及Zafar等人在上文參考之專利申請案中描述般執行針對一或多個目標圖案搜尋設計資料，該等案以引用的方式併入上文中。另外，可使用本專利申請案中描述之任何其他方法或系統選擇或識別目標圖案。

此外，可分析設計資料以便識別適當目標圖案以基於給定檢測技術(例如，光學檢測、電子束檢測及類似者)進行檢測。

應認知，目標圖案可遍及一樣本110之晶粒重複，從而形成重複區塊(或圖場)。另外，一樣本110之單元有時遍及一給定晶粒以不同名稱重複或可以一個名稱在多個位置處重複。在一些實施例中，重複單元對準於相同水平及/或垂直軸。在其他實施例中，重複單元未對準於相同水平及/或垂直軸。

在另一實施例中，步驟306包含提供與所關注目標圖案之每一例項之識別相關聯之一可信度度量至設計資料內之位置。在此方面，裝 置資料內之一目標圖案之一例項可包含一精確匹配(例如，100%之一可信度度量或類似者)或一實質匹配(例如，小於100%之一可信度度量)。應瞭解，此項技術中之任何可信度度量係在本發明之精神及範疇內。例如，一可信度度量可在0(不匹配)至1(精確匹配)之範圍內。

本文中應注意，看護區域可經界定以包含目標圖案之經識別例項之一子集。例如，製造在一樣本110上之一裝置之一特定組件上之一特定缺陷將引發效能之一降級的可能性可取決於多個因數，諸如但不限於鄰近結構之存在或特定組件之操作條件。

在一項實施例中，步驟306包含界定一或多個看護區域以包含接近設計資料內之一額外圖案(例如，一源圖案、一錨圖案或類似者)之目標圖案之例項。在此方面，一源圖案之存在可操作為一過濾器以提供目標圖案之例項之一子集作為待檢測之看護區域。

圖4係根據本發明之一或多項實施例之圖解說明基於一源圖案界定相關聯看護區域之設計資料之一示意圖。

在一項實施例中，設計資料402包含目標圖案404之多個例項。此外，該設計資料402包含接近目標圖案404之例項之子集(例如，目標圖案404之一特定例項412)之一源圖案408。例如，一源圖案可包含(但不限於)交叉、十字形、加號、L形、T形、正方形、矩形或任何其他多邊形之一或多個例項，在例項之間具有特定尺寸及間距。

此外，步驟306可包含基於目標圖案404之一特定例項412與源圖案408之間之一空間關係而圍繞目標圖案404之特定例項412界定一看護區域406。例如，在目標圖案404之特定例項412與源圖案408之間之一空間關係可包含(但不限於)在目標圖案404之特定例項412與源圖案408之間之一向量414。在另一實施例中，步驟306包含搜尋設計資料內之源圖案之一或多個例項且基於目標圖案404之特定例項412與源圖案408之間之空間關係而進一步識別目標圖案之例項之子集(例如，目 標圖案404之特定例項412)以包含在一看護區域內。在另一實施例中，步驟306包含搜尋包含源圖案408及設計資料402內之目標圖案之一例項之一組合目標圖案410之例項，同時圍繞與經識別組合目標圖案410相關聯之目標圖案404之例項之子集(例如，目標圖案404之特定例項412)界定一看護區域406。因此，源圖案408可被用作一搜尋步驟之部分，而不包含在相關聯看護區域406內。

在另一實施例中，方法300包含識別樣本之一或多個看護區域內之一或多個缺陷之一步驟308。在此方面，檢測系統(例如，檢測系統100)針對缺陷檢測在步驟308中界定之樣本之看護區域(例如，使用照明子系統101)。例如，來自檢測子系統102之資料可經分析以判定與在步驟306中界定之看護區域相關聯之樣本110上之一或多個缺陷之存在。此外，可(例如，根據缺陷識別符、DBC片段、DBG頻格或類似者)對經識別缺陷分類。在另一實施例中，與一或多個經識別缺陷相關聯之資料可被提供(例如，作為前饋資料、回饋資料或類似者)至檢測系統100及/或外部系統。

本文中應認知，可藉由一單一控制器104或替代地多個控制器104實行貫穿本發明描述之步驟。本文中應進一步注意，一或多個控制器104可被容置在一共同外殼中或多個外殼內。以此方式，任何控制器或控制器之組合可經單獨封裝作為適於整合至一完整檢測系統100中之一模組。藉由一非限制性實例，一第一控制器可經組態以執行基於從照明感測器接收之一照明信號識別一組照明偵測事件之步驟。接著，一或多個額外控制器可經組態以執行以下步驟：基於從一或多個輻射感測器接收之一或多個輻射信號識別一組輻射偵測事件；比較該組輻射偵測事件與該組照明偵測事件以產生一組重合事件；及從該組照明偵測事件排除該組重合事件以產生樣本上之一組經識別特徵。

圖5A係根據本發明之一或多項實施例之經組態為一光學檢測子系統之一檢測子系統102之一概念圖。在一項實施例中，檢測子系統102包含一照明源502。該照明源502可包含此項技術中已知適於產生一照明束504(例如，一光子束)之任何照明源。例如，該照明源502可包含(但不限於)：一單色光源(例如，一雷射)；具有包含兩個或兩個以上離散波長之一光譜之一多色光源；一寬頻光源；或一波長掃掠光源。此外，該照明源502可(但並不限於)由一白光源(例如，具有包含可見波長之一光譜之一寬頻光源)、一雷射源、一自由形式照明源、一單極照明源、一多極照明源、一弧光燈、一無電極燈或一雷射維持電漿(LSP)源形成。此外，可經由自由空間傳播或導引光(例如，一光纖、一光導管或類似者)遞送照明束504。

在另一實施例中，照明源502經由一照明路徑506將一或多個照明束504引導至樣本110。照明路徑506可包含一或多個透鏡510。此外，該照明路徑506可包含適於修改及/或調節一或多個照明束504之一或多個額外光學組件508。例如，一或多個光學組件508可包含(但不限於)一或多個偏光器、一或多個濾光器、一或多個分束器、一或多個擴散器、一或多個均質器、一或多個變跡器或一或多個光束塑形器。在一項實施例中，照明路徑506包含一分束器514。在另一實施例中，檢測子系統102包含一物鏡516以將一或多個照明束504聚焦至樣本110上。

照明源502可經由照明路徑506以任何角度將一或多個照明束504引導至樣本。在一項實施例中，如圖5A中所展示，照明源502以法向入射角將一或多個照明束504引導至樣本110。在另一實施例中，該照明源502以一非法向入射角(例如，一掠射角、一45度角或類似者)將一或多個照明束504引導至樣本110。

在另一實施例中，樣本110被安置在適於在掃描期間固定該樣本 110之一樣本載物台512上。在另一實施例中，樣本載物台512係一可致動載物台。例如，該樣本載物台512可包含(但不限於)適於沿著一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)可選擇地平移樣本110之一或多個平移載物台。藉由另一實例，該樣本載物台512可包含(但不限於)適於沿著一旋轉方向可選擇地旋轉樣本110之一或多個旋轉載物台。藉由另一實例，該樣本載物台512可包含(但不限於)適於沿著一線性方向可選擇地平移樣本及/或沿著一旋轉方向旋轉樣本110之一旋轉載物台及一平移載物台。

在另一實施例中，照明路徑506包含適於使照明束504掃描跨越樣本110之一或多個光束掃描光學器件(未展示)。例如，一或多個照明路徑506可包含此項技術中已知之任何類型之束掃描器，諸如但不限於一或多個電光束偏轉器、一或多個聲光束偏轉器、一或多個電流計掃描器、一或多個共振掃描器或一或多個多邊形掃描器。以此方式，可以r-θ型樣掃描一樣本110之表面。應進一步注意，可根據樣本上之任何圖案掃描照明束504。在一項實施例中，照明束504被分成一或多個束，使得可使一或多個束同時掃描。

在另一實施例中，檢測子系統102包含一或多個偵測器522(例如，一或多個光學偵測器、一或多個光子偵測器或類似者)，偵測器經組態以透過一收集路徑518擷取從樣本110發出之輻射。收集路徑518可包含用以引導及/或修改由物鏡516收集之照明之多個光學元件，包含但不限於一或多個透鏡520、一或多個濾光器、一或多個偏光器、一或多個束擋塊或一或多個分束器。本文中應注意，收集路徑518之組件可相對於樣本110定向在任何位置中。在一項實施例中，收集路徑包含定向成法向於樣本110之物鏡516。在另一實施例中，收集路徑518包含經定向以依多個立體角收集來自樣本之輻射之多個集光透鏡。

在一項實施例中，檢測系統100包含一明場檢測系統。例如，可將樣本110或該樣本110之一部分之一明場影像投射至偵測器522上(例如，藉由物鏡516、一或多個透鏡520或類似者)。在另一實施例中，檢測系統100包含一暗場檢測系統。例如，該檢測系統100可包含一或多個組件(例如，一環形束擋塊、一暗場物鏡516或類似者)以依一大入射角將照明束504引導至樣本110，使得偵測器522上之樣本之影像與散射及/或繞射光相關聯。在另一實施例中，該檢測系統100包含一傾斜角檢測系統。例如，該檢測系統100可以一離軸角將照明束504引導至樣本以提供用於缺陷檢測之對比。在另一實施例中，該檢測系統100包含一相位對比檢測系統。例如，該檢測系統100可包含一或多個相位板及/或束擋塊(例如，一環形束擋塊或類似者)以提供來自樣本之繞射及未繞射光之間之一相位對比，從而提供用於缺陷檢測之對比。在另一實施例中，該檢測系統100可包含一發光檢測系統(例如，一螢光檢測系統、一磷光檢測系統或類似者)。例如，該檢測系統100可將具有一第一波長光譜之一照明束504引導至樣本110，且包含一或多個濾光器以偵測從樣本110發出(例如，從樣本110之一或多個組件及/或該樣本110上之一或多個缺陷發出)之一或多個額外波長光譜。在另一實施例中，檢測系統包含定位於共焦位置使得系統100可操作為一共焦檢測系統之一或多個針孔。

圖5B係根據本發明之一或多項實施例之經組態為一粒子束檢測子系統之一檢測子系統之一簡化示意圖。在一項實施例中，照明源502包含經組態以產生一粒子束504之一粒子源。粒子源502可包含此項技術中已知適於產生一粒子束504之任何粒子源。藉由非限制性實例，粒子源502可包含(但不限於)一電子槍或一離子槍。在另一實施例中，粒子源502經組態以提供具有一可調諧能量之一粒子束504。例如，包含一電子源之一粒子源502可(但不限於)提供在0.1kV至30kV 之範圍中之一加速電壓。作為另一實例，包含一離子源之一粒子源可(但無需)提供具有在1keV至50keV之範圍中之一能量值之一離子束。

在另一實施例中，檢測子系統102包含兩個或兩個以上粒子束源502(例如，電子束源或離子束源)以用於產生兩個或兩個以上粒子束504。

在另一實施例中，照明路徑506包含一或多個粒子聚焦元件524。例如，該一或多個粒子聚焦元件524可包含(但不限於)形成一複合系統之一單一粒子聚焦元件或一或多個粒子聚焦元件。在另一實施例中，系統100之一物鏡516經組態以將粒子束504引導至樣本110。此外，一或多個粒子聚焦元件524及/或物鏡516可包含此項技術中已知之任何類型之粒子透鏡，包含(但不限於)靜電、磁性、單電位或雙電位透鏡。此外，檢測子系統102可包含(但不限於)一或多個電子偏轉器、一或多個孔隙、一或多個濾光器或一或多個像散校正器。

在另一實施例中，檢測子系統102包含一或多個粒子束掃描元件526。例如，該一或多個粒子束掃描元件可包含(但不限於)適於控制該束相對於樣本110之表面之一位置之一或多個掃描線圈或偏轉器。在此方面，該一或多個掃描元件可用來使粒子束504以一選定型樣掃描跨越樣本110。

在另一實施例中，檢測子系統包含一偵測器522以使從樣本110發出之粒子528成像或以其他方式偵測粒子528。在一項實施例中，偵測器522包含一電子收集器(例如，二次電子收集器、反向散射電子偵測器或類似者)。在另一實施例中，該偵測器522包含一光子偵測器(例如，光電偵測器、x射線偵測器、耦合至光電倍增管(PMT)偵測器之閃爍元件或類似者)以用於偵測來自樣本表面之電子及/或光子。一般言之，本文中應認知，偵測器522可包含此項技術中已知用於運用一粒子束504特性化一樣本表面或塊體之任何裝置或裝置組合。例如， 該偵測器522可包含此項技術中已知經組態以收集反向散射電子、俄歇(Auger)電子、透射電子或光子(例如，藉由表面回應於入射電子而發射之x射線、樣本110之陰極發光或類似者)之任何粒子偵測器。

在另一實施例中，檢測系統100包含一電壓對比成像(VCI)系統。本文中應認知，利用粒子束(例如，電子束、離子束或類似者)之檢測系統可歸因於一高可達成空間解析度而對於偵測及/或識別一半導體樣本(例如，一隨機邏輯晶片或類似者)上之缺陷機構尤其有用。例如，可在一檢測系統內利用粒子束以使一樣本成像(例如，藉由擷取從樣本發出之二次電子、反向散射電子或類似者)。此外，一樣本(例如，一圖案化之半導體晶圓)上之結構可回應於運用一粒子束之激發而展現充電效應。充電效應可包含由系統擷取之電子(例如，二次電子)數目及因此VCI信號強度之一修改。在此方面，一電壓對比成像(VCI)系統可產生一樣本之一高解析度影像，其中該影像之每一像素之強度提供關於該樣本在該像素位置處之電性質之資料。例如，絕緣結構及/或未連接至一接地源(例如，未接地)之結構可回應於由粒子束引發之粒子之空乏而產生一電荷(例如，一正電荷或一負電荷)。因此，引發之電荷可使二次電子之軌道偏轉且減小由一偵測器擷取之信號強度。相反地，接地結構可不產生一電荷且因此可展現一強信號(例如，在一相關聯VCI影像中顯得明亮)。此外，電容性結構之信號強度可依據粒子束之掃描速度及/或能量而變化。在此方面，一VCI影像可包含一灰階影像，其中每一像素之灰階值提供關於晶圓上之該位置之相關電特性之資料。在一進一步實施例中，檢測系統100包含經組態以將一或多個電壓施加至樣本110之一或多個位置之一或多個組件(例如，一或多個電極)。在此方面，系統100可產生有效電壓對比成像資料。

在另一實施例中，檢測系統100可包含一顯示器(未展示)。在另 一實施例中，該顯示器經通信耦合至控制器104。例如，該顯示器可經通信耦合至控制器104之一或多個處理器106。在此方面，一或多個處理器106可將本發明之各種結果之一或多者顯示在顯示器上。

顯示裝置可包含此項技術中已知之任何顯示裝置。在一項實施例中，顯示裝置可包含(但不限於)一液晶顯示器(LCD)。在另一實施例中，顯示裝置可包含(但不限於)一基於有機發光二極體(OLED)之顯示器。在另一實施例中，顯示裝置可包含(但不限於)一CRT顯示器。熟習此項技術者應認知，各種顯示裝置可適於實施於本發明中且顯示裝置之特定選擇可取決於各種因數，包含(但不限於)外觀尺寸、成本及類似者。在一般意義上，能夠與一使用者介面裝置(例如，觸控螢幕、面板安裝介面、鍵盤、滑鼠、軌跡墊及類似者)整合之任何顯示裝置適於實施於本發明中。

在另一實施例中，檢測系統100可包含一使用者介面裝置(未展示)。在一項實施例中，該使用者介面裝置經通信耦合至控制器104之一或多個處理器106。在另一實施例中，可藉由控制器104利用該使用者介面裝置以接受來自一使用者之選擇及/或指令。在本文進一步描述之一些實施例中，顯示器可用來將資料顯示給一使用者。繼而，一使用者可回應於經由顯示裝置顯示給使用者之檢測資料而輸入選擇及/或指令(例如，檢測區域之一使用者選擇)。

使用者介面裝置可包含此項技術中已知之任何使用者介面。例如，使用者介面可包含(但不限於)：鍵盤、小鍵台、觸控螢幕、槓桿、旋鈕、滾輪、軌跡球、開關、刻度盤、滑桿、捲桿、滑件、把手、觸控墊、踏板、方向盤、操縱桿、面板輸入裝置或類似者。在一觸控螢幕介面裝置之情況中，熟習此項技術者應認知，大量觸控螢幕介面裝置可適於實施於本發明中。例如，顯示裝置可與一觸控螢幕介面(諸如但不限於一電容性觸控螢幕、一電阻性觸控螢幕、一基於表 面聲波之觸控螢幕、一基於紅外線之觸控螢幕或類似者)整合。在一般意義上，能夠與顯示裝置105之顯示部分整合之任何觸控螢幕介面適於實施於本發明中。在另一實施例中，使用者介面可包含(但不限於)一面板安裝介面。

本文中應注意，圖5A及圖5B以及對應上文描述僅為圖解而提供且不應被解釋為限制。預期可在本發明之範疇內利用許多等效或額外組態。

本文中描述之標的有時圖解說明其他組件內含有或與其他組件連接之不同組件。應瞭解，此等描繪之架構僅係例示性，且事實上可實施達成相同功能性之許多其他架構。在一概念意義上，達成相同功能性之組件之任何配置經有效「相關聯」使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」，使得達成所要功能性，而不考慮架構或中間組件。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視作彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視作「可耦合」至彼此以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含(但不限於)可實體及/或實體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。

據信將藉由前述描述理解本發明及其許多伴隨優點，且將明白，可在不脫離所揭示標的或不犧牲全部其材料優點之情況下在組件之形式、構造及配置上作出各種改變。描述之形式僅為說明性，且下列申請專利範圍之意圖係涵蓋且包含此等改變。此外，應瞭解，藉由隨附申請專利範圍定義本發明。

102‧‧‧檢測子系統

104‧‧‧控制器

106‧‧‧處理器

108‧‧‧記憶體媒體/記憶體/記憶體裝置

110‧‧‧樣本

Claims (47)

1. 一種缺陷檢測系統，其包括：一檢測子系統，其包括：一照明源，其經組態以產生一照明束；一組照明光學器件，其用以將該照明束引導至一樣本；及一偵測器，其經組態以收集從該樣本發出之照明；及一控制器，其通信耦合至該偵測器，該控制器包含一記憶體裝置及經組態以執行多個程式指令之一或多個處理器，該等程式指令經組態以引起該一或多個處理器：儲存一樣本之設計資料在該控制器之該記憶體裝置內，其中該設計資料經預處理以包含一可搜尋資料集，其適於識別該設計資料內之多個所關注圖案，其中該設計資料經配準(register)給該檢測子系統以提供該檢測子系統之多個座標中之經識別之多個所關注圖案之多個位置；將一或多個目標圖案判定為對應於該樣本上之一或多個特徵之多個所關注圖案；基於識別儲存在該控制器之該記憶體裝置內之該設計資料內之該一或多個目標圖案之多個例項而界定該樣本上之一或多個看護區域；及在使用該照明子系統檢測該一或多個看護區域期間，基於藉由該偵測器收集之該照明識別該樣本之該一或多個看護區域內之一或多個缺陷。
2. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中識別該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該一或多個例項包括：產生一複合搜尋圖案，其中該複合搜尋圖案包含一源圖案及 該一或多個目標圖案之至少一個目標圖案；識別該樣本之該設計資料內之該複合圖案之一或多個例項；及基於該複合圖案之經識別之該一或多個例項而識別該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該一或多個例項。
3. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中識別該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項包括：針對該一或多個目標圖案搜尋該設計資料以產生該一或多個目標圖案之經識別之一或多個例項。
4. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中界定該一或多個看護區域包括：識別該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項；針對該設計資料內之該一或多個目標圖案之每一例項判定一可信度分數，該可信度分數為在該一或多個目標圖案與該設計資料內之該一或多個目標圖案之經識別之該等例項之間之一類似性之一量測；及將具有高於一經選擇可信度分數之一可信度分數之該設計資料內之該一或多個目標圖案之多個例項界定為該一或多個看護區域。
5. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中界定該樣本上之該一或多個看護區域包括：界定一或多個目標區域，其中該一或多個目標區域包含該一或多個目標圖案之至少一者之至少一個例項，其中該等看護區域包含該一或多個目標區域；及針對該一或多個目標區域之各者界定一檢測靈敏度。
6. 如請求項5之缺陷檢測系統，其中該一或多個目標區域之各者之該檢測靈敏度係可個別地調整。
7. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該一或多個目標圖案包括：藉由一基於設計之分類或一基於設計之併像(binning)程序之至少一者所識別之一或多個目標圖案。
8. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該一或多個目標圖案包括：與一或多個已知缺陷類型相關聯之一或多個目標圖案。
9. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該一或多個目標圖案包括：藉由一先前缺陷檢測程序所識別之一或多個目標圖案。
10. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中判定該一或多個目標圖案包括：藉由一使用者判定該一或多個目標圖案。
11. 如請求項10之缺陷檢測系統，其中藉由該使用者判定該一或多個目標圖案包括：從該樣本之該設計資料選擇該一或多個目標圖案之一或多個例項。
12. 如請求項11之缺陷檢測系統，其中從該樣本之該設計資料選擇該一或多個目標圖案之該一或多個例項包括：從該樣本之該設計資料之一視覺顯示器選擇該一或多個目標圖案之該一或多個例項。
13. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中界定該一或多個看護區域包括：判定與該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之一或多個例項相關聯之一或多個座標。
14. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該一或多個處理器進一步經組態以執行引起該一或多個處理器進行以下之多個程式指令：基於經識別之該一或多個缺陷而將一或多個額外目標圖案判定為多個所關注圖案； 基於識別儲存於該控制器之該記憶體裝置內之該設計資料內之該一或多個額外目標圖案之該等例項而界定該樣本上之一或多個額外看護區域；及基於使用一虛擬檢測系統之檢測而識別該一或多個額外看護區域內之一或多個額外缺陷。
15. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該設計資料包括：該樣本之一實體佈局或該樣本之一電佈局之至少一者。
16. 如請求項1之缺陷檢測系統，其進一步包括：提供該一或多個看護區域以用於一後續檢測程序中。
17. 如請求項1之缺陷檢測系統，其進一步包括：基於該樣本之該設計資料對經識別之一或多個缺陷分類。
18. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該照明束包括：一光子束或一粒子束之至少一者。
19. 如請求項18之缺陷檢測系統，其中該粒子束包括：一電子束或離子束之至少一者。
20. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該組照明光學器件包括：光子光學器件或粒子光學器件之至少一者。
21. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該偵測器包括：一光子偵測器或一粒子偵測器之至少一者。
22. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該控制器定位成接近該檢測子系統。
23. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該控制器及該檢測子系統之至少一部分定位在一共同外殼內。
24. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中判定該一或多個目標圖案包括：提供與該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之一或 多個例項相關聯之一或多個座標。
25. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該一或多個處理器進一步經組態以執行引起該一或多個處理器進行以下之多個程式指令：基於經識別之該一或多個缺陷而將一或多個額外目標圖案判定為多個所關注圖案；基於識別儲存於該控制器之該記憶體裝置內之該設計資料內之該一或多個額外目標圖案之多個例項而界定該樣本上之一或多個額外看護區域；及在使用該照明子系統檢測該一或多個額外看護區域期間，基於由該偵測器收集之照明而識別該一或多個額外看護區域內之一或多個額外缺陷。
26. 如請求項1之缺陷檢測系統，其中該檢測系統係一虛擬檢測系統。
27. 一種缺陷檢測系統，其包括：一檢測子系統，其包括：一照明源，其經組態以產生一照明束；一組照明光學器件，其將該照明束引導至一樣本；一偵測器，其經組態以收集從該樣本發出之照明；及一控制器，其通信耦合至該偵測器，該控制器包含一記憶體裝置及經組態以執行多個程式指令之一或多個處理器，該等程式指令經組態以引起該一或多個處理器：判定對應於該樣本上之一或多個特徵之一或多個目標圖案；判定一源圖案，其中該源圖案接近該樣本之設計資料內之該一或多個目標圖案之多個例項之一子集，其中該樣本之該設計資料儲存在該控制器之該記憶體裝置內； 界定該源圖案與該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項之該子集之該至少一個目標圖案之間之一空間關係；識別該樣本之該設計資料內之該源圖案之一或多個例項；基於該源圖案之經識別之該一或多個例項及在該源圖案與該一或多個目標圖案之該等例項之該子集之該至少一個目標圖案之間之該空間關係，以識別該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項之該子集；基於該一或多個目標圖案之該等例項之該子集而界定該樣本上之一或多個看護區域；及基於藉由該偵測器收集之該照明而識別該樣本之該一或多個看護區域內之一或多個缺陷。
28. 一種缺陷檢測方法，其包括：將一樣本之設計資料儲存在一檢測系統之一記憶體裝置中，其中該設計資料經預處理以包含一可搜尋資料集，其適於識別該設計資料內之多個所關注圖案，其中該設計資料經配準以提供該檢測子系統之多個座標中之經識別之多個所關注圖案之多個座標；使用該檢測系統之一或多個處理器判定一或多個目標圖案為對應於該樣本上之一或多個特徵之多個所關注圖案；使用該檢測系統之該一或多個處理器，基於識別在該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之多個例項而藉由該檢測系統界定該樣本上之一或多個看護區域；藉由使用一照明束照明該一或多個看護區域及使用一偵測器收集自該樣本發出之照明，以使用該檢測系統檢測該樣本之該一或多個看護區域；及 基於藉由該偵測器收集之該照明，以使用該檢測系統之該一或多個處理器識別該樣本之該一或多個看護區域內之一或多個缺陷。
29. 如請求項28之缺陷檢測方法，其中界定該一或多個看護區域包括：判定一源圖案，其中該源圖案接近該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之多個例項之一子集；界定在該源圖案與該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項之該子集之至少一個目標圖案之間之一空間關係；識別該樣本之該設計資料內之該源圖案之一或多個例項；及基於該源圖案之經識別之該一或多個例項及在該源圖案與該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項之該子集之該至少一個目標圖案之間之該空間關係，以識別該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項之該子集。
30. 如請求項28之缺陷檢測方法，其中識別該樣本之該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項包括：針對該一或多個目標圖案搜尋該設計資料以產生該一或多個目標圖案之經識別之該等例項。
31. 如請求項30之缺陷檢測方法，其中界定該一或多個看護區域包括：識別該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項；針對該設計資料內之該一或多個目標圖案之每一例項判定一可信度分數，該可信度分數為在該一或多個目標圖案與該設計資料內之該一或多個目標圖案之經識別之該一或多個例項之間之一類似性之一量測；及 將具有高於一經選擇可信度分數之一可信度分數之該設計資料內之該一或多個目標圖案之多個例項界定為該一或多個看護區域。
32. 如請求項28之缺陷檢測方法，其中該一或多個目標圖案包括：藉由一基於設計之分類或一基於設計之併像程序之至少一者所識別之一或多個目標圖案。
33. 如請求項28之缺陷檢測方法，其中該一或多個目標圖案包括：藉由一先前缺陷檢測程序所識別之一或多個目標圖案。
34. 如請求項28之缺陷檢測方法，其中判定該一或多個目標圖案包括：藉由一使用者判定該一或多個目標圖案。
35. 如請求項34之缺陷檢測方法，其中藉由該使用者判定該一或多個目標圖案包括：從該樣本之該設計資料選擇該一或多個目標圖案之一或多個例項。
36. 如請求項35之缺陷檢測方法，其中從該樣本之該設計資料選擇該一或多個目標圖案之該一或多個例項包括：從該樣本之該設計資料之一視覺顯示器選擇該一或多個目標圖案之該一或多個例項。
37. 如請求項33之缺陷檢測方法，其進一步包括：基於經識別之該一或多個缺陷而將一或多個額外目標圖案判定為多個所關注圖案；基於識別儲存於該控制器之該記憶體裝置內之該設計資料內之該一或多個額外目標圖案之多個例項而界定該樣本上之一或多個額外看護區域；及基於使用一虛擬檢測系統之檢測而識別該一或多個額外看護 區域內之一或多個額外缺陷。
38. 如請求項33之缺陷檢測方法，其中該設計資料包括：該樣本之一實體佈局或該樣本之一電佈局之至少一者。
39. 如請求項33之缺陷檢測方法，其進一步包括：提供該一或多個看護區域以用於一後續檢測程序中。
40. 如請求項28之缺陷檢測方法，其進一步包括：基於該樣本之該設計資料而對經識別之一或多個缺陷分類。
41. 一種缺陷檢測系統，其包括：一檢測子系統，其包括：一照明源，其經組態以產生一照明束；一組照明光學器件，其用以將該照明束引導至一樣本；一偵測器，其經組態以收集從該樣本發出之照明；及一控制器，其通信耦合至該偵測器，該控制器包含一記憶體裝置及經組態以執行多個程式指令之一或多個處理器，該等程式指令經組態以引起該一或多個處理器：將一或多個目標圖案判定為對應於該樣本上之一或多個特徵之多個所關注圖案；產生一複合搜尋圖案，其中該複合搜尋圖案包含一源圖案及該一或多個目標圖案之至少一個目標圖案；基於識別該樣本之該設計資料內之該複合搜尋圖案之一或多個例項而界定該樣本上之一或多個看護區域，其中該樣本之該設計資料儲存在該控制器之該記憶體裝置內；及在使用該照明子系統檢測該一或多個看護區域期間，基於藉由該偵測器收集之該照明識別該樣本之該一或多個看護區域內之一或多個缺陷。
42. 如請求項41之缺陷檢測系統，其中識別該樣本之該設計資料內 之該一或多個目標圖案之該等例項包括：針對該一或多個目標圖案搜尋該設計資料以產生該一或多個目標圖案之經識別之一或多個例項。
43. 如請求項41之缺陷檢測系統，其中界定該一或多個看護區域包括：識別該設計資料內之該一或多個目標圖案之該等例項；針對該設計資料內之該一或多個目標圖案之每一例項判定一可信度分數，該可信度分數為在該一或多個目標圖案與該設計資料內之該一或多個目標圖案之經識別之該等例項之間之一類似性之一量測；及將具有高於一經選擇可信度分數之一可信度分數之該設計資料內之該一或多個目標圖案之多個例項界定為該一或多個看護區域。
44. 如請求項41之缺陷檢測系統，其中該一或多個目標圖案包括：藉由一先前缺陷檢測程序所識別之一或多個目標圖案。
45. 如請求項41之缺陷檢測系統，其中判定該一或多個目標圖案包括：藉由一使用者判定該一或多個目標圖案。
46. 如請求項45之缺陷檢測系統，其中藉由該使用者判定該一或多個目標圖案包括：從該樣本之該設計資料選擇該一或多個目標圖案之一或多個例項。
47. 如請求項46之缺陷檢測系統，其中從該樣本之該設計資料選擇該一或多個目標圖案之該一或多個例項包括：從該樣本之該設計資料之一視覺顯示器選擇該一或多個目標圖案之該一或多個例項。

Images