[发明专利]以聚焦体积方法的晶片检验

说明书

本发明揭示用于检测半导体样本中的缺陷的方法及设备。使用检验工具以在多个聚焦设置下从所述样本的多个xy位置中的每一者收集强度数据集合。依据聚焦设置针对所述xy位置的经收集强度数据集合中的每一者提取具有多个系数的多项式方程式。用于所述多个xy位置的所述系数的值集合中的每一者是以对应系数图像平面表示。接着，分析系数图像平面的目标集合及系数图像平面的参考集合以检测所述样本上的缺陷。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张陈格雷(Grace Chen)在2015年1月21日申请的标题为“以聚焦体积方法的晶片检验(Wafer Inspection With Focus Volumetric Method)”的第62/105,979号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案的全部内容出于全部目的以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及晶片及主光罩检验系统的领域。更特定地说，本发明涉及用于增加对缺陷检测的灵敏度的检验技术。

背景技术

通常，半导体制造产业涉及用于使用分层并图案化到衬底(例如硅)上的半导体材料制作集成电路的极复杂技术。集成电路通常是由多个主光罩制成。主光罩的产生及此类主光罩的后续光学检验已变为半导体生产中的标准步骤。半导体装置(例如逻辑及存储器装置)的制作通常包含使用极多个半导体制造工艺利用多个主光罩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。多个半导体装置可以某种布置制作在单个半导体晶片上且接着分离成个别半导体装置。

如果主光罩或晶片上存在缺陷，那么所得半导体装置可能无法正确运作。在裸片对裸片(die-to-die)检验中，比较测试裸片的图像与参考裸片的图像，且分析差异以检测缺陷。常规地，针对晶片的单个目标找到最佳聚焦，且接着在整个晶片中使用此最佳聚焦。然而，测试及参考裸片的最佳聚焦归因于多种因素而随着晶片位置的不同而改变使得并非在最佳聚焦设置下检验晶片上的不同位置。裸片对裸片检验可由此收集跨晶片且不在最佳聚焦下的图像，这导致引入噪声到检验结果中使得缺陷更加难以检测。

发明内容

下文展示本发明的简化发明内容以提供对本发明的某些实施例的基本理解。此发明内容并非本发明的广泛概述且其并不标示本发明的关键/重要元素或界定本发明的范围。其唯一目的是以简化形式展示本文中揭示的一些概念作为随后展示的更详细描述的绪论。

在一个实施例中，揭示一种用于检测半导体样本中的缺陷的方法。使用检验工具以在多个聚焦设置下从所述样本的多个xy位置中的每一者收集强度数据集合。依据聚焦设置针对所述xy位置的经收集强度数据集合中的每一者提取具有多个系数的多项式方程式。以对应系数图像平面表示用于所述多个xy位置的所述系数的值集合中的每一者。接着，分析系数图像平面的目标集合及系数图像平面的参考集合以检测所述样本上的缺陷。

在特定实施方案中，在所述多个聚焦设置下从一或多个扫描带的下一集合之前的一或多个扫描带的第一集合收集强度数据，且从其中收集所述强度数据的所述第一及下一扫描带中的所述扫描带的数目经选择小于用于影响实际聚焦位置的热膨胀时间。在进一步方面中，从所述检验工具收集实时xy及z编码器位置数据。在针对所述xy位置的经收集强度数据集合中的每一者提取所述多项式方程式之前，可基于所述经收集实时xy位置数据将来自每一聚焦设置的所述经收集强度数据对准。在进一步方面中，在对强度数据执行所述对准操作之前在所述多个聚焦设置下从xy位置的每一对扫描带收集此强度数据。