[发明专利]一种用于检测光刻图案的缺陷的方法和系统

说明书

公开了一种用于检测光刻图案的缺陷的方法和对应的系统。图案被形成在包括多个管芯区域(110)的半导体晶片(100)上，其中管芯区域中的每一者具有感兴趣区域ROI(200)，其包括形成光刻图案的多个特征(201‑209)。该方法包括以下步骤：a)获取(30)所述ROI中的至少一个ROI的图像；b)移除(40)触及所述图像的边缘的特征；以及c)计算(50)所述图像中的剩余特征的数量。

技术领域

本发明概念涉及一种用于检测被用于半导体器件的生产的光刻图案的缺陷的方法和系统。

背景

光刻随着技术节点的不断缩小而变得更具挑战性。满足不断增加的需求的一种尝试一直是使用多种图案化技术，其中图案通过每层使用多个掩模来被构建。同时，特征的降低的间隔或间距已导致不断增加的检查挑战和缺陷位置检测。光学检查工具可给予粗略的位置，但是由于它们的有限分辨率而不能够在光学图像内高准确指出其中特征正在失效的确切位置。查验-扫描电子显微镜 (SEM)可被用于光学缺陷位置处的进一步分析，但这是高度耗时且易出错的手动过程。另一种技术利用电子束(E-beam)检查，其也受到低吞吐量的不利影响。因此，需要用于检测和定位缺陷的改进的方法。

发明内容

本发明概念的目的是提供一种用于检测和定位缺陷的改进的方法。从以下可以理解进一步的及替代的目的。

由于当图案从掩模转移到衬底时所引入的误差及现象，印刷的光刻图案经常偏离预期的光刻掩模设计。影响图案质量的重要因素是光刻工具的质量和性能，其可能由于例如工具中的不准确性、磨损和环境变化而不可预测地改变。聚焦的质量和曝光能量(或剂量)是特别值得关注的，其中前者可相对于完美聚焦(即，零散焦)用公差来表示，从而导致例如在零散焦状态的任一侧的散焦值范围，并且后者表示为例如剂量中的变化。如果图案中的偏差大到足以对预期的最终结构的操作具有不利影响，则它们可被称为误差或缺陷。

误差或缺陷的示例可包括相邻图案特征之间的例如由定位误差、特征的偏离的轮廓或形状、或布置在特征之间的受污染的结构造成的非预期桥接。其他示例包括将预期的图案特征切割或分离成两个或更多个部分。这些示例利用了以下理解：在光刻图案的上下文中，“特征”可对应于形成光刻图案的连续形状的区域，即，由不间断和闭合的轮廓定义的区域。将结合附图详细讨论特征和可能的缺陷的示例。

因此，根据本发明概念的第一方面，提供了一种用于检测包括多个管芯区域的半导体晶片上的光刻图案的缺陷的方法。管芯区域中的每一者具有感兴趣区域(ROI)，其包括形成光刻图案的多个特征。本发明方法涉及获取诸ROI 中的至少一个ROI的图像，以及对所述图像中所表示的图案特征的数量进行计数。

本发明概念利用了以下实现：在获取的检查图像中所表示的图案特征的数量可被用作缺陷的指示，其可通过将图像的特征的实际数量与特征的参考数量进行比较来被量化。特征的参考数量可按若干不同方式获得，诸如通过对多个图像或ROI的统计分析、与相邻ROI或管芯的比较、或从设计布局文件获得。

该方法可进一步利用以下事实：光刻图案可以在不同管芯之间被重复。通过收集每个管芯内的特定和相同位置上的图像，每个图像可按类似的方式相对于光刻图案被对准，且因此容易彼此进行比较。这样的比较可相对快速且容易，并且不同管芯区域的图像之间的任何偏差可被标记为缺陷。

对光刻图案的更快速和更可靠的分析因此被提供，起码不是因为可以在没有操作员的手动检查和/或分析的情况下自动检测可能的缺陷。此外，对每个图像中的特征数量进行计数与基于例如对图案特征的轮廓、形状或区域的分析或基于将图像相互比较的其他方法相比可能要求更少的处理资源。