[发明专利]基于轮廓的缺陷检测

说明书

本发明提供用于检测形成于样品上的图案中的缺陷的方法及系统。一个系统包含通过一或多个计算机子系统执行的一或多个组件，且所述组件包含第一基于学习的模型及第二基于学习的模型。所述第一基于学习的模型基于所述样品的设计产生所述图案的仿真轮廓，且所述模拟轮廓是通过成像子系统产生的所述样品的图像中的所述图案的无缺陷版本的预期轮廓。所述第二基于学习的模型经配置用于产生形成于所述样品上的所述图案的至少一个所获取图像中的所述图案的实际轮廓。所述计算机子系统经配置用于比较所述实际轮廓与所述模拟轮廓且基于所述比较的结果检测形成于所述样品上的所述图案中的缺陷。

技术领域

本发明大体上涉及用于检测形成于样品上的图案中的缺陷的方法及系统。

背景技术

以下描述及实例不凭借其包含于此章节中而被认为是现有技术。

在半导体制造过程期间的各个步骤使用检验过程来检测晶片上的缺陷以驱动制造过程中的更高良率及因此更高利润。检验始终为制造半导体装置的重要部分。然而，随着半导体装置尺寸减小，检验对于成功制造可接受半导体装置变得更为重要，这是因为较小缺陷可引起装置故障。

缺陷重检通常涉及重新检测由检验过程检测为缺陷的缺陷且使用高放大率光学系统或扫描电子显微镜(SEM)以较高分辨率产生关于缺陷的额外信息。因此，在晶片上的离散位置(其中已通过检验检测缺陷)处执行缺陷重检。通过缺陷重检产生的缺陷的较高分辨率数据更适用于确定缺陷的属性(例如轮廓、粗糙度、更准确大小信息等)。由于针对通过检验在晶片上检测的缺陷执行缺陷重检，因此可基于通过检验过程确定的缺陷属性确定用于经检测缺陷的位置处的缺陷重检的参数。

在半导体制造过程期间的各种步骤还使用计量过程来监测且控制工艺。计量过程与检验过程不同之处在于，不同于其中在晶片上检测缺陷的检验过程，计量过程用于测量无法使用当前所使用的检验工具确定的晶片的一或多个特性。例如，计量过程用于测量晶片的一或多个特性，例如在工艺期间形成于所述晶片上的特征的尺寸(例如，线宽、厚度等))，使得可从所述一或多个特性确定工艺的性能。另外，如果晶片的一或多个特性是不可接受的(例如，在所述特性的预定范围的外)，那么可使用所述晶片的一或多个特性的测量以更改工艺的一或多个参数，使得由所述工艺制造的额外晶片具有可接受特性。

计量过程与缺陷重检过程不同之处还在于，不同于其中在缺陷重检中重访通过检验检测的缺陷的缺陷重检过程，可在未检测到缺陷的位置处执行计量过程。换句话说，不同于缺陷重检，在晶片上执行计量过程的位置可独立于对晶片执行的检验过程的结果。特定来说，可独立于检验结果选择执行计量过程的位置。另外，由于可独立于检验结果选择在晶片上执行计量的位置，因此不同于其中无法确定晶片上待执行缺陷重检的位置直到晶片的检验结果产生且可用于使用的缺陷重检，可在已对晶片执行检验过程之前确定执行计量过程的位置。

测量“关键”结构的临界尺寸(CD)对监测当前及下一代节点(例如，7nm及5nm)的过程是至关重要的。“关键”的确定来自若干源，例如密度及接近性、模拟、经验及光学接近性校正(OPC)等的已知规则。然而，SEM图像能够在与这些先验无关的情况下看到图案保真度且可在明确无需这些先验的情况下帮助识别未知“热点”，这对于工艺控制可为极其有价值的且还潜在地开创用于图案保真度的新特性化方法。

用于CD-SEM的当前使用的方法具有若干挑战，例如其是缓慢的、其需要仔细设置每一位点及了解待测量的位点且需要沿下线进一步解释其结果。大体上快速重检SEM的使用得到普及以涵盖此保真度应用。另外，其允许消费者开发及使用其自身的算法解决方案，从而将这些平台简化为“图像接受者”。因此，明确需要克服这些挑战以实现用户的充分图案保真度监测。

典型CD测量应用包含数个模块。一个此模块是包含其中待进行CD测量的区域的识别及标记的所关注区(ROI)定义。另一此模块包含任选设计呈现步骤，其包含从OPC前设计产生预期SEM轮廓。额外模块包含边缘提取，其包含从当前SEM图像产生边缘及/或轮廓。进一步此模块包含测量算法，其包含比较经定义ROI内的预期“边缘”与当前“边缘”。