通过利用交替失效模式的标称特性的图案失效发现

摘要

本发明提供用于检测晶片上的缺陷的方法及系统。一种方法包含获取由检验系统产生的关于晶片的输出。使用不同工艺条件在所述晶片上印刷不同裸片。所述不同工艺条件对应于所述晶片的不同失效模式。所述方法还包含比较针对使用对应于所述不同失效模式中的第一者的所述不同工艺条件印刷的所述不同裸片中的第一者产生的所述输出与针对使用对应于与所述不同失效模式中的所述第一者相对的所述不同失效模式中的第二者的所述不同工艺条件印刷的所述不同裸片中的第二者产生的所述输出。此外，所述方法包含基于所述比较步骤的结果检测所述晶片上的缺陷。

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于使用印刷于晶片上的裸片与关于所述晶片的交替失效模式的比较的图案失效发现的方法及系统。

背景技术

以下描述及实例不因其包含于此段落中而被承认是现有技术。

检验过程在半导体制造工艺期间用于各种步骤处以检测晶片上的缺陷以促进制造工艺中的更高良率且因此促进更高利润。检验始终是制造半导体装置的重要部分。然而，随着半导体装置的尺寸减小，检验对于可接受半导体装置的成功制造变得更为重要，这是因为较小缺陷可导致装置失效。

一般来说，半导体制造工艺涉及跨整个晶片在相同工艺条件下在晶片上印刷多个裸片。举例来说，通常使用最熟知工艺条件处理整个晶片使得可在具有装置将形成有所要特性的最大可能性的情况下跨整个晶片形成相同装置。然而，在一些例子中，可使用不同工艺条件在单个晶片上印刷多个裸片。可执行晶片的此印刷使得在不同工艺条件下印刷的裸片可用于确定关于晶片的设计或对晶片执行的工艺的更多信息。

在一个此例子中，可跨晶片使用不同聚焦值及曝光值印刷所述晶片。可使用通常称为工艺窗口质量鉴定(PWQ)晶片布局的事物比较经调制裸片(即，在不同于标称的聚焦及曝光的值下印刷的裸片)与标称裸片(即，在聚焦及曝光的标称值下印刷的裸片)。替代地，可使用焦点曝光矩阵(FEM)晶片布局比较经调制裸片与邻近、更少或更多地经调制的裸片。在FEM晶片布局中，可改变跨晶片上的一行的裸片的曝光，且可改变跨晶片上的一列的裸片的聚焦。以此方式，可使用聚焦剂量及曝光剂量的不同组合在同一晶片上印刷不同裸片。PWQ希望通过比较经调制裸片与标称裸片而增加检测灵敏度。相比之下，FEM通常用于通过使邻近经调制裸片相互进行比较来界定工艺窗口。

上文描述的使用经调制裸片的方法具有若干挑战。举例来说，在上文描述的方法中可检测到太多缺陷，这削弱了有效取样缺陷的能力。特定来说，当比较经高度调制的裸片与标称裸片时，检测较容易但在接近正常的调制下，噪声电平可增加。这导致大体上 较高的缺陷计数且通常使取样真实缺陷较为困难。如果从较低调制取样缺陷，那么图案变形量可能太小以至于不存在且因此可被当做公害忽视掉。通常，缺陷重检时间被浪费，且缺陷重检工具用户可能在察看如此多的非相关图案时感到疲劳。换句话说，在检验及/或重检非相关光刻条件时可能浪费了许多努力。另外，即使在缺陷重检时付出全部努力，仍可能归因于缺乏使用扫描电子显微镜(SEM)图像确认缺陷的能力而漏掉关键弱点。

用于上文描述的方法的当前使用的晶片布局对于为了实验的目的传递具有相对高信号的数据来说并非有效。举例来说，用于标称裸片的晶片区域的摄像位置(至少两列)被浪费，这是因为其未用于印刷潜在系统缺陷。继而，用户又常常发现跨晶片不存在足够数量的调制。另一方面，每个调制印刷一个裸片减小发现归因于跨晶片变化的系统缺陷的概率。另外，如果经调制裸片碰巧在晶片的“较安静(quieter)”区域处，那么也可捕获归因于跨晶片变化的图案失效。

因此，开发不具有上文描述的一或多个缺点的系统及/或方法将是有利的。

发明内容

不可以任何方式将各种实施例的以下描述理解为限制所附权利要求书的标的物。

一个实施例涉及一种用于检测晶片上的缺陷的计算机实施方法。所述方法包含获取由检验系统产生的关于晶片的输出。使用不同工艺条件在所述晶片上印刷不同裸片。不同工艺条件对应于晶片的不同失效模式。所述方法还包含比较针对使用对应于所述不同失效模式中的第一者的不同工艺条件印刷的不同裸片中的第一者产生的输出与针对使用对应于与不同失效模式中的第一者相对的不同失效模式中的第二者的不同工艺条件印刷的不同裸片中的第二者产生的输出。此外，所述方法包含基于比较步骤的结果检测晶片上的缺陷。由计算机系统执行获取、比较及检测步骤。

可如本文中进一步描述那样执行上文描述的方法。另外，上文描述的方法可包含本文中描述的任何其它方法的任何其它步骤。此外，可由本文中描述的系统中的任何者执行上文描述的方法。

另一实施例涉及非暂时性计算机可读媒体，其存储用于执行用于检测晶片上的缺陷的计算机实施方法的可在计算机系统上执行的程序指令。所述计算机实施方法包含上文描述的方法的步骤。可如本文中描述那样进一步配置所述计算机可读媒体。可如本文中进一步描述那样执行所述计算机实施方法的步骤。另外，所述程序指令可执行的所述计算机实施方法可包含本文中描述的任何其它方法的任何其它步骤。

额外实施例涉及一种经配置以检测晶片上的缺陷的系统。所述系统包含经配置以产 生关于晶片的输出的检验子系统。使用不同工艺条件在所述晶片上印刷不同裸片。不同工艺条件对应于所述晶片的不同失效模式。所述系统还包含经配置以执行上文描述的方法的比较及检测步骤的计算机子系统。可如本文中描述那样进一步配置所述系统。

附图说明

一旦阅读以下详细描述且一旦参考所附图式便将了解本发明的其它目的及优点，其中：

图1为说明关于晶片的工艺窗口及在工艺窗口的不同隅角处的不同工艺条件的一个实施例的示意图；

图2到5为说明可如何使用图1的不同工艺条件在晶片上印刷不同裸片的各种实施例的示意图；

图6到7为说明验证及/或确定工艺窗口及如由晶片的系统缺陷界定的设计弱点的各种实施例的流程图；

图8为说明可由本文中描述的实施例产生的缺陷检测结果的实例的示意图；

图9为说明包含用于执行本文中描述的计算机实施方法中的一或多者的可在计算机系统上执行的程序指令的非暂时性计算机可读媒体的一个实施例的框图；及

图10为说明经配置以检测晶片上的缺陷的系统的一个实施例的侧视图的示意图。

虽然本发明易于以各种修改及替代形式呈现，但本发明的特定实施例通过图式中的实例展示且将在本文中加以详细描述。然而，应理解，图式及另外详细描述不希望将本发明限于所揭示的特定形式，而相反，本发明将涵盖如由所附权利要求书界定的落于本发明的精神及范围内的全部修改、等效物及替代物。

具体实施方式

现转向图式，应注意，图式未按比例绘制。特定来说，极度夸大图式的一些元件的比例以强调元件的特性。还应注意，图式未按相同比例绘制。使用相同参考数字指示可经类似配置的展示于一个以上的图式中的元件。除非本文中另有指明，否则所描述及展示的任何元件可包含任何合适市售元件。

一个实施例涉及用于检测晶片上的缺陷的计算机实施方法。本文中描述的实施例提供用于使用经调制晶片布局以有效方式识别系统图案失效的方法及系统。本文中引入新晶片布局以减少数据中的噪声，增加检测到真实缺陷的可能性且增强一旦在缺陷重检工具(例如扫描电子显微镜(SEM))上重检到真实系统缺陷便识别所述真实系统缺陷的能 力。另外，在本文中进一步描述新配方产生(较简单)方法。

所述方法包含获取由检验系统产生的关于晶片的输出。所述检验系统可为基于光的检验系统。以此方式，检验工具可为光学检验工具。然而，检验系统可为基于电子束的检验系统。所述检验系统可包含所属领域中已知的任何适当市售的基于光或电子束的检验系统。另外，基于光的检验系统可为明场(BF)及/或暗场(DF)检验系统。以此方式，用于本文中描述的实施例中的检验系统不限于BF、DF及/或电子束检验。换句话说，本文中描述的实施例独立于检验系统平台。

获取输出可包含使光在晶片上方扫描且响应于在扫描期间由检验系统检测到的来自晶片的光产生输出(例如，图像或图像数据)。以此方式，获取输出可包含扫描晶片。然而，获取输出并不一定包含扫描晶片。举例来说，获取输出可包含从其中已存储(例如，由检验系统存储)输出的存储媒体获取输出。可以任何适当方式执行从存储媒体获取输出且从其获取输出的存储媒体可包含本文中描述的存储媒体中的任何者。

使用不同工艺条件在晶片上印刷不同裸片，且不同工艺条件对应于晶片的不同失效模式。不同工艺条件可包含例如对晶片执行的光刻工艺的聚焦及曝光的任何适当晶片制造工艺的任何适当工艺条件。此类不同工艺条件可用于印刷本文中描述的新晶片布局中的任何者。此外，虽然在本文中关于聚焦及曝光描述一些晶片布局，但应理解，本文中描述的晶片布局中的任何者可与任何其它不同工艺条件一起使用。可使用关于晶片的相同设计印刷不同裸片中的每一者。以此方式，不同裸片包含在不同工艺条件下印刷的相同图案特征。

在一个实施例中，对应于不同失效模式的不同工艺条件包含在关于晶片的工艺窗口的隅角处的工艺条件。如本文中使用，术语“在工艺窗口的隅角处的工艺条件”通常是指具有确切处于工艺窗口的隅角处的值的工艺条件。然而，“在工艺窗口的隅角处的工艺条件”还可包含具有大体上接近工艺窗口的隅角的值的工艺条件。举例来说，“在工艺窗口的隅角处的工艺条件”可包含与在隅角处的确切值仅相距一个增量且因此可处于工艺窗口限制的略微靠内或靠外处的工艺条件。

图1说明关于晶片的工艺窗口及在工艺窗口的不同隅角处的不同工艺条件的一个实施例。举例来说，如图1中所展示，可关于例如光刻的工艺界定工艺窗口100。此工艺窗口可依据曝光(在图1中的x轴上展示)及聚焦(如图1中的y轴上展示)来界定。以此方式，工艺窗口可由一系列曝光值及一系列聚焦值界定。

在大多数例子中，工艺窗口的标称条件将在工艺窗口的中心处。举例来说，如图1中所展示，由在图1中展示的工艺条件N说明此工艺窗口的标称条件。

工艺窗口条件的极值界定隅角102、104、106及108。以此方式，工艺窗口条件A、B、C及D可分别位于隅角102、104、106及108处。在本文中描述且在图式中展示的晶片布局的实施例中，图1中展示的参考字母用于指代在这些工艺窗口条件下印刷的裸片。换句话说，A裸片在图1中展示的工艺窗口条件A下印刷，B裸片在图1中展示的工艺窗口条件B下印刷，等等。

在另一实施例中，使用是相同的不同工艺条件在晶片上印刷两个或两个以上不同裸片。举例来说，如本文中将进一步描述，实施例的晶片布局可包含印刷于晶片上的各种位置处的一个以上A裸片、一个以上B裸片等等。

在一些实施例中，在跨晶片的大体上整个尺寸延伸的裸片的一行中在晶片上彼此邻近印刷不同裸片中的第一者及第二者，且裸片的行包含与使用对应于不同失效模式中的第二者的不同工艺条件印刷的裸片交替的使用对应于不同失效模式中的第一者的不同工艺条件印刷的裸片。以此方式，可跨裸片重复调制以增加印刷跨归因于对晶片执行的制造工艺(例如，光刻、化学机械抛光(CMP)、蚀刻及化学气相沈积(CVD))的条件的晶片级工艺变化的系统缺陷的概率。因而，本文中描述的实施例可使用重复经调制裸片布局以捕获晶片级失效标志，借此增大检测的概率。以此方式，针对例如图案失效发现及验证本文中进一步描述的工艺规范限制的应用仅可检验或重检隅角行。

图2说明裸片在晶片的部分上的一个此布置。特定来说，如图2中所展示，在晶片(图2中未展示)的部分上的行200包含与D裸片交替的A裸片。另外，在晶片的部分上的行202包含与C裸片交替的B裸片。如本文中进一步描述，这些行的裸片可跨晶片的大体上整个尺寸延伸。另外，如本文中使用的“晶片的大体上整个尺寸”通常是指可跨其印刷完整裸片的晶片的整个尺寸。举例来说，在晶片上的裸片的任何列或行中，在晶片的外围处的晶片的一些部分通常不用于印刷裸片，这是因为仅裸片的部分可印刷于此处。另外，在晶片上的每一裸片之间通常允许一些非印刷空间使得裸片之间不存在重叠。因而，“大体上整个尺寸”通常是指仅排除晶片的不可使用部分及裸片之间的空间的晶片上的一列或一行的整个尺寸。

因此，在图2中展示的实施例中，可以交替方式跨晶片上的一行印刷如本文中进一步描述那样彼此比较的裸片。因而，当由例如本文中描述的检验系统的检验系统在晶片上扫描行时，可比较针对一行中的一个裸片产生的检验系统的输出与针对样本上的行中的先前裸片产生的检验系统的输出。因此，裸片的此印刷促进晶片上的邻近裸片之间的比较，尤其对于在执行扫描时执行的比较。

在一个实施例中，使用对应于不同失效模式中的一者的工艺条件印刷晶片上的全部 裸片。举例来说，仅可在工艺窗口内的极端隅角处在晶片上印刷裸片。在一个此实例中，如图3中所展示，可仅使用A裸片、B裸片、C裸片及D裸片(即，在如图1中展示的印刷于工艺窗口的隅角处的裸片)印刷晶片300。以此方式，整个晶片可仅包含在图1中展示的隅角条件A、B、C及D下印刷的裸片。因此，此晶片可称为“隅角晶片”。以此方式，仅可使用工艺规范的极端隅角条件印刷晶片。可执行仅具有隅角条件的印刷摄像以产生具有最大可能图案变化的晶片布局。另外，将整个晶片区域用于隅角摄像将有助于涵盖晶片级变化。

虽然在图2及3中展示的调制序列可对于一些类型的检验系统配置及在检验期间执行的比较尤其有利，但应理解，可以任何其它适当布置在晶片上印刷在本文中描述的裸片。举例来说，如图4中所展示，另一调制序列可包含印刷于晶片(图4中未展示)上的若干行400。行中的每一者的一半包含与D裸片交替的A裸片，且行中的每一者的另一半包含与C裸片交替的B裸片。包含于行中的每一者中的裸片的数目可为最高为可印刷于晶片上的可用空间中的最大值的任何适当数目。另外，印刷于晶片上的行的数目可多达归因于可用晶片空间而可允许的最大值。以此方式，图4中展示的调制序列可用于使用印刷于工艺窗口的隅角处的裸片印刷整个晶片。

在额外实施例中，不针对不同工艺条件使用工艺窗口的标称工艺条件印刷晶片上的裸片。举例来说，如图3中所展示，仅使用在经调制工艺条件下的裸片印刷整个晶片。另外，如本文中进一步描述，用于缺陷检测的比较可不涉及在标称工艺条件下印刷的任何裸片。因此，不同于其中在不同工艺条件下印刷不同裸片的先前使用的晶片布局，本文中描述的实施例可不包含在标称工艺条件下印刷任何裸片或将在标称工艺条件下印刷的任何裸片用于比较。因而，本文中描述的晶片布局可将晶片上的全部可用空间用于印刷经调制裸片。

在另一实施例中，不针对不同工艺条件使用工艺窗口的标称工艺条件印刷晶片上的所有裸片中的一者以上。举例来说，虽然不包含以本文中描述的晶片布局在标称条件下印刷的任何裸片可为有利的，但晶片布局可包含位于晶片上的任何位置中的一或多个标称裸片。可基于待在晶片上检测的缺陷的类型且因此基于将执行的比较的类型而确定是否在标称工艺条件下在晶片上印刷一或多个裸片。

所述方法还包含比较针对使用对应于不同失效模式中的第一者的不同工艺条件印刷的不同裸片中的第一者产生的输出与针对使用对应于与不同失效模式的第一者相对的不同失效模式中的第二者的不同工艺条件印刷的不同裸片中的第二者产生的输出。举例来说，在一个实施例中，对应于不同失效模式的不同工艺条件包含在晶片的工艺窗口 的隅角处的工艺条件，对应于不同失效模式中的第一者的不同工艺条件在工艺窗口的隅角中的第一者处，且对应于不同失效模式中的第二者的不同工艺条件在与隅角中的第一者相对的工艺窗口的隅角中的第二者处。以此方式，通过比较一个极端经调制裸片与相对于其的另一极端经调制裸片而执行用于识别系统缺陷的裸片比较。以此方法，每一个裸片具有实现真实缺陷(例如，取决于调制的方向开(open)缺陷或短(short)缺陷)的检测的潜能。另外，由于相对调制将展现不同图案失效，所以可利用各调制的标称本质以发现其它调制中的错误且因此产生晶片占用面积的使用效率。举例来说，可通过使用不同失效模式而利用本文中描述的一个经调制摄像作为用于另一经调制摄像的“标称”条件。换句话说，在一个调制条件下的一个图案类型的失效在另一位置处产生标称条件。以此方式，比较步骤通过比较来自不同失效模式的裸片而产生“伪标称”裸片。因而，印刷于晶片上的摄像可限于仅包含较靠近工艺规范的限制或隅角处的相关光刻条件以实现晶片区域的有效使用。因此，在图1中展示的工艺条件的背景内容中，上文描述的比较步骤可包含比较关于A裸片的输出与关于D裸片的输出或比较关于B裸片的输出与关于C裸片的输出。

在一个实施例中，比较步骤包含比较针对使用对应于不同失效模式中的第三者的不同工艺条件印刷的不同裸片中的第三者产生的输出与针对使用对应于与不同失效模式中的第三者相对的不同失效模式中的第四者的不同工艺条件印刷的不同裸片中的第四者产生的输出。举例来说，比较步骤可包含两个比较，每一个比较用于每一组相对隅角。因此，在图1中展示的工艺条件的背景内容中的一个此实例中，比较步骤可包含比较关于A裸片的输出与关于D裸片的输出且比较关于B裸片的输出与关于C裸片的输出。

在另一实施例中，所述方法不包含针对不同工艺条件比较针对不同裸片中的任何者产生的输出与关于使用工艺窗口的标称工艺条件印刷的裸片的输出。举例来说，本文中描述的实施例可涉及在不使用标称裸片的情况下比较极端调制。因此，本文中描述的实施例可使用无标称条件的经调制晶片。

所述方法进一步包含基于比较步骤的结果检测晶片上的缺陷。举例来说，比较步骤将包含比较针对在相同裸片内位置处的不同裸片产生的输出。以此方式，比较步骤将比较关于在不同调制工艺条件下印刷的相同图案类型的输出。因此，比较步骤可产生差异图像，所述差异图像包含依据裸片内的位置而变化的两个裸片之间的差异。接着，可进一步检查所述差异以确定其是否对应于潜在缺陷。举例来说，检测缺陷可包含比较针对不同裸片产生的差异图像与阈值。可将阈值上方的差异图像的部分识别为潜在缺陷而可不将阈值下方的差异图像的部分识别为潜在缺陷。任何适当方法或算法可用于执行比较 步骤。另外，可将任何适当缺陷检测方法或算法应用于比较步骤的结果以检测晶片上的缺陷。换句话说，任何缺陷检测方法或算法可与本文中描述的比较步骤结果一起使用。以此方式，只要缺陷检测方法或算法可经修改以使用本文中描述的比较步骤结果作为输入，则本文中描述的实施例并非特定缺陷检测方法或算法。然而，还可产生或可替代地产生新检验配方以优化关于比较经调制裸片的灵敏度。

经检测的缺陷包含系统缺陷。与在当前使用的其它方法及系统中相比，在本文中描述的实施例中可更容易检测系统缺陷，这是因为本文中描述的实施例使用在工艺窗口限制处或接近工艺窗口限制印刷的裸片的比较以检测晶片上的缺陷。举例来说，在较低调制下识别系统缺陷大体上是困难的。特定来说，较低调制可展现大体上较小的图案变形或不展现图案变形。如果在缺陷重检中对此缺陷进行取样，那么可将所述缺陷分类为公害。另外，当经比较的裸片的调制相对低时(例如，比较在相对靠近标称的工艺条件下印刷的裸片与印刷于标称工艺条件处的裸片)，缺陷检测结果中的增加的噪声可使看见晶片上的真实失效更困难。因此，使用在工艺条件限制处或接近工艺条件限制的调制水平增加检测到是真实缺陷的缺陷的概率。换句话说，随着工艺条件的调制程度变得更高，可检测到更多系统缺陷。此外，随着调制增加，检测到真实系统缺陷的可能性成指数级增加。因而，本文中描述的实施例比使用在较低调制下印刷的裸片执行的方法及系统具有更大的检测到真实系统缺陷的概率。

检测到的缺陷的至少一些位置包含关于晶片的设计中的先前未经检测到的图案失效。举例来说，缺陷发现可包含检测图案系统缺陷(弱图案)、工艺引发的系统缺陷及良率相关的粒子。“图案失效”可通常定义为可能在工艺规范限制内失效的设计中的弱点。本文中描述的实施例可用于发现可能在工艺规范限制内失效的关于晶片的设计中的全部弱点。特定来说，本文中描述的隅角摄像可用于发现设计中的全部弱图案。以此方式，本文中描述的实施例可通过利用交替失效模式的标称条件而发现图案失效。换句话说，可通过比较经调制裸片与不同失效机制而检测图案失效，其中一个失效模式通过利用工艺窗口条件内的失效的低可能性而对于另一失效模式表现为“标称”条件。在典型缺陷比较中，比较坏者与好者以发现坏者。然而，在此情况中，使用两个潜在坏条件但通过与交替坏条件的好部分比较而识别坏点。在一个此实例中，本文中描述的比较步骤可包含比较正弦曲线与余弦曲线以检测高点及低点而非比较正弦曲线与平整线。可通过比较标称摄像而执行良率相关粒子检测以识别随机缺陷。

图案失效发现可常常与工艺窗口定义混淆。然而，不同于工艺窗口确定，图案失效发现的目标的发现设计中的全部弱图案类型而非界定聚焦及曝光的操作范围。举例来 说，在图案失效发现中，可能已界定工艺规范(例如，聚焦/曝光规范)。为了有效地发现图案失效，最好减少从接近标称条件的摄像产生的缺陷。因此，检验及重检可仅限于具有重要性的发现的隅角。以此方式，可显著限制由检验产生的缺陷计数。另外，关注区域可用于将检验及重检限于关键区域以进一步减少缺陷计数。因而，本文中描述的实施例通过比较来自极端调制的裸片(或摄像)以放大差异图像而提高对于图案失效的检测灵敏度。另外，印刷于工艺窗口的四个隅角处的裸片可用于图案失效发现，且可使用此类裸片印刷整个晶片以跨整个晶片识别弱图案类型。

在另一实施例中，工艺窗口的隅角由不同工艺条件的最大值及最小值而界定，不同工艺条件包含在工艺窗口的内部隅角处的工艺条件，且内部隅角邻近所述隅角且比所述隅角更靠近标称工艺条件。以此方式，可扩展晶片布局以在晶片上包含一些额外调制。额外调制可印刷于工艺窗口内的额外次级隅角处。

在一个实例中，如图1中所展示，工艺条件A、B、C及D可处在由聚焦及剂量的最大值及最小值界定的工艺窗口的隅角处。在一些实施例中，使用例如仅在隅角处的工艺条件内部的工艺条件E、F、G及H的其它工艺条件可为有利的。以此方式，工艺条件E、F、G及H可位于彼此相对的内部隅角处。举例来说，如图1中所展示，工艺条件E及H位于相对内部隅角处，且工艺条件F及G位于相对内部隅角处。另外，如图1中所展示，工艺条件E、F、G及H与标称工艺条件N间隔。因此，虽然工艺条件E、F、G及H比隅角处的工艺条件更靠近标称，但工艺条件E、F、G及H仍相对经高度调制。举例来说，工艺条件E、F、G及H可与标称尽可能地间隔而不与隅角处的工艺条件重叠。以此方式，图1中展示的A、B、C及D表示在工艺窗口的极端隅角处的摄像，且E、F、G及H表示在更靠近标称的次级调制下的摄像。在本文中描述且在图式中展示的晶片布局的实施例中，图1中展示的参考字母用于指代在这些工艺窗口条件下印刷的裸片。换句话说，E裸片在图1中展示的工艺窗口条件E下印刷，F裸片在图1中展示的工艺窗口条件F下印刷处，等等。

图5说明此类裸片在晶片的部分上的一个布置。特定来说，如图5中所展示，晶片(图5中未展示)的部分上的行200包含与D裸片交替的A裸片。另外，晶片的部分上的行202包含与C裸片交替的B裸片。可如本文中进一步描述那样配置这些行的裸片。此布置还可包含包含与H裸片交替的E裸片的在晶片的部分上的行500及包含与G裸片交替的F裸片的在晶片的部分上的行502。可如本文中进一步描述那样配置这些行。因此，任何一个晶片可包含不同行的裸片，且每一行裸片可仅包含将彼此比较的裸片。此外，任何晶片可包含一个以上图5中展示的行中的任何者。举例来说，晶片可包含两个 行200、两个行202、一个行500及一个行502。此外，可在间距允许的情况下尽可能地跨晶片重复本文中描述的行或行集合中的任何者。另外，虽然图5中展示的调制序列可对于一些类型的检验系统配置及检验期间执行的比较尤其有利，但应了解，可以任何其它适当布置在晶片上印刷本文中描述的裸片。

如果扩展晶片布局以包含例如上文中描述的调制的一些额外调制，那么比较步骤仍应包含比较来自相对、极端调制条件的裸片。然而，此类实施例还可包含例如本文中进一步描述的比较的其它比较。举例来说，在一个此实施例中，比较步骤包含比较针对使用在工艺窗口的内部隅角中的第一者处的不同工艺条件印刷的不同裸片中的第三者产生的输出与针对使用在与内部隅角的第一者相对的内部隅角中的第二者处的不同工艺条件印刷的不同裸片中的第四者产生的输出。在基于图1中展示的布局的一个此实例中，比较步骤可包含比较E裸片与H裸片及/或比较F裸片与G裸片。

在一些情况中，包含在调制下印刷的裸片的比较而非仅包含极端隅角处的裸片的比较可为有利的。举例来说，在极端(或初级)隅角处执行的比较可对于可如本文中进一步描述那样执行的缺陷类型发现及工艺规范验证尤其有用。在次级隅角处执行的比较可用于图案可靠性检查。举例来说，由于并非全部位置均将在生产规范内失效，所以可期望差异图像为可能系统缺陷。然而，如果在极端隅角处检测到太多真实系统缺陷，那么本文中描述的次级隅角可用于理解工艺规范内的较窄窗口的问题的程度。使用次级调制(在上文中描述的内部隅角处)执行检验可增进对规范限制内的图案化行为的理解。

另外，虽然不在本文中描述的晶片布局中包含在标称或接近标称条件下印刷的裸片可为尤其有利，但本文中描述的方法可包含比较由检验系统针对印刷于标称条件处的裸片产生的输出与由检验系统针对印刷于接近标称条件处的裸片产生的输出。此类比较可用于确定在接近标称条件处的图案行为。对于使用本文中描述的调制中的任何者执行的在本文中描述的比较中的任何者，可通过缺陷分级及/或分类而单独评估来自每一调制的缺陷，如本文中进一步描述。

在一些实施例中，通过另一方法或系统确定工艺窗口，且所述方法包含基于在晶片上检测的缺陷确定工艺窗口是否正确。举例来说，可在执行本文中描述的方法之前界定聚焦/曝光生产规范。以此方式，本文中描述的实施例可用于验证工艺窗口。另外，本文中描述的实施例可用于使用足够取样验证跨裸片、光罩及晶片级数据的工艺窗口。

图6说明用于使用本文中描述的晶片布局验证光刻工艺的工艺窗口的方法的一个实施例。虽然关于光刻工艺描述图6中展示的步骤，但应了解，可对于任何晶片制造工艺执行所述方法。如图6中所展示，所述方法可包含FEM以界定工艺窗口步骤600。在此 步骤中，可使用光刻工艺印刷聚焦/曝光矩阵或FEM晶片且接着检验所述聚焦/曝光矩阵或FEM晶片以检测在不同聚焦及曝光条件下印刷的缺陷。接着，可基于缺陷确定工艺窗口。举例来说，可确定工艺窗口仅包含在其处不印刷缺陷或仅印刷可接受缺陷的聚焦及曝光条件。所述方法还包含产生F/E限制步骤602。在此步骤中，可基于在步骤600中界定的工艺窗口确定聚焦及曝光两者的下限及上限。

如图6中进一步展示，所述方法可包含产生隅角晶片步骤604。可如本文中描述那样产生隅角晶片。所述方法还包含评估系统缺陷步骤606。在此步骤中，可对于步骤604中产生的隅角晶片执行本文中描述的比较及检测步骤。此步骤中检测到的缺陷可主要包含系统缺陷，且可评估针对隅角晶片检测到的整个缺陷群体以确定哪些缺陷是系统缺陷。

图6中展示的方法进一步包含如步骤608中展示那样确定隅角晶片是否无缺陷，可基于针对隅角晶片产生的缺陷检测结果中的任何者执行此确定。如果确定晶片并非无缺陷，那么所述方法可包含修正工艺或印刷较低调制步骤610。举例来说，如果确定隅角晶片并非无缺陷，那么可使用本文中描述的内部或次级隅角调制通过再次执行步骤604(但使用与第一次不同的调制)而印刷另一晶片。接着，可如本文中描述那样检验此晶片，且可在步骤606中评估在此晶片上检测到的系统缺陷。步骤610还可或可替代地包含基于在隅角晶片上检测到的缺陷而改变工艺的一或多个条件以借此修正工艺。举例来说，步骤610可包含确定在其处未检测到缺陷的一或多个条件的值且接着改变关于工艺的工艺窗口以仅包含一或多个条件的所述值。

可执行步骤604、606、608及610直到产生经确定为无缺陷的晶片为止。举例来说，如图6中所展示，当在步骤608中确定晶片无缺陷时，所述方法可包含使用新F/E规范继续处理步骤612。以此方式，图6中展示的方法可包含确定工艺窗口且接着使用以本文中描述的隅角晶片的一或多个版本产生的隅角晶片结果验证且(可能地)改变或修改工艺窗口(如果需要)。图6中展示的实施例可包含本文中描述的任何其它方法的任何其它步骤。另外，在其中通过一种方法界定工艺窗口且接着使用本文中描述的隅角晶片验证或改变所述工艺窗口的本文中进一步描述的一些例子中，可通过一种方法或系统执行图6中展示的步骤600及602，且可通过另一方法或系统执行步骤604、606、608、610及612。

在图7中展示可经执行以确定工艺窗口的步骤的一个实施例。虽然关于光刻工艺描述图7中展示的步骤，但应了解，可对于任何晶片制造工艺执行所述方法。可执行图7中展示的步骤以确定工艺窗口，同时减小使用FEM晶片界定工艺窗口所需的数据。在 一个实施例中，所述方法包含通过模拟晶片的印刷而确定工艺窗口以确定期望工艺窗口。举例来说，如图7中所展示，所述方法可包含模拟边缘F/E条件步骤700。可使用任何适当市售方法或系统执行模拟边缘聚焦及曝光条件。如本文中进一步描述，模拟可用于识别“大致窗口”使得相对于大致窗口的条件可用于界定工艺规范及工艺窗口。

确定工艺窗口还包含获取由检验系统或另一检验系统产生的关于另一晶片的额外输出。使用额外工艺条件在其它晶片上印刷不同裸片，且额外工艺条件包含邻近期望工艺窗口的期望隅角且比期望隅角距标称工艺条件更远的工艺条件。举例来说，如图7中所展示，所述方法可包含印刷FEM晶片步骤702。可以任何适当方式(包含本文中进一步描述的方式)印刷FEM晶片。也可通过利用在步骤700中确定的理论预测而印刷FEM晶片以界定目标条件。举例来说，如图7中所展示，可基于步骤700中产生的模拟结果而确定期望工艺窗口716且可通过关于聚焦及曝光的不同值界定期望工艺窗口716。接着，可基于期望工艺窗口确定FEM晶片的目标条件。举例来说，目标条件可包含额外工艺条件718、720、722及724。这些工艺条件中的每一者邻近期望工艺窗口的期望隅角且比期望隅角距标称工艺条件(位于期望工艺窗口716的中心处)更远。因此，在这些实施例中，可使用稍微超出期望工艺窗口的调制印刷FEM晶片以发现可为对于工艺有问题的图案类型。

确定工艺窗口进一步包含比较针对使用邻近期望隅角中的第一者的额外工艺条件在其它晶片上印刷的不同裸片中的第一者产生的额外输出与针对使用邻近与期望隅角中的第一者相对的期望隅角中的第二者的额外工艺条件在其它晶片上印刷的不同裸片中的第二者产生的额外输出。举例来说，如图7中所展示，所述方法可包含比较极端隅角步骤704，可如本文中进一步描述那样执行所述步骤。特定来说，对于图7中展示的工艺条件，可比较在工艺条件718下印刷的裸片与在工艺条件722下印刷的裸片，且可比较在工艺条件720下印刷的裸片与在工艺条件724下印刷的裸片。

可在产生关于裸片的输出的检验系统上比较在隅角条件下印刷的裸片。然而，可通过具有对于如同本文中描述的实体晶片的实体晶片的扫描及处置能力的检验系统及/或通过虚拟检验系统或可使用由实际检验系统产生且存储于虚拟检验系统或虚拟检验系统可存取的存储媒体中的输出执行如同检验的功能的检验系统而产生输出。在2012年2月28日发布的授予巴斯卡尔(Bhaskar)等人的第8,126,255号美国专利中描述此类虚拟检验系统或虚拟检验器(VI)的实例，所述专利以引用的方式并入宛如完全陈述于本文中。可如此专利中描述那样进一步配置本文中描述的实施例。

确定工艺窗口还包含基于比较额外输出的结果而检测其它晶片上的缺陷且基于其 它晶片上检测到的缺陷而确定工艺窗口。举例来说，如图7中所展示，所述方法可包含指纹关键图案排列图(pareto)步骤706。在此步骤中，可如本文中进一步描述那样执行缺陷的分级使得将位于相同图案上或接近相同图案的缺陷分级为相同群组。接着，可产生一或多个排列图以说明针对不同图案中的每一者检测到的若干缺陷。以此方式，排列图可提供关键图案(即，展现最多缺陷的图案)的指纹。

在一些例子中，所述方法还可包含PS、CPI及CA步骤708。在此步骤中，图案搜索(PS)、背景点检验(CPI)及关注区域(CA)帮助将检验及重检聚焦于晶片上的相关缺陷且因此可用于检测较靠近标称值的调制中的关键图案。举例来说，PS、CPI及CA可用于使检验及重检仅限于已知为重要、关键、有问题等等的图案。因此，对于可产生显著量的噪声或公害的检验(包含使用在接近标称条件下印刷的裸片的比较执行的检验)，使检验及重检仅限于经由PS、CPI及/或CA识别的图案可消除大量用户不关注的缺陷信息。然而，PS、CPI及/或CA可用于在本文中描述的调制中的任何者下执行的检验及重检。

实施例还可包含评估全部调制步骤710，可如本文中进一步描述那样执行所述步骤。另外，所述方法可包含基于全部关键图案产生工艺窗口(PW)步骤712。在此步骤中，可如本文中进一步描述那样仅基于在印刷于晶片上的设计中的关键图案确定工艺窗口。所述方法还包含继续图案失效发现步骤714，也可根据本文中描述的实施例中的任何者执行所述步骤。

在一个实施例中，所述方法包含将在晶片上检测的缺陷分级为不同群组，且对于使用不同工艺条件印刷的不同裸片单独执行分级。举例来说，本文中描述的每一裸片类型(例如A、B、C及D)可展现不同图案失效类型且可独立于每一其它裸片类型而分级在每一裸片类型中检测到的缺陷群体以充分探测图案类型。以此方式，可对于每一调制水平(或隅角)单独执行分级以有效分级全部关键图案失效。另外，对于每一隅角摄像单独执行分级可确保在本文中进一步描述的选择步骤中取样系统缺陷。可建立新决策树以独立执行对于每一调制类型的分级。

在一个此实施例中，不同群组对应于关于晶片的设计中的不同图案。举例来说，可基于图案类型执行分级，使得将位于相同类型的图案上或接近相同类型的图案的缺陷分级为相同群组而将位于其它类型的图案上或接近其它类型的图案的缺陷分级为其它群组。此分级可通常称为基于设计的分级(DBB)或基于设计的分组(DBG)，可如2009年8月4日发布的授予扎法尔(Zafar)等人的第7,570,796号美国专利中描述那样执行此分级，所述专利以引用的方式并入宛如完全陈述于本文中。在本文中描述的实施例中执行或由本文中描述的实施例执行的基于图案的分级可包含此专利中描述的任何其它类型的基 于图案的分级，例如基于设计的分类(DBC)。可如此专利中描述那样进一步配置本文中描述的实施例。另外，对于本文中描述的新晶片布局中的任何者，可使用任何分级能力(例如，决策树、DBB等等)。

在另一实施例中，所述方法包含选择在晶片上检测到的缺陷中的一或多者以用于缺陷重检，且对于在不同工艺条件下印刷的不同裸片单独执行选择一或多个缺陷。实施例可包含由每一调制群组进行的此独立取样及优先排序以提高取样可能性。举例来说，期望对于经不同调制的裸片中的每一者的缺陷分级结果(例如，DBG排列图)为不同的且因此对于每一调制类型单独执行取样可为有利的(可能使用对于不同调制的不同优先级及/或对于在任何一个调制下检测的不同缺陷类型的不同优先级)。对于每一调制水平(或隅角)单独执行的取样可有效取样全部关键图案失效。另外，使用仅来自隅角摄像的数据将帮助改进信号且减小总缺陷计数以帮助取样需求。以此方式，本文中描述的实施例可尽可能多地减小缺陷重检取样同时仍取样全部关键缺陷。另外，本文中描述的实施例可通过微调图案失效类型且通过使用基于图案的分组(例如DBB)以减小分级类型而改进缺陷取样。

在本文中描述的实施例中执行的取样可因此为偏倚取样，这是因为可通过裸片的调制而使取样偏倚，这可改进特定缺陷类型的识别。在另一实例中，关键图案失效可呈开及短的形式。只有在开的频率等于短的频率的情况下全局取样提供取样开及短两者的公平机会。举例来说，在图8的排列图800中展示的一个情况中，短的数目等于失效的数目。然而，在典型工艺及设计中，此情况不常见。举例来说，在图8的排列图802中展示的不同情况中，短的数目大于开的数目而在图8的排列图804中展示的另一不同情况中，开的数目大于短的数目。因此，在大多数例子中，不同调制条件的单独处理对于选取正确取样是理想的。因而，对于每一缺陷类型的经改进的识别，基于图案的分组(例如，DBB)及取样应分开。特定来说，应对于A、B、C及D隅角裸片分开分组及取样。

本文中描述的实施例具有优于当前使用的方法及系统的若干优点。举例来说，例如FEM及工艺窗口质量鉴定(PWQ)的调制晶片布局在半导体行业中已广泛采用。然而，使用此类布局的方法及系统遭受检验结果中的大体上较高的噪声电平及分析数据所需的延长时间，这是因为来自此检验的典型缺陷数据被大体上较高的缺陷计数淹没。相比之下，本文中描述的实施例通过消除归因于极端调制的高度缺陷裸片而减小总缺陷计数。以此方式，本文中描述的实施例通过仅检验相关调制而减小总缺陷计数且增大信号缺陷比。因此，本文中描述的实施例可比其它当前使用的系统及方法更容易检测系统缺陷。另外，本文中描述的实施例实施起来相对简单。此外，由于系统缺陷发现对晶片检验工 具用户十分重要，所以本文中描述的实施例可增加当前及未来晶片检验工具的采用。另外，本文中描述的实施例改进晶片级变化的涵盖范围。运用经改进的晶片涵盖范围，本文中描述的实施例还在传递具有更好取样的跨晶片的更全面的解决方案中引入优于基于SEM的解决方案的优点。本文中描述的实施例还可用于改进缺陷取样且通过仅重检具有足够高的变形的系统缺陷而改进系统缺陷的重检能力。此外，本文中描述的经改进的取样可与其它当前使用的晶片布局一起使用但不可减轻归因于所述其它晶片布局的相对高的噪声电平。

通过可如本文中进一步描述那样配置的计算机系统执行本文中描述的获取、比较及检测步骤。

上文中描述的方法的实施例中的每一者可包含本文中描述的任何其它方法的任何其它步骤。此外，上文中描述的方法的实施例中的每一者可由本文中描述的系统中的任何者执行。

本文中描述的全部方法可包含将方法实施例的一或多个步骤的结果存储于计算机可读存储媒体中。所述结果可包含本文中描述的任何结果且可以所属领域中已知的任何方式存储。所述存储媒体可包含本文中描述的任何存储媒体或所属领域中已知的任何其它适合存储媒体。在存储结果之后，结果可在存储媒体中存取且由本文中描述的任何方法或系统实施例使用、经格式化以向用户显示、由另一软件模块、方法或系统使用，等等。

额外实施例涉及非暂时性计算机可读媒体，其存储用于执行用于检测晶片上的缺陷的计算机实施方法的可在计算机系统上执行的程序指令。在图9中展示一个此实施例。特定来说，如图9中所展示，计算机可读媒体900包含可在计算机系统904上执行的程序指令902。计算机实施方法包含上文中描述的方法的步骤。程序指令可执行的计算机实施方法可包含本文中描述的任何其它步骤。

实施例如本文中描述的方法的方法的程序指令902可存储于计算机可读媒体900上。计算机可读媒体可为存储媒体，例如，磁盘或光盘、或磁带或所属领域中已知的任何其它适合非暂时性计算机可读媒体。

可以各种方法(包含基于程序的技术、基于组件的技术及/或面向对象技术等等)中的任何者实施程序指令。举例来说，可根据需要使用ActiveX控件(ActiveX controls)、C++对象(C++objects)、JavaBeans、Microsoft Foundation Classes(“MFC”)或其它技术或方法学实施程序指令。

计算机系统可采取各种形式，包含个人计算机系统、图像计算机、主机计算机系统、 工作站、网络设备、因特网设备或其它装置。一般来说，术语“计算机系统”可经广泛定义以涵盖具有执行来自存储器媒体的指令的一或多个处理器的任何装置。计算机系统还可包含所属领域中已知的任何适当处理器(例如并行处理器)。另外，计算机系统可包含具有高速度处理及软件的计算机平台(作为独立工具或网络工具)。

额外实施例涉及经配置以检测晶片上的缺陷的系统。在图10中展示此系统的一个实施例。系统1000包含经配置以产生关于晶片的输出的检验子系统1002，所述检验子系统1002如本文中进一步描述那样在此实施例中经配置。所述系统还包含经配置以执行如本文中描述的比较及检测步骤的计算机子系统1004。计算机子系统可经配置以根据本文中描述的实施例中的任何者执行这些步骤。计算机子系统及系统可经配置以执行本文中描述的任何其它步骤且可如本文中描述那样进一步经配置。

检验子系统可经配置以通过使用光扫描晶片且在扫描期间从晶片检测光而产生关于晶片的输出。举例来说，如图10中展示，检验子系统包含光源1006，所述光源1006可包含所属领域中已知的任何适当光源。可将来自光源的光引导到分束器1008，所述分束器1008可经配置以将来自光源的光引导到晶片1010。光源可耦合到任何其它适当元件(未展示)，例如一或多个聚光透镜、准直透镜、中继透镜、物镜、孔径、光谱滤光片、偏振组件及类似者。如图10中所展示，可以法向入射角将光引导到晶片。然而，可以任何适合入射角(包含近似法向及倾斜入射)将光引导到晶片。另外，可以一个以上入射角相继或同时将光或多个光束引导到晶片。检验子系统可经配置以任何适合方式使光在晶片上方扫描。

来自晶片1010的光可在扫描期间由检验子系统的一或多个通道收集且检测。举例来说，以相对接近法向的角度从晶片1010反射的光(即，当入射角法向时经镜面反射的光)可穿过分束器1008到达透镜1012。透镜1012可包含如图10中所展示的折射光学元件。另外，透镜1012可包含一或多个折射光学元件及/或一或多个反射光学元件。由透镜1012收集的光可聚焦到检测器1014。检测器1014可包含所属领域中已知的任何适当检测器，例如电荷耦合装置(CCD)或另一类型的成像检测器。检测器1014经配置以产生响应于由透镜1012收集的反射光的输出。因此，透镜1012及检测器1014形成检验子系统的一个通道。检验子系统的此通道可包含所属领域中已知的任何其它适当光学组件(未展示)。

由于图10中展示的检验子系统经配置以检测从晶片镜面反射的光，所以检验子系统经配置为BF检验子系统。然而，此检验子系统也可经配置以用于其它类型的晶片检验。举例来说，图10中展示的检验子系统还可包含一或多个其它通道(未展示)。其它通 道可包含本文中描述的任何光学组件，例如经配置为散射光通道的透镜及检测器。可如本文中描述那样进一步配置透镜及检测器。以此方式，检验子系统还可经配置以用于DF检验。

计算机子系统1004耦合到检验子系统使得在扫描期间由检测器产生的输出可提供到计算机子系统1004。举例来说，计算机子系统可耦合到检测器1014(例如，通过由图10中的虚线展示的一或多个传输媒体，其可包含所属领域中已知的任何适当传输媒体)使得计算机子系统可接收由检测器产生的输出。

计算机子系统可经配置以执行本文中描述的任何步骤。举例来说，计算机子系统1004可经配置以执行如本文中描述的比较及检测步骤。另外，计算机子系统1004可经配置以执行本文中描述的任何其它步骤。计算机子系统还可经配置为虚拟检验器，例如在2012年2月28日发布的授予巴斯卡尔等人的第8,126,255号美国专利中描述的虚拟检验器，所述专利以引用的方式并入宛如完全陈述于本文中。

应注意，在本文中提供图10以一般性地说明可包含于本文中描述的系统实施例中的检验子系统的配置。明显地，可更改本文中描述的检验子系统配置以如当设计商业检验系统时通常执行那样优化检验子系统的性能。另外，可使用例如从科磊(KLA-Tencor)市售的29xx/28xx系列的工具的现有检验子系统(例如，通过添加本文中描述的功能性到现有检验系统)实施本文中描述的系统。对于一些此类系统，可将本文中描述的方法提供为系统的任选功能性(例如，除了系统的其它功能性之外)。替代地，可“从头开始”设计本文中描述的系统以提供完全新颖系统。此外，虽然在本文中将检验子系统描述为基于光的检验子系统，但应理解，检验子系统可经配置为电子束子系统。

鉴于此描述，所属领域的技术人员将了解本发明的各种方面的进一步修改及替代实施例。举例来说，提供用于检测晶片上的缺陷的方法及系统。因此，将此描述理解为仅为说明性且出于教示所属领域的技术人员实施本发明的一般方式的目的。应理解，应将本文中展示且描述的本发明的形式理解为目前优选实施例。元件及材料可替代本文中说明且描述的那些元件及材料、可颠倒部件及过程且可独立利用本发明的某些特征，皆如所属领域的技术人员在受益于本发明的此描述之后将了解。可在本文中描述的元件方面做出改变而不脱离如所附权利要求书中所描述的本发明的精神及范围。