用于在单个检验过程中的多个过程步骤的检验

摘要

本发明提供用于检测晶片上的缺陷的各种实施例。一种方法包含获取通过检验系统在已对晶片执行至少第一及第二过程步骤之后执行的检验过程期间针对所述晶片产生的输出。所述第一及第二过程步骤包含分别形成所述晶片上的设计的第一及第二部分。所述设计的所述第一及第二部分在所述晶片上在空间中互斥。所述方法还包含基于所述输出检测所述晶片上的缺陷且确定所述缺陷相对于所述设计的所述第一及第二部分的位置。另外，所述方法包含基于所述缺陷相对于所述设计的所述第一及第二部分的所述位置使所述缺陷的不同部分与所述第一或第二过程步骤相关联。

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于在对晶片执行多个过程步骤之后检验所述晶片且确定对应于由检验检测的缺陷的过程步骤的系统及方法。

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。

在半导体制造过程期间的各种步骤处使用检验过程以检测晶片上的缺陷以促进制造过程中的更高良率及因此更高利润。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发生故障。

当前，使用单个检验步骤针对偏离及性能监测每一过程步骤。举例来说，晶片可经受特定过程步骤(例如，化学气相沉积(CVD)、沉积、蚀刻或类似半导体制造步骤)。接着，将晶片传送到检验工具以针对缺陷率及其它过程相关的问题进行检验。

在一个此实例中，可在过程步骤A中处理晶片，如图7的步骤700中所展示。接着，可将晶片从执行过程步骤A的过程工具传送到用于检验/重检A的一或多个其它工具(检验及/或重检工具)，如步骤702中所展示。接着，可将晶片从检验及/或重检工具传送到用于过程步骤B的另一过程工具，如步骤704中所展示。可再次将晶片从执行过程步骤B的过程工具传送到用于检验/重检B的一或多个其它工具(检验及/或重检工具)，如步骤706中所展示。

因此，可在图7中所展示的不同检验/重检过程中产生不同结果。举例来说，由检验/重检A产生的检验结果可包含图7中所展示的晶片图708及帕累托(pareto)图710。晶片图708可展示在过程A之后在晶片上检测的缺陷的位置，而帕累托图710可展示在过程A之后在晶片上检测的不同类型的缺陷或事件的数目。另外，由检验/重检B产生的检验结果可包含图7中所展示的晶片图712及帕累托图714。晶片图712可展示在过程B之后在晶片上检测的缺陷的位置，而帕累托图714可展示在过程B之后在晶片上检测的不同类型的缺陷或事件的数目。

因此，当前方法论仅涵盖过程与检验之间的一对一相关性。换句话说，每一检验步骤与其一个相应过程步骤相关。以此方式，当前方法论以靠其中来自检验工具的任何结果可直接用于了解来自过程工具的过程问题的简单相关性。

然而，此类当前方法论存在若干缺点。举例来说，对于待监测的多个过程步骤，当前方法在检验工具上需要额外时间及努力(例如，对于2个过程步骤需要2倍时间及努力，对于3个过程步骤需要3倍时间及努力及等等)。另外，当前方法论需要将晶片从第一过程工具传送到检验工具又将其传送回到第二过程工具(且在也将监测第二过程工具的情况下重复传送回到检验工具)的额外步骤。此额外晶片传送增加制作中的排队时间。全部晶片传送还引入在工具之间进行传送期间对晶片造成颗粒污染的可能性。

因此，开发用于检测晶片上的缺陷而无上文中所描述的一或多个缺点的方法及系统将是有利的。

发明内容

各种实施例的以下描述绝不解释为限制所附权利要求书的标的物。

一个实施例涉及一种经配置以检测晶片上的缺陷的系统。所述系统包含光学子系统，所述光学子系统包含至少光源及检测器。所述光学子系统经配置以在对所述晶片执行的检验过程期间将由所述光源产生的光引导到所述晶片且使用所述检测器检测来自所述晶片的光。所述检验过程是在已对所述晶片执行至少第一及第二过程步骤之后执行。所述晶片的检验不在所述第一及第二过程步骤之间执行。所述第一过程步骤包含在所述晶片上形成针对所述晶片的设计的第一部分，且所述第二过程步骤包含在所述晶片上形成针对所述晶片的所述设计的第二部分。所述设计的所述第一及第二部分在所述晶片上在空间中互斥。

所述系统还包含一或多个计算机子系统，其经配置用于接收由所述检测器响应于由所述检测器检测到的光产生的输出。所述计算机子系统还经配置用于基于所述输出检测所述晶片上的缺陷。另外，所述计算机子系统经配置用于确定所述缺陷相对于所述设计的所述第一及第二部分的位置且基于所述缺陷相对于所述设计的所述第一及第二部分的所述位置使所述缺陷的不同部分与所述第一或第二过程步骤相关联。可根据本文中所描述的任何实施例进一步配置所述系统。

另一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在对晶片执行的检验过程期间针对所述晶片产生的输出。所述检验过程是在已对所述晶片执行至少第一及第二过程步骤之后执行。所述晶片的检验不在所述第一及第二过程步骤之间执行。所述第一过程步骤包含在所述晶片上形成针对所述晶片的设计的第一部分，且所述第二过程步骤包含在所述晶片上形成针对所述晶片的所述设计的第二部分。所述设计的所述第一及第二部分在所述晶片上在空间中互斥。所述方法还包含基于所述输出检测所述晶片上的缺陷。另外，所述方法包含确定所述缺陷相对于所述设计的所述第一及第二部分的位置。所述方法进一步包含基于所述缺陷相对于所述设计的所述第一及第二部分的位置使所述缺陷的不同部分与所述第一或第二过程步骤相关联。

可如本文中所描述那样进一步执行上文中所描述的方法的步骤中的每一者。另外，上文中所描述的方法可包含本文中所描述的任何其它方法的任何其它步骤。此外，上文中所描述的方法可由本文中所描述的所述系统中的任何者执行。

另一实施例涉及一种非暂时性计算机可读媒体，其含有存储于其中的用于致使计算机系统执行用于检测晶片上的缺陷的计算机实施方法的程序指令。所述计算机实施方法包含上文中所描述的方法的步骤。可如本文中所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方法的步骤。另外，所述方法可包含本文中所描述的任何其它方法的任何其它步骤。

附图说明

在受益于优选实施例的以下详细描述的情况下且在参考附图之后，所属领域的技术人员将明白本发明的进一步优点，其中：

图1是说明根据本文中所描述的实施例配置的系统的一个实施例的侧视图的示意图；

图2是说明形成于晶片上的针对所述晶片的设计的不同部分的一个实例的横截面图的示意图；

图3是说明形成于晶片上的针对所述晶片的设计的不同部分的一个实例的平面图的示意图；

图4到5是说明可由本文中所描述的系统执行的功能的实施例的流程图；

图6是说明包含可在计算机系统上执行用于执行本文中所描述的计算机实施方法中的一或多者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7是说明用于检测晶片上的缺陷的当前使用的方法的一个实例的流程图。

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在本文中经详细描述。图式可不按比例绘制。然而，应了解，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，本发明将涵盖落于如由所附权利要求书界定的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

现参考图式，应注意，图未按比例绘制。特定来说，在很大程度上放大图的一些元件的尺度以强调元件的特性。还应注意，所述图未按相同比例绘制。已使用相同元件符号指示可经类似配置的展示于一个以上图中的元件。除非本文中另有指明，否则所描述且展示的任何元件可包含任何合适市售元件。

一个实施例涉及一种经配置以检测晶片上的缺陷的系统。在图1中展示此系统的一个实施例。系统100包含光学子系统102，如本文中进一步描述那样配置所述光学子系统102。系统还可包含经配置用于如本文中进一步描述那样使用由光学子系统产生的输出执行一或多个步骤的计算机子系统104。光学子系统与计算机子系统104组合可形成可如本文中进一步描述那样配置且使用的晶片检验系统的至少部分。

光学子系统包含至少光源及检测器。光学子系统经配置以在针对晶片执行的检验过程期间将由光源产生的光引导到晶片且使用检测器检测来自晶片的光。举例来说，如图1中所展示，光学子系统包含光源106，光源106可包含所属领域中已知的任何合适光源，例如宽带等离子体(BBP)光源。可将来自光源的光引导到光束分离器108，光束分离器108可经配置以将来自光源的光引导到晶片110。光源可耦合到任何其它合适元件(未展示)，例如一或多个聚光透镜、准直透镜、中继透镜、物镜、光圈、光谱滤波器、偏光组件及类似者。如图1中所展示，可以法向入射角将光引导到晶片。然而，可以任何合适入射(包含近法向及倾斜入射)角将光引导到晶片。另外，可以一个以上入射角循序或同时将光或多个光束引导到晶片。光学子系统可经配置以按任何合适方式使光扫描遍及晶片。

可在扫描期间由光学子系统的一或多个通道收集且检测来自晶片110的光。举例来说，以相对接近法向的角度从晶片110反射的光(即，当入射为法向时经镜面反射的光)可通过光束分离器108到透镜112。透镜112可包含如图1中所展示的折射光学元件。另外，透镜112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112收集的光可被聚焦到检测器114。检测器114可包含所属领域中已知的任何合适检测器，例如电荷耦合装置(CCD)或另一类型的成像检测器。检测器114经配置以产生响应于由透镜112收集的反射光的输出。因此，透镜112及检测器114形成光学子系统的一个通道。光学子系统的此通道可包含所属领域中已知的任何其它合适光学组件(未展示)。

由于图1中所展示的光学子系统经配置以检测从晶片镜面反射的光，所以光学子系统经配置为明场(BF)光学子系统。然而，此光学子系统还可经配置用于其它类型的晶片检验。举例来说，图3中所展示的光学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所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，光学子系统还可经配置用于暗场(DF)检验。

计算机子系统104耦合到光学子系统使得在扫描期间由检测器产生的输出可被提供到计算机子系统104。以此方式，计算机子系统经配置用于接收由检测器产生的响应于由检测器检测的光的输出。举例来说，计算机子系统可耦合到检测器114(例如，通过由图1中的虚线所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合适传输媒体)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使用由检测器产生的输出执行任何步骤(包含本文中进一步描述的所述步骤)。

如上文所描述，光学子系统可为检验系统的光学子系统。然而，本文中所描述的光学子系统可为例如计量系统的其它类型的检验系统的部分。其中包含本文中所描述的光学子系统的计量系统可包含所属领域中已知的任何合适计量系统。

图1中所展示的系统还可包含经配置以产生在晶片上检测的缺陷的经取样部分的图像的缺陷重检子系统。在一个此实施例中，缺陷重检子系统包含基于电子束的缺陷重检子系统。然而，缺陷重检子系统可包含所属领域中已知的任何其它合适缺陷重检子系统。以此方式，系统可包含经配置以如本中进一步描述那样获取由晶片检验系统在晶片上检测到的缺陷的位置的电子束图像的缺陷重检子系统。图1中所展示的电子束缺陷重检子系统包含耦合到计算机子系统126的电子柱116。

也如图1中所展示，耦合到光学子系统的计算机子系统104及电子束缺陷重检子系统的计算机子系统126可由传输媒体耦合(如由计算机子系统之间的实线所展示)。因此，可经由缺陷重检子系统及光学子系统的计算机子系统而将缺陷重检子系统耦合到光学子系统。可耦合检验及缺陷重检系统的计算机子系统以在两个计算机子系统之间发送信息。

电子柱包含经配置以产生由一或多个元件120聚焦到晶片110的电子的电子束源118。电子束源可包含(例如)阴极源或发射体尖端，且一或多个元件120可包含(例如)电子枪透镜、阳极、限束光圈、闸阀、束电流选择光圈、物镜及扫描子系统，其全部可包含所属领域中已知的任何此类合适元件。从晶片返回的电子(例如，二次电子)可由一或多个元件122聚焦到检测器124。一或多个元件122可包含(例如)扫描子系统，其可为包含于元件120中的相同扫描子系统。电子柱可包含所属领域中已知的任何其它合适元件。另外，可如2014年4月4日颁予江(Jiang)等人的第8,664,594号美国专利、2014年4月8日颁予小岛(Kojima)等人的第8,692,204号美国专利、2014年4月15日颁予古布斯(Gubbens)等人的第8,698,093号美国专利及2014年5月6日颁予麦克唐纳(MacDonald)等人的第8,716,662号美国专利中所描述那样进一步配置电子柱，所述专利以宛如全文阐述引用的方式并入本文中。虽然在图1中将电子柱展示为经配置使得电子以倾斜入射角引导到晶片且以另一倾斜角从晶片散射，但应了解，电子束可以任何合适角度被引导到晶片且从晶片散射。

计算机子系统126可耦合到检测器124，如上文中所描述。检测器可检测从晶片的表面返回的电子，借此形成晶片的电子束图像，所述电子束图像可包含所属领域中已知的任何合适电子束图像。计算机子系统126可经配置以基于由检测器产生的电子束图像执行本文中所描述的一或多个功能。计算机子系统126可经配置以执行本文中所描述的任何额外步骤。

应注意，在本文中提供图1以大体上说明可包含于本文中所描述的系统实施例中的光学子系统及缺陷重检子系统的配置。显然，可变更本文中所描述的光学及缺陷重检子系统配置以如在设计商业检验及缺陷重检系统时通常执行那样优化检验系统及缺陷重检系统的性能。另外，可使用例如商业上可购自加利福尼亚州苗必达市的科磊公司(KLA-Tencor,Milpitas,Calif)的29xx、9xxx及eDR系列的工具的现有检验系统及/或现有缺陷重检系统(例如，通过将本文中所描述的功能性添加到现有检验或缺陷重检系统)实施本文中所描述的系统。对于一些此类系统，可将本文中所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以外)。替代地，可“从头开始”设计本文中所描述的系统以提供全新系统。

如图1中所展示，系统可包含两个计算机子系统104及126。然而，系统可替代地仅包含一个计算机子系统。此外，系统还可包含其它计算机子系统(未展示)，例如并非任何检验或缺陷重检工具的部分但经配置以执行本文中所描述的一或多个功能的独立计算机子系统。以此方式，同一计算机子系统可经配置以执行本文中所描述的全部功能。替代地，可由一个计算机子系统执行本文中所描述的一些功能而由另一计算机子系统执行本文中所描述的其它功能。

以此方式，图1中所展示的计算机子系统及本文中所描述的全部其它计算机子系统统称为一或多个计算机子系统，且术语“计算机子系统”及“计算机系统”在本文中可互换使用。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合适处理器，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)。

在已对晶片执行至少第一及第二过程步骤之后对晶片执所述检验过程。不在第一及第二过程步骤之间执行晶片的检验。第一过程步骤包含在晶片上形成针对晶片的设计的第一部分，且第二过程步骤包含在晶片上形成针对晶片的设计的第二部分。设计的第一及第二部分在晶片上在空间中互斥。

如图4中所展示，可在过程步骤A 402中在晶片上形成设计A 400。设计A可包含形成于晶片406上的两个图案化特征404。在过程步骤A之后，可在过程步骤B 410中在晶片上形成设计B 408。设计B可包含形成于晶片406上的两个图案化特征412。如图4中所展示，图案化特征404及图案化特征412在晶片上在空间中互斥，且在本文中进一步描述此类空间布置。

在已对晶片执行过程步骤B之后，可将晶片传送到对晶片执行检验过程的检验/重检工具414。以此方式，可使用过程步骤A处理晶片。过程步骤A可为多步骤半导体过程的任何第一步骤。举例来说，过程步骤A可为第一蚀刻步骤、第一沉积步骤等等。接着，可将晶片传送到用于过程步骤B的第二过程工具，过程步骤B可为多步骤半导体过程的第二步骤。举例来说，过程步骤B可为第二蚀刻步骤、第二沉积步骤等。接着，可将晶片传送到检验/重检工具414。

在一个实施例中，其中设计的第一及第二部分互斥的空间是在大体上平行于晶片的上表面的平面中。举例来说，如图2中所展示，晶片衬底200可具有形成于其上的若干不同图案化特征。图2及本文中所描述的其它图中所展示的图案化特征不希望表示任何特定晶片上的任何特定图案化特征。代替性地，本文中所描述的图中所展示的图案化特征仅希望说明设计的第一及第二部分之间的各种空间关系，借此促进理解本文中所描述的实施例。

在图2的实例中，可在晶片衬底200上在层206中形成图案化特征202及204。另外，可在晶片衬底200上在同一层中形成图案化特征208及210。然而，可在对晶片执行的第一过程步骤中形成图案化特征202及204，而在对晶片执行的第二过程步骤中形成图案化特征208及210。因此，可将图案化特征202及204视为针对晶片的设计的第一部分的部分，而将图案化特征208及210视为针对晶片的设计的第二部分的部分。

如图2中进一步展示，图案化特征202及204以及图案化特征208及210通过在大体上平行于晶片的上表面212的平面中互斥而在空间中互斥。换句话说，由于图案化特征202及204及图案化特征208及210在图2中所展示的x及y方向上不具有重叠位置，所以对应于不同图案化特征的设计的不同部分在大体上平行于晶片的上表面的x,y平面中互斥。

因此，不可在晶片上形成图案化特征202及204的过程步骤与在晶片上形成图案化特征208及210的过程步骤之间执行晶片的检验。代替性地，仅可在晶片上已形成图案化特征202及204以及图案化特征208及210之后执行检验。另外，可在晶片上已形成图2中所展示且在本文中进一步描述的其它图案化特征之前执行检验。

图3展示在对晶片执行的不同过程步骤中形成于所述晶片上且在大体上平行于所述晶片的上表面的平面中互斥的针对所述晶片的设计的不同部分的另一实例。举例来说，针对晶片300的设计的第一部分可包含在对晶片执行的第一过程步骤中形成于晶片上的图案化特征302、304、306及308。针对晶片300的设计的第二部分可包含在对晶片执行的第二过程步骤中形成于晶片上的图案化特征310、312、314及316。另外，针对晶片300的设计的第三部分可包含在对晶片执行的第三过程步骤中形成于晶片上的图案化特征318、320、322及324。因此，如图3中所展示，包含于设计的每一部分中的图案化特征在由图3中所展示的x及y方向界定的x,y平面中互斥。换句话说，图3中所展示的图案化特征不具有在平行于晶片的上表面的x,y平面中的重叠位置。因而，图3中所展示的设计的不同部分中的每一者在大体上平行于晶片的上表面的平面中彼此互斥。

在另一实施例中，包含于设计的第一部分中的图案化特征与包含于设计的第二部分中的图案化特征互斥。换句话说，包含于设计的第一部分中的图案化特征并非还包含于设计的第二部分中。因而，任一图案化特征仅可包含于设计的一部分中。另外，不可将一个图案化特征的不同部分视为包含于设计的不同部分中。举例来说，虽然可在不同过程步骤中形成接触件的衬层及相同接触件的不同部分，但其可不包含于设计的不同部分中。特定来说，如本文中进一步描述，使用缺陷相对于设计的不同部分的位置以及设计的不同部分与对晶片执行的不同过程步骤之间的相关性以使不同缺陷与不同过程步骤相关联。因此，如果在检验系统的输出中无法彼此区分晶片上的单图案化特征的不同部分(如当所述不同部分向检验系统呈现为单图案化特征时)，那么不可以足够精确度确定缺陷相对于设计的不同部分的位置，借此防止缺陷以足够精确度相关联于与设计的不同部分相关的不同过程步骤。

在一些实施例中，设计的第一部分未形成在设计的第二部分上方或下方。举例来说，如图2中所展示，一些图案化特征可形成在晶片上所述晶片上的其它图案化特征上方或下方。特定来说，如图2中所展示，可在层206上的图案化特征202上方形成层216中的图案化特征214。另外，可在层206中的图案化特征202、204、208及210以及层216中的图案化特征214上方形成层220中的图案化特征218。因此，当图案化特征202是设计的一部分的部分时，图案化特征214可不为设计的另一部分的部分。另外，当图案化特征202及204、图案化特征208及210或图案化特征212是设计的一部分的部分时，图案化特征218可不为设计的另一部分的部分。举例来说，如本文中进一步描述，使用缺陷相对于设计的不同部分的位置以及设计的不同部分与对晶片执行的不同过程步骤之间的相关性以使不同缺陷与不同过程步骤相关联。因此，如果设计的不同部分在晶片上重叠(如当所述不同部分形成在彼此上方或下方时)，那么不可以足够精确度确定缺陷相对于设计的不同部分的位置，借此防止缺陷以足够精确度相关联于与设计的不同部分相关的不同过程步骤。

在另一实施例中，在晶片的同一层上形成设计的第一及第二部分。举例来说，如图2中所展示，可在晶片的同一层上形成图案化特征202及204(其可为在第一过程步骤中形成于晶片上的设计的第一部分的部分)及图案化特征208及210(其可为在第二过程步骤中形成于晶片上的设计的第二部分的部分)。在另一实例中，如图3中所展示，可在晶片的同一层上形成图案化特征302、304、306及308(其可为在第一过程中形成于晶片上的设计的第一部分的部分)、图案化特征310、312、314及316(其可为在第二过程中形成于晶片上的设计的第二部分的部分)及图案化特征318、320、322及324(其可为在第三过程中形成于晶片上的设计的第三部分的部分)。

另外，如图2中所展示，在形成于同一层上的设计的不同部分中的图案化特征在z方向上可具有相同的位置。然而，形成于同一层上的设计的不同部分中的图案化特征可或可不具有相同高度。另外，形成于同一层上的设计的不同部分中的图案化特征可具有沿着z方向的不同位置使得设计的不同部分中的图案化特征的最下表面及/或最上表面可或可不沿着z方向定位于相同x,y平面中。然而，优选地，在设计的不同部分的两者(或全部)中的图案化特征的最上表面未经定位而在z方向上彼此如此远离使得其在检验系统的输出中无法充分检测。换句话说，设计的不同部分中的不同图案化特征可具有相对于检验系统的焦平面的不同位置，只要所述不同图案化特征不如此远离焦平面使得其无法充分成像(或检测)。因此，经检验(且可能经重检)的全部图案化特征的位置的z方向差异优选地小于检验系统(及可能缺陷重检系统)的焦深。

在进一步实施例中，在晶片的不同层上形成设计的第一及第二部分，且检测器的输出可或可不响应于缺陷在晶片的上表面下方的深度。举例来说，设计的不同部分不必形成于晶片的同一层上。然而，优选以使得设计的不同部分可在检验系统的输出及任选缺陷重检工具的输出中加以识别的方式在晶片上形成设计的不同部分。举例来说，设计的不同部分可定位于晶片的不同层上而仍在检验系统的焦深内，如上文中所描述。另外，如果形成在晶片上所述设计的一或多个部分上方的一或多个未图案化或图案化材料不干扰检验系统(及可能缺陷重检系统)“看见”所述设计的所述部分(那些部分)中的图案化特征的能力，那么所述设计的所述部分(那些部分)可定位于所述上覆材料下方。举例来说，所述设计的部分可定位于对检验系统及可能缺陷重检系统透明(大体上或至少部分透明)的一或多个材料下方使得所述一或多个上覆材料不抑制来自设计的所述部分的光(或其它能量，例如电子)的检测。以此方式，所述设计的部分及定位于其中的缺陷不一定必须在晶片的最上层上，只要其对检验系统(及可能缺陷重检系统，如果使用缺陷重检图像以将缺陷分成定位于设计的不同部分中的缺陷的不同部分)“可见”。以此方式，如果使用由经配置为扫描电子显微镜(SEM)的缺陷重检系统产生的图像以确定缺陷相对于设计的第一及第二部分的位置，全部缺陷优选对SEM“可见”，而与缺陷相对于晶片上的最上层的位置无关。层(其并非晶片上的最上层且又仍可对SEM可见)的实例包含可经SEM重检以观察由多个步骤导致的缺陷的线层的中端。

另外，如本文中进一步描述，不管检验系统(及可能缺陷重检系统)输出是否响应于形成于晶片上的图案化特征在晶片的上表面下方的深度(或仅图案化特征相对于z维度的不同位置)，本文中所描述的实施例或在所述实施例中未使用所述信息以确定缺陷所处的设计的不同部分。换句话说，所述缺陷未基于其在z方向上的位置而与设计的不同部分相关。

也如图5中所展示，可将晶片放置于处理所述晶片的过程工具A 500中。由过程工具A对晶片执行的过程步骤可为多步骤过程的第一者。接着，可将晶片放置于处理所述晶片的过程工具B 502中。由过程工具B对晶片执行的过程步骤可为相同多步骤过程的第二者。以此方式，第一过程步骤及第二过程步骤可为依序执行以在晶片上形成相同装置的至少部分的连续过程步骤。接着，可任选地将晶片放置于过程工具C 504中或对晶片执行与前两个过程步骤有关联的连续过程步骤(即，其为与前两个过程步骤相同的多步骤过程的部分)的任何其它过程工具中。

第一及第二过程步骤可为若干不同多步骤过程中的任何者的部分。在一个实施例中，第一过程步骤包含多图案化步骤过程的第一图案化步骤，且第二过程步骤包含多图案化步骤过程的第二图案化步骤。举例来说，多图案化过程可涉及光刻及蚀刻步骤(例如，第一光刻、第一蚀刻、接着第二光刻、第二蚀刻等等)的序列以在晶片上形成图案。以此方式，第一过程步骤可为两步骤双重图案化方法中的第一蚀刻步骤且第二过程步骤可为所述两步骤双重图案化方法中的第二蚀刻步骤。另外，过程步骤不限于两个过程步骤且可扩展到任何多个步骤(例如，双重图案化、四重图案化等等)。在多步骤过程中的最后过程步骤之后，接着可将晶片送到经配置以识别过程问题并输出例如具有缺陷位置的晶片图的检验结果的检验工具506(或其它光学仪器)。接着，可由检验工具执行全晶片检验508。

在另一实施例中，设计的第一部分包含用于N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的结构且设计的第二部分包含用于P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管的结构。举例来说，本文中所描述的实施例可用于其中本文中所描述的检验过程可用于监测重复蚀刻及沉积步骤的多个过程步骤的NMOS及PMOS过程步骤。在一些实施例中，用于NMOS晶体管及PMOS晶体管的结构是阱。以此方式，本文中所描述的实施例可用于监测N阱及P阱定义。用于NMOS及PMOS晶体管的结构可包含例如扩展植入及金属图案化层的其它结构。阱或用于NMOS及PMOS晶体管的任何其它结构可以任何合适方式形成且具有所属领域中已知的任何合适配置。

在另一实施例中，第一及第二过程步骤是后段工艺(BEOL)金属化过程的部分。金属化过程可包含所属领域中已知的用于在晶片上形成任何金属层(例如，金属层1(M1)、金属层2(M2)等等)的任何合适金属化过程。

第一及第二过程步骤还可包含组合使用以在晶片上形成设计的不同(互斥)部分的任何其它过程步骤，所述不同部分在相同检验过程中(及可能在相同缺陷重检过程中)对检验系统(及可能缺陷重检系统)可见。举例来说，第一及第二过程步骤可包含用于硬掩模沉积及图案化的过程步骤(用于硅锗(SiGe)及碳化硅(SiC)步骤)、硅化铝植入(在SiGe上)等等。

计算机子系统经配置用于基于输出检测晶片上的缺陷。以此方式，可针对缺陷检验晶片。可以所属领域中已知的任何合适方式执行基于输出检测晶片上的缺陷。举例来说，输出可用作到一或多个缺陷检测算法及/或方法的输出。此缺陷检测算法的一个实例可经配置用于比较输出与阈值且具有高于阈值的一或多个值的任何输出可被识别为潜在缺陷，而不具有高于阈值的一或多个值的任何输出可不被识别为潜在缺陷。然而，本文中所描述的实施例不限于任何特定缺陷检测方法及/或算法，且合适缺陷检测方法及/或算法可取决于若干因素而变化，例如检验系统配置、晶片类型及待在晶片上检测的所关注缺陷(DOI)的类型。

在一些实施例中，可基于设计的第一及/或第二部分执行检测缺陷。举例来说，用于检测缺陷的缺陷检测算法及/或方法的一或多个参数可取决于在晶片上产生输出的位置及对应于所述位置的设计的部分而变化。以此方式，检测缺陷可包含设计驱动的半导体晶片缺陷检验或计量。在2005年4月26日颁予毕维斯(Bevis)的第6,886,153号美国专利中描述用于设计驱动的检验或计量的方法及系统的实例，所述专利以宛如全文阐述引用的方式并入本文中。可如此专利中所描述那样进一步配置本文中所描述的实施例。

可以任何合适格式输出检测晶片上的缺陷的结果。举例来说，可在包含检验结果且可由所述计算机子系统使用以执行本文中所描述的其它功能的文件中输出检测晶片上的缺陷的结果。另外，缺陷检测的结果可用于产生例如图4中所展示的晶片图416及帕累托图418的若干不同结果。晶片图416可展示在过程B之后在晶片上检测到的缺陷的位置，而帕累托图418可展示在过程B之后在晶片上检测到的不同类型的缺陷或事件的数目。因此，在此例子中，缺陷(在晶片图中展示其位置且在帕累托图中展示其类型)可包含归因于过程步骤A及过程步骤B两者的缺陷。因此，如本文中进一步描述，所述计算机子系统可经配置以执行若干功能以将已经检测的缺陷分成归因于过程步骤A的缺陷及归因于过程步骤B的缺陷。

所述计算机子系统还经配置用于确定缺陷相对于设计的第一及第二部分的位置。举例来说，如图4中所展示，在已对晶片执行过程步骤A及过程步骤B两者之后，将在晶片406上形成设计A图案化特征及设计B图案化特征。另外，如图4中所展示，缺陷420可形成于设计A的图案化特征404中的一者中或上，而缺陷422可形成于设计B的图案化特征412中的一者中或上。虽然展示定位于图案化特征404及412中的每一者中的一者中或上的缺陷，但应了解，任何数目个缺陷可定位于包含于对应于不同过程步骤的设计的部分中的图案化特征中或上。另外，图4中所展示的缺陷420及422的形状、大小及位置不希望指示将在任何晶片上检测到的任何实际缺陷的任何实际特征。本文中所描述的实施例可因此经配置用于确定缺陷相对于形成于晶片上的特征的位置且接着使用关于哪一些特征包含于设计的哪部分中的信息以确定缺陷定位于其上或其中的设计的部分。在图4中所展示的实例中，确定步骤可包含确定缺陷420的位置定位于特征404中的一者上或中且特征404包含于指定为设计A的设计的部分中。另外，确定步骤可包含确定缺陷422的位置定位于特征412中的一者上或中且特征412包含于指定为设计B的设计的部分中。因此，确定步骤可包含确定缺陷420相对于指定为设计A的设计的部分的位置及缺陷422相对于指定为设计B的设计的部分的位置。

在一个实施例中，如上文中所描述那样确定缺陷的位置包含使由检测器产生的针对缺陷的输出与设计的第一或第二部分对准。举例来说，如图4中所展示，所述计算机子系统可经配置用于如步骤424中所展示的缺陷与设计对准。在另一实例中，如图5中所展示，所述计算机子系统可经配置以执行光学与设计相关性510。在此步骤中，所述计算机子系统可使来自两个过程步骤的设计文件与经检测缺陷位置叠盖。可如在2009年8月4日颁予札法尔(Zafar)等人的第7,570,796号美国专利中所描述那样执行此叠盖，所述专利以宛如全文阐述引用的方式并入本文中。本文中所描述的实施例可经配置以执行此专利中所描述的任何步骤且可如此专利中所描述那样进一步经配置。

以此方式，可使检测器的输出与设计的不同部分对准以识别匹配(或大体上匹配)输出中的图案的设计的不同部分中的图案。关于设计的不同部分中的匹配图案的信息可接着用于确定关于缺陷的信息，例如针对缺陷的设计空间坐标、缺陷所处的设计的部分、缺陷相对于其所处的设计的部分的位置等等。

在进一步实施例中，在晶片的不同层上形成设计的第一及第二部分，且当检测器的输出是响应于缺陷在晶片的上表面下方的深度时，未基于缺陷在晶片的上表面下方的深度执行确定缺陷相对于设计的第一及第二部分的位置。举例来说，如在上文中详细陈述，检测器的输出可为响应于缺陷在晶片的上表面下方的深度。然而，在此类例子中，缺陷在晶片上表面下方的深度本身并非用于分离归因于对晶片执行的不同过程步骤的缺陷。代替性地，如本文中进一步描述，优选使用设计的部分本身以确定缺陷相对于设计的不同部分的位置。

在另一实施例中，一或多个计算机子系统经配置用于取样经检测缺陷的部分且确定缺陷的位置包含使由缺陷重检子系统产生的经检测缺陷的经取样部分的图像与设计的第一或第二部分对准。以此方式，在针对缺陷检验晶片之后，可取样并重检缺陷。在一个此实施例中，取样经检测缺陷的部分包含从基于缺陷跨晶片的空间分布确定的缺陷的不同子群体随机选择缺陷。举例来说，所述计算机子系统可经配置以通过随机取样减少数目个缺陷而取样缺陷以了解缺陷分布，如图5的步骤512中所展示。接着，可将晶片移动到用于成像的缺陷重检子系统，例如缺陷重检工具(例如，商业上可购自科磊公司的eDR缺陷重检工具或类似SEM缺陷重检工具)的缺陷重检子系统。所述计算机子系统接着可经配置以重检缺陷，如图5的步骤514中所展示。可如在2006年9月12日颁予小原(Obara)等人的第7,105,815号美国专利中所描述那样对经取样缺陷进行重检且分类，所述专利以宛如全文阐述引用的方式并入本文中。本文中所描述的实施例可经配置以执行此专利中所描述的任何步骤且可如此专利中所描述那样进一步经配置。如图5中所展示，所述计算机子系统可经配置以执行经重检缺陷与设计相关性，如步骤516中所展示。可在分析或良率管理工具上执行使缺陷重检图像与设计相关。分析包含使每一经取样且经重检缺陷与设计相关，这可如在上文中关于光学与设计相关性进一步描述那样执行。以此方式，可将设计叠盖于重检图像上用于设计与重检相关。

在另一实施例中，使用仅针对设计的第一部分的信息执行第一过程步骤，使用仅针对设计的第二部分的信息执行第二过程步骤，且使用针对设计的第一及第二部分两者的信息执行确定缺陷的位置。举例来说，如图4中所展示，缺陷与设计对准可使用过程A与设计A的相关性426以确定定位于指定为设计A的设计的部分内的缺陷且使用过程B与设计B的相关性428以确定定位于指定为设计B的设计的部分内的缺陷。因此，虽然每一过程步骤可使用仅针对形成于晶片上的设计的部分的信息，但检验步骤可使用针对形成于由检验(及可能重检)考虑的全部过程步骤中的设计的全部部分的信息。

所述计算机子系统进一步经配置用于基于缺陷相对于设计的第一及第二部分的位置使缺陷的不同部分与第一或第二过程步骤相关联。以此方式，可通过运行两个连续过程步骤(例如，蚀刻1号及蚀刻2号)且接着运行单个检验步骤且使缺陷率回到与第一及第二过程步骤相关而显著改进当前使用的方法及系统。通过使缺陷与对应于不同过程步骤的设计的不同部分相关而实现使缺陷率回到与不同过程步骤相关，如本文中进一步描述。举例来说，一旦已使光学子系统的输出及/或由缺陷重检产生的图像与设计信息对准，便可基于设计的不同部分与不同过程步骤之间的对应性确定形成已与输出及/或图像成功对准的设计的部分的过程步骤。由本文中所描述的实施例产生的结果可因此包含从单个缺陷群体产生的多个缺陷子群体且子群体中的每一者可仅与对晶片执行的多个过程步骤中的一者相关联。

检验系统输出(或重检图像)及设计信息可用于将具有对应过程步骤的标志(例如标记)指派到每一缺陷或每一经重检图像。举例来说，如图5的步骤518中所展示，所述计算机子系统可经配置以针对每一缺陷对过程工具产生个别标记。可由在其中系统包含且使用缺陷重检子系统以产生与设计的不同部分相关的缺陷的图像的实施例中的缺陷重检工具的一或多个计算机子系统执行使用其相应过程步骤(即，将指示形成缺陷所处的设计的部分的过程步骤的标记或另一标志指派到每一缺陷)标记每一缺陷。如图5的步骤520中进一步展示，所述计算机子系统可经配置以将经重检缺陷及过程工具标记发送到例如制作数据库(fab database)的数据库或本文中所描述的另一合适计算机可读存储媒体。

以此方式，本文中所描述的实施例建立基于设计的检验(例如在上文参考的毕维斯的专利中所描述的)。在当前使用的方法中，由设计驱动检验。本文中所描述的实施例以此技术为基础且任选地添加来自基于设计的SEM重检的信息。实施例基于过程工具相关性从设计及检验及/或SEM重检及崩溃分析获得信息。

在一个实施例中，所述计算机子系统经配置用于确定与第一及第二过程步骤中的一者相关联的缺陷的不同部分中的一者的一或多个特性。举例来说，针对与第一过程步骤相关联的缺陷的第一部分，所述计算机子系统可使用由检验系统及/或缺陷重检系统产生的针对第一部分中的缺陷的信息以确定缺陷的第一部分的一或多个特性。此特性可包含(例如)跨晶片的缺陷分布、第一部分中的缺陷的分类、第一部分中每缺陷分类的缺陷数目、第一部分中的缺陷数目对图案化结构类型或所属领域中已知的任何其它合适特性。可针对对应于其它过程步骤的缺陷的其它部分确定类似特性。换句话说，对应于不同过程步骤的缺陷的每一部分可独立于每一其它部分而视为其自身的缺陷群体，且可以所属领域中已知的任何合适方式确定所属领域中已知的任何缺陷群体特性。

在另一实施例中，所述计算机子系统经配置以分别基于与第一及第二过程步骤相关联的缺陷的不同部分而分别针对第一及第二过程步骤产生第一及第二检验结果。举例来说，一旦已使缺陷的不同部分与不同过程步骤相关联且(任选地)已对缺陷分类，便可产生针对缺陷的不同部分的信息(例如识别每一过程步骤的标准化缺陷分布的帕累托图)。在一个此实例中，使用其相应过程步骤标记每一缺陷的结果可用于产生每一过程步骤或每一过程工具的单独帕累托。在另一此实例中，针对双重图案化过程，所述计算机子系统可产生两个帕累托，一个帕累托用于第一光刻-蚀刻序列且另一帕累托用于第二光刻-蚀刻序列。以此方式，如图5的步骤522中所展示，所述计算机子系统可经配置以产生每过程工具的结果。举例来说，如图4中所展示，所述计算机子系统可经配置以产生针对过程A的晶片图430及针对过程A的帕累托图432且产生针对过程B的晶片图434及针对过程B的帕累托图436。因此，可针对每一过程步骤产生不同及单独检验结果。不同及单独检验结果可包含于不同检验结果文件中或同一检验结果文件中。

在额外实施例中，所述一或多个计算机子系统经配置用于分别基于与第一及第二过程步骤相关联的缺陷的不同部分单独监测第一及第二过程步骤。换句话说，与第一过程步骤相关联的缺陷的一个部分可用于监测第一过程步骤，与第二过程步骤相关联的缺陷的另一部分可用于监测第二过程步骤等等。本文中所描述的系统可因此经配置用于使用单个检验步骤监测多个过程步骤。另外，可如在1998年6月2日颁予拉(La)等人的第5,761,064号美国专利中所描述那样对缺陷图像进行分析且分类以用于缺陷管理及追踪，所述专利以宛如全文阐述引用的方式并入本文中。本文中所描述的实施例可经配置以执行此专利中所描述的任何步骤且可如此专利中所描述那样进一步经配置。过程监测还可包含所属领域中已知的任何其它合适过程监测。另外，如本文中进一步描述，基于过程标记，可针对不同过程步骤产生独有缺陷分布及标准化缺陷图，其可帮助了解每一过程工具处的缺陷率。

因此，本文中所描述的实施例提供优于其它系统及方法的若干优点。举例来说，用于缺陷管理及组合检验与设计数据的先前系统及方法能够使用单个检验步骤监测单个过程步骤。相比之下，本文中所描述的实施例使单个检验/重检过程的输出回到与多个过程步骤相关以提供用于使用单个检验过程监测多个过程步骤的系统。因此，本文中所描述的实施例实现针对连续制造过程步骤的检验步骤的减少。因而，本文中所描述的实施例可减少用于检验过程所需的时间量。特定来说，如本文中进一步描述，实施例使用仅在连续制造过程步骤的最终步骤之后执行的检验。单个检验过程可结合缺陷重检及设计信息一起使用以提取针对多个过程步骤(包含在检验之前的最后过程步骤之前执行的过程步骤)的信息且使用单个步骤监测多个过程步骤。

另外，一些当前使用的方法及系统使用设计、缺陷重检及检验结果以监测一个过程工具及单个过程步骤。相比之下，本文中所描述的实施例使用设计及检验信息(及任选缺陷重检信息)及与每一过程步骤的相关性以用于监测多个过程步骤。以此方式，不同于其中使由一个检验过程检测的全部缺陷与单个过程步骤相关的当前使用的方法及系统，本文中所描述的实施例使由检验过程检测的全部缺陷与多个过程步骤相关。此外，当前使用的系统及方法需要多个检验或计量步骤以了解跨多个连续过程步骤的缺陷率。相比之下，本文中所描述的实施例仅包含在多个过程步骤的最后者之后执行用于监测跨多个连续过程步骤的缺陷率的一个检验或计量过程。此外，通过实施此方法论，可提供关于多个过程工具的状态的更多信息。

本文中所描述的实施例还可用于提供对于当前未经检验的步骤(例如双重或四重图案化的中间步骤)或其中在中间步骤之后未执行检验以节约时间或金钱的其它过程的检验能力。举例来说，运用本文中所描述的实施例，用户可使用单个检验步骤了解四重图案化过程的中间步骤中的问题。每一过程工具上的时间花费数千美元且错过过程偏离可花费高达数十万美元(如果在确定过程偏离的根本原因时工具停机一天)。然而，本文中所描述的实施例可提供针对多个过程步骤的详细缺陷报告且减轻过程工具停机的风险，借此防止极端成本。以类似方式，当在必须对晶片执行另一过程步骤之前没有时间进行检验时(例如，当在晶片上的材料开始降级之前必须将晶片移动到下一过程工具时)，本文中所描述的实施例可用于中间过程步骤检验。

可如本文中所描述那样进一步配置系统的实施例中的每一者。另外，可将在上文中所描述的系统的实施例中的每一者一起组合成单个实施例。换句话说，除非本文中另有指明，否则系统实施例并不与任何其它系统实施例互斥。此外，虽然图4到5展示可由本文中所描述的所述计算机子系统执行的各种功能，但除非本文中另有指明，否则这些图中所展示的任何功能并非对本文中所描述的系统实施例的功能及/或本文中所描述的方法实施例的实践至关重要。换句话说，除非本文中另有指明，否则本文中所描述的实施例可经配置以执行少于这些图中所展示的全部功能或多于这些图中所展示的全部功能，且实施例仍可在这些实施例的范围内起作用及/或实践。

另一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。所述方法包含获取通过检验系统在对晶片执行的检验过程期间产生的输出。所述输出可包含本文中所描述的输出中的任何者。可根据本文中所描述的实施例中的任何者配置检验系统。

在已对晶片执行至少第一及第二过程步骤之后执行检验过程。在第一及第二过程步骤之间未执行晶片的检验。第一过程步骤包含在晶片上形成针对晶片的设计的第一部分，且第二过程步骤包含在晶片上形成针对晶片的设计的第二部分。设计的第一及第二部分在晶片上在空间中互斥。可如本文中所描述那样进一步配置设计的第一及第二部分。

获取由检验系统产生的输出可包含对晶片实际上执行检验过程(例如，通过使用检验系统产生针对晶片的输出)。然而，获取输出可不包含对晶片执行检验过程。举例来说，获取输出可包含从其中已通过检验系统存储输出的存储媒体获取输出。因此，虽然本文中所描述的实施例可包含光学子系统及/或缺陷重检子系统，但可替代地在不使用光学子系统及/或缺陷重检子系统的情况下执行本文中所描述的实施例。举例来说，可仅使用本文中所描述的一或多个计算机子系统执行实施例。

所述方法还包含基于输出检测所述晶片上的缺陷。另外，所述方法包含确定缺陷相对于设计的第一及第二部分的位置。所述方法进一步包含基于缺陷相对于设计的第一及第二部分的位置使缺陷的不同部分与第一或第二过程步骤相关联。可根据本文中所描述的实施例进一步执行这些步骤中的每一者。由可根据本文中所描述的实施例中的任何者配置的一或多个计算机子系统执行获取、检测、确定及相关联步骤。

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

本文中所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。结果可包含本文中所描述的结果中的任何者且可以所属领域中已知的任何方式存储。存储媒体可包含本文中所描述的任何存储媒体或所属领域中已知的任何其它合适存储媒体。在已存储结果之后，结果可在存储媒体中存取且由本文中所描述的方法或系统实施例中的任何者使用、经格式化用于对用户显示、由另一软件模块、方法或系统等等使用。

额外实施例涉及一种非暂时性计算机可读媒体，其含有存储于其中用于致使计算机系统执行用于检测晶片上的缺陷的计算机实施方法的程序指令。在图6中展示一个此实施例。特定来说，如图6中所展示，计算机可读媒体600包含可在计算机系统604上执行的程序指令602。计算机实施方法包含本文中所描述的方法的步骤。可针对其执行程序指令的计算机实施方法可包含本文中所描述的任何其它步骤。

实施例如本文中所描述的方法的程序指令602可存储于计算机可读媒体600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合适非暂时性计算机可读媒体。

可以各种方式(尤其包含基于程序的技术、基于组件的技术及/或面向对象技术)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、C++对象、JavaBeans、微软基础类别库(“MFC”)或其它技术或方法实施程序指令。

可根据本文中所描述的实施例中的任何者进一步配置计算机系统。

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，将此描述解释为仅为说明性且是为了教示所属领域的技术人员实行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视为目前优选实施例。在受益于本发明的此描述之后，如所属领域的技术人员将了解，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。可对本文中描述的元件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。