專利名稱：用于同時檢驗具有不同間距的多個陣列區(qū)域的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及晶片和分劃板檢驗裝置以及使用其的方法。
背景技術(shù)：
自動檢驗(inspection)與復(fù)查(review)系統(tǒng)在半導(dǎo)體和相關(guān)微電子行業(yè)的過程控制和產(chǎn)量管理是重要的。這樣的系統(tǒng)包括基于光學(xué)和電子束(e-beam)的系統(tǒng)。在半導(dǎo)體器件的制造中，在研發(fā)和制造過程早期的缺陷檢測對于縮短產(chǎn)品研發(fā)周期與增加產(chǎn)量變得越來越重要。正在使用先進的晶片和分劃板檢驗系統(tǒng)來檢測、復(fù)查并分類缺陷并將根本原因反饋回制造過程以防止這些缺陷繼續(xù)發(fā)展。相關(guān)缺陷的尺寸與正應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的制造的設(shè)計規(guī)則是直接成比例的。隨著正應(yīng)用的設(shè)計規(guī)則持續(xù)縮減，檢驗系統(tǒng)的性能要求在圖像分辨率和速度(每小時所處理的缺陷)這兩方面都有所增加。

發(fā)明內(nèi)容
一個實施例涉及使用成像裝置同時自動地檢驗多個陣列區(qū)域的方法。所述方法包括選擇最優(yōu)像素尺寸，以使多個陣列區(qū)域中的每一個陣列區(qū)域具有尺寸上是整數(shù)個像素的被編組單元；并調(diào)整成像裝置的像素尺寸為所選擇的最優(yōu)像素尺寸。當(dāng)單元尺寸用整數(shù)表達的時候，可通過尋找多個陣列區(qū)域的單元尺寸的最大公約數(shù)來確定可像素尺寸的可用范圍內(nèi)的最優(yōu)像素尺寸?？蓱?yīng)用預(yù)設(shè)準則來確定最優(yōu)像素尺寸中的哪一個，如果有的話，是基于預(yù)設(shè)準則可被接受的。如果沒有一個最優(yōu)像素尺寸是可被接受的，那么可將陣列區(qū)域之一標記為數(shù)字內(nèi)插。另一個實施例涉及用于檢測在所制造的襯底上的多個陣列區(qū)域中的缺陷的檢驗裝置。所述檢測裝置包括成像裝置和系統(tǒng)控制器。所述成像裝置被設(shè)置為照明所述襯底的區(qū)域并檢測來自該區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，其中所述區(qū)域包括多個陣列區(qū)域的集合。所述系統(tǒng)控制器包括處理器、存儲器和在所述存儲器中的計算機可讀代碼。所述計算機可讀代碼被設(shè)置為選擇最優(yōu)像素尺寸，以使多個陣列區(qū)域中的每一個陣列區(qū)域具有在尺寸上是整數(shù)個像素的被編組單元；并調(diào)整成像裝置的像素尺寸為所選擇的最優(yōu)像素尺寸。還公開了其他實施例、方面和特征。


圖I是示出在單視域中多個陣列區(qū)域的示例的圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例選擇用于同時檢驗多個陣列區(qū)域的像素尺寸的方法的流程圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例，可被用于自動地檢驗所制造的襯底的檢驗裝置的示意圖。詳細描述電子束(e-beam)和光學(xué)成像裝置被用于所制造的襯底(諸如用于平版印刷的半導(dǎo)體晶片和分劃板)的檢驗。這些襯底的某些被設(shè)計為包括一個或多個陣列區(qū)域，其中每一個陣列區(qū)域包括被設(shè)計為一樣的單元的陣列。
已經(jīng)使用了傳統(tǒng)成像裝置來有效地檢驗被同樣地設(shè)計的單元的單個陣列區(qū)域。然而，申請人已經(jīng)確定，當(dāng)將傳統(tǒng)成像裝置應(yīng)用于帶有具多個陣列單元尺寸的多個陣列區(qū)域的半導(dǎo)體的成像的時候，傳統(tǒng)成像裝置具有實質(zhì)性缺陷或限制。本申請公開了用于同時檢驗具有不同陣列單元尺寸的改進的方法和裝置。檢驗單個陣列區(qū)域在來自加州米爾皮塔斯KLA-Tencor公司的檢驗工具中，目前用于檢驗由單一尺寸的同樣設(shè)計的單元組成的單個陣列區(qū)域的方法涉及用光學(xué)變焦調(diào)整常規(guī)像素尺寸，這樣單個單元中的像素數(shù)量(在每一維上)是整數(shù)。在單個單元中帶有整數(shù)個像素，在使用各種缺陷檢測算法(諸如自動閾值(AT)、分段的自動閾值(SAT)或多管芯自動閾值(MDAT))的缺陷檢測中可執(zhí)行單元對單元的比較來獲得最優(yōu)靈敏度。 同時檢驗具有不同單元尺寸的多個陣列區(qū)域隨著晶片中的電路變得越來越密集且更高度地集成，在先進的晶片或分劃板的管芯中越來越普遍地出現(xiàn)了具有不同單元尺寸(即，不同間距)的多個陣列區(qū)域。因此，現(xiàn)有方法需要建立多個獨立的圖像掃描，每一個陣列區(qū)域?qū)?yīng)一個圖像掃描。每一次成像掃描需要為單個陣列區(qū)域用特定單元尺寸加以定制，以獲得每一個陣列區(qū)域中最最優(yōu)的靈敏度。由于需要多個圖像掃描來檢驗多個陣列區(qū)域，因此檢驗的吞吐量是被折衷的。用于克服這個吞吐量問題的一個方法是使用隨機檢驗技術(shù)進行管芯-對-管芯的比較，而不是單元-對-單元的比較，來檢驗具有不同間距的多個陣列區(qū)域。由于管芯之間有更大的工藝偏差，且執(zhí)行管芯-對-管芯對準中的數(shù)字內(nèi)插帶來額外的噪聲，所以這個方法的劣勢在于檢測靈敏度被降低。不犧牲吞吐量的用于檢驗具有不同間距的多個陣列區(qū)域的另一種方法如下。首先，選擇像素尺寸，這個像素尺寸使得單個陣列區(qū)域的間距(在每一維上)對應(yīng)于整數(shù)個像素。然后，通過圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字內(nèi)插，對其余陣列區(qū)域執(zhí)行單元-對-單元的對準，這樣可在所選擇的像素尺寸下對其余陣列區(qū)域執(zhí)行單元-對-單元的比較。這個方法，然而，與管芯-對-管芯比較方法具有類似缺陷。這是因為由于數(shù)字內(nèi)插帶來的額外噪聲，在其余陣列區(qū)域中的缺陷檢測靈敏度是被折衷的。本發(fā)明公開了用于檢驗在單個管芯上帶有不同單元尺寸的多個陣列區(qū)域的新穎的技術(shù)。公開了一種方法，其可實現(xiàn)確定并選擇特別有利的像素尺寸用于同時地檢驗多個陣列區(qū)域。所選擇的像素尺寸最小化了需要數(shù)字內(nèi)插用于單元-對-單元對準的陣列區(qū)域的數(shù)量。這樣，可避免由于數(shù)字內(nèi)插的額外噪聲，且可維持檢驗系統(tǒng)的較高的吞吐速率。
接下來的描述公開了用于選擇最優(yōu)像素尺寸的新穎技術(shù)。為了便于討論，就陣列區(qū)域的其中一個維度來討論這個技術(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可了解，陣列區(qū)域是兩維的。因此，應(yīng)該將本技術(shù)應(yīng)用于在兩維中每一維中選擇最優(yōu)像素尺寸。在每一個陣列區(qū)域中通過編組多個單元而形成被編組單元圖I示出帶有要同時被檢驗的四個陣列區(qū)域的視域100的示例。在這個示例中的四個陣列區(qū)域被標記為陣列區(qū)域I、陣列區(qū)域2、陣列區(qū)域3和陣列區(qū)域4。這些陣列區(qū)域可位于,例如，單個半導(dǎo)體管芯上。每一個陣列區(qū)域由單元(102-1、102-2、102-3和102-4分別對陣列區(qū)域1、2、3和4)組成，所述單元被設(shè)計為與同一個陣列區(qū)域中其他單元相同。大體上，單元可以是矩形形狀的。(為了便于說明，每一個陣列區(qū)域被圖示為在每一維中數(shù)個單元的長度。然而，實際的陣列區(qū)域一般沿每一維包括實際上更多數(shù)量的單元。)期望的是能同時檢驗所有四個陣列區(qū)域，而不需要做多次圖像掃描。在接下來的描述中，單元尺寸和像素尺寸都用它們可被表達為整數(shù)的最小單位來表達。例如，最小的單位可以是納米(nm)。如表格I中所給出的，四個陣列區(qū)域各自可具有1044納米(nm)、1278nm、2052nm和2592nm。考慮具有標稱像素尺寸160nm的示例檢驗工具。使用這個標稱像素尺寸用于檢驗，每個區(qū)域用像素表達的單元尺寸各自變成6. 525,7. 9875、12. 825和16. 2像素。
權(quán)利要求
1.用于在所制造的襯底上的多個陣列區(qū)域中檢測缺陷的檢驗裝置，所述裝置包括 成像裝置，被設(shè)置為照明所述襯底的區(qū)域并檢測來自所述區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，其中所述區(qū)域包括多個陣列區(qū)域的集合；以及 系統(tǒng)控制器，包括處理器、存儲器和位于所述存儲器中的計算機可讀代碼，所述計算機可讀代碼被設(shè)置為 選擇最優(yōu)像素尺寸，以使所述多個陣列區(qū)域中的每一個陣列區(qū)域可具有在尺寸上是整數(shù)個像素的被編組單元，且 將所述成像裝置的像素尺寸調(diào)整為所選擇的最優(yōu)像素尺寸。
2.如權(quán)利要求I所述的檢驗裝置，其特征在于，還包括所述成像裝置的倍數(shù)控制電子元件，其中所述倍數(shù)控制電子元件被用于調(diào)整所述像素尺寸。
3.如權(quán)利要求I所述的檢驗裝置，其特征在于，所述成像裝置包括可移動的襯底夾持器來將所述襯底的區(qū)域移動到所述成像裝置的照明之下。
4.如權(quán)利要求I所述的檢驗裝置，其特征在于，所述成像裝置包括電子束檢驗工具。
5.如權(quán)利要求I所述的成像裝置，其特征在于，所述計算機可讀代碼被設(shè)置為當(dāng)所述單元尺寸被用整數(shù)表達時，通過找到多個陣列區(qū)域的單元尺寸的最大公約數(shù)，來確定像素尺寸可用范圍內(nèi)的最優(yōu)像素尺寸。
6.如權(quán)利要求5所述的成像裝置，其特征在于，所述計算機可讀代碼被進一步設(shè)置為基于每一個最優(yōu)像素尺寸來確定每一個陣列區(qū)域中需要被編組的單元的數(shù)量。
7.如權(quán)利要求6所述的成像裝置，其特征在于，所述計算機可讀代碼被進一步設(shè)置為基 于預(yù)設(shè)準則而確定所述最優(yōu)像素尺寸中的哪一個，如果有的話，是可被接受的。
8.如權(quán)利要求7所述的成像裝置，其特征在于，所述計算機可讀代碼被進一步設(shè)置為選擇可被接受的最優(yōu)像素尺寸作為被選擇的最優(yōu)像素尺寸。
9.如權(quán)利要求7所述的成像裝置，其特征在于，所述計算機可讀代碼被進一步設(shè)置為如果存在多個可被接受的最優(yōu)像素尺寸的話，那么通過應(yīng)用最終準則來選擇所述可被接受的最優(yōu)像素尺寸中的一個。
10.如權(quán)利要求9所述的成像裝置，其特征在于，應(yīng)用所述最終準則包括確定，當(dāng)來自所有所述陣列區(qū)域的被編組單元中多個像素被加在一起的時候，哪一個可被接受的像素尺寸提供最少數(shù)量的總像素。
11.如權(quán)利要求7所述的成像裝置，其特征在于，所述計算機可讀代碼被進一步設(shè)置為，如果基于所述預(yù)設(shè)準則，沒有一個最優(yōu)像素尺寸被確定為可被接受的，那么將多個陣列區(qū)域中的一個標記用于數(shù)字內(nèi)插。
12.如權(quán)利要求11所述的成像裝置，其特征在于，所述計算機可讀代碼被進一步設(shè)置為，通過將被標記的陣列區(qū)域移除來修改所述多個陣列區(qū)域的集合，并基于修改后的多個陣列區(qū)域的集合來選擇最優(yōu)的像素尺寸。
13.如權(quán)利要求I所述的成像裝置，其特征在于，所述計算機可讀代碼被設(shè)置為在兩維的每一維中選擇最優(yōu)的像素尺寸，并在所述兩維中調(diào)整所述成像裝置的像素尺寸。
14.使用成像裝置同時自動地檢驗多個陣列區(qū)域的方法，所述方法包括 照明襯底的區(qū)域； 從所述區(qū)域中檢測圖像數(shù)據(jù)，其中所述區(qū)域包括多個陣列區(qū)域的集合；選擇最優(yōu)像素尺寸，這樣所述多個陣列區(qū)域中的每一個陣列區(qū)域具有在尺寸上是整數(shù)個像素的被編組單元；以及 將所述成像裝置的像素尺寸調(diào)整為所選擇的最優(yōu)像素尺寸。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 改變所述成像裝置的倍數(shù)來調(diào)整所述像素尺寸。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 通過可移動的襯底夾持器在所述成像裝置的照明下移動襯底的所述區(qū)域。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述成像裝置包括 電子束檢測工具，且所述區(qū)域由電子束照明。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 當(dāng)單元尺寸用整數(shù)表達的時候，通過尋找所述多個陣列區(qū)域的單元尺寸的最大公約數(shù)來確定可用的像素尺寸范圍內(nèi)的最優(yōu)像素尺寸。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括 基于每一個最優(yōu)的像素尺寸而確定每一個陣列區(qū)域中需要被編組在一起的單元的數(shù)量。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括 基于預(yù)設(shè)準則確定所述最優(yōu)的像素尺寸中的哪一個，如果有的話，是可被接受的。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括 選擇可被接受的最優(yōu)像素尺寸作為所選擇的最優(yōu)像素尺寸。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括 如果存在多個可被接受的最優(yōu)像素尺寸的話，應(yīng)用最終準則來選擇所述可被接受的最優(yōu)像素尺寸中的一個。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，應(yīng)用所述最終準則包括確定，當(dāng)來自所有所述陣列區(qū)域的被編組單元中多個像素被加在一起的時候，哪一個可被接受的像素尺寸提供最少數(shù)量的總像素。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括，如果基于所述預(yù)設(shè)準則，沒有一個最優(yōu)像素尺寸被確定為可被接受的話，標記所述多個陣列區(qū)域中的一個用于數(shù)字內(nèi)插。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包括 通過將所述被標記的陣列區(qū)域移除而修改陣列區(qū)域的集合；以及 基于所述修改后的陣列區(qū)域的集合而選擇所述最優(yōu)的像素尺寸。
26.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 在兩維的每一維中選擇最優(yōu)的像素尺寸；以及 在所述兩維中調(diào)整所述成像裝置的像素尺寸。
全文摘要
一個實施例涉及使用成像裝置(302)同時自動地檢驗多個陣列區(qū)域(102)的方法。所述方法包括選擇(211或212)最優(yōu)像素尺寸，以使多個陣列區(qū)域中的每一個陣列區(qū)域具有被編組單元，該被編組單元在尺寸上是整數(shù)個像素；并調(diào)整成像裝置的像素尺寸為所選擇的最優(yōu)像素尺寸。當(dāng)單元尺寸用整數(shù)表達的時候，可通過尋找(202)多個陣列區(qū)域的單元尺寸的最大公約數(shù)來確定可獲得的像素尺寸范圍內(nèi)的最優(yōu)像素尺寸?？蓱?yīng)用預(yù)設(shè)準則來確定(208)哪一個，如果有的話，最優(yōu)像素尺寸是基于預(yù)設(shè)準則可被接受的。如果沒有一個最優(yōu)像素尺寸是可被接受的，那么可將陣列區(qū)域之一標記為用于數(shù)字內(nèi)插(見216)。還公開了其他實施例、方面和特征。
文檔編號G03F1/84GK102803939SQ201080028830
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者H·陳, J·Z·林 申請人:克拉-坦科股份有限公司