本發(fā)明大體上是關(guān)于半導(dǎo)體制造且是關(guān)于檢測用于半導(dǎo)體制造中的晶片，且更特定言之，是關(guān)于具有可選擇像素密度的全晶片檢測方法。

本文中所提及的任何公開案或?qū)＠墨I(xiàn)的全部公開內(nèi)容以引入的方式并入，包括美國專利第3,829,219號及第5,526,116號以及第6,031,611號，以及M.P.Rimmer等人的公開的「Evaluation of large aberrations using lateral-shear interferometer having a variable shear」(App.Opt.，第14卷，第1期，第142至150頁，1975年1月)，以及Schreiber等人的公開的「Lateral shearing interferometer based on two Ronchi phase gratings in series」(App.Opt.，第36卷，第22期，第5321至5324頁，1997年8月)。題為「Systems and methods of characterizing process-induced wafer shape for process control using CGS interferometry」的美國臨時專利申請案第62/263,917號亦以引用的方式并入本文中。

背景技術(shù)：

制造呈集成電路(IC)芯片形式的半導(dǎo)體器件需要處理大量半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體晶片通常由硅制成且通常具有300mm的直徑，在未來計劃使用具有450mm的直徑的半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體晶片具有略小于1mm的厚度。

半導(dǎo)體晶片在形成最終IC器件結(jié)構(gòu)的過程中經(jīng)受眾多不同處理(例如，涂布、曝光、烘焙、蝕刻(濕式及干式)、拋光、退火、植入、膜沉積、膜生長、清洗等)。在許多情況下，一些步驟重復(fù)多次。因?yàn)樾枰纬傻奶卣鞯木?xì)尺度(例如，小至若干納米)，所以需要謹(jǐn)慎地監(jiān)測制造過程。此監(jiān)測涉及在過程中的選擇步驟之間對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行檢測以確保恰當(dāng)?shù)貙?shí)施各種步驟。

半導(dǎo)體器件制造的重要方面為半導(dǎo)體晶片產(chǎn)出率，其為每單位時間(通常，每小時)可在半導(dǎo)體生產(chǎn)線中處理的半導(dǎo)體晶片的數(shù)目。半導(dǎo)體晶片產(chǎn)出率為確定每半導(dǎo)體晶片的成本及因此確定制造每一IC器件的成本中的重要因素。因此，盡可能快速地執(zhí)行半導(dǎo)體晶片檢測以使得對半導(dǎo)體晶片產(chǎn)出率的影響最小是重要的。另一方面，獲得對每一半導(dǎo)體晶片的足夠數(shù)目的測量以確保識別任何缺陷使得可改變處理且在必要時從生產(chǎn)線移除半導(dǎo)體晶片是重要的。

隨著半導(dǎo)體器件的復(fù)雜度增加，需要愈來愈多的檢測測量以識別潛在缺陷。因此，需要本質(zhì)上優(yōu)化所獲得及分析的檢測數(shù)據(jù)的量同時最少化收集及處理檢測數(shù)據(jù)所采用的時間的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面為一種檢測具有表面及直徑D的半導(dǎo)體晶片的方法。該方法包括：a)同時在半導(dǎo)體晶片的整個表面的測量部位上以最大測量部位像素密度ρ_max進(jìn)行選擇測量參數(shù)的測量以獲得測量資料，其中以最大測量部位像素密度ρ_max獲得的測量部位像素的總數(shù)在10⁴與10⁸之間；b)定義半導(dǎo)體晶片的表面的分區(qū)，其中該等分區(qū)中的每一者具有測量部位像素密度ρ，其中該等分區(qū)中的至少兩者具有不同尺寸的測量部位像素且因此具有不同測量部位像素密度ρ；及c)基于分區(qū)及對應(yīng)測量部位像素密度ρ而處理測量數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中選擇測量參數(shù)選自由以下各者組成的參數(shù)群組：表面構(gòu)形、表面曲率、斜率、器件產(chǎn)率、表面移位及應(yīng)力。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中分區(qū)中的至少一者具有等于最大測量部位像素密度ρ_max的測量部位像素密度ρ。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中分區(qū)中的至少一者為具有基本上等于半導(dǎo)體晶片的直徑D的外徑且具有在0.03D與0.2D之間的環(huán)形寬度的環(huán)形分區(qū)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中環(huán)形寬度在0.05D與0.15D之間。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其進(jìn)一步包含在半導(dǎo)體晶片的表面上使用測量參數(shù)的變化定義分區(qū)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中分區(qū)定義于半導(dǎo)體晶片的表面的子區(qū)內(nèi)，且其中子區(qū)在半導(dǎo)體晶片的表面上重復(fù)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中子區(qū)表示晶粒、晶粒的一部分及光刻區(qū)域中的至少一者。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中半導(dǎo)體晶片包括含有缺陷的器件，且其中缺陷中的至少一者通過選擇測量參數(shù)的超過容限的改變來表明，該改變是相對于該選擇測量參數(shù)的參考值所測量而得。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其進(jìn)一步包括使用來自至少一個先前處理的半導(dǎo)體晶片的測量數(shù)據(jù)選擇分區(qū)及對應(yīng)測量部位像素密度ρ。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中測量部位像素密度ρ經(jīng)選擇，以使得測量部位像素的總數(shù)相較于使用最大測量部位像素密度ρ_max所獲得的測量部位像素的數(shù)目減少，以達(dá)成處理時間的選擇減少。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中處理時間減少至少10％。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中使用干涉測量法來執(zhí)行進(jìn)行測量的動作a)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中干擾測量法包含相干梯度感測干涉測量法。

本發(fā)明的另一方面為一種檢測半導(dǎo)體晶片的方法，該半導(dǎo)體晶片具有表面、直徑D及形成于其上的器件。該方法包括：a)使用相干梯度感測干涉計，在半導(dǎo)體晶片的整個表面的測量部位上以最大測量部位像素密度ρ_max進(jìn)行選擇測量參數(shù)的測量以獲得測量資料，其中以最大測量部位像素密度ρ_max獲得的測量部位像素的總數(shù)在10⁴與10⁸之間；b)使用形成于半導(dǎo)體晶片上的器件的性能的產(chǎn)率地圖，定義半導(dǎo)體晶片的表面的分區(qū)，其中該等分區(qū)中的每一者具有測量部位像素密度ρ，其中該等分區(qū)中的至少兩者具有不同尺寸的測量部位像素且因此具有不同測量部位像素密度ρ；及c)基于分區(qū)及對應(yīng)測量部位像素密度ρ而處理測量數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中使用半導(dǎo)體處理形成器件且該方法進(jìn)一步包括使用動作c)的經(jīng)處理測量數(shù)據(jù)調(diào)整半導(dǎo)體程序。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中選擇測量參數(shù)選自由以下各者組成的參數(shù)群組：表面構(gòu)形、表面曲率、斜率、器件產(chǎn)率、表面移位及應(yīng)力。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中分區(qū)中的至少一者具有等于最大測量部位像素密度ρ_max的測量部位像素密度ρ且包括產(chǎn)率地圖的包括最低產(chǎn)率的區(qū)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中分區(qū)中的至少一者為具有基本上等于半導(dǎo)體晶片的直徑D的外徑且具有在0.03D與0.2D之間的環(huán)形寬度的環(huán)形分區(qū)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中環(huán)形寬度在0.05D與0.15D之間。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中測量部位像素密度ρ經(jīng)選擇，以使得測量部位像素的總數(shù)相較于使用最大測量部位像素密度ρ_max所獲得的測量部位像素的數(shù)目減少，以達(dá)成處理時間的選擇減少。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中處理時間減少至少10％。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中半導(dǎo)體晶片包括含有缺陷的器件，且其中缺陷中的至少一者通過選擇測量參數(shù)的超過容限的改變來表明，該改變是相對于該選擇測量參數(shù)的參考值所測量而得。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中器件包括缺陷，且該方法進(jìn)一步包括通過相對于選擇測量參數(shù)的參考值比較選擇測量參數(shù)的值來探測缺陷。

本發(fā)明的另一方面為一種檢測半導(dǎo)體晶片的方法，該半導(dǎo)體晶片具有表面、直徑D及形成于其上的器件。該方法包括：a)使用形成于半導(dǎo)體晶片上的器件的性能的產(chǎn)率地圖，定義半導(dǎo)體晶片的表面的分區(qū)，其中該等分區(qū)中的每一者具有具測量部位像素及測量部位像素密度ρ的測量部位，其中該等分區(qū)中的至少兩者具有不同尺寸的測量部位像素且因此具有不同測量部位像素密度ρ；b)使用具有包含10⁴至10⁸個傳感器像素的陣列的圖像傳感器的干涉計，進(jìn)行以下操作：i)配置傳感器像素的陣列以匹配測量部位像素密度ρ；及ii)同時在半導(dǎo)體晶片的整個表面的測量部位上進(jìn)行選擇測量參數(shù)的測量以獲得測量資料；及c)基于分區(qū)以及不同分區(qū)的對應(yīng)測量部位像素密度ρ而處理測量數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中使用半導(dǎo)體程序形成器件且該方法進(jìn)一步包括使用動作c)的經(jīng)處理測量數(shù)據(jù)調(diào)整半導(dǎo)體程序。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中選擇測量參數(shù)選自由以下各者組成的參數(shù)群組：表面構(gòu)形、表面曲率、斜率、器件產(chǎn)率、表面移位及應(yīng)力。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中分區(qū)中的至少一者具有等于最大測量部位像素密度ρ_max的測量部位像素密度ρ且包括產(chǎn)率地圖的包括最低產(chǎn)率的區(qū)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中分區(qū)中的至少一者為具有基本上等于半導(dǎo)體晶片的直徑D的外徑且具有在0.03D與0.2D之間的環(huán)形寬度的環(huán)形分區(qū)。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中環(huán)形寬度在0.05D與0.15D之間。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中測量部位像素密度經(jīng)選擇，以使得測量部位像素的總數(shù)相較于使用最大測量部位像素密度ρ_max所獲得的測量部位像素的數(shù)目減少，以達(dá)成處理時間的選擇減少。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中處理時間減少至少10％。

本發(fā)明的另一方面為上文所描述的方法，其中器件包括缺陷，且該方法進(jìn)一步包括通過相對于選擇測量參數(shù)的參考值比較選擇測量參數(shù)的值來探測缺陷。

本發(fā)明的額外特征及優(yōu)點(diǎn)是在下文的詳細(xì)描述中進(jìn)行闡述，且將部分地由本領(lǐng)域技術(shù)人員自彼描述而容易地理解或通過實(shí)踐如本文中所描述的本發(fā)明(包括下文的詳細(xì)描述、quanliyaoiqu及附圖)而認(rèn)識到。權(quán)利要求被并入至本發(fā)明的詳細(xì)描述中且構(gòu)成本發(fā)明的一部分。

應(yīng)理解，前文大體描述及以下詳細(xì)描述兩者呈現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例，且意欲提供綜述或架構(gòu)以便理解如所主張的本發(fā)明的本質(zhì)及特性。因此，包括隨附圖式以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，且隨附圖式并入本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部分。圖式說明本發(fā)明的各種實(shí)施例，且與說明書一起用以解釋本發(fā)明的原理及操作。

附圖說明

圖1為實(shí)例相干梯度感測(CGS)系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)用于實(shí)例中以按高測量密度進(jìn)行全晶片測量從而進(jìn)行本文中所公開的方法；

圖2A及圖2B為對晶片進(jìn)行檢測測量的兩個實(shí)例方法的流程圖，該晶片包括使用具有各別測量部位密度的選擇分區(qū)的選項(xiàng)；

圖3A為示意性地示出覆蓋晶片表面的測量部位像素的實(shí)例陣列的實(shí)例晶片的自上而下圖；

圖3B類似于圖3A且示出晶片可如何分成具有不同晶片像素尺寸且因此具有不同測量部位像素密度的不同分區(qū)；

圖4A類似于圖3A且說明晶片可如何分成覆蓋晶片的「虛擬晶?！沟膶?shí)例；

圖4B類似于圖4A且示出可如何基于虛擬晶粒為晶片定義具有不同測量部位像素密度的兩個不同分區(qū)；

圖4C類似于圖4B且示出可如何基于虛擬晶粒為晶片定義具有不同測量部位像素密度的三個不同分區(qū)；

圖5A及圖5B示出具有不同測量部位像素密度的分區(qū)的實(shí)例配置；

圖6A為晶片的實(shí)例晶粒尺寸區(qū)的示意圖，其中晶粒尺寸區(qū)包括具有不同測量部位像素密度的三個不同分區(qū)；

圖6B示出可如何在進(jìn)行全晶片的分析時在晶片上復(fù)制實(shí)例晶粒尺寸區(qū)；

圖7A說明在晶片表面上定義的自適應(yīng)性分區(qū)的實(shí)例；

圖7B說明包括三個自適應(yīng)性分區(qū)的實(shí)例晶粒尺寸區(qū)且亦示出如何以類似于圖6B的方式在晶片上復(fù)制實(shí)例晶粒尺寸區(qū)；及

圖8為用以基于自圖1的CGS系統(tǒng)獲得的X及Y干涉圖數(shù)據(jù)獲得晶片構(gòu)形的分析程序的流程圖。

笛卡爾坐標(biāo)出于參考起見而示出于一些圖中且并不意欲為關(guān)于定向或配置的限制。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的當(dāng)前較佳實(shí)施例，其實(shí)例說明于隨附圖式中。每當(dāng)可能時，遍及圖式使用參考數(shù)字及符號以指相同或相似部分。申請專利范圍并入此詳細(xì)描述中且構(gòu)成詳細(xì)描述的一部分。

在以下論述中，術(shù)語「高密度測量」及「高分辨率」意謂在晶片或晶片區(qū)上包括超過10⁴個測量部位像素或超過10⁶個測量部位像素的選擇參數(shù)的測量或分辨率。在實(shí)例中，高密度測量具有在10⁴個與10⁸個之間的像素，其中該實(shí)例中的上限表示關(guān)于測量技術(shù)的實(shí)際上限。在未來可通過改良測量技術(shù)獲得較高上限。

除非另外指出，否則術(shù)語「像素密度」ρ意謂每單位面積的像素數(shù)目，且通常指晶片上的測量部位(例如，分區(qū))處每單位面積的像素數(shù)目。最大像素密度指示為ρ_max且對應(yīng)于最高測量分辨率。除非另外指出，否則如本文中所使用的術(shù)語「像素」意謂測量部位像素。同樣地，除非另外指出，否則術(shù)語「像素密度」指測量部位像素密度。

如本文中所使用的術(shù)語「分區(qū)」意謂晶片(且詳言之，晶片表面上)的具有選擇像素密度ρ的區(qū)或測量部位，其中不同分區(qū)具有不同像素密度ρ，例如，分區(qū)Z1具有像素密度ρ₁，而分區(qū)Z2具有像素密度ρ₂。

如本文中所使用的術(shù)語「器件」意謂形成于晶片上及/或形成于晶片中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包含部分形成的電路及相似結(jié)構(gòu)。器件性能及器件產(chǎn)率可取決于器件的類型而通過選擇器件測量來表征。實(shí)例測量包括泄漏電流、驅(qū)動電流及內(nèi)存保持力。因此，術(shù)語「器件」不限于完全形成的集成電路設(shè)備，且可包括沿制造最終器件的過程形成的器件部分及特征。

用以識別處理缺陷的晶片檢測測量

本文中所公開的系統(tǒng)及方法的方面涉及以(例如)超過10⁴個像素或超過10⁶個像素(例如，在10⁴個像素與10⁸個像素之間)的高測量密度(亦即，最大像素密度ρ_max)進(jìn)行初始全晶片測量，且接著選擇具有實(shí)質(zhì)上優(yōu)化探測某些缺陷所需的對晶片表面的測量的數(shù)目同時亦實(shí)質(zhì)上最少化處理時間的選擇像素密度ρ≤ρ_max的分區(qū)Z。存在可執(zhí)行高密度測量的數(shù)個不同類型的晶片檢測系統(tǒng)，包括基于反射測量法、散射測量法、電子射束、干涉測量法等的系統(tǒng)。

在晶片檢測期間進(jìn)行的晶片測量可包括表面構(gòu)形及/或表面移位，自表面構(gòu)形及/或表面移位可確定其他參數(shù)，諸如表面應(yīng)力。特定類型的檢測測量與對應(yīng)測量參數(shù)相關(guān)聯(lián)，例如，表面構(gòu)形的測量具有對應(yīng)參數(shù)H，其為根據(jù)晶片上的位置(x,y)而變化的表面高度(相對于例如完全平坦晶片表面或先前所測量表面構(gòu)形而言)。表面移位的測量具有對應(yīng)參數(shù)S，其為根據(jù)晶片上的位置(x,y)而變化的相較于理想表面區(qū)位或先前所測量表面區(qū)位的表面移位。

自一個或多個測量參數(shù)，可識別及量化一個或多個處理缺陷。舉例而言，形成于晶片表面或下面的結(jié)構(gòu)上的未經(jīng)圖案化的膜的表面構(gòu)形測量可示出：對于某些(x,y)區(qū)位，超出選擇容限的高度參數(shù)H的變化，尤其在相較于由在沉積未經(jīng)圖案化的膜之前的晶片表面或下面的結(jié)構(gòu)形成的表面構(gòu)形測量時。舉例而言，高度參數(shù)H的變化可歸因于膜厚度變化。對處理缺陷的區(qū)位的了解可用以改善缺陷或改變后續(xù)處理以補(bǔ)償缺陷或聲明晶片的包括「不良」缺陷的區(qū)且因此形成于該區(qū)中的任何IC芯片稍后被廢棄。

全晶片測量

晶片檢測系統(tǒng)可為掃描系統(tǒng)或區(qū)域圖像系統(tǒng)。在掃描系統(tǒng)中，通常收集散射光且在區(qū)域成像系統(tǒng)中，收集區(qū)域的圖像。在晶粒對晶粒檢測中，將來自一個晶粒的信號(散射光或區(qū)域圖像)與來自第二(參考)晶粒的相同信號進(jìn)行比較。若兩個信號相同，則晶粒被視為「無缺陷」。若信號不同，則晶?？删哂腥毕?。

基于整個晶片的掃描或區(qū)域成像(以逐晶粒順序)的大部分檢測工具具有產(chǎn)出率問題。檢測整個晶片所需的計算時間通常過長。產(chǎn)出率通常為每小時數(shù)個晶片，且可低至若干個小時單個晶片。

全晶片檢測系統(tǒng)同時檢測整個晶片，且因此提供相對較高的測量產(chǎn)出率，只要可管理所需計算時間即可。全晶片檢測系統(tǒng)的實(shí)例是基于使用剪切干涉測量法的相干梯度感測(CGS)。下文更詳細(xì)地描述實(shí)例CGS檢測系統(tǒng)。

簡言之，在CGS檢測系統(tǒng)中，獲取及處理(分析)晶片表面的干涉圖像以確定表面構(gòu)形。通過晶片表面處的采樣頻率(亦即，像素密度ρ)確定CGS檢測系統(tǒng)的分辨率，該采樣頻率確定需要被分析的像素的數(shù)目。較好(較高)分辨率直接導(dǎo)致較大數(shù)目個像素。然而，較多像素亦導(dǎo)致較多計算且因此導(dǎo)致較低產(chǎn)出率。在本文公開內(nèi)容中所公開的方法的方面允許對晶片上的測量分辨率(像素密度ρ)的變化的等級，以最少化計算時間量，同時提供對可包括多種器件結(jié)構(gòu)的晶片表面的充分檢測。

本文中所公開的系統(tǒng)及方法認(rèn)識到，通常僅在晶片的選擇分區(qū)中需要使用最大像素密度ρ_max的最高測量分辨率。具體而言，在一些狀況下，在晶片上(諸如，在邊緣附近)存在需要高或最高分辨率的分區(qū)，而同一晶片上(諸如，在中心)的其他分區(qū)中低或最低分辨率是足夠的?？裳鼐Я５倪吘?晶片內(nèi))對晶粒的中心(晶片內(nèi))或在晶片上的給定曝光區(qū)域或晶粒內(nèi)進(jìn)行基于分區(qū)的晶片的其他可能分隔。在實(shí)例中，分區(qū)可具有不規(guī)則形狀且可由測量數(shù)據(jù)定義而非經(jīng)預(yù)定義。

本發(fā)明的方面為全晶片檢測的多分辨率方法，其中在需要高分辨率的一個或多個分區(qū)Z中使用較小像素(及因此較高像素密度ρ)且在一個或多個其他分區(qū)中使用較大像素(及因此較低像素密度ρ)。通過此方法，可大幅度減少計算時間且可達(dá)成每小時超過100個晶片的產(chǎn)出率。

實(shí)例CGS全晶片檢測系統(tǒng)

圖1為可用以測量晶片10的表面形狀(構(gòu)形)的實(shí)例相干梯度感測(CGS)全晶片檢測系統(tǒng)(「CGS系統(tǒng)」)100的示意圖。關(guān)于CGS感測如何工作的細(xì)節(jié)描述于上文所引用的美國專利第6,031,611號('611專利)中。本文中的圖1是基于'611專利的圖1。

CGS系統(tǒng)100是基于橫向剪切干涉測量法的原理。CGS系統(tǒng)100沿軸線A1包括：具有圖像傳感器112的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)110、濾光透鏡124(例如，組合有透鏡的濾光片，如'611專利中所論述且其中的圖1中所示出)、第一及第二軸向隔開的衍射光柵G1及G2、光束分光器130及晶片載物臺140。CGS系統(tǒng)100亦包括沿在光束分光器130處與軸線A1相交的光軸A2配置的激光器150。光束擴(kuò)展器/準(zhǔn)直器154沿光軸A2配置于激光器150的前方。

CGS系統(tǒng)100亦包括以可操作方式連接至數(shù)字?jǐn)z影機(jī)110及激光器150的控制器或信號處理器160。實(shí)例控制器或信號處理器160為或包括具有處理器162及非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)(「內(nèi)存」)164的計算機(jī)，處理器及非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)經(jīng)由記錄于其上的指令以控制CGS系統(tǒng)100的操作從而執(zhí)行晶片10的測量及進(jìn)行本文中所描述的方法。

晶片10具有上表面(「表面」)12、下表面或底表面14及外邊緣15以及直徑D。晶片10亦可包括形成于表面12上的半導(dǎo)體特征或結(jié)構(gòu)18，如近視插圖I1中所示出。在實(shí)例中，實(shí)例結(jié)構(gòu)可包括膜或膜堆棧。實(shí)例結(jié)構(gòu)亦可包括(諸如)使用光刻處理以光刻層(例如，介電材料或金屬材料或此類材料的組合)形成的經(jīng)圖案化特征。晶片10的表面12可基于選擇像素密度ρ(亦即，ρ₁、ρ₂、......，如下文所描述)而分成兩個或大于兩個分區(qū)Z，例如，Z1、Z2、......。

繼續(xù)參看圖1，在操作中，激光器150及光束擴(kuò)展器/準(zhǔn)直器154形成通過光束分光器130導(dǎo)引至晶片10的上表面12的經(jīng)準(zhǔn)直探測光束152。經(jīng)準(zhǔn)直探測光束152具有至少為晶片10的直徑的直徑，晶片可具有(例如)300mm的直徑。

經(jīng)準(zhǔn)直探測光束152自晶片10的上表面12反射為反射光152R，該反射光向上行進(jìn)穿過光束分光器130且穿過第一及第二軸向隔開的衍射光柵G1及G2。兩個衍射光柵G1及G2隔開，且以其他方式被配置以剪切反射光152R。接著使用濾光透鏡124將穿過兩個衍射光柵G1及G2的反射光152R聚焦至數(shù)字?jǐn)z影機(jī)110的圖像傳感器112上。

因?yàn)榻?jīng)準(zhǔn)直探測光束152一次照明晶片10的整個上表面12，所以晶片載物臺140并不需要執(zhí)行x/y運(yùn)動以完成測量。反射離開晶片10的上表面12的反射光152R根據(jù)晶片10的區(qū)域高度變化(亦即，翹曲)而失真。在經(jīng)由兩個衍射光柵G1及G2使經(jīng)失真反射光152R轉(zhuǎn)向時，以自參考方式產(chǎn)生干涉。自參考方法消除對來自(例如)平面鏡的獨(dú)立參考光束的需要，且無論調(diào)查中表面的反射率而確保極好的條紋對比。

干涉圖案經(jīng)成像至包括傳感器像素116S(參見插圖I2)的陣列114的圖像傳感器112上。在實(shí)例中，傳感器像素116S的陣列114由圖像傳感器112定義，諸如具有2048×2048個傳感器像素116S(亦即，4.2×10⁶個像素)的陣列114的CCD。在實(shí)例中，圖像傳感器112可被配置(例如，經(jīng)由程序化)以組合像素或以其他方式按像素群組執(zhí)行感測。此特定圖像傳感器配置可用于直接以不同像素密度收集測量數(shù)據(jù)，而非以最大像素密度ρ_max俘獲數(shù)據(jù)且接著經(jīng)由后處理步驟減小像素密度。在實(shí)例中，圖像傳感器112為數(shù)字?jǐn)z影機(jī)(未圖標(biāo))的部分，該數(shù)字?jǐn)z影機(jī)經(jīng)由可程序化電子器件配置以定義用于圖像傳感器112的選擇區(qū)的圖像俘獲模式，例如，最大像素密度ρ_max或減小的像素密度ρ。

傳感器像素116S定義對應(yīng)測量部位像素16W(參見插圖I3)，其尺寸(面積)經(jīng)由濾光透鏡124所定義的放大因子M而與傳感器像素116S的尺寸(面積)相關(guān)。測量部位像素16W具有定義像素密度ρ的尺寸。如上文所提到，測量部位像素16W的尺寸可隨晶片10上的位置(例如，依據(jù)前述分區(qū)Z)而變化，以使得對應(yīng)像素密度ρ亦可隨晶片10上的位置(分區(qū))而變化(亦即，ρ＝ρ(x,y))。

CGS系統(tǒng)100本質(zhì)上比較晶片10的上表面12上的分離固定距離ω(其被稱作剪切距離)的兩個點(diǎn)的相對高度。實(shí)際上，在固定距離上的高度改變提供斜率或傾角信息，且CGS干涉圖案中的條紋為具有恒定斜率的等高線。對于用于兩個衍射光柵G1及G2的給定探測波長λ及光柵間距p，剪切距離隨兩個衍射光柵G1與G2之間的距離而按比例調(diào)整。干涉計的靈敏度或每條紋斜率通過探測波長λ對剪切距離ω的比率確定。

為重建構(gòu)正經(jīng)檢測的晶片10的上表面12的形狀，必須收集在兩個正交方向上的干涉數(shù)據(jù)。在x方向及y方向上的斜率資料的收集通過兩個獨(dú)立光柵及攝影機(jī)集合并列地達(dá)成，諸如'611專利中所公開。自干涉圖案導(dǎo)出的斜率數(shù)據(jù)在數(shù)值上經(jīng)積分以產(chǎn)生晶片10的表面形狀或構(gòu)形。

在實(shí)例中，對于每一方向，以45度相位增量來收集一系列10個經(jīng)相移干涉圖案。相移是通過在平行于剪切方向的方向上移動兩個衍射光柵G1及G2來達(dá)成。相移提供若干優(yōu)點(diǎn)。對于經(jīng)圖案化晶片測量，最顯著的優(yōu)點(diǎn)為條紋對比度可有效地與隨相移為靜態(tài)的圖案對比度分開。相移連同CGS技術(shù)的固有自參考性質(zhì)導(dǎo)致經(jīng)圖案化晶片上的具有廣泛變化的標(biāo)稱反射率的相對較高測量完整性。在晶片10的上表面12上的布局中不需要專用或相異目標(biāo)、襯墊或其他特定特征。

將300mm晶片10映像至具有前述2048×2048傳感器陣列的圖像傳感器112上導(dǎo)致每一傳感器像素116S對應(yīng)于晶片10的上表面12上的具有大約150微米的正方形區(qū)域的測量部位像素16W。結(jié)果，晶片10的300mm上表面12可在僅幾秒的測量時間內(nèi)映射有超過3×10⁶個數(shù)據(jù)點(diǎn)。此構(gòu)成高密度表面形狀(構(gòu)形)測量。

為了增加的系統(tǒng)產(chǎn)出率，可將2048×2048CCD陣列結(jié)果下采樣至(例如)1024×1024陣列，從而導(dǎo)致具有大約300微米的面積的測量部位像素16W。此情形允許CGS系統(tǒng)100的產(chǎn)出率超過每小時100個晶片(wph)。經(jīng)下采樣的數(shù)據(jù)導(dǎo)致晶片10的300mm上表面12映像有大約800,000個測量部位像素16W。此下采樣數(shù)據(jù)仍表示高密度形狀測量。

應(yīng)注意，對于應(yīng)力誘發(fā)的晶片彎曲，晶片10可變形跨越的最短平面內(nèi)長度尺度為其厚度的兩倍。因而，測量部位像素16W的300微米尺寸充分表征厚度為775微米的典型300mm晶片10的變形。具有大約150微米的尺寸的測量部位像素16W的較高分辨率可視需要用于經(jīng)薄化的晶片。

CGS系統(tǒng)100相較于測量Z高度的傳統(tǒng)干涉計具有測量晶片10的形狀的優(yōu)點(diǎn)。首先，無論晶片10的上表面12的標(biāo)稱反射率，CGS技術(shù)的自參考性質(zhì)提供高對比度度條紋，此是因?yàn)楦缮娴膬蓚€光束具有類似強(qiáng)度。若歸因于低反射率晶片，參考光束顯著亮于探測光束，則依賴于參考表面的傳統(tǒng)干涉計可失去條紋對比度。其次，對于數(shù)十至數(shù)百微米的典型晶片變形，CGS條紋具有比典型圖案特征大得多的寬度及間距。對于共同條紋分析技術(shù)，此類條紋圖案穩(wěn)固得多，此是因?yàn)镃GS條紋跨越整個晶片10為合理平滑且連續(xù)的。傳統(tǒng)干涉計可具有在存在圖案化的情況下變得不連續(xù)且難以解析的條紋圖案，從而使得條紋分析(若可能)成為挑戰(zhàn)。

應(yīng)注意，晶片形狀表征在歷史上依賴于相對較低數(shù)目個(例如，幾百個)逐點(diǎn)測量以產(chǎn)生晶片幾何形狀的低密度映像。CGS系統(tǒng)100實(shí)現(xiàn)經(jīng)圖案化晶片檢測，其可以提供具有每像素約150微米的分辨率且具有超過5×10⁵個像素(數(shù)據(jù)點(diǎn))(例如，每晶片至多約3×10⁶個像素(數(shù)據(jù)點(diǎn)))的整個晶片映射。在實(shí)例中，(初始)數(shù)據(jù)點(diǎn)(像素)的數(shù)目在10⁵至10⁸的范圍內(nèi)，或在另一實(shí)例中，在5×10⁵至5×10⁶的范圍內(nèi)。

全晶片CGS干涉計可在幾秒內(nèi)精確地對晶片10的上表面12進(jìn)行成像，從而實(shí)現(xiàn)對個別晶片形狀的100％連續(xù)監(jiān)測。其自參考特征允許對任何類型的表面或膜堆棧進(jìn)行檢測，且并不需要測量目標(biāo)。此能力可應(yīng)用于監(jiān)測多種應(yīng)用的MEOL及BEOL處理，包括晶片翹曲、TSV的處理誘發(fā)的構(gòu)形及其他關(guān)鍵步驟以控制處理誘發(fā)的產(chǎn)率問題。

可選擇的像素密度

本文中所公開的方法的方面包括基于最大像素密度ρ_max采取初始高密度晶片測量及產(chǎn)生選擇像素密度ρ在晶片10上的分布，其中選擇像素密度ρ中的至少一者小于最大像素密度ρ_max。在實(shí)例中，選擇像素密度ρ中的至少一者等于最大像素密度ρ_max。

基于圖像的測量或檢測系統(tǒng)的分辨率是通過檢測中的晶片10的上表面12至圖像傳感器112的映像來確定。結(jié)果，對于給定配置，圖像傳感器112上的單一傳感器像素116S對應(yīng)于晶片10的上表面12上的具有相關(guān)尺寸的單一測量部位像素16W，如上文所描述。

本文中所公開的方法認(rèn)識到，實(shí)務(wù)上，晶片10的上表面12處的區(qū)域分辨率要求可變化，其又產(chǎn)生變化的數(shù)據(jù)密度要求。因此，在方法的實(shí)例中，測量分辨率可由用戶在逐分區(qū)基礎(chǔ)上定義，以在關(guān)鍵區(qū)域(例如，所測量量相對快速地變化之處)中提供較高數(shù)據(jù)密度(亦即，較小像素尺寸)且在較不關(guān)鍵區(qū)域(例如，所測量量相對緩慢地變化之處)中提供較低數(shù)據(jù)密度(亦即，較大像素尺寸)。

圖2A為示出如本文中所公開的實(shí)例晶片檢測方法的步驟的流程圖200A。流程圖200A包括選擇待通過晶片檢測程序評估的輸入?yún)?shù)的步驟201。舉例而言，該參數(shù)可包括高度H(x,y)或表面移位S(x,y)或正交表面斜率s_x(x,y)及s_y(x,y)。

接下來的步驟202為詢問「ρ→ρ(x,y)？」，即，是否可且應(yīng)使用變化的像素密度ρ的問詢步驟。若對詢問的答復(fù)為「否」，則方法繼續(xù)進(jìn)行至針對整個晶片10選擇恒定像素密度ρ(即，恒定像素尺寸)的步驟203。若對詢問的答復(fù)為「是」，則方法繼續(xù)進(jìn)行至步驟204，其涉及基于正考慮的輸入?yún)?shù)的類型、正檢測的缺陷的本質(zhì)等針對晶片10上的選擇分區(qū)Z而選擇不同像素密度ρ(即，不同像素尺寸)。方法接著繼續(xù)進(jìn)行至執(zhí)行晶片檢測以收集測量數(shù)據(jù)的步驟205。如上文所提到，在一種狀況下，以最大像素密度ρ＝ρ_max收集測量數(shù)據(jù)。在下文結(jié)合圖2B的流程圖200B所論述的另一狀況下，可在步驟205中使用選擇像素密度ρ收集測量數(shù)據(jù)。

方法接著移至根據(jù)步驟204的選定像素密度ρ或步驟203的恒定像素密度ρ處理測量數(shù)據(jù)的步驟206。方法接著繼續(xù)進(jìn)行至基于步驟206的經(jīng)處理測量數(shù)據(jù)識別至少一個晶片缺陷的步驟207。

圖2B為類似于圖2A的流程圖200A的流程圖200B，且說明步驟205以選擇像素密度ρ而非最大像素密度ρ_max執(zhí)行晶片檢測的實(shí)例。在此狀況下，步驟206已包括具有根據(jù)晶片10上的位置(即，在選擇分區(qū)Z中)而變化的不同像素密度ρ的測量數(shù)據(jù)。

針對不同像素密度ρ的不同用戶定義分區(qū)通常通過兩種方法中的一種確定：具有所關(guān)注晶片形狀量度(例如，區(qū)域平坦度、平面內(nèi)移位)的最大變化的區(qū)及具有最差器件產(chǎn)率或其他性能量度的區(qū)。在對晶片10進(jìn)行初始檢測后，用戶可即刻識別具有最大曲率的區(qū)(表示晶片10上的表面構(gòu)形具有最大斜率或每單位距離改變的區(qū)域)。該區(qū)在晶片10中將具有最大機(jī)械應(yīng)力，且將通常使晶片10的平面內(nèi)表面變形。該應(yīng)力亦可影響器件性能。器件產(chǎn)率常常為確定哪些區(qū)域待以高分辨率檢測的最好量度。具有良好產(chǎn)率的區(qū)域不需要改良，然而，具有不良器件產(chǎn)率的區(qū)域需要進(jìn)一步檢測及改良。利用產(chǎn)率映像，用戶可識別哪些區(qū)域待以較高分辨率檢測。該區(qū)常常在晶片10的外邊緣15附近(典型過程裝備較不均勻之處)或在器件「區(qū)塊」的邊界附近(亦即，器件上的內(nèi)存區(qū)塊及邏輯區(qū)塊的相交處)。在不存在器件產(chǎn)率數(shù)據(jù)的情況下，用戶可選擇沿晶片10的邊緣15的區(qū)及在器件區(qū)塊的相交處的區(qū)。然而，一旦獲得器件產(chǎn)率數(shù)據(jù)，用戶便可修改各種分區(qū)的區(qū)位。亦可自適應(yīng)性地確定分區(qū)Z。在自適應(yīng)狀況下，用戶可定義用于描述本地變化的值或所關(guān)注參數(shù)(例如，區(qū)域平坦度或平面內(nèi)移位)的絕對值的臨限值。在數(shù)據(jù)分析期間，臨限值將與所分析數(shù)據(jù)比較，且若超過臨限值，則可增加數(shù)據(jù)本地密度?？苫趨^(qū)域值相對于臨限值來遞增或確定密度增量。舉例而言，可最初以最大密度的1/4的密度分析數(shù)據(jù)，且可基于低數(shù)據(jù)密度結(jié)果評估諸如平面內(nèi)移位的量度。若區(qū)域移位超過關(guān)鍵臨限值(例如，10nm)，則可增加彼等區(qū)中的數(shù)據(jù)密度。與自適應(yīng)性地增加數(shù)據(jù)密度相關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)則可采用許多形式，但所有形式將具有需要以下情形的基礎(chǔ)概念：需要特定數(shù)據(jù)密度以表征特定等級的關(guān)鍵量度(例如，平面內(nèi)移位超過10nm)。

此方法的特定狀況涉及一個或多個重復(fù)分區(qū)Z，諸如對應(yīng)于單一器件或光刻場的相關(guān)聯(lián)矩形，其中在一個或多個矩形分區(qū)Z內(nèi)指定變化分辨率且接著在晶片10的上表面12上重復(fù)變化分辨率。下文結(jié)合圖6A、圖6B及圖7A、圖7B更詳細(xì)地論述此狀況的實(shí)例。

分析檢測測量數(shù)據(jù)所需的時間通常與全晶片測量中所涉及的測量部位像素16W的數(shù)目成比例。在使用將均一分辨率或單一尺寸用于整個晶片10的測量部位像素16W的習(xí)知方法的情況下，晶片10的某些區(qū)域中的測量分辨率的倍增將接著需要整個場中的像素數(shù)目成為四倍，從而導(dǎo)致計算時間的4倍增加。然而，若分辨率僅在選定分區(qū)Z(諸如，沿鄰近晶片10的邊緣15的環(huán)形分區(qū))中改良，則相較于使最大測量分辨率用于整個晶片10，計算時間的增加適度得多。

圖3A為具有測量部位像素16W的實(shí)例300mm晶片10的示意性自上而下視圖。出于實(shí)例起見，考慮每一測量部位像素16W具有300×300微米的尺寸，總計785,397個測量部位像素。為在任何處將分辨率增加為2倍(亦即，測量部位像素區(qū)域減小為150×150微米)，像素的數(shù)目成四倍為3,141,590，從而導(dǎo)致每晶片計算時間的4倍增加。

現(xiàn)考慮圖3B中所說明的狀況，其中僅在此晶片10之外25mm處的環(huán)形分區(qū)Z2中需要較高分辨率的測量部位像素16W，而在自晶片10的中心具有半徑250mm的分區(qū)Z1中使用300×300微米的測量部位像素16W。兩個分區(qū)Z1及Z2在圖3B中通過虛線圓劃定界限，且該兩個分區(qū)Z1及Z2具有各別像素密度ρ₁及ρ₂，其中ρ₁＝4ρ₂。對于此實(shí)例配置，測量部位像素16W的總數(shù)現(xiàn)僅為1,505,339，或大致為在任何處使用較小固定尺寸像素情況下的數(shù)目的一半。此情形相較于圖3A的均一像素密度狀況直接導(dǎo)致較高產(chǎn)出率(即，約為2倍，或處理時間減少50％)。

在實(shí)例中，測量部位密度ρ經(jīng)選擇以使得測量部位像素16W的總數(shù)減少以達(dá)成選擇處理時間或獲取時間。在實(shí)例中，其中測量部位密度ρ經(jīng)選擇以使得相較于使用最大測量部位像素密度ρ_max獲得的測量部位像素16W的數(shù)目，測量部位像素16W的總數(shù)減少至少10％。在另一實(shí)例中，測量部位密度ρ經(jīng)選擇以使得相較于使用最大測量部位像素密度ρ_max獲得的測量部位像素16W的數(shù)目，測量部位像素16W的總數(shù)減少至少20％。在另一實(shí)例中，測量部位密度ρ經(jīng)選擇以使得相較于使用最大測量部位像素密度ρ_max獲得的測量部位像素16W的數(shù)目，測量部位像素16W的總數(shù)減少至少50％。

圖4A類似于圖3A且說明晶片10被分成各自含有多個測量部位像素16W的虛擬晶粒VD的實(shí)例。圖4A的實(shí)例虛擬晶粒VD經(jīng)示出為正方形的，更一般而言可為矩形的。圖4B類似于圖4A且示出虛擬晶粒VD如何可用以定義多個分區(qū)Z，例如，兩個分區(qū)Z1及Z2，其中兩個分區(qū)Z1及Z2具有不同尺寸的測量部位像素16W(且因此具有不同像素密度ρ₁及ρ₂)，諸如圖3B中所示出。

圖4C示出虛擬晶粒VD突出顯示為綠色、紅色及藍(lán)色以定義具有不同測量分辨率且因此具有不同像素密度ρ₁、ρ₂及ρ₃的各別分區(qū)Z1、Z2及Z3的實(shí)例。

分區(qū)Z可指定為獨(dú)立于個別器件的特征而具有任意形狀。圖5A及圖5B示出環(huán)形及圓形分區(qū)Z的實(shí)例。圖5A的簡單環(huán)形分區(qū)Z1可具有(例如)20mm環(huán)形寬度w與匹配晶片直徑D的外徑。圖5B示出同心分區(qū)Z1、Z2及Z3，其中內(nèi)分區(qū)Z1具有在80mm至150mm的范圍內(nèi)的直徑，中間分區(qū)Z2具有20mm至80mm的環(huán)形寬度且外分區(qū)Z3具有15至30mm的環(huán)形寬度w，其中外徑與晶片直徑D相同。在一個實(shí)例中，外分區(qū)Z3的環(huán)形寬度w在0.03D與0.2D之間，而在另一實(shí)例中，在0.05D與0.15D之間。

可實(shí)施用于具有不同像素密度ρ的分區(qū)Z的更復(fù)雜配置。圖6A為晶片10上的矩形個別晶粒300的示意性表示。在個別晶粒300內(nèi)，存在需要變化的數(shù)據(jù)密度(亦即，測量部位像素16W的不同尺寸)的三個分區(qū)Z1、Z2及Z3。一旦已針對單一晶粒定義分區(qū)Z，便可針對其他晶粒且因此跨越整個晶片10復(fù)制晶粒圖案。圖6B示出用于48個晶粒300(6列×8行)的基于圖6A的晶粒圖案(或「晶粒分辨率映像」)的復(fù)制。典型晶片10將具有數(shù)百個晶粒300。晶粒300表示晶片10的上表面12的子區(qū)的實(shí)例。另一實(shí)例子區(qū)為光刻區(qū)域，其在實(shí)例中可含有多個晶粒。另一實(shí)例子區(qū)在晶粒300內(nèi)。因此，子區(qū)可具有多種尺寸及形狀，且在實(shí)例中，可通過光刻處理及藉此所形成的結(jié)構(gòu)以及通過用以圖案化晶片10的方法定義。

在實(shí)例中，分區(qū)Z是基于測量數(shù)據(jù)如何快速地依據(jù)晶片10上的位置而改變來基于自適應(yīng)性方法定義。此類分區(qū)Z可被稱作「自適應(yīng)性分區(qū)」。因此，相對于用戶預(yù)定義的分區(qū)Z，數(shù)據(jù)可用以定義自適應(yīng)性分區(qū)Z。在實(shí)例中，自適應(yīng)性分區(qū)Z可定義于晶粒(諸如，圖6A中所示出的晶粒300)內(nèi)。

圖7A為實(shí)例晶片10的自上而下視圖，其示出歸因于測量參數(shù)的非均一變化而具有不規(guī)則形狀的自適應(yīng)性分區(qū)Z1、Z2、Z3及Z4的實(shí)例。在該實(shí)例中，存在4個自適應(yīng)性分區(qū)Z1至Z4。數(shù)據(jù)指示出區(qū)Z1可具有最低像素密度ρ₁，分區(qū)Z3及Z4具有最高像素密度ρ₃＝ρ₄＝ρ_max，且分區(qū)Z2可具有中間像素密度ρ₁＜ρ₂＜ρ_max。在實(shí)例中，用于給定自適應(yīng)性分區(qū)Z的特定像素密度(分辨率)是通過執(zhí)行數(shù)據(jù)的光譜分析(例如，傅立葉分析)及確定用于給定分區(qū)Z的測量參數(shù)的變化頻率的合適采樣頻率來定義。

圖7B示出呈晶粒300形式的實(shí)例晶片子區(qū)的近視圖，該晶粒包括具有各別像素密度ρ₁、ρ₂及ρ₃的三個經(jīng)調(diào)適分區(qū)Z1、Z2及Z3。在實(shí)例中，分區(qū)Z2具有最低像素密度ρ₂，且分區(qū)Z1及Z3需要最高像素密度ρ₁＝ρ₂＝ρ_max或至少高于ρ₁的像素密度，亦即，ρ₁＜ρ₂、ρ₃。圖7B亦示出如何以圖6B中所示出的相同方式復(fù)制實(shí)例晶粒300以填充晶片10的上表面12。

存在用于定義像素密度(分辨率)的幾種其他方法。舉例而言，為獲得較粗分辨率，可簡單地對「每第N個像素」進(jìn)行采樣或?qū)²個像素一起求平均，例如，每隔一個像素進(jìn)行采樣或?qū)?「x」個像素及2「y」個像素求平均。此具有將空間分辨率減小為1/N且將信息密度減小為1/N²的影響。

為獲得較精細(xì)空間分辨率，可在像素之間內(nèi)插數(shù)據(jù)。此對CGS系統(tǒng)100尤其有吸引力，在該系統(tǒng)中，兩個光束之間的相前以波長的分?jǐn)?shù)被「剪切」。通常，可通過不同相移進(jìn)行4至16個不同測量。利用此信息，可按小于像素尺寸的空間尺寸內(nèi)插信息。結(jié)果，CGS系統(tǒng)100尤其較適合于定義具有不同像素密度ρ的分區(qū)的任務(wù)。在實(shí)例中，通過對像素一起求平均以在一個分區(qū)中獲得較粗分辨率及在像素之間進(jìn)行內(nèi)插以在另一分區(qū)中獲得較精細(xì)分辨率而在不同分區(qū)Z中定義像素密度ρ。

為達(dá)成最終檢測測量結(jié)果中的數(shù)據(jù)密度的所要變化，在一個實(shí)例中，在數(shù)據(jù)采集或數(shù)據(jù)分析程序步驟中的適當(dāng)步驟(圖2A的流程圖200A的步驟206)處對全數(shù)據(jù)陣列進(jìn)行子采樣，此是因?yàn)槌跏既瑴y量是以最大像素密度ρ_max進(jìn)行。關(guān)于在何處實(shí)施子采樣處理的決策包括若干因素，包括最小化總獲取及分析時間、實(shí)施復(fù)雜度及最終結(jié)果的完整性。

圖8為用于處理來自CGS系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)的一般分析步驟的流程圖400。該分析使用在兩個正交方向上的剪切產(chǎn)生(X,Y)干涉數(shù)據(jù)「INT X」及「INT Y」。在此程序流程中，每一后續(xù)步驟需要應(yīng)用算法及濾光片以到達(dá)x方向及y方向纏繞及非纏繞相位，且接著到達(dá)表面構(gòu)形。該不同計算可需要顯著不同時間。因此，一種優(yōu)化可涉及在第一速率限制分析步驟處實(shí)施子采樣。

無論何處發(fā)生子采樣，跨越分區(qū)Z之間的邊界的兼容性是有必要的以避免可導(dǎo)致錯誤缺陷指示的處理誤差。舉例而言，若分區(qū)Z中的任一者重迭，則需要匹配分區(qū)的重迭部分。

另一第二子采樣方法涉及對不規(guī)則光柵執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。在此實(shí)施中，算法可必須顯著地更復(fù)雜以考慮數(shù)據(jù)分布中均勻性的缺乏。

其他子采樣方法可使用：a)僅實(shí)際像素區(qū)位作為數(shù)據(jù)輸出，或b)像素組合以表示單一區(qū)位。在另一實(shí)例中，子采樣方法可使用內(nèi)插算法以將數(shù)據(jù)內(nèi)插至任何任意(x,y)坐標(biāo)空間上。內(nèi)插亦可并有質(zhì)量量度或權(quán)重因素以使得子采樣處理向較高質(zhì)量數(shù)據(jù)給予較高權(quán)重。

統(tǒng)計處理控制及缺陷探測

晶片缺陷通常通過器件性能識別。存在多種器件性能準(zhǔn)則，且該準(zhǔn)則隨器件架構(gòu)改變。舉例而言，功率器件將具有與內(nèi)存器件不同的準(zhǔn)則。然而，對于所有器件，存在規(guī)定的器件性能要求(諸如，泄漏電流、驅(qū)動電流、內(nèi)存保持力等)。該器件性能準(zhǔn)則確定器件產(chǎn)率。

器件產(chǎn)率通常通過使用大量產(chǎn)品晶片的統(tǒng)計數(shù)據(jù)且通過形成所謂的產(chǎn)率映像來確定，該產(chǎn)率映像使(代表性)產(chǎn)品晶片的區(qū)域與器件產(chǎn)率相關(guān)。

一旦針對給定程序產(chǎn)生產(chǎn)率映像，便可查詢產(chǎn)率地圖以識別晶片10上的哪些區(qū)具有高產(chǎn)率、中間產(chǎn)率及低產(chǎn)率。用戶可接著使用此信息來指明對應(yīng)分區(qū)Z。舉例而言，用戶可針對低產(chǎn)率晶片區(qū)指明高分辨率分區(qū)Z_H，且可針對中間產(chǎn)率晶片區(qū)指明中間分辨率分區(qū)Z_I，且可針對高產(chǎn)率晶片區(qū)指明低分辨率分區(qū)Z_L。就此而言，產(chǎn)率映像或器件性能數(shù)據(jù)充當(dāng)測量及檢測程序的回饋機(jī)制，且可取決于處理的穩(wěn)定性(例如，取決于產(chǎn)率映像的改變特征)而連續(xù)地更新。

應(yīng)注意，表面構(gòu)形信息通常暗示諸如器件產(chǎn)率的最終結(jié)果的機(jī)率。因此，例如，若表面構(gòu)形測量導(dǎo)致100MPa或大于100MPa的應(yīng)力的測量，則產(chǎn)率可為(例如)90％。另一方面，若所得應(yīng)力增加至200MPa或大于200MPa，則產(chǎn)率降至(比如)80％。因此，可識別依據(jù)分區(qū)Z而變化的相對值(例如，應(yīng)力或表面形狀)以按照區(qū)對測量數(shù)據(jù)「進(jìn)行分類」(例如，低、中等、高應(yīng)力)。

因此，替代直接探測缺陷，本發(fā)明的方面是有關(guān)于基于產(chǎn)率數(shù)據(jù)(例如，產(chǎn)率映像)的統(tǒng)計處理控制。產(chǎn)率數(shù)據(jù)及表面測量數(shù)據(jù)(例如，表面構(gòu)形測量)可接著用以控制處理以改良(例如，最大化)器件產(chǎn)率，即，改良產(chǎn)率地圖。用于給定處理的選擇缺陷類型可接著基于對處理統(tǒng)計數(shù)據(jù)的了解、器件性能參數(shù)的測量及用于正被制造的給定器件的已知失敗機(jī)制而確定。

實(shí)例晶片檢測方法步驟

基于上文，使用不同像素密度ρ執(zhí)行晶片10的檢測的實(shí)例方法包括以下步驟。

1.用戶啟用變化的分辨率檢測

a)用戶定義選擇分區(qū)Z且針對每一分區(qū)定義對應(yīng)分辨率(像素密度ρ)；每一分區(qū)可具有指定的不同分析參數(shù)、方法或算法。

b)用戶定義用于與檢測中的晶片10的區(qū)域內(nèi)的測量參數(shù)的變化相關(guān)的分區(qū)或像素密度的自適應(yīng)性選擇的量度。

2.通過探測器進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集

在一個實(shí)施中，以最大分辨率(最大像素密度ρ_max)完成圖像獲取，且在分析處理期間根據(jù)用戶指定減小數(shù)據(jù)分辨率。此實(shí)例處理示出于圖2A的流程圖200A中。

在替代實(shí)施例中，按照區(qū)或按照分區(qū)Z來程序化圖像獲取以使得原始圖像數(shù)據(jù)的分辨率對應(yīng)于選擇像素密度ρ，如圖2B的流程圖200B的實(shí)例程序中所說明。

3.根據(jù)分區(qū)及像素密度分析數(shù)據(jù)

分析處理可具有多個分析步驟且可存在可用于完成每一分析步驟的不同算法或方法?？稍诜治隽鞒讨械娜魏吸c(diǎn)處進(jìn)行最大分辨率數(shù)據(jù)至具有變化分辨率(像素密度ρ)的區(qū)的子采樣。

a)獨(dú)立地對每一分區(qū)完成分析步驟。舉例而言，若用戶指定5個不同分區(qū)Z，則在此實(shí)施中，關(guān)于方法將存在5個單獨(dú)數(shù)據(jù)分析以加強(qiáng)跨越分區(qū)邊界的數(shù)據(jù)的兼容性或連續(xù)性。

b)一次通過經(jīng)修改以對稀疏數(shù)據(jù)集(亦即，數(shù)據(jù)分布并不規(guī)則)進(jìn)行操作的算法/計算來對整個數(shù)據(jù)集完成分析步驟。

c)可選擇用于處置分區(qū)邊界之間的數(shù)據(jù)的選項(xiàng)(例如，重迭分區(qū)、邊界數(shù)據(jù)可與具有較高或較低分辨率的分區(qū)相關(guān)聯(lián))。

d)若需要，則可根據(jù)分區(qū)及像素密度應(yīng)用不同算法。

e)可使用不同引擎進(jìn)行計算以達(dá)成較好產(chǎn)出率。

f)可使用加權(quán)或智能型子采樣完成針對每一分區(qū)Z獲得所要分辨率的子采樣，以使得若適當(dāng)質(zhì)量量度可用，則來自多個像素的數(shù)據(jù)的組合可朝向較高質(zhì)量數(shù)據(jù)加權(quán)。對于經(jīng)相移干涉圖案，存在若干可能的質(zhì)量量度，諸如調(diào)變(亦即，條紋對比度)、相位殘余、相位導(dǎo)數(shù)方差。

4.根據(jù)分區(qū)輸出資料

a)根據(jù)用戶定義的以下各者提供數(shù)據(jù)集

i.晶粒層級

ii.分區(qū)層級

iii.任何用戶定義層級

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，在不偏離本發(fā)明的精神及范疇的情況下，可對本發(fā)明做出各種修改及變化。因此，預(yù)期本發(fā)明涵蓋本發(fā)明的修改及變化，限制條件為其屬于所附權(quán)利要求及其等效物的范疇內(nèi)。