检测稀有随机缺陷的系统与方法与流程

检测稀有随机缺陷的系统与方法
相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2019年2月25日提交的美国临时申请号62/810,116的权益，出于所有目的将所述申请的全部内容以引用方式并入本文中。


背景技术：

2.极紫外线(euv)平版印刷术会产生稀有随机缺陷。每个基板仅可允许很少稀有随机缺陷。可以以各种方式并通过各种实体(例如，基板的制造商、消费者、基板的设计者等等)来定义每个基板所允许的稀有随机缺陷的数目。
3.比率稀有的随机缺陷可具有不超过10
‑9的缺陷密度。稀有随机缺陷是纳米级的(具有纳米级尺寸)，并且可能包括切口、线条之间不想要的桥、缺失点、点之间不想要的桥等等。
4.稀有随机缺陷是纳米级的，并且太小以至于无法通过光学工具检测到。稀有随机缺陷的稀有本质需要带电粒子束工具来扫描整个基板，以便检测稀有随机缺陷，因为预期每个晶片仅存在很少稀有随机缺陷。扫描整个基板是耗时且不切实际的。
5.越来越需要提供一种高效、快速且可靠的方式来检测稀有随机缺陷。
附图说明
6.在本说明书的结论部分中特别指出并明确要求保护被视为本发明的主题。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述可以最佳地理解本发明的组织和操作方法两者、以及本发明的目标、特征和优点，在附图中：
7.图1示出基板的示例；
8.图2示出不同类型的稀有随机缺陷；
9.图3示出方法的示例；
10.图4示出方法的示例；以及
11.图5示出系统的示例。
具体实施方式
12.在以下详细描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述诸多特定细节。然而，本领域技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明。在其他情况下，未详细描述公知方法、过程和部件，以免混淆本发明。
13.在本说明书的结论部分中特别指出并明确要求保护被视为本发明的主题。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述可以最佳地理解本发明的组织和操作方法两者、以及本发明的目标、特征和优点。
14.将理解，为了说明的简单和清楚，附图中所示的元件未必按比例绘制。例如，为了清楚起见，元件中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大。另外，在认为适当的情况下，可在附图之间重复附示出记，以指示对应的或类似的元件。
15.因为本发明的所示实施例的大部分可使用本领域技术人员所已知的电子部件和电路来实现，所以为了理解并了解本发明的基本概念且以免混淆或干扰本发明的教示，将不以比如以上所示的被视为必要的程度更大的程度来解释细节。
16.说明书中对方法的任何引用应在经必要修改后应用于能够执行所述方法的系统，且应在经必要修改后应用于计算机可读介质，所述计算机可读介质为非暂时性的且存储有用于执行所述方法的指令。
17.说明书中对系统的任何引用应在经必要修改后应用于可由所述系统执行的方法，且应在经必要修改后应用于计算机可读介质，所述计算机可读介质为非暂时性的且存储有可由所述系统执行的指令。
18.说明书中对非暂时性的计算机可读介质的任何引用应在经必要修改后应用于当执行存储在所述计算机可读介质中的指令时可应用的方法，且应在经必要修改后应用于被配置成执行存储在所述计算机可读介质中的指令的系统。
19.可提供用于检测稀有随机缺陷的系统、方法和计算机可读介质。
20.稀有随机缺陷具有与所考虑的图案的大小(例如，线条或间隔的宽度，或孔或柱的半径)成正比的统计值(发生概率)。
21.基板可为半导体晶片。
22.基板可被制造成包括一个或多个靶，每个靶包括一个或多个密集图案。密集图案的密度极大地增加了在一个或多个靶中发生比率随机缺陷的机会，并且因此极大地增加了在一个或多个靶中检测到比率随机缺陷的机会。
23.表1示出图案宽度与缺陷密度之间的关系的示例(所述关系为随机缺陷的发生概率的函数，并且可反映出每个区域、每个图案的缺陷数目等等)。图案可包括多个特征(特征可为线条、点等等)，并且表1中所列出的宽度可为(a)特征的宽度，或(b)相邻特征之间的距离。图案宽度[纳米]缺陷密度3010
‑
14
2910
‑
13
2810
‑
12
2710
‑
11
2610
‑
10
2510
‑92410
‑82310
‑72210
‑62110
‑52010
‑4表1
[0024]
例如，假设期望的图案宽度为30纳米且缺陷密度(在功能性图案——期望宽度的图案——中)不应超过10
‑
13
，则在包括宽度为20纳米的密集图案的靶上，缺陷密度不应超过10
‑5。
[0025]
因此，通过将图案宽度从30纳米改变为20纳米，找到缺陷的概率增大了约108倍。
[0026]
一个或多个靶可覆盖整个基板的非常小的一部分(低于百分之一、低于百分之十，等等)，并且可通过带电粒子工具在合理的时间量内扫描一个或多个靶。
[0027]
靶的图案可为任何形状，例如，足够大以用于收集缺陷的有意义的统计值的线条的阵列(或其他结构)，其中间隔宽度被减小了一定的百分比。
[0028]
图1示出基板10、第一类型的功能性图案11、第二类型的功能性图案12、第一类型的靶(诸如，密集线条的阵列)13以及第二类型的靶(诸如，点的阵列)14。
[0029]
图2示出不同类型的稀有随机缺陷。
[0030]
图2包括不同图案的部分，所述不同图案包括稀有随机缺陷。
[0031]
第一图案41的一部分包括线条51的阵列的一部分以及不想要的桥61。
[0032]
第二图案42的一部分包括线条51的阵列的一部分以及切口62。
[0033]
第三图案43的一部分包括点55的阵列的一部分以及缺失点63。
[0034]
第四图案44的一部分包括点55的阵列的一部分以及不想要的桥64。
[0035]
第五图案45的一部分包括线条52的阵列的一部分以及不想要的桥65。
[0036]
第六图案46的一部分包括线条53的阵列的一部分以及切口66。
[0037]
第七图案47的一部分包括点56的阵列的一部分以及缺失点67。
[0038]
第八图案48的一部分包括点57的阵列的一部分以及不想要的桥68。
[0039]
图3示出包括一系列步骤的方法20。所述步骤可包括：ο步骤22：在密集图案的靶中搜寻随机缺陷。所述密集图案比位于所述靶外部的功能性图案更密集。功能性意味着所述图案在管芯的操作期间被使用。所述靶通常专用于测试。ο步骤24：基于步骤22的结果来估计靶外部的稀有随机缺陷的发生。ο步骤26：响应所述估计，例如，基于步骤24的估计来将基板定义为有缺陷基板或不定义为有缺陷基板。例如，将所估计的缺陷密度与可允许的缺陷阈值进行比较并确定基板为可接受的还是有缺陷的。
[0040]
图4示出用于检测稀有随机缺陷的方法100。
[0041]
方法100可以开始于步骤110，在基板的密集图案中搜寻稀有随机缺陷，其中稀有随机缺陷(a)是纳米级的，(b)以低于10
‑9的缺陷密度出现在基板的功能性图案中，并且(c)以高于10
‑6的缺陷密度出现在密集图案中。
[0042]
步骤110可包括通过带电粒子束照射密集图案并产生密集图案的图像(图像可覆盖整个密集图案的至少一部分)。
[0043]
替代地，步骤110可包括接收(例如，通过不属于带电粒子系统的远程计算机)关于密集图案的信息。所述信息可包括密集图案的一个或多个图像。
[0044]
密集图案为功能性图案的密集表示。密集图案应包括相同特征并且可具有可与功能性图案不同的布置，不同之处在于(a)密集图案的特征之间的距离以及(b)密集图案的特征的宽度中的至少一者。
[0045]
假设功能性图案包括线条的阵列，则对应的密集图案将包括线条的更密集阵列。密集图案的线条的宽度可小于功能性图案的线条的宽度。附加地或替代地，密集图案的相邻线条之间的距离可小于功能性图案的相邻线条之间的距离。
[0046]
假设功能性图案包括点的阵列，则对应的密集图案将包括点的更密集阵列。密集图案的点的宽度可小于功能性图案的点的宽度。附加地或替代地，密集图案的相邻点之间的距离可小于功能性图案的相邻点之间的距离。
[0047]
密集图案和功能性图案可为线条的阵列。
[0048]
步骤110可包括搜寻线条内的切口以及线条之间的不想要的桥中的至少一者。
[0049]
密集图案和功能性图案可为点的阵列。
[0050]
步骤110可包括搜寻缺失点以及点之间的不想要的桥中的至少一者。
[0051]
步骤110之后可为步骤120，基于搜寻的结果来估计功能性图案内的稀有随机缺陷的发生。
[0052]
所述估计可包括确定跨越基板或跨越基板的一个或多个部分的功能性图案内的稀有随机缺陷的缺陷密度。
[0053]
步骤120可包括：步骤122，确定密集图案中的稀有随机缺陷的缺陷密度；以及步骤124，基于(a)密集图案中的稀有随机缺陷的缺陷密度以及(b)密集图案与功能性图案内的稀有随机缺陷的缺陷密度之间的关系来确定功能性图案中的稀有随机缺陷的缺陷密度。在表1中示出所述关系的示例。
[0054]
步骤120之后可为响应步骤120的结果的步骤130。
[0055]
步骤130可包括基于功能性图案内的稀有随机缺陷的发生来评估基板的质量。
[0056]
步骤130可包括当功能性图案内的稀有随机缺陷的缺陷密度超过预定义阈值时使基板不合格。所述预定义阈值可由基板的制造商、消费者等等来定义。
[0057]
虽然关于测试图案和稀有随机缺陷示出方法100，但可针对多个密集图案应用所述方法，并且所述搜寻可包括搜寻不同类型的稀有随机缺陷。应注意，可在单个密集图案中搜寻不同的稀有随机缺陷。
[0058]
例如，(在步骤110期间)可搜索线条的密集图案以寻找线条内的切口和/或寻找线条之间的不想要的桥。
[0059]
对于另一示例而言，(在步骤110期间)可搜索点的密集图案以寻找缺失点和/或寻找点之间的不想要的桥。
[0060]
例如，步骤130之后可为选择另一密集图案并针对一个或多个其他稀有随机缺陷重复步骤110、120和130。
[0061]
因此，在方法100的下一次重复期间，步骤110可包括在基板的另一密集图案中搜寻另一稀有随机缺陷；其中另一稀有随机缺陷以低于10
‑9的缺陷密度出现在基板的另一功能性图案中且以高于10
‑6的缺陷密度出现在另一密集图案中；其中所述搜寻包括通过带电粒子束照射另一密集图案；其中另一密集图案为另一功能性图案的密集表示，另一密集图案与另一功能性图案不同，不同之处在于(a)另一密集图案的特征之间的距离以及(b)另一密集图案的特征的宽度中的至少一者；其中另一稀有随机缺陷在类型上与稀有随机缺陷不同。
[0062]
在方法100的下一次重复期间，步骤120将包括基于搜寻另一稀有随机缺陷的结果来估计另一功能性图案内的另一稀有随机缺陷的发生。
[0063]
步骤110可通过可为带电粒子系统的系统来执行。应注意，步骤120和步骤130可通过所述系统或通过另一系统(例如，通过远程计算机)来执行。
[0064]
图5示出系统200的示例。
[0065]
图200包括成像器210和处理器220。
[0066]
成像器210可为电子束成像器、电子束显微镜、离子显微镜、离子成像器等等。电子束显微镜可为扫描电子显微镜、透射电子显微镜等等。
[0067]
系统200可被配置成执行方法20，并且附加地或替代地可被配置成执行方法100。
[0068]
例如，成像器210可被配置成通过带电粒子束照射基板的密集图案并产生密集图案的图像。
[0069]
处理器220可被配置成：ο基于对密集图案的照射结果来搜寻密集图案中的稀有随机缺陷，其中稀有随机缺陷以低于10
‑9的缺陷密度出现在基板的功能性图案中并且以高于10
‑7的缺陷密度出现在密集图案中。密集图案为功能性图案的密集表示，密集图案与功能性图案不同，不同之处在于(a)密集图案的特征之间的距离以及(b)密集图案的特征的宽度中的至少一者。ο基于搜寻的结果来估计功能性图案内的稀有随机缺陷的发生。
[0070]
在前述说明书中，已参考本发明的实施例的特定示例描述了本发明。然而，将显而易见的是，可在不脱离如在附加权利要求中所阐述的本发明的更广泛精神和范围的情况下在其中作出各种修改和改变。
[0071]
此外，在说明书中和在权利要求中的术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“之上”、“下方”等等(若存在的话)是用于描述性目的而未必用于描述永久性相对位置。应理解，如此使用的术语在适当情况下是可互换的，使得本文所述的本发明的实施例例如能够以与本文所示出或以其他方式描述的那些定向不同的定向进行操作。
[0072]
如本文所讨论的连接可为适合于例如经由中间设备从相应节点、单元或设备传送信号或向相应节点、单元或设备传送信号的任何类型的连接。因此，除非另有暗指或说明，否则连接可为例如直接连接或间接连接。可参考单个连接、多个连接、单向连接或双向连接来示出或描述连接。然而，不同的实施例可改变连接的实施方式。例如，可使用分开的单向连接而不是双向连接，并且反之亦然。而且，可以串行地或以时分多路复用的方式传送多个信号的单个连接来替代多个连接。同样，承载多个信号的单个连接可被分离成承载这些信号的子集的各种不同连接。因此，存在用于传送信号的许多选项。
[0073]
将用于实现相同功能的部件的任何布置有效地“相关联”，使得实现所期望的功能。因而，本文中组合以实现特定功能的任何两个部件可视为彼此“相关联”，使得实现所期望的功能，而与架构或中间部件无关。同样，如此相关联的任何两个部件可被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦接”以实现所期望的功能。
[0074]
另外，本领域技术人员将认识到，上述操作之间的边界仅为说明性的。可将多个操作组合成单个操作，可将单个操作分布在附加的操作中，并且可在时间上至少部分重叠地执行操作。此外，替代实施例可包括特定操作的多个实例，并且在各种其他实施例中可改变操作的次序。
[0075]
此外，例如，在一个实施例中，可将所示示例实施为位于单个集成电路上或在同一设备内的电路系统。替代地，可将示例实施为以适当方式彼此互连的任何数目的单独集成电路或单独设备。
[0076]
然而，其他修改、变型和替代也是可能的。因此，说明书和附图应被认为是说明性
意义的而非限制性意义的。
[0077]
在权利要求中，放在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”不排除除了权利要求中所列出的元件或步骤以外的其他元件或步骤的存在。另外，如本文中所使用，术语“一(a)”或“一(an)”被定义为一个或多于一个。而且，在权利要求中使用诸如“至少一个”和“一个或多个”之类的介绍性短语不应被解释为暗指由不定冠词“一(a)”或“一(an)”介绍另一权利要求要素将含有此类已介绍的权利要求要素的任何特定权利要求限于仅含有一个此类要素的发明，即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一(a)”或“一(an)”之类的不定冠词时也是如此。定冠词的使用也是如此。除非另有说明，否则诸如“第一”和“第二”之类的术语用于任意地在此类术语描述的要素之间进行区分。因此，这些术语未必旨在指示此类要素的时间或其他优先级。在互不相同的权利要求中列举出某些措施的事实并不指示无法有利地使用这些措施的组合。
[0078]
虽然本文中已示出并描述了本发明的某些特征，但本领域普通技术人员现在将想到许多修改、替换、改变和等效物。因此，应理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真正精神内的所有这样的修改和改变。