KR20230075369A - Mask inspection for semiconductor specimen fabrication - Google Patents
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Abstract
마스크 검사를 위한 시스템 및 방법이 제공되고, 방법은: 마스크의 검사 영역에 대해, 복수의 검사 이미지들 및 기준 이미지들의 세트를 획득하는 단계, 각각의 검사 이미지의 검사 영역에 위치된 하나 이상의 결함 후보를 각각 포함하는 복수의 결함 맵들을 생성하는 단계, 하나 이상의 결함 후보를 관심 결함 후보들(DCI)의 목록에 정렬하는 단계, 목록의 적어도 하나의 주어진 DCI에 대해, 복수의 검사 이미지들에 대응하는 복수의 차이 패치들을 생성하는 단계, 복수의 차이 패치들에 기초하여 등급을 계산하는 단계, 및 주어진 DCI가 관심 결함(DOI)인지 여부를 결정하기 위해 검출 임계치를 등급에 적용하는 단계를 포함한다.A system and method for mask inspection is provided, comprising: obtaining, for an inspection area of a mask, a plurality of inspection images and a set of reference images, one or more defect candidates located in the inspection area of each inspection image. Generating a plurality of defect maps each including, arranging one or more defect candidates in a list of defect candidates of interest (DCI), for at least one given DCI in the list, a plurality of corresponding to a plurality of inspection images. generating difference patches of , calculating a class based on the plurality of difference patches, and applying a detection threshold to the class to determine whether a given DCI is a defect of interest (DOI).
Description
본 개시된 주제는 일반적으로, 마스크 검사의 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로, 포토마스크에 대한 결함 검출에 관한 것이다.The presently disclosed subject matter relates generally to the field of mask inspection, and more specifically to defect detection for photomasks.
제조되는 마이크로전자 디바이스들의 극초대규모 집적 회로와 연관된, 높은 밀도 및 성능에 대한 현재의 요구들은 미크론미만 피처들(submicron features), 증가된 트랜지스터 및 회로 속도들, 및 개선된 신뢰성을 필요로 한다. 반도체 프로세스들이 진전됨에 따라, 패턴 치수들, 예컨대, 라인 폭, 및 다른 유형들의 임계 치수들이 연속적으로 축소된다. 그러한 요구들은 높은 정밀도 및 균일성으로 디바이스 피처들을 형성하는 것을 필요로 하는데, 이는 차례로, 디바이스들이 여전히 반도체 웨이퍼들의 형태로 되어 있는 동안 디바이스들의 자동화된 검사를 포함하는, 제조 프로세스의 주의 깊은 모니터링을 요한다.Current demands for high density and performance associated with ultra-large scale integrated circuits of fabricated microelectronic devices require submicron features, increased transistor and circuit speeds, and improved reliability. As semiconductor processes advance, pattern dimensions, eg, line width, and other types of critical dimensions continue to shrink. Such demands require forming device features with high precision and uniformity, which in turn requires careful monitoring of the manufacturing process, including automated inspection of devices while they are still in the form of semiconductor wafers. .
반도체 디바이스들은 종종, 포토리소그래피 프로세스에서 포토리소그래피 마스크들(포토마스크들 또는 마스크들 또는 레티클들로 또한 지칭됨)을 사용하여 제조된다. 포토리소그래피 프로세스는 반도체 디바이스들의 제조에서 주요 프로세스들 중 하나이고, 제조될 반도체 디바이스들의 회로 설계에 따라 웨이퍼의 표면을 패터닝하는 단계를 포함한다. 그러한 회로 설계는 먼저, 마스크 상에 패터닝된다. 따라서, 작동 반도체 디바이스들을 획득하기 위해, 마스크는 결함이 없어야 한다. 마스크들은 복잡한 프로세스에 의해 제조되고, 다양한 결함들 및 변동들을 겪을 수 있다.Semiconductor devices are often fabricated using photolithography masks (also referred to as photomasks or masks or reticles) in a photolithography process. The photolithography process is one of the main processes in the manufacture of semiconductor devices, and includes patterning the surface of a wafer according to the circuit design of semiconductor devices to be manufactured. Such a circuit design is first patterned on a mask. Therefore, in order to obtain working semiconductor devices, the mask must be free of defects. Masks are manufactured by a complex process and can suffer from various defects and variations.
추가적으로, 마스크는 종종, 웨이퍼 상에 많은 다이들을 생성하기 위해 반복 방식으로 사용된다. 따라서, 마스크 상의 임의의 결함은 웨이퍼 상에서 다수 회 반복될 것이고, 다수의 디바이스들이 결함있게 할 것이다. 생산할 만한 프로세스를 확립하는 것은, 특히, 대규모의 회로 집적 및 반도체 디바이스들의 감소하는 크기를 고려하여, 전체 리소그래피 프로세스의 엄격한 제어를 요구한다.Additionally, the mask is often used in an iterative manner to create many dies on a wafer. Thus, any defect on the mask will be repeated multiple times on the wafer, leaving multiple devices defective. Establishing a productive process requires tight control of the overall lithography process, especially considering the large-scale circuit integration and decreasing size of semiconductor devices.
다양한 마스크 검사 방법들이 개발되었고 활용되었다. 마스크들을 설계하고 평가하는 특정한 종래의 기법들에 따르면, 마스크가 생성되고 그를 통해 웨이퍼를 노출시키는 데 사용된 다음, 마스크의 피처들/패턴들이 설계에 따라 웨이퍼에 전사되었는지 여부를 결정하기 위해 검사가 수행된다. 의도된 설계로부터의 최종 인쇄된 피처들에서의 임의의 변동들은 설계를 수정하는 것, 마스크를 수리하는 것, 새로운 마스크를 생성하는 것, 및/또는 새로운 웨이퍼를 노출시키는 것을 요할 수 있다.Various mask inspection methods have been developed and utilized. According to certain conventional techniques for designing and evaluating masks, a mask is created and used to expose a wafer therethrough, and then inspection is performed to determine whether the features/patterns of the mask have been transferred to the wafer according to the design. is carried out Any variations in the final printed features from the intended design may require modifying the design, repairing the mask, creating a new mask, and/or exposing a new wafer.
대안적으로, 마스크는 다양한 마스크 검사 툴들을 사용하여 직접 검사될 수 있다. 검사 프로세스는 복수의 검사 단계들을 포함할 수 있다. 마스크의 제조 프로세스 동안, 검사 단계들은 여러 번, 예를 들어, 특정 층들의 제조 또는 처리 후에 등에 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 각각의 검사 단계는, 예를 들어, 상이한 마스크 위치들에 대해 또는 상이한 검사 설정들로 동일한 마스크 위치들에 대해 다수 회 반복될 수 있다.Alternatively, the mask can be directly inspected using various mask inspection tools. An inspection process may include a plurality of inspection steps. During the fabrication process of the mask, the inspection steps may be performed multiple times, eg after fabrication or processing of certain layers, etc. Additionally or alternatively, each inspection step may be repeated multiple times, for example for different mask positions or for the same mask positions with different inspection settings.
마스크 검사는 일반적으로, 광 또는 전자들을 마스크쪽으로 지향시키고 마스크로부터의 광 또는 전자들을 검출함으로써 마스크에 대한 특정 검사 출력(예를 들어, 이미지들, 신호들 등)을 생성하는 것을 수반한다. 출력이 일단 생성되면, 결함 검출은 전형적으로, 결함 검출 방법 및/또는 알고리즘을 출력에 적용함으로써 수행된다. 매우 흔하게, 검사의 목표는, 오경보들/방해들 및 잡음들의 검출을 억제하는 효과를 증가시키면서, 관심 결함들(이는, 보정되지 않으면, 최종 디바이스로 하여금, 원하는 성능을 충족시키는 데 실패하게 하거나 오작동하게 하고, 따라서 수율에 악영향을 미칠 수 있음)의 검출에 대한 높은 감도를 제공하는 것이다.Mask inspection generally involves generating specific inspection output (eg, images, signals, etc.) for a mask by directing light or electrons towards the mask and detecting the light or electrons from the mask. Once the output is generated, defect detection is typically performed by applying a defect detection method and/or algorithm to the output. Very often, the goal of inspection is to increase the effectiveness of suppressing the detection of false alarms/disturbings and noises, while reducing the defects of interest (which, if not corrected, cause the end device to fail to meet the desired performance or malfunction). and, therefore, to provide high sensitivity for detection of yield).
본 개시된 주제의 특정 양상들에 따르면, 반도체 시편을 제조하는 데 사용가능한 마스크를 검사하는 컴퓨터화된 시스템이 제공되고, 시스템은 처리 및 메모리 회로(PMC)를 포함하고, PMC는: 마스크의 검사 영역에 대해, 적어도 검사 영역에 의해 중첩되는 복수의 시야들(FOV들)을 갖는 복수의 검사 이미지를 획득하고, 각각의 검사 이미지에 대해, 하나 이상의 대응하는 기준 영역 중 각각의 기준 영역의 복수의 기준 이미지들을 포함하는 기준 이미지들의 세트를 획득하고; 복수의 검사 이미지들에 대응하는 복수의 결함 맵들을 생성하고 - 각각의 결함 맵은 각각의 검사 이미지의 검사 영역에 위치된 하나 이상의 결함 후보를 포함함 -, 각각의 검사 이미지들의 하나 이상의 결함 후보를 정렬하고, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록을 생성하고; 목록의 적어도 하나의 주어진 DCI에 대해, 복수의 차이 패치들을 생성하고 - PMC는: 각각, 검사 이미지 및 기준 이미지들의 세트로부터의 주어진 DCI의 위치를 둘러싸는 이미지 패치를 추출하고, 검사 패치 및 기준 패치들의 세트를 생성하는 것; 각각의 기준 패치에 대해, 필터를 사용하여 획득된 보정된 기준 패치와 검사 패치 사이의 차이를 최소화하도록 최적화된 필터를 컴퓨팅하고, 기준 패치들의 세트에 대응하는 보정된 기준 패치들의 세트 및 필터들의 세트를 생성하는 것; 및 복합 기준 패치를 획득하기 위해, 보정된 기준 패치들의 세트를 조합하고, 차이 패치를 획득하기 위해 검사 패치를 복합 기준 패치와 비교하는 것에 의해 복수의 검사 이미지들 중 각각의 검사 이미지에 대응하는 차이 패치를 생성하도록 구성됨 -; 복수의 차이 패치들에 기초하여 등급을 계산하고, 주어진 DCI가 관심 결함(DOI)인지 여부를 결정하기 위해 검출 임계치를 등급에 적용하도록 구성된다.According to certain aspects of the presently disclosed subject matter, a computerized system for inspecting a mask usable for fabricating a semiconductor specimen is provided, the system including a processing and memory circuit (PMC), the PMC comprising: an inspection area of the mask. , acquire a plurality of inspection images having a plurality of fields of view (FOVs) overlapped at least by the inspection area, and for each inspection image, a plurality of references of each reference area among one or more corresponding reference areas. obtain a set of reference images comprising images; generating a plurality of defect maps corresponding to the plurality of inspection images, each defect map including one or more defect candidates located in an inspection area of each inspection image; Sort and create a list of defect candidates of interest (DCI); For at least one given DCI in the list, generate a plurality of difference patches - the PMC: extracts an image patch surrounding the location of the given DCI from the set of test image and reference images, respectively, the test patch and the reference patch generating a set of s; For each reference patch, compute a filter optimized to minimize the difference between the corrected reference patch obtained using the filter and the inspection patch, and a set of corrected reference patches and a set of filters corresponding to the set of reference patches. to generate; and a difference corresponding to each inspection image of the plurality of inspection images by combining the set of calibrated reference patches to obtain a composite reference patch and comparing the inspection patch with the composite reference patch to obtain a difference patch. configured to create patches -; and calculate a grade based on the plurality of difference patches and apply a detection threshold to the grade to determine whether a given DCI is a defect of interest (DOI).
상기 피처들 외에도, 본 개시된 주제의 이 양상에 따른 시스템은 아래에 열거된 피처들 (i) 내지 (xii) 중 하나 이상을, 기술적으로 가능한 임의의 원하는 조합 또는 순열로 포함할 수 있다.In addition to the above features, a system according to this aspect of the disclosed subject matter may include one or more of the features (i) to (xii) listed below, in any desired combination or permutation technically possible.
(i). 마스크는 다중 다이 마스크이다. 검사 영역은 마스크 상의 검사 다이에 위치된다. 하나 이상의 기준 영역은 각각, 마스크 상의 검사 다이의 하나 이상의 기준 다이로부터 온 것이다.(i). The mask is a multi-die mask. The inspection area is located on the inspection die on the mask. Each of the one or more reference areas is from one or more reference dies of the inspection dies on the mask.
(ii). 마스크는 단일 다이 마스크이다. 검사 영역 및 하나 이상의 기준 영역은 마스크 상의 단일 다이로부터 온 것이고, 동일한 설계 패턴을 공유한다.(ii). The mask is a single die mask. The inspection area and one or more reference areas are from a single die on the mask and share the same design pattern.
(iii). PMC는 필터를 컴퓨팅하기 전에, 검사 패치와 세트로부터의 각각의 기준 패치 간의 각각의 오프셋을 보정하기 위해 검사 패치를 각각의 기준 패치와 각각 정합시키도록(register) 구성된다.(iii). The PMC is configured to respectively register the test patch with each reference patch to correct for each offset between the test patch and each reference patch from the set prior to computing the filter.
(iv). 필터는 기준 패치의 다음의 잡음들: 정합 잔여 오류(registration residual error), 강도 이득 및 오프셋, 디포커스, 또는 시야(FOV) 왜곡 중 적어도 하나를 보정하도록 컴퓨팅된다.(iv). The filter is computed to correct at least one of the following noises of the reference patch: registration residual error, intensity gain and offset, defocus, or field of view (FOV) distortion.
(v). 필터는 기준 패치의 각각의 잡음들을 보정하기 위한 필터 성분들의 세트를 포함한다.(v). The filter includes a set of filter elements for correcting the respective noises of the reference patch.
(vi). 등급은, 차이 패치에서의 최고 픽셀 값에 기초하여 복수의 차이 패치들 각각에 대한 점수를 계산하고, 복수의 차이 패치들에 대응하는 복수의 점수들을 생성하고, 등급을 획득하기 위해 복수의 점수들을 평균함으로써 계산된다.(vi). The ranking is calculated by calculating a score for each of the plurality of difference patches based on the highest pixel value in the difference patch, generating a plurality of scores corresponding to the plurality of difference patches, and calculating the plurality of scores to obtain the ranking. It is calculated by averaging.
(vii). PMC는, 복수의 차이 패치들을 생성하는 것, 등급을 계산하는 것 및 DCI가 DOI인지 여부를 결정하기 위해 DCI들의 목록의 각각의 DCI에 대해 검출 임계치를 적용하는 것을 수행하고, 결정에 의해 검출된 바와 같은 하나 이상의 DOI를 포함하고 검사 영역에 대응하는 업데이트된 결함 맵을 제공하도록 추가로 구성된다.(vii). The PMC performs generating a plurality of difference patches, calculating a rank and applying a detection threshold to each DCI in the list of DCIs to determine whether the DCI is a DOI, and by determining a detected and to provide an updated defect map corresponding to the inspection area.
(viii). PMC는 복수의 검사 이미지들을 획득하는 것, 복수의 결함 맵들을 생성하는 것, 하나 이상의 결함 후보를 정렬하는 것, 복수의 차이 패치들을 생성하는 것, 등급을 계산하는 것 및 마스크 상의 하나 이상의 추가적인 검사 영역에 대해 검출 임계치를 적용하는 것을 반복하도록 추가로 구성된다.(viii). PMC acquires multiple inspection images, creates multiple defect maps, aligns one or more defect candidates, creates multiple difference patches, calculates a grade, and performs one or more additional inspections on a mask. and further configured to repeat applying the detection threshold to the region.
(ix). 복수의 검사 이미지들은 미리 정의된 스텝 크기를 갖는 화학선 검사 툴에 의해 순차적으로 취득된다. 화학선 검사 툴은 반도체 시편의 제조에 사용가능한 리소그래피 툴의 광학 구성을 에뮬레이팅하도록 구성된다.(ix). A plurality of inspection images are acquired sequentially by the actinic inspection tool having a predefined step size. The actinic inspection tool is configured to emulate the optical configuration of a lithography tool usable for fabrication of semiconductor specimens.
(x). 시스템은 화학선 검사 툴을 더 포함한다.(x). The system further includes an actinic inspection tool.
(xi). 복수의 검사 이미지들은: 미리 정의된 스텝 크기를 갖는 비-화학선 검사 툴을 사용하여 복수의 이미지들을 순차적으로 취득하는 것, 및 반도체 시편의 제조에 사용가능한 리소그래피 툴의 광학 구성을 모의하기 위해 복수의 이미지들에 대해 모의(simulation)를 수행하고, 복수의 검사 이미지들을 생성하는 것에 의해 획득된다.(xi). The plurality of inspection images are: sequentially acquiring a plurality of images using a non-actinic inspection tool with a predefined step size, and a plurality of images to simulate the optical configuration of a lithography tool usable for fabrication of a semiconductor specimen. It is obtained by performing simulation on the images of and generating a plurality of inspection images.
(xii). 관심 결함 후보들(DCI)의 목록은 복수의 검사 이미지들의 적어도 대부분에 공통인 하나 이상의 결함 후보를 포함한다.(xii). The list of defect candidates of interest (DCI) includes one or more defect candidates common to at least a majority of the plurality of inspection images.
본 개시된 주제의 다른 양상들에 따르면, 반도체 시편을 제조하는 데 사용가능한 마스크를 검사하는 방법이 제공되고, 방법은 처리 및 메모리 회로(PMC)에 의해 수행되고, 방법은: 마스크의 검사 영역에 대해, 적어도 검사 영역에 의해 중첩되는 복수의 시야들(FOV들)을 갖는 복수의 검사 이미지를 획득하고, 각각의 검사 이미지에 대해, 하나 이상의 대응하는 기준 영역 중 각각의 기준 영역의 복수의 기준 이미지들을 포함하는 기준 이미지들의 세트를 획득하는 단계; 복수의 검사 이미지들에 대응하는 복수의 결함 맵들을 생성하고 - 각각의 결함 맵은 각각의 검사 이미지의 검사 영역에 위치된 하나 이상의 결함 후보를 포함함 -, 각각의 검사 이미지들의 하나 이상의 결함 후보를 정렬하고, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록을 생성하는 단계; 목록의 적어도 하나의 주어진 DCI에 대해, 복수의 차이 패치들을 생성하는 단계 - 생성 단계는: 각각, 검사 이미지 및 기준 이미지들의 세트로부터의 주어진 DCI의 위치를 둘러싸는 이미지 패치를 추출하고, 검사 패치 및 기준 패치들의 세트를 생성하는 단계; 각각의 기준 패치에 대해, 필터를 사용하여 획득된 보정된 기준 패치와 검사 패치 사이의 차이를 최소화하도록 최적화된 필터를 컴퓨팅하고, 기준 패치들의 세트에 대응하는 보정된 기준 패치들의 세트 및 필터들의 세트를 생성하는 단계; 및 복합 기준 패치를 획득하기 위해, 보정된 기준 패치들의 세트를 조합하고, 차이 패치를 획득하기 위해 검사 패치를 복합 기준 패치와 비교하는 단계에 의해 복수의 검사 이미지들 중 각각의 검사 이미지에 대응하는 차이 패치를 생성하는 단계를 포함함 -; 및 복수의 차이 패치들에 기초하여 등급을 계산하고, 주어진 DCI가 관심 결함(DOI)인지 여부를 결정하기 위해 검출 임계치를 등급에 적용하는 단계를 포함한다.According to other aspects of the presently disclosed subject matter, a method of inspecting a mask usable for fabricating a semiconductor specimen is provided, the method performed by a processing and memory circuit (PMC), the method comprising: for an inspection area of the mask. , Acquiring a plurality of inspection images having a plurality of fields of view (FOVs) overlapped by at least the inspection area, and for each inspection image, a plurality of reference images of each reference area among one or more corresponding reference areas. obtaining a set of reference images comprising; generating a plurality of defect maps corresponding to the plurality of inspection images, each defect map including one or more defect candidates located in an inspection area of each inspection image; sorting and generating a list of defect candidates of interest (DCI); For at least one given DCI in the list, generating a plurality of difference patches, the generating step: extracting, respectively, an image patch surrounding the location of the given DCI from the test image and the set of reference images, the test patch and creating a set of reference patches; For each reference patch, compute a filter optimized to minimize the difference between the corrected reference patch obtained using the filter and the inspection patch, and a set of corrected reference patches and a set of filters corresponding to the set of reference patches. generating; and combining the set of calibrated reference patches to obtain a composite reference patch, and comparing the test patch with the composite reference patch to obtain a difference patch, thereby corresponding to each inspection image of the plurality of inspection images. including generating a difference patch; and calculating a rank based on the plurality of difference patches and applying a detection threshold to the rank to determine whether a given DCI is a defect of interest (DOI).
개시된 주제의 이 양상은 시스템과 관련하여 위에서 열거된 피처들 (i) 내지 (xii) 중 하나 이상을, 준용하여, 기술적으로 가능한 임의의 원하는 조합 또는 순열로 포함할 수 있다.This aspect of the disclosed subject matter may include one or more of the features (i) through (xii) listed above in relation to a system, mutatis mutandis, in any desired combination or permutation technically possible.
본 개시된 주제의 다른 양상들에 따르면, 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 제공되고, 명령어들은, 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 반도체 시편을 제조하는 데 사용가능한 마스크를 검사하는 방법을 수행하게 하고, 방법은: 마스크의 검사 영역에 대해, 적어도 검사 영역에 의해 중첩되는 복수의 시야들(FOV들)을 갖는 복수의 검사 이미지를 획득하고, 각각의 검사 이미지에 대해, 하나 이상의 대응하는 기준 영역 중 각각의 기준 영역의 복수의 기준 이미지들을 포함하는 기준 이미지들의 세트를 획득하는 단계; 복수의 검사 이미지들에 대응하는 복수의 결함 맵들을 생성하고 - 각각의 결함 맵은 각각의 검사 이미지의 검사 영역에 위치된 하나 이상의 결함 후보를 포함함 -, 각각의 검사 이미지들의 하나 이상의 결함 후보를 정렬하고, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록을 생성하는 단계; 목록의 적어도 하나의 주어진 DCI에 대해, 복수의 차이 패치들을 생성하는 단계 - 생성 단계는: 각각, 검사 이미지 및 기준 이미지들의 세트로부터의 주어진 DCI의 위치를 둘러싸는 이미지 패치를 추출하고, 검사 패치 및 기준 패치들의 세트를 생성하는 단계; 각각의 기준 패치에 대해, 필터를 사용하여 획득된 보정된 기준 패치와 검사 패치 사이의 차이를 최소화하도록 최적화된 필터를 컴퓨팅하고, 기준 패치들의 세트에 대응하는 보정된 기준 패치들의 세트 및 필터들의 세트를 생성하는 단계; 및 복합 기준 패치를 획득하기 위해, 보정된 기준 패치들의 세트를 조합하고, 차이 패치를 획득하기 위해 검사 패치를 복합 기준 패치와 비교하는 단계에 의해 복수의 검사 이미지들 중 각각의 검사 이미지에 대응하는 차이 패치를 생성하는 단계를 포함함 -; 및 복수의 차이 패치들에 기초하여 등급을 계산하고, 주어진 DCI가 관심 결함(DOI)인지 여부를 결정하기 위해 검출 임계치를 등급에 적용하는 단계를 포함한다.According to other aspects of the disclosed subject matter, a non-transitory computer-readable medium containing instructions is provided, which instructions, when executed by a computer, cause the computer to inspect a method for inspecting a mask usable for fabricating a semiconductor specimen. and the method: acquires, for an inspection area of the mask, a plurality of inspection images having at least a plurality of fields of view (FOVs) overlapped by the inspection area, and for each inspection image, one or more corresponding obtaining a set of reference images including a plurality of reference images of each reference area of the reference area; generating a plurality of defect maps corresponding to the plurality of inspection images, each defect map including one or more defect candidates located in an inspection area of each inspection image; sorting and generating a list of defect candidates of interest (DCI); For at least one given DCI in the list, generating a plurality of difference patches, the generating step: extracting, respectively, an image patch surrounding the location of the given DCI from the test image and the set of reference images, the test patch and creating a set of reference patches; For each reference patch, compute a filter optimized to minimize the difference between the corrected reference patch obtained using the filter and the inspection patch, and a set of corrected reference patches and a set of filters corresponding to the set of reference patches. generating; and combining the set of calibrated reference patches to obtain a composite reference patch, and comparing the test patch with the composite reference patch to obtain a difference patch, thereby corresponding to each inspection image of the plurality of inspection images. including generating a difference patch; and calculating a rank based on the plurality of difference patches and applying a detection threshold to the rank to determine whether a given DCI is a defect of interest (DOI).
개시된 주제의 이 양상은 시스템과 관련하여 위에서 열거된 피처들 (i) 내지 (xii) 중 하나 이상을, 준용하여, 기술적으로 가능한 임의의 원하는 조합 또는 순열로 포함할 수 있다.This aspect of the disclosed subject matter may include one or more of the features (i) through (xii) listed above in relation to a system, mutatis mutandis, in any desired combination or permutation technically possible.
본 개시내용을 이해하고 본 개시내용이 어떻게 실제로 수행될 수 있는지를 알기 위해, 이제, 첨부 도면들을 참조하여, 단지 비제한적인 예로서, 실시예들이 설명될 것이고, 도면들에서:
도 1은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 마스크 검사 시스템의 기능 블록도를 예시한다.
도 2는 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 반도체 시편을 제조하는 데 사용가능한 마스크에 대한 마스크 검사의 일반화된 흐름도를 예시한다.
도 3은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따라 필터를 컴퓨팅하고 적용하는 일반화된 흐름도를 예시한다.
도 4는 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따라 등급을 계산하는 일반화된 흐름도를 예시한다.
도 5는 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 화학선 검사 툴 및 리소그래피 툴의 개략도를 예시한다.
도 6은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 다중 다이 마스크뿐만 아니라 검사 영역, 및 복수의 검사 이미지들 및 그의 기준 이미지들의 예를 개략적으로 예시한다.
도 7은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 단일 다이 마스크뿐만 아니라 검사 영역, 및 복수의 검사 이미지들 및 그의 기준 이미지들의 예를 개략적으로 예시한다.
도 8은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 복수의 차이 패치들의 예를 예시한다.In order to understand the present disclosure and see how it can be practiced, embodiments will now be described, by way of non-limiting example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
1 illustrates a functional block diagram of a mask inspection system in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
2 illustrates a generalized flow diagram of mask inspection for a mask usable for fabricating a semiconductor specimen, in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
3 illustrates a generalized flow diagram for computing and applying a filter in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
4 illustrates a generalized flow diagram for calculating a rating in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
5 illustrates a schematic diagram of an actinic inspection tool and lithography tool, in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
6 schematically illustrates an example of a multi-die mask as well as an inspection region and a plurality of inspection images and reference images thereof, in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
7 schematically illustrates an example of a single die mask as well as an inspection area and a plurality of inspection images and reference images thereof, in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
8 illustrates an example of a plurality of difference patches in accordance with certain embodiments of the presently-disclosed subject matter.
이하의 상세한 설명에서, 본 개시내용의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부 사항들이 열거된다. 그러나, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시된 주제가 이러한 특정한 세부 사항들 없이 실시될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 다른 경우들에서, 잘 알려진 방법들, 절차들, 구성요소들 및 회로들은 본 개시된 주제를 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다.In the detailed description that follows, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present disclosure. However, one of ordinary skill in the relevant art will understand that the disclosed subject matter may be practiced without these specific details. In other instances, well known methods, procedures, components and circuits have not been described in detail in order not to obscure the subject matter disclosed.
이하의 논의들로부터 명백한 것으로서, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서 전반에 걸쳐 "검사", "획득", "생성", "정렬", "추출", "컴퓨팅", "조합", "비교", "취득", "계산", "적용", "정합", "보정", "평균", "수행", "제공", "반복", "취득" 등과 같은 용어들을 활용하는 논의들이, 데이터 - 상기 데이터는 물리적으로, 예컨대, 전자, 양들로 표현되고/거나 상기 데이터는 물리적 대상들을 표현함 - 를 다른 데이터로 조작하고/거나 변환하는, 컴퓨터의 작동(들) 및/또는 프로세스(들)를 지칭한다는 것을 이해한다. "컴퓨터"라는 용어는, 비제한적인 예로서, 본 출원에 개시된 마스크 검사 시스템, 결함 검출 시스템 및 그의 각각의 부분들을 포함하는, 데이터 처리 능력들을 갖는 임의의 종류의 하드웨어 기반 전자 디바이스를 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다.As will be apparent from the discussions below, the terms “examine”, “acquire”, “generate”, “sort”, “extract”, “compute”, “combine”, “compute”, “combine”, Discussions utilizing terms such as "compare", "acquisition", "compute", "apply", "match", "calibrate", "average", "perform", "provide", "repeat", "acquire", etc. , the operation(s) and/or process(s) of a computer that manipulates and/or transforms data, wherein the data is physically represented by, eg, electronic, quantities, and/or the data represents physical objects, into other data. ) is understood to refer to The term "computer" is broadly used to encompass any kind of hardware-based electronic device having data processing capabilities, including, by way of non-limiting example, the mask inspection system, defect detection system, and respective portions thereof disclosed herein. should be interpreted
본 명세서에서 사용되는 "마스크"라는 용어는 또한, "포토리소그래피 마스크" 또는 "포토마스크" 또는 "레티클"로 지칭된다. 그러한 용어들은 포토리소그래피 프로세스에서 반도체 웨이퍼 상에 패터닝될 템플릿 보유 회로 설계(예를 들어, 집적 회로의 특정 층의 레이아웃을 정의함)를 망라하도록 등가로 그리고 광범위하게 해석되어야 한다. 예로서, 마스크는 리소그래피 프로세스에서 웨이퍼들 상에 투영되는 불투명, 투명 및 위상 시프팅 영역들의 패턴으로 커버되는 용융 실리카 플레이트로서 구현될 수 있다. 예로서, 마스크는 극자외선(EUV) 마스크 또는 플루오린화아르곤(ArF) 마스크일 수 있다. 다른 예로서, 마스크는 (메모리 디바이스를 제조하는 데 사용가능한) 메모리 마스크 또는 (로직 디바이스를 제조하는 데 사용가능한) 로직 마스크일 수 있다.The term "mask" as used herein is also referred to as "photolithography mask" or "photomask" or "reticle". Such terms should be interpreted equivalently and broadly to encompass a template bearing circuit design (eg, defining the layout of a particular layer of an integrated circuit) to be patterned on a semiconductor wafer in a photolithography process. As an example, the mask can be implemented as a fused silica plate covered with a pattern of opaque, transparent and phase shifting regions that are projected onto wafers in a lithography process. As an example, the mask may be an extreme ultraviolet (EUV) mask or an argon fluoride (ArF) mask. As another example, the mask can be a memory mask (usable to fabricate a memory device) or a logic mask (usable to fabricate a logic device).
본 명세서에서 사용되는 "검사" 또는 "마스크 검사"라는 용어는, 제조된 포토마스크의 정확도 및 무결성을 회로 설계에 관하여 평가하기 위한 임의의 작동, 및 웨이퍼 상에 회로 설계의 정확한 표현을 생성하는 그의 능력을 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 검사는 마스크 제조 프로세스 동안 그리고/또는 후에 그리고/또는 반도체 시편 제조를 위한 마스크의 사용 동안 다양한 유형들의 결함 검출, 결함 검토 및/또는 결함 분류, 및/또는 계측 작동들과 관련된 임의의 종류의 작동들을 포함할 수 있다. 검사는 마스크의 제조 후에 비파괴 검사 툴들을 사용하여 제공될 수 있다. 비제한적인 예로서, 검사 프로세스는 다음의 작동들: 검사 툴을 사용하여, 마스크 또는 그의 부분들에 관하여 제공되는 (단일 또는 다수 횟수의 스캔들의) 스캐닝, 이미징, 샘플링, 검출, 측정, 분류 및/또는 다른 작동들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 마스크 검사는 또한, 마스크의 실제 검사 전에, 예를 들어, 검사 레시피(들)를 생성하는 것 및/또는 다른 셋업 작동들을 포함하도록 해석될 수 있다. 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 "검사"라는 용어 또는 그의 파생어들은 검사 영역의 크기 또는 해상도에 관하여 제한되지 않는다는 점을 주목한다. 다양한 비파괴 검사 툴들은, 비제한적인 예로서, 광학 검사 툴들, 주사 전자 현미경들, 원자력 현미경들 등을 포함한다.As used herein, the term "inspection" or "mask inspection" refers to any operation for evaluating the accuracy and integrity of a fabricated photomask with respect to a circuit design, and its production of an accurate representation of the circuit design on a wafer. It should be interpreted broadly to encompass competence. Inspection is any kind of operation associated with various types of defect detection, defect review and/or defect classification, and/or metrology operations during and/or after the mask fabrication process and/or during the use of the mask for semiconductor specimen fabrication. can include Inspection may be provided using non-destructive inspection tools after fabrication of the mask. By way of non-limiting example, the inspection process may include the following operations: scanning (single or multiple scans), imaging, sampling, detection, measurement, classification, and provisioning of a mask or portions thereof, using an inspection tool. /or one or more of the other operations. Likewise, mask inspection may also be interpreted to include, for example, generating inspection recipe(s) and/or other setup operations prior to actual inspection of the mask. Note that unless specifically stated otherwise, the term "inspection" or derivatives thereof used herein are not limited with respect to the size or resolution of the inspection area. Various non-destructive inspection tools include, by way of non-limiting example, optical inspection tools, scanning electron microscopes, atomic force microscopes, and the like.
본 명세서에서 사용되는 "계측 작동(metrology operation)"이라는 용어는 반도체 시편 상의 하나 이상의 구조적 요소, 예컨대, 마스크에 관한 계측 정보를 추출하기 위해 사용되는 임의의 계측 작동 절차를 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 일부 실시예들에서, 계측 작동들은, 예를 들어, 다음: 치수들(예를 들어, 라인 폭들, 라인 간격, 접촉부 직경들, 요소의 크기, 에지 거칠기, 그레이 레벨 통계 등), 요소들의 형상들, 요소들 내의 또는 요소들 사이의 거리들, 관련된 각도들, 상이한 설계 레벨들에 대응하는 요소들과 연관된 오버레이 정보 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 시편 상의 특정 구조적 요소들에 대해 수행되는 임계 치수(CD) 측정들과 같은 측정 작동들을 포함할 수 있다. 측정 결과들, 예컨대, 측정된 이미지들은, 예를 들어, 이미지 처리 기법들을 채용함으로써 분석된다. 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 "계측"이라는 용어 또는 그의 파생어들은 측정 기술, 측정 해상도 또는 검사 영역의 크기에 관하여 제한되지 않는다는 점을 주목한다.The term "metrology operation" as used herein should be interpreted broadly to encompass any metrology operation procedure used to extract metrology information about one or more structural elements, such as a mask, on a semiconductor specimen. . In some embodiments, metrology operations may include, for example: dimensions (eg, line widths, line spacing, contact diameters, size of an element, edge roughness, gray level statistics, etc.), shapes of elements , distances within or between elements, angles involved, overlay information associated with elements corresponding to different design levels, etc. (CD) measurements. Measurement results, eg measured images, are analyzed eg by employing image processing techniques. Note that unless specifically stated otherwise, the term "metrology" or derivatives thereof used herein is not limited with respect to measurement technique, measurement resolution, or size of an inspection area.
본 명세서에서 사용되는 "시편"이라는 용어는 반도체 집적 회로들, 자기 헤드들, 평판 디스플레이들, 및 다른 반도체 제조 물품들을 제조하는 데 사용되는 임의의 종류의 웨이퍼들, 관련된 구조들, 이들의 조합들 및/또는 부분들을 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다.As used herein, the term "specimen" refers to any type of wafers, related structures, and combinations thereof used to fabricate semiconductor integrated circuits, magnetic heads, flat panel displays, and other semiconductor manufactured articles. and/or parts should be construed broadly.
본 명세서에서 사용되는 "결함"이라는 용어는 마스크 상에 형성되는 임의의 종류의 이상 또는 바람직하지 않은 피처/기능성을 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 일부 경우들에서, 결함은, 웨이퍼 상에 인쇄될 때, 제조된 디바이스의 기능성에 대해 특정 효과들을 갖는 실제 결함이고, 따라서, 검출되는 것이 고객의 관심 대상인 관심 결함(DOI)일 수 있다. 예를 들어, 수율 손실을 야기할 수 있는 임의의 "킬러" 결함들이 DOI로 표시될 수 있다. 일부 다른 경우들에서, 결함은, 완성된 디바이스의 기능성에 대해 영향을 미치지 않기 때문에 무시될 수 있는 방해("오경보" 결함으로 또한 지칭됨)일 수 있다.The term "defect" as used herein should be interpreted broadly to encompass any kind of abnormality or undesirable feature/functionality formed on a mask. In some cases, a defect is a real defect that, when printed on a wafer, has certain effects on the functionality of a manufactured device, and thus, what is detected may be a defect of interest (DOI) of interest to a customer. For example, any “killer” defects that can cause yield loss may be marked with a DOI. In some other cases, the fault may be a negligible disturbance (also referred to as a “false alarm” fault) because it has no impact on the functionality of the finished device.
본 명세서에서 사용되는 "결함 후보"라는 용어는, 관심 결함(DOI)이 될 비교적 높은 확률을 갖는 것으로 검출되는, 마스크 상의 의심되는 결함 위치를 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 그러므로, 결함 후보는, 검토될 때, 실제로는 DOI일 수 있거나, 일부 다른 경우들에서는 검사 동안 상이한 변동들(예를 들어, 프로세스 변동, 색 변동, 기계적 및 전기적 변동들 등)에 의해 야기될 수 있는 방해 또는 무작위 잡음일 수 있다.The term "defect candidate" as used herein should be interpreted broadly to encompass a suspected defect location on a mask that is detected as having a relatively high probability of being a defect of interest (DOI). Therefore, a defect candidate, when reviewed, may actually be a DOI, or in some other cases may be caused by different variations during inspection (eg, process variations, color variations, mechanical and electrical variations, etc.) It can be a nuisance or random noise.
본원에서 사용되는 "비일시적 메모리" 및 "비일시적 저장 매체"라는 용어들은 본 개시된 주제에 적합한 임의의 휘발성 또는 비휘발성 컴퓨터 메모리를 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 용어들은, 명령어들의 하나 이상의 세트를 저장하는 단일 매체 또는 다수의 매체들(예를 들어, 중앙집중형 또는 분산형 데이터베이스, 및/또는 연관된 캐시들 및 서버들)을 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 용어들은 또한, 컴퓨터에 의한 실행을 위해 명령어들의 세트를 저장하거나 인코딩할 수 있고 컴퓨터로 하여금 본 개시내용의 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하는 임의의 매체를 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 이에 따라, 용어들은, 판독 전용 메모리("ROM"), 랜덤 액세스 메모리("RAM"), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 디바이스들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 것으로 간주되어야 한다.The terms "non-transitory memory" and "non-transitory storage medium" as used herein should be interpreted broadly to encompass any volatile or non-volatile computer memory suitable for the presently disclosed subject matter. The terms should be taken to include a single medium or multiple mediums (eg, a centralized or distributed database, and/or associated caches and servers) that store one or more sets of instructions. The terms should also be construed to include any medium capable of storing or encoding a set of instructions for execution by a computer and causing the computer to perform any one or more of the methodologies of this disclosure. Accordingly, the terms should be construed as including, but not limited to read only memory (“ROM”), random access memory (“RAM”), magnetic disk storage media, optical storage media, flash memory devices, and the like.
구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 개별 실시예들의 맥락으로 설명되는 본 개시된 주제의 특정한 피처들이 또한, 조합하여 단일 실시예에 제공될 수 있다는 것이 이해된다. 반대로, 단일 실시예의 맥락으로 설명되는 본 개시된 주제의 다양한 피처들이 또한, 개별적으로 또는 임의의 적합한 하위조합으로 제공될 수 있다. 이하의 상세한 설명에서, 방법들 및 장치의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부 사항들이 열거된다.Unless specifically stated otherwise, it is understood that certain features of the disclosed subject matter that are described in the context of separate embodiments can also be provided in combination in a single embodiment. Conversely, various features of the disclosed subject matter that are described in the context of a single embodiment can also be provided individually or in any suitable subcombination. In the detailed description that follows, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the methods and apparatus.
이를 염두에 두고, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 마스크 검사 시스템의 기능 블록도를 예시하는 도 1에 주목한다.With this in mind, attention is drawn to FIG. 1 , which illustrates a functional block diagram of a mask inspection system in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
도 1에 예시된 검사 시스템(100)은 마스크를 사용하여, 마스크 제조 프로세스 동안 또는 후에, 그리고/또는 반도체 시편 제조 프로세스 동안 마스크의 검사에 사용될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 본원에 언급되는 검사는, 마스크 또는 그의 부분들에 대한, 다양한 유형들의 결함 검사/검출, 결함 분류, 및/또는 계측 작동들, 예컨대, 임계 치수(CD) 측정들에 관련된 임의의 종류의 작동들을 망라하도록 해석될 수 있다. 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따르면, 예시된 검사 시스템(100)은, 마스크 상의 결함들을 자동으로 검사하고 검출할 수 있는 컴퓨터 기반 시스템(101)을 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, 본원의 검출될 결함은 마스크 상에 형성된 임의의 종류의 이상 또는 바람직하지 않은 피처/기능성을 지칭할 수 있다. 예로서, 일부 경우들에서, 검출될 결함들은 마스크 상의 인쇄된 피처들의 에지들의 실제 위치와 의도된 위치 사이의 차이를 나타내는 에지 위치결정 변위(EPD)에 관련될 수 있다. 일부 다른 경우들에서, 검출될 결함들은 CD 측정들 및/또는 CD 균일성(즉, 마스크 또는 마스크의 부분에 걸친 CD 측정의 분산들), 또는 마스크 상에 형성된 임의의 다른 유형들의 결함들에 관련될 수 있다. 시스템(101)은 또한, 검사 시스템(100)의 하위 시스템인 마스크 결함 검출 시스템으로 지칭된다.The
시스템(101)은, 마스크를 스캐닝하고 마스크의 검사를 위해 마스크의 하나 이상의 이미지를 캡처하도록 구성되는 마스크 검사 툴(120)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 본원에서 사용되는 "마스크 검사 툴"이라는 용어는, 비제한적인 예로서, 마스크 또는 그의 부분들과 관련하여 제공되는, (단일 또는 다수 횟수의 스캔들의) 스캐닝, 이미징, 샘플링, 검출, 측정, 분류 및/또는 다른 프로세스들을 포함하는 마스크 검사 관련 프로세스들에서 사용될 수 있는 임의의 유형의 검사 툴들을 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다.
어떠한 방식으로든 본 개시내용의 범위를 제한하지 않고, 마스크 검사 툴(120)이 다양한 유형들의 검사 기계들, 예컨대, 광학 검사 툴들, 전자 빔 툴들 등으로서 구현될 수 있다는 점을 또한 주목해야 한다. 일부 경우들에서, 마스크 검사 툴(120)은 비교적 저해상도 검사 툴(예를 들어, 광학 검사 툴, 저해상도 주사 전자 현미경(SEM) 등)일 수 있다. 일부 경우들에서, 마스크 검사 툴(120)은 비교적 고해상도 검사 툴(예를 들어, 고해상도 SEM, 원자력 현미경(AFM), 투과 전자 현미경(TEM) 등)일 수 있다. 일부 경우들에서, 검사 툴은 저해상도 이미지 데이터 및 고해상도 이미지 데이터 양쪽 모두를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스크 검사 툴(120)은 계측 능력들을 갖고, 캡처된 이미지들에 대해 계측 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 결과적인 이미지 데이터(저해상도 이미지 데이터 및/또는 고해상도 이미지 데이터)는 - 직접 또는 하나 이상의 중간 시스템을 통해 - 시스템(101)에 송신될 수 있다. 본 개시내용은 임의의 특정 유형의 마스크 검사 툴들 및/또는 검사 툴들로부터 초래되는 이미지 데이터의 해상도로 제한되지 않는다.It should also be noted that the mask inspection tool 120 may be implemented as various types of inspection machines, such as optical inspection tools, electron beam tools, etc., without limiting the scope of the present disclosure in any way. In some cases, mask inspection tool 120 may be a relatively low resolution inspection tool (eg, optical inspection tool, low resolution scanning electron microscope (SEM), etc.). In some cases, mask inspection tool 120 may be a relatively high-resolution inspection tool (eg, high-resolution SEM, atomic force microscope (AFM), transmission electron microscope (TEM), etc.). In some cases, an inspection tool may provide both low resolution image data and high resolution image data. In some embodiments, mask inspection tool 120 may have metrology capabilities and be configured to perform metrology operations on captured images. The resulting image data (low-resolution image data and/or high-resolution image data) may be transmitted to system 101 - either directly or via one or more intermediate systems. This disclosure is not limited to any particular type of mask inspection tools and/or resolution of image data resulting from inspection tools.
특정 실시예들에 따르면, 마스크 검사 툴은, 도 5와 관련하여 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 예를 들어, 마스크에 형성된 패턴을 웨이퍼 상에 투영함으로써, 반도체 시편의 제조에 사용가능한 리소그래피 툴(예컨대, 예를 들어, 스캐너 또는 스텝퍼)의 광학 구성들을 에뮬레이팅/모방하도록 구성되는 화학선 검사 툴로서 구현될 수 있다.According to certain embodiments, a mask inspection tool is a lithography tool usable for fabrication of a semiconductor specimen, for example by projecting a pattern formed in a mask onto a wafer, as described in more detail below with respect to FIG. 5 . (eg, a scanner or stepper, for example) configured to emulate/emulate optical configurations.
이제 도 5를 참조하면, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 화학선 검사 툴 및 리소그래피 툴의 개략도가 도시된다.Referring now to FIG. 5 , a schematic diagram of an actinic inspection tool and lithography tool is shown, in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
리소그래피 툴(520)과 유사하게, 화학선 검사 툴(500)은 노출 파장의 광(예를 들어, 레이저)을 생성하도록 구성되는 조명원(502), 조명 광학계(504), 마스크 홀더(506), 및 투영 광학계(508)를 포함할 수 있다. 조명 광학계(504) 및 투영 광학계(508)는 하나 이상의 광학 요소(예컨대, 렌즈, 애퍼처, 공간 필터 등)를 포함할 수 있다.Similar to the
리소그래피 툴(520)에서, 마스크가 마스크 홀더(506)에 위치되고, 복제될 회로 패턴의 이미지를 웨이퍼 홀더(512) 상에 배치된 웨이퍼 상에 (예를 들어, 웨이퍼 상에 패턴을 생성하거나 복제하기 위해 다양한 스텝핑, 스캐닝 및/또는 이미징 기법들을 채용함으로써) 투영하도록 광학적으로 정렬된다. 리소그래피 툴(520)과 달리, 웨이퍼 홀더(512)를 배치하는 대신에, 화학선 검사 툴(500)은 검출기(510)(예컨대, 전하 결합 디바이스(CCD))를 웨이퍼 홀더의 위치에 배치하고, 여기서 검출기(510)는, 마스크를 통해 투영되고 마스크의 이미지를 생성하는 광을 검출하도록 구성된다.In a
볼 수 있는 바와 같이, 화학선 검사 툴(500)은, 반도체 디바이스 제조 동안 포토레지스트를 노출시키기 위해 실제 리소그래피 프로세스에서 사용되는, 예를 들어, 조명/노출 조건들, 예컨대, 파장, 노출 광의 부분 가간섭성, 동공 형상, 조명 애퍼처, 개구수(NA) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 리소그래피 툴(520)의 광학 구성들을 에뮬레이팅하도록 구성된다. 그러므로, 검출기(510)에 의해 취득된 마스크 이미지(514)는 리소그래피 툴을 통해 마스크를 사용하여 제조될 웨이퍼의 이미지(516)와 비슷할 것으로 예상된다. 그러한 화학선 검사 툴을 사용하여 취득된 마스크 이미지는 또한, 에어리얼 이미지(aerial image)로 지칭된다. 에어리얼 이미지는, 아래에 설명되는 바와 같이, 추가의 처리를 위해 시스템(101)에 제공된다.As can be seen, the
특정 실시예들에 따르면, 일부 경우들에서, 마스크 검사 툴(120)은 비-화학선 검사 툴, 예컨대, 예를 들어, 정규 광학 검사 툴, 전자 빔 툴(예를 들어, SEM) 등으로서 구현될 수 있다. 그러한 경우들에서, 검사 툴의 검출기는 사용되는 특정 유형의 현미경과 인터페이싱할 수 있고 현미경으로부터의 이미지 정보를 디지털화할 수 있으며, 이에 의해, 마스크의 이미지를 취득할 수 있다.According to certain embodiments, in some cases mask inspection tool 120 is implemented as a non-actinic inspection tool, such as, for example, a regular optical inspection tool, an electron beam tool (eg, SEM), or the like. It can be. In such cases, the inspection tool's detector may interface with the specific type of microscope used and digitize image information from the microscope, thereby obtaining an image of the mask.
리소그래피 툴의 광학 구성을 모의하기 위해, 취득된 이미지에 대해 모의가 수행될 수 있고, 이로써, 에어리얼 이미지를 생성한다. 일부 경우들에서, 이미지 모의는 시스템(101)에 의해 수행될 수 있는(예를 들어, 모의의 기능성은 이미지 모의 모델을 시스템의 PMC(102)에 포함시킴으로써 PMC(102)에 통합될 수 있음) 반면, 일부 다른 경우들에서, 이미지 모의는 마스크 검사 툴(120)의 처리 모듈에 의해, 또는 마스크 검사 툴(120) 및 시스템(101)에 작동가능하게 연결된 별개의 모의 엔진/유닛에 의해 수행될 수 있다.To simulate the optical configuration of the lithography tool, simulation may be performed on the acquired image, thereby creating an aerial image. In some cases, image simulation may be performed by system 101 (eg, functionality of the simulation may be incorporated into PMC 102 by including an image simulation model into PMC 102 of the system). On the other hand, in some other cases, image simulation may be performed by a processing module of mask inspection tool 120, or by a separate simulation engine/unit operatively connected to mask inspection tool 120 and
단지 예시의 목적을 위해, 다음의 설명의 특정 실시예들은 화학선 마스크 검사 툴에 의해 취득된 이미지들에 대해 제공된다. 관련 기술분야의 통상의 기술자들은, 본 개시된 주제의 교시들이, 마찬가지로, 임의의 다른 적합한 기법 및 검사 툴에 의해 취득된 이미지들에 적용가능하고, 적절한 모의 모델을 사용하여 에어리얼 이미지들로 더 변환된다는 것을 쉽게 이해할 것이다. "에어리얼 이미지"라는 용어는 화학선 마스크 검사 툴에 의해 취득된 이미지들 및 비-화학선 검사 툴(들)에 의해 캡처된 이미지들로부터 모의된 에어리얼 이미지들을 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다.For illustrative purposes only, certain embodiments of the following description are provided for images acquired by an actinic mask inspection tool. Those skilled in the relevant art will understand that the teachings of the presently disclosed subject matter are likewise applicable to images acquired by any other suitable technique and inspection tool, and further converted to aerial images using an appropriate simulation model. you will easily understand The term “aerial image” should be interpreted broadly to encompass aerial images simulated from images acquired by actinic mask inspection tools and images captured by non-actinic inspection tool(s).
시스템(101)은 하드웨어 기반 I/O 인터페이스(126)에 작동가능하게 연결된 프로세서 및 메모리 회로(PMC)(102)를 포함한다. PMC(102)는 도 2, 3 및 4를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이 시스템을 작동시키기 위해 필요한 처리를 제공하도록 구성되고, 프로세서(개별적으로 도시되지 않음) 및 메모리(개별적으로 도시되지 않음)를 포함한다. PMC(102)의 프로세서는 PMC에 포함된 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리 상에 구현된 컴퓨터 판독가능 명령어들에 따라 몇몇 기능 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있다. 그러한 기능 모듈들은 이하에서 PMC에 포함되는 것으로 지칭된다.
본원에 언급되는 프로세서는 하나 이상의 범용 처리 디바이스, 예컨대, 마이크로프로세서, 중앙 처리 유닛 등을 나타낼 수 있다. 더 구체적으로, 프로세서는 복합 명령어 세트 컴퓨팅(CISC) 마이크로프로세서, 축소 명령어 세트 컴퓨팅(RISC) 마이크로프로세서, 매우 긴 명령어(VLIW) 마이크로프로세서, 다른 명령어 세트들을 구현하는 프로세서, 또는 명령어 세트들의 조합을 구현하는 프로세서들일 수 있다. 프로세서는 또한, 하나 이상의 특수 목적 처리 디바이스, 예컨대, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA), 디지털 신호 프로세서(DSP), 네트워크 프로세서 등일 수 있다. 프로세서는 본원에 논의된 작동들 및 단계들을 수행하기 위한 명령어들을 실행하도록 구성된다.A processor as referred to herein may refer to one or more general purpose processing devices, such as microprocessors, central processing units, and the like. More specifically, a processor implements a complex instruction set computing (CISC) microprocessor, a reduced instruction set computing (RISC) microprocessor, a very long instruction set (VLIW) microprocessor, a processor that implements other instruction sets, or a combination of instruction sets. It may be processors that do. A processor may also be one or more special purpose processing devices, such as application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), digital signal processors (DSPs), network processors, and the like. A processor is configured to execute instructions for performing the actions and steps discussed herein.
본원에 언급되는 메모리는 주 메모리(예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 예컨대, 동기식 DRAM(SDRAM) 또는 램버스 DRAM(RDRAM) 등), 및 정적 메모리(예를 들어, 플래시 메모리, 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 등)를 포함할 수 있다.Memory as referred to herein includes main memory (e.g. read only memory (ROM), flash memory, dynamic random access memory (DRAM) such as synchronous DRAM (SDRAM) or Rambus DRAM (RDRAM), etc.), and static memory. (eg, flash memory, static random access memory (SRAM), etc.).
전술된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 시스템(101)은 마스크 상의 결함들을 검출하도록 구성될 수 있다. 마스크 결함들은, 웨이퍼들의 대량 생산 전에 검출되지 않으면, 생산 웨이퍼들 상에서 다수 회 반복될 것이고, 따라서 다수의 반도체 디바이스들이 결함있게 하고(예를 들어, 디바이스들의 기능성에 영향을 미치고 원하는 성능을 충족시키지 못하고), 수율에 악영향을 미친다.As mentioned above, in some embodiments,
포토마스크들의 진보된 프로세스들에서의 대규모의 회로 집적 및 반도체 디바이스들의 감소하는 크기 때문에, 마스크 검사는 상이한 유형들의 변동들 및 잡음들에 점점 더 민감해지고 있다. 더 작은 결함들을 검출하기 위해, 민감 스캔들(즉, 비교적 높은 감도를 갖는 스캔들)로 마스크를 검사하는 것이 바람직하며, 여기서, 결함 맵에 반영된 의심되는 결함들의 대부분은 오경보들 또는 잡음들일 가능성이 더 크다. 그러한 경우들에서, DOI들은 오경보들 및 잡음들 내에 묻힐 수 있고, 따라서 검출 감도에 영향을 미치고 오경보율(false alarm rate)(FAR)의 증가를 야기한다.Because of the massive circuit integration in advanced processes of photomasks and the decreasing size of semiconductor devices, mask inspection is becoming increasingly sensitive to different types of fluctuations and noises. To detect smaller defects, it is desirable to inspect the mask with sensitive scans (i.e., scans with relatively high sensitivity), where most of the suspected defects reflected in the defect map are more likely to be false alarms or noises. . In such cases, DOIs can be buried in false alarms and noise, thus affecting detection sensitivity and causing an increase in the false alarm rate (FAR).
마스크 검사에서, 다이 대 다이(D2D) 검사들이, 하나의 다이로부터의 검사 이미지 및 하나 이상의 기준 다이로부터의 하나 이상의 기준 이미지를 사용하는 결함 검출에 종종 사용된다. 검사 이미지 및 기준 이미지들은 보통, 마스크 상의 잠재적 결함들을 나타내는 차이 이미지를 생성하기 위해 비교된다. 종래의 D2D 검사는 하나 이상의 인접한 다이를 기준들로서 활용하므로, 기준 이미지들의 개수는 상당히 제한된다. 추가적으로, 위에서 설명된 바와 같이, 검사 이미지 및 기준 이미지들은 민감 스캔들을 사용하여 취득되고, 그러므로, 오경보들 및 잡음들의 전술된 증가 및 오경보들 및 잡음들로부터 DOI들을 분리하는 어려움을 겪는다.In mask inspection, die-to-die (D2D) inspections are often used for defect detection using an inspection image from one die and one or more reference images from one or more reference dies. The inspection image and reference images are usually compared to create a difference image representing potential defects on the mask. Since conventional D2D inspection utilizes one or more adjacent dies as references, the number of reference images is significantly limited. Additionally, as described above, inspection images and reference images are acquired using sensitive scans, and therefore suffer from the aforementioned increase in false alarms and noise and the difficulty of separating DOIs from false alarms and noise.
본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따르면, 조합된 최적의 기준 이미지를 생성하기 위해 더 최적화되고 사용되는 충분한 기준 이미지들을 취득하고, 이에 의해, 더 높은 신호 대 잡음비(SNR)를 갖는 더 신뢰가능한 차이 이미지를 렌더링하고, 따라서, FAR을 감소시키면서 검출 감도를 개선함으로써 DOI들을 검출하도록 구성된 개선된 마스크 검사 시스템 및 방법이 제안된다.According to certain embodiments of the presently-disclosed subject matter, obtaining sufficient reference images to be further optimized and used to create a combined optimal reference image, thereby obtaining a more reliable difference with a higher signal-to-noise ratio (SNR). An improved mask inspection system and method configured to detect DOIs by rendering an image and thus improving detection sensitivity while reducing FAR is proposed.
충분한 기준들을 생성하기 위해, (예를 들어, 다수의 기준 다이들로부터의, 또는 단일 다이로부터의) 다수의 기준 위치들이 사용되고, 각각의 기준 위치에 대해 다수의 이미지들을 캡처하는 데 중첩 스캔들이 사용될 수 있다. 다수의 기준들의 중첩 이미지들은 함께, 잡음을 감소시키고 검출 신뢰도를 증가시키는 데 사용된다. 다수의 기준 이미지들은 최적의 기준 이미지를 생성하기 위해 이미지 필터링 기술을 사용하여 각각 더 보정되고, 이에 의해, DOI들과 오경보들 또는 무작위 잡음들 사이의 더 양호한 분리를 가능하게 한다. 제안된 프로세스는, 검사 처리량에 영향을 미치지 않으면서, 마스크 피처들의 진보된 프로세스 제어의 결함 검출을 위한 개선된 감도를 갖는 것으로 입증되었다.To generate sufficient fiducials, multiple fiducial locations (e.g., from multiple fiducial dies, or from a single die) will be used, and overlapping scans will be used to capture multiple images for each fiducial location. can Overlapping images of multiple fiducials are used together to reduce noise and increase detection reliability. Multiple reference images are each further calibrated using image filtering techniques to create an optimal reference image, thereby enabling better separation between DOIs and false alarms or random noises. The proposed process has been demonstrated to have improved sensitivity for defect detection of advanced process control of mask features without affecting inspection throughput.
특정 실시예들에 따르면, 시스템(101)의 PMC(102)에 포함된 기능 모듈들은 이미지 처리 모듈(104) 및 결함 검출 모듈(106)을 포함할 수 있다. PMC(102)는, 마스크의 검사 영역에 대해, 적어도 검사 영역에 의해 중첩되는 복수의 시야들(FOV들)을 갖는 복수의 검사 이미지들을 (I/O 인터페이스(126)를 통해) 획득하고, 각각의 검사 이미지에 대해, 하나 이상의 대응하는 기준 영역 중 각각의 대응하는 기준 영역의 복수의 기준 이미지들을 포함하는 기준 이미지들의 세트를 획득하도록 구성될 수 있다. 예로서, 검사 이미지들 및 기준 이미지들은, 마스크 검사 툴(120), 예컨대, 예를 들어, 화학선 검사 툴에 의해 취득될 수 있다.According to certain embodiments, functional modules included in PMC 102 of
결함 검출 모듈(106)은 복수의 검사 이미지들에 대응하는 복수의 결함 맵들을 생성하도록 구성될 수 있다. 각각의 결함 맵은 각각의 검사 이미지의 검사 영역에 위치된 하나 이상의 결함 후보를 포함한다. 각각의 검사 이미지들의 하나 이상의 결함 후보는 정렬될 수 있고, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록을 생성한다.The defect detection module 106 may be configured to generate a plurality of defect maps corresponding to a plurality of inspection images. Each defect map includes one or more defect candidates located in an inspection area of each inspection image. One or more defect candidates of respective inspection images may be sorted, creating a list of defect candidates of interest (DCI).
목록의 각각의 주어진 DCI에 대해, 이미지 처리 모듈(104)은 복수의 차이 패치들을 생성하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 이미지 처리 모듈(104)은 적어도 다음 단계들: 각각, 검사 이미지 및 기준 이미지들의 세트로부터의 주어진 DCI의 위치를 둘러싸는 이미지 패치를 추출하고, 검사 패치 및 기준 패치들의 세트를 생성하는 단계; 각각의 기준 패치에 대해, 필터를 사용하여 획득된 보정된 기준 패치와 검사 패치 사이의 차이를 최소화하도록 최적화된 필터를 컴퓨팅하고, 기준 패치들의 세트에 대응하는 보정된 기준 패치들의 세트 및 필터들의 세트를 생성하는 단계; 및 복합 기준 패치를 획득하기 위해, 보정된 기준 패치들의 세트를 조합하고, 차이 패치를 획득하기 위해 검사 패치를 복합 기준 패치와 비교하는 단계에 의해, 복수의 검사 이미지들 중 각각의 검사 이미지에 대응하는 차이 패치를 생성하도록 구성될 수 있다.For each given DCI in the list, image processing module 104 may be configured to generate a plurality of difference patches. Specifically, the image processing module 104 performs at least the following steps: extracting an image patch surrounding a location of a given DCI from a set of test images and reference images, respectively, and generating a set of test patches and reference patches. ; For each reference patch, compute a filter optimized to minimize the difference between the corrected reference patch obtained using the filter and the inspection patch, and a set of corrected reference patches and a set of filters corresponding to the set of reference patches. generating; and combining the set of calibrated reference patches to obtain a composite reference patch, and comparing the test patch with the composite reference patch to obtain a difference patch, corresponding to each inspection image of the plurality of inspection images. It can be configured to create a difference patch that
결함 검출 모듈(106)은, 복수의 차이 패치들에 기초하여 등급을 계산하고, 주어진 DCI가 관심 결함(DOI)인지 여부를 결정하기 위해 검출 임계치를 등급에 적용하도록 추가로 구성될 수 있다.The defect detection module 106 may be further configured to calculate a rating based on the plurality of difference patches and apply a detection threshold to the rating to determine whether a given DCI is a defect of interest (DOI).
시스템들(100, 101), PMC(102) 및 그의 기능 모듈들의 작동들은 도 2, 3 및 4를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.Operations of
특정 실시예들에 따르면, 시스템(100)은 저장 유닛(122)을 포함할 수 있다. 저장 유닛(122)은 시스템들(100 및 101)을 작동시키는 데 필요한 임의의 데이터, 예를 들어, 시스템들(100 및 101)의 입력 및 출력에 관련된 데이터뿐만 아니라, 시스템(101)에 의해 생성된 중간 처리 결과들을 저장하도록 구성될 수 있다. 예로서, 저장 유닛(122)은 마스크 검사 툴(120)에 의해 생성된 검사 이미지들 및 기준 이미지들 및/또는 그의 파생물들(예를 들어, 전처리 후의 이미지들)을 저장하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 이미지들은 저장 유닛(122)으로부터 검색되고 추가의 처리를 위해 PMC(102)에 제공될 수 있다.According to certain embodiments,
일부 실시예들에서, 시스템(100)은 시스템(101)과 관련된 사용자 특정 입력들을 가능하게 하도록 구성된 컴퓨터 기반 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(124)를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는, 마스크 또는 그의 부분들의 이미지들을 포함하는, 마스크의 시각적 표현을 (예를 들어, GUI(124)의 일부를 형성하는 디스플레이에 의해) 제시받을 수 있다. 사용자는 GUI를 통해, 특정 작동 파라미터들, 예컨대, 예를 들어, 민감 스캔 파라미터들, 기준 영역들/위치들의 개수, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록, 검출 임계치 등을 정의하는 옵션들을 제공받을 수 있다. 일부 경우들에서, 사용자는 또한, GUI 상에서 작동 결과들, 예컨대, 복합 기준 패치, 차이 패치(들), 검출된 DOI(들), 결함 맵(들), 및/또는 추가의 검사 결과들을 볼 수 있다.In some embodiments,
위에서 설명된 바와 같이, 시스템(101)은 마스크의 복수의 이미지들(예를 들어, 검사 이미지들 및/또는 기준 이미지들)을 I/O 인터페이스(126)를 통해 수신하도록 구성된다. 이미지들은, 마스크 검사 툴(120)에 의해 생성된 이미지 데이터(및/또는 그의 파생물들) 및/또는 저장 유닛(122) 또는 하나 이상의 데이터 보관소에 저장된 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 이미지 데이터는, 마스크 검사 툴에 의해 캡처된 이미지들, 및/또는 다양한 전처리 스테이지들에 의해 획득된 바와 같은, 캡처된 이미지들로부터 도출된 전처리된 이미지들 등을 지칭할 수 있다. 일부 경우들에서, 이미지들은 연관된 수치 데이터(예를 들어, 메타데이터, 수작업 속성들 등)를 포함할 수 있다는 점을 주목한다. 일부 실시예들에서 이미지 데이터는 웨이퍼 상에 인쇄될 반도체 디바이스의 타겟 층에 관한 것이라는 점을 더 주목한다.As described above,
시스템(101)은 수신된 이미지들을 처리하고, I/O 인터페이스(126)를 통해, 검사 결과들(예를 들어, 검출된 DOI들, 결함 맵들, 복합 기준 패치 등)을 저장 유닛(122), 및/또는 렌더링을 위한 GUI(124), 및/또는 마스크 검사 툴(120)에 전송하도록 추가로 구성된다.The
일부 실시예들에서, 시스템(101)에 추가적으로, 마스크 검사 시스템(100)은 하나 이상의 검사 모듈, 예컨대, 예를 들어, 마스크의 추가적인 검사를 수행하는 데 사용가능한, 추가적인 결함 검출 모듈(들) 및/또는 자동 결함 검토 모듈(ADR) 및/또는 자동 결함 분류 모듈(ADC) 및/또는 계측 관련 모듈 및/또는 다른 검사 모듈들을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 검사 모듈은 독립형 컴퓨터들로서 구현될 수 있거나, 그들의 기능성들(또는 그의 적어도 일부)이 마스크 검사 툴(120)과 통합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템(101)으로부터 획득된 바와 같은 출력은 마스크의 추가의 검사를 위해 마스크 검사 툴(120) 및/또는 하나 이상의 검사 모듈(또는 그의 일부)에 의해 사용될 수 있다.In some embodiments, in addition to
관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본 개시된 주제의 교시들이, 도 1에 예시된 시스템에 의해 제한되지 않고; 동등하고/거나 수정된 기능이, 다른 방식으로 통합되거나 분할될 수 있으며 하드웨어 및/또는 펌웨어와 소프트웨어의 임의의 적절한 조합으로 구현될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the teachings of the presently disclosed subject matter are not limited by the system illustrated in FIG. 1; It will be readily appreciated that equivalent and/or modified functionality may be integrated or divided in different ways and may be implemented in any suitable combination of hardware and/or firmware and software.
도 1에 예시된 마스크 검사 시스템은, PMC(102)에 포함된 바와 같은 전술된 기능 모듈들이 몇몇 로컬 및/또는 원격 디바이스들에 분산될 수 있고 통신망을 통해 링크될 수 있는 분산 컴퓨팅 환경으로 구현될 수 있다는 점을 주목한다. 다른 실시예들에서, 마스크 검사 툴(120), 저장 유닛(122) 및/또는 GUI(124) 중 하나 이상은 시스템(100) 외부에 있을 수 있고 I/O 인터페이스(126)를 통해 시스템(101)과 데이터 통신하여 작동할 수 있다는 점을 더 주목한다. 시스템(101)은 마스크 검사 툴과 함께 사용될 독립형 컴퓨터(들)로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 시스템(101)의 각각의 기능들은, 적어도 부분적으로, 마스크 검사 툴(120)과 통합될 수 있고, 이로써, 검사 관련 프로세스들에서 마스크 검사 툴(120)의 기능성들을 용이하게 하고 향상시킨다.The mask inspection system illustrated in FIG. 1 may be implemented in a distributed computing environment in which the aforementioned functional modules, such as included in the PMC 102, may be distributed to several local and/or remote devices and linked through a communication network. Note that you can In other embodiments, one or more of mask inspection tool 120, storage unit 122, and/or
반드시 그렇지는 않지만, 시스템들(101 및 100)의 작동의 프로세스는 도 2-4와 관련하여 설명된 방법들의 스테이지들 중 일부 또는 전부에 대응할 수 있다. 마찬가지로, 도 2-4와 관련하여 설명된 방법들 및 그들의 가능한 구현들은 시스템들(101 및 100)에 의해 구현될 수 있다. 그러므로, 도 2-4와 관련하여 설명된 방법들과 관련하여 논의된 실시예들은 또한, 시스템들(101 및 100)의 다양한 실시예들로서 준용하여 구현될 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지라는 점을 주목한다.Although not necessarily, the process of operation of
이제 도 2를 참조하면, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 반도체 시편을 제조하는 데 사용가능한 마스크에 대한 마스크 검사의 일반화된 흐름도가 예시된다.Referring now to FIG. 2 , a generalized flow diagram of mask inspection for a mask usable for fabricating a semiconductor specimen is illustrated, in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
마스크의 검사 영역에 대해, 복수의 검사 이미지들이 (예를 들어, PMC(102)에 의해 I/O 인터페이스(126)를 통해, 마스크 검사 툴(120)로부터 또는 저장 유닛(122)으로부터) 획득될 수 있다(202). 복수의 검사 이미지들은 적어도 검사 영역에 의해 중첩된 복수의 시야들(FOV들)을 갖는다. 각각의 검사 이미지에 대해, 하나 이상의 대응하는 기준 영역 중 각각의 대응하는 기준 영역의 복수의 기준 이미지들을 포함하는 기준 이미지들의 세트가 획득될 수 있다. 검사 이미지들 및 기준 이미지들은 위에서 설명된 바와 같은 에어리얼 이미지들이다.For an inspection area of the mask, a plurality of inspection images may be acquired (e.g., by PMC 102 via I/O interface 126, from mask inspection tool 120, or from storage unit 122). can (202). A plurality of inspection images have a plurality of fields of view (FOVs) overlapped by at least an inspection area. For each inspection image, a set of reference images including a plurality of reference images of each corresponding reference region of the one or more corresponding reference regions may be obtained. The inspection images and reference images are aerial images as described above.
일부 실시예들에서, 복수의 검사 이미지들(및/또는 기준 이미지들)은, 화학선 검사 툴, 예컨대, 예를 들어, 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드(Applied Materials Inc.)의 에어라(Aera) 마스크 검사 툴에 의해 순차적으로 취득될 수 있다. 화학선 검사 툴은, 도 5를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 마스크에 따른 반도체 웨이퍼들의 제조에 사용가능한 리소그래피 툴(예컨대, 스캐너 또는 스텝퍼)의 광학 구성을 에뮬레이팅하도록 구성된다. 이미지들은, 이미지들의 FOV들이 적어도 검사 영역에 의해 중첩되도록, 미리 정의된 스텝 크기로 취득될 수 있다.In some embodiments, the plurality of inspection images (and/or reference images) are combined with an actinic inspection tool, such as, for example, Aira of Applied Materials Inc. (Aera) can be acquired sequentially by the mask inspection tool. The actinic inspection tool is configured to emulate the optical configuration of a lithography tool (eg, a scanner or stepper) usable in the manufacture of semiconductor wafers according to a mask, as described above with reference to FIG. 5 . Images may be acquired with a predefined step size such that the FOVs of the images overlap at least by the inspection area.
그러한 화학선 검사 툴에 의해 취득되는 이미지들(즉, 에어리얼 이미지들)은 리소그래피 툴을 통해 마스크를 사용하여 제조되는 웨이퍼의 이미지들과 비슷할 것으로 예상된다. 다시 말해서, 화학선 마스크 검사 툴은, 마스크에서의 설계 패턴들이 제조 프로세스 후에 물리적 웨이퍼에서 실제로 어떻게 나타날지를 모방할 수 있는 마스크 이미지들을 캡처하도록 구성된다.Images acquired by such an actinic inspection tool (ie, aerial images) are expected to be similar to images of a wafer fabricated using a mask through a lithography tool. In other words, the actinic mask inspection tool is configured to capture mask images that can mimic how design patterns in the mask will actually appear on a physical wafer after the fabrication process.
일부 경우들에서, 화학선 검사 툴은 마스크를 검사하는 데 이용가능하지 않을 수 있다. 그러한 경우들에서, 비-화학선 검사 툴, 예컨대, 예를 들어, 정규 광학 검사 툴, 전자 빔 툴 등이 마스크의 비-에어리얼 이미지들을 취득하는 데 사용될 수 있다. 리소그래피 툴의 광학 구성들을 모의하기 위해, 취득된 비-에어리얼 이미지들에 대해 모의가 수행될 수 있고, 이로써, 마스크의 에어리얼 이미지들을 생성한다. 이에 따라, 일부 실시예들에서, 도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 마스크 검사 방법은, 비-화학선 검사 툴에 의해 취득된 복수의 이미지들을 획득하는 단계, 리소그래피 툴의 광학 구성을 모의하기 위해, 이미지들에 대해 (예를 들어, PMC(102)의 이미지 처리 모듈(104)에 의해, 또는 마스크 검사 툴(120)의 처리 모듈에 의해 등으로) 모의를 수행하고, 복수의 검사 이미지들(즉, 에어리얼 이미지들)을 생성하는 단계의 예비 단계들을 더 포함할 수 있다.In some cases, an actinic inspection tool may not be available to inspect the mask. In such cases, a non-actinic inspection tool, such as, for example, a regular optical inspection tool, an electron beam tool, or the like, may be used to acquire non-aerial images of the mask. To simulate the optical configurations of the lithography tool, simulation may be performed on the acquired non-aerial images, thereby creating aerial images of the mask. Accordingly, in some embodiments, a mask inspection method as described with reference to FIG. 2 includes acquiring a plurality of images acquired by a non-actinic inspection tool, to simulate an optical configuration of a lithography tool. , simulate the images (e.g., by the image processing module 104 of the PMC 102, or by the processing module of the mask inspection tool 120, etc.), and generate a plurality of inspection images ( That is, preliminary steps of generating aerial images) may be further included.
일부 실시예들에서, 검사 동안, 마스크는 노출 동안 마스크 검사 툴의 검출기에 대해 스텝 크기로 이동할 수 있고(또는 마스크와 툴이 서로 반대 방향들로 이동할 수 있고), 마스크는 한 번에 마스크의 (스와스(swath) 내의) 부분/일부(툴 또는 이미지의 시야(FOV)로 또한 지칭됨)만을 이미징하는 마스크 검사 툴에 의해 마스크의 스와스들을 따라 단계적으로 스캐닝될 수 있다. 예를 들어, 각각의 단계에서, 광은 마스크의 직사각형 부분으로부터 검출될 수 있고, 그러한 검출된 광은 그 부분의 다수의 지점들에서의 다수의 강도 값들로 변환되고, 이로써, 마스크의 부분/일부에 대응하는 이미지를 형성한다. FOV 또는 FOV에 대응하는 이미지의 크기 및 치수는 상이한 툴 구성들과 같은 특정 인자들에 따라 달라질 수 있다. 일 예에서, 마스크의 직사각형 FOV에 대응하는 각각의 이미지는 길이가 약 1000 픽셀이고 폭이 1000 픽셀일 수 있다. 다른 예에서, 직사각형 FOV에 대응하는 이미지는 대략 800 픽셀 x 1600 픽셀의 크기일 수 있다.In some embodiments, during inspection, the mask may move a step size relative to the detector of the mask inspection tool during exposure (or the mask and tool may move in opposite directions), and the mask may be moved at a time ( It can be scanned step by step along the swaths of the mask by a mask inspection tool that only images a part/part (also referred to as the tool or field of view (FOV) of the image) within the swath. For example, at each step, light may be detected from a rectangular portion of the mask, and such detected light is converted to multiple intensity values at multiple points of the portion, thereby making the portion/portion of the mask form an image corresponding to The FOV or the size and dimensions of the image corresponding to the FOV may vary depending on certain factors such as different tool configurations. In one example, each image corresponding to the rectangular FOV of the mask may be about 1000 pixels long and 1000 pixels wide. In another example, an image corresponding to a rectangular FOV may be approximately 800 pixels by 1600 pixels in size.
그러므로, 마스크의 복수의 이미지들은 마스크의 스와스들을 따른 순차적 스캐닝 동안 순차적으로 획득될 수 있고, 각각은 마스크의 각각의 부분/일부를 나타낸다. 예를 들어, 전체 마스크(또는 마스크의 관심 영역)가 스캐닝될 때까지, 마스크의 제1 스와스는 좌측으로부터 우측으로 스캐닝될 수 있고, 제2 스와스는 우측으로부터 좌측으로 스캐닝되는 등이다.Therefore, multiple images of the mask may be acquired sequentially during sequential scanning along the swaths of the mask, each representing a respective part/portion of the mask. For example, a first swath of the mask can be scanned from left to right, a second swath from right to left, and so on, until the entire mask (or region of interest in the mask) has been scanned.
일부 경우들에서, 복수의 이미지들은 복수의 이미지들의 FOV들이 스텝 크기에 따라 부분적으로 중첩될 수 있도록 미리 정의되는 스텝 크기를 갖는 마스크 검사 툴에 의해 취득될 수 있다. 예로서, 스텝 크기가 FOV의 길이의 1/3로서 미리 정의되는 경우들에서, 3개의 순차적으로 캡처된 이미지들은 FOV의 1/3만큼 중첩된다. 다시 말해서, 중첩된 영역의 주어진 검사 영역은 3개의 순차적인 이미지들에서 3회 캡처될 수 있다. 그러므로, 중첩 이미징 취득을 사용하여, 마스크 상의 각각의 검사 영역은 다수의 중첩 이미지들에서 여러 번 캡처될 수 있다.In some cases, multiple images may be acquired by a mask inspection tool with a predefined step size such that the FOVs of the multiple images may partially overlap according to the step size. As an example, in cases where the step size is predefined as 1/3 of the length of the FOV, three sequentially captured images overlap by 1/3 of the FOV. In other words, a given inspection area of overlapped area can be captured three times in three sequential images. Therefore, using overlapping imaging acquisition, each inspection area on the mask can be captured multiple times in multiple overlapping images.
하나 이상의 대응하는 기준 영역 중 각각의 대응하는 기준 영역의 복수의 기준 이미지들을 포함하는 기준 이미지들의 세트가 각각의 검사 이미지에 대해 획득될 수 있다. 각각의 검사 영역에 대해, 하나 이상의 기준 영역이 식별되고 비교를 위한 기준들로서 사용될 수 있다. 예로서, 검사될 마스크가 다중 다이 마스크(그의 마스크 필드는 동일한/유사한 설계 패턴들을 갖는 다수의 다이들을 포함함)이고 검사 영역이 마스크 상의 검사 다이에 위치되는 경우들에서, 마스크 상의 검사 다이의 하나 이상의 기준 다이(예를 들어, 검사 다이의 이웃 다이들)로부터의 하나 이상의 기준 영역(검사 영역의 위치에 대응함)이 (예컨대, 예를 들어, D2D 검사에서) 기준들로서 사용될 수 있다.A set of reference images including a plurality of reference images of each corresponding reference region of the one or more corresponding reference regions may be obtained for each inspection image. For each inspection area, one or more reference areas may be identified and used as criteria for comparison. As an example, in cases where the mask to be inspected is a multi-die mask (its mask field contains multiple dies with the same/similar design patterns) and the inspection area is located at an inspection die on the mask, one of the inspection dies on the mask One or more reference areas (corresponding to the location of the inspection area) from one or more reference dies (eg, neighboring dies of the inspection die) may be used as references (eg, in D2D inspection).
다른 예로서, 마스크가 단일 다이 마스크(그의 마스크 필드는 하나의 다이만을 포함함)인 경우들에서, 검사 영역 및 하나 이상의 기준 영역은 마스크의 동일한 다이에 위치되고, 하나 이상의 기준 영역은 검사 영역과 동일한/유사한 설계 패턴을 공유한다. 예를 들어, 하나 이상의 기준 영역은, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 유사한 패턴들을 식별하는 데 사용가능한 임의의 적합한 알고리즘들을 사용하여, 마스크의 설계 데이터에 기초하여 식별될 수 있다.As another example, in cases where the mask is a single die mask (its mask field contains only one die), the inspection region and one or more reference regions are located on the same die of the mask, and the one or more reference regions are located on the same die as the inspection region. They share the same/similar design patterns. For example, one or more reference regions may be identified based on the design data of the mask, using any suitable algorithms available for identifying similar patterns, as described in more detail below.
일부 실시예들에서, 획득된 바와 같은 복수의 검사 이미지들(및/또는 기준 이미지들)은, 도 2를 참조하여 설명될 바와 같이, 추가의 처리 전에 전처리될 수 있다. 전처리는 이하의 작동들: 보간(예를 들어, 이미지들이 비교적 낮은 해상도를 갖는 경우), 잡음 필터링, 포커스 보정들, 수차 보상, 및 이미지 포맷 변환 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In some embodiments, the plurality of inspection images (and/or reference images) as acquired may be pre-processed prior to further processing, as will be described with reference to FIG. 2 . Preprocessing may include one or more of the following operations: interpolation (eg, when images have relatively low resolution), noise filtering, focus corrections, aberration compensation, image format conversion, and the like.
본 개시내용은 마스크 검사 툴의 특정 양태, 및/또는 그에 의해 취득된 이미지들의 유형, 및/또는 이미지들을 처리하기 위해 요구되는 전처리 작동들에 제한되지 않는다는 점을 주목해야 한다.It should be noted that the present disclosure is not limited to the particular aspect of the mask inspection tool, and/or the type of images acquired thereby, and/or the pre-processing operations required to process the images.
복수의 검사 이미지들에 대응하는 복수의 결함 맵들이 (예를 들어, PMC(102)의 결함 검출 모듈(106)에 의해) 생성될 수 있다(204). 각각의 결함 맵은 적어도 하나의 기준 이미지(예를 들어, 기준 이미지들의 세트로부터의 하나의 기준 이미지)를 사용하여 생성될 수 있고 각각의 검사 이미지 상의 결함 후보 분포를 나타낼 수 있다. 예로서, 검사 이미지의 픽셀 값들과 적어도 하나의 기준 이미지의 픽셀 값들 사이의 차이에 기초하여 적어도 하나의 차이 이미지가 생성될 수 있다. 결함 맵은 검출 임계치를 사용하여 적어도 하나의 차이 이미지에 기초하여 의심되는 결함들(즉, 결함 후보들)의 위치들을 결정함으로써 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 결함 맵은 결함 후보들의 하나 이상의 결함 특징, 예컨대, 예를 들어, 결함 후보들의 위치들, 강도 및 크기 등을 더 나타낼 수 있다. 결함 맵에 의해 드러난 바와 같은 결함 후보들은 그들의 위치들에 기초하여, 대응하는 검사 이미지에 위치될 수 있다.A plurality of defect maps corresponding to the plurality of inspection images may be generated (eg, by defect detection module 106 of PMC 102) (204). Each defect map may be created using at least one reference image (eg, one reference image from a set of reference images) and may represent a distribution of defect candidates over each inspection image. For example, at least one difference image may be generated based on differences between pixel values of the inspection image and pixel values of the at least one reference image. A defect map may be created by determining locations of suspected defects (ie, defect candidates) based on at least one difference image using a detection threshold. In some embodiments, the defect map may further indicate one or more defect characteristics of the defect candidates, such as, for example, locations, intensity and size of the defect candidates, and the like. Defect candidates, as revealed by the defect map, can be located in the corresponding inspection image based on their locations.
위에서 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 검사 이미지 및 하나 이상의 기준 이미지는 민감 스캔들을 사용하여 취득될 수 있다. 예로서, 민감 스캔들은 더 높은 감도를 갖는 특정 파라미터들로 검사 툴을 구성함으로써 가능해질 수 있다. 구성 파라미터들은 다음: 조명 조건들, 편광, 및 영역당 잡음 수준 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.As described above, in some embodiments, an inspection image and one or more reference images may be acquired using sensitive scans. As an example, sensitive scans may be made possible by configuring the inspection tool to specific parameters with higher sensitivity. The configuration parameters may include one or more of the following: lighting conditions, polarization, and noise level per area, and the like.
일부 실시예들에서, 민감 스캔들에 추가하여 또는 그 대신에, 검출 임계치가, 민감 검출 요건들에 따라 구성될 수 있다. 예를 들어, 결함 맵에서 더 많은 의심되는 결함들을 드러내기 위해, 비교적 낮은 임계치가 사용될 수 있고, 따라서, 더 높은 감도를 갖는 결함 검출을 초래한다. 민감 스캔 및/또는 민감 검출로부터 초래되는 그러한 결함 맵의 결함 후보들은 (DOI들이 드물기 때문에) 잡음들 및/또는 오경보들일 가능성이 가장 높다. 따라서 그러한 결함 맵은 잡음 맵으로 또한 지칭된다.In some embodiments, in addition to or instead of sensitive scans, a detection threshold may be configured according to sensitive detection requirements. For example, a relatively low threshold may be used to reveal more suspected defects in the defect map, thus resulting in defect detection with higher sensitivity. Defect candidates in such a defect map resulting from sensitive scan and/or sensitive detection are most likely noises and/or false alarms (because DOIs are rare). Such a defect map is therefore also referred to as a noise map.
특히, 각각의 결함 맵은 각각의 검사 이미지의 검사 영역에 위치된 하나 이상의 결함 후보를 포함할 수 있다. 각각의 검사 이미지들의 하나 이상의 결함 후보는 정렬될 수 있고, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록을 생성한다. 예로서, 각각의 검사 이미지들의 결함 후보들 사이의 정렬은 그의 결함 특징들(예를 들어, 결함 위치들)에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 결함 맵은 마스크 좌표들로 변환될 수 있고, 그에 의해, 각각의 결함 후보를 마스크 좌표계의 좌표들의 목록에 의해 설명할 수 있다. 중첩 검사 이미지들의 복수의 결함 맵들은 검사 이미지들의 FOV들 사이의 중첩 검사 영역에 위치되는 동일한 결함들을 보고할 수 있다. 일단 결함 후보들이, 마스크 좌표들을 사용하여 보고되면, 검사 이미지들의 결함 후보들 사이의 통합이 행해질 수 있다. 통합은 마스크 좌표계의 결함 후보 좌표들을 매칭 기준과 매칭함으로써(예를 들어, 결함 후보들의 위치에 확장을 적용함으로써) 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 좌표들을 매칭하는 것에 추가하여, 통합은 결함 맵들에서의 결함 후보의 발생 횟수를 더 고려할 수 있다. 예를 들어, 아래에 더 예시되는 바와 같이, 매칭된 결함 후보들의 추가적인 필터링을 위해 구성 파라미터가 정의될 수 있고, 특정 개수의 중첩 결함 맵들에서의 (예를 들어, 모든 복수의 결함 맵들에서의) 결함 후보의 검출을 요구한다. 일부 실시예들에서, 선택적으로, 일단 결함 후보들이 통합되면, 각각의 결함 맵 내에서 등급화되는 후보들의 강도에 기초하여 추가적인 필터링이 수행될 수 있는데, 예를 들어, 비교적 더 높은 등급을 갖는 통합된 후보들이 DCI들의 목록로서 선택될 것이다.In particular, each defect map may include one or more defect candidates located in an inspection area of each inspection image. One or more defect candidates of respective inspection images may be sorted, creating a list of defect candidates of interest (DCI). As an example, alignment between the defect candidates of each inspection image may be performed based on its defect characteristics (eg, defect locations). For example, a defect map can be converted to mask coordinates, whereby each defect candidate can be described by a list of coordinates in a mask coordinate system. Multiple defect maps of overlapping inspection images may report identical defects located in overlapping inspection areas between FOVs of the inspection images. Once the defect candidates are reported using the mask coordinates, integration between the defect candidates of the inspection images can be done. Integration may be performed by matching the defect candidate coordinates in the mask coordinate system with a matching criterion (eg, by applying a dilation to the location of the defect candidates). In some embodiments, in addition to matching coordinates, integration may further consider the number of occurrences of a defect candidate in the defect maps. For example, as illustrated further below, a configuration parameter may be defined for further filtering of matched defect candidates, in a certain number of overlapping defect maps (eg, in all of the plurality of defect maps). Request detection of defect candidates. In some embodiments, optionally, once defect candidates are integrated, additional filtering may be performed based on the strength of the candidates being ranked within each defect map, eg, integration with a relatively higher rating. selected candidates will be selected as a list of DCIs.
이제 도 6을 참조하면, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 다중 다이 마스크뿐만 아니라 검사 영역, 복수의 검사 이미지들 및 그의 기준 이미지들의 예가 개략적으로 예시된다.Referring now to FIG. 6 , an example of a multi-die mask as well as an inspection area, a plurality of inspection images and reference images thereof is schematically illustrated, in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
도시된 바와 같이, 다중 다이 마스크(600)는 동일한 설계 패턴을 공유하는 9개의 다이들을 포함하는 마스크 필드를 갖는다. 마스크(600)의 검사 다이의 주어진 검사 영역(602)에 대해, 3개의 중첩 검사 이미지들(603, 604 및 605)이 순차적으로 취득된다. 3개의 이미지들은 그들의 FOV들이, 예를 들어, 이미지의 FOV의 1/3에 의해 중첩되도록 특정 스텝 크기로 캡처된다. 따라서, 검사 영역(602)은 3개의 이미지들에서 3회 취득된다(예를 들어, 검사 영역(602)은 제1 이미지의 우측에, 제2 이미지의 중간에, 그리고 제3 이미지의 좌측에 위치된다).As shown, the
마스크(600)의 검사 다이의 검사 영역(602)에 대해, 마스크 상의 검사 다이의 2개의 기준 다이들(예를 들어, 2개의 이웃하는 다이들)로부터의 2개의 기준 영역들(606 및 608)(검사 영역(602)의 위치에 대응함)이 비교를 위한 기준들로서 사용될 수 있다. 어느 한 기준 영역에 대해, 3개의 기준 이미지들이 유사하게 취득될 수 있고, 그러한 이미지들의 FOV들은 이미지의 FOV의 1/3에 의해 중첩된다. 그러므로, 검사 이미지들(603, 604 및 605) 각각에 대해 6개의 기준 이미지들의 세트가 획득된다.For an
결함 검출 동안, 6개의 기준 이미지들 중 적어도 하나를 사용하여 각각의 검사 이미지에 대해 결함 맵이 생성될 수 있다. 따라서, 3개의 검사 이미지들(603, 604 및 605)에 대응하는 3개의 결함 맵들이 생성된다. 각각의 결함 맵은 각각의 검사 이미지의 검사 영역 내에서 드러난 바와 같은 하나 이상의 결함 후보를 포함한다. 각각의 검사 이미지들의 결함 후보는 정렬/정합될 수 있고, 이에 의해, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록을 생성한다.During defect detection, a defect map may be created for each inspection image using at least one of the six reference images. Accordingly, three defect maps corresponding to the three
예로서, 3개의 검사 이미지들의 검사 영역의 대응하는 위치들에서 동일한 개수의 결함 후보들(예를 들어, 3개의 결함 후보들)이 드러나고 이들이 이미지들 사이에 적절히 정렬된다고 가정하면, DCI의 목록은 3개의 결함 후보들을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 일부 경우들에서, 잡음들 및/또는 변동들 등과 같은 다양한 이유들로 인해, 상이한 개수의 결함 후보들이, 상이한 검사 이미지들에서 드러날 수 있다. 예를 들어, 제1 검사 이미지의 검사 영역에서 3개의 결함 후보들이 드러나고, 제2 검사 이미지의 검사 영역에서 3개의 결함 후보들이 드러나고, 제3 검사 이미지의 검사 영역에서 2개의 결함 후보만이 드러난다고 가정한다. 정렬마다, 2개의 결함 후보들은 3개의 검사 이미지들 중에서 공통의 결함 후보들인 것으로 통합되는 반면에, 나머지 결함 후보는 2개의 이미지들에 나타나지만 제3 검사 이미지로부터는 어쨌든 누락된다. 일부 경우들에서, 위에서 언급된 바와 같은 구성 파라미터는 검사 이미지들의 대부분(예를 들어, 3개 중 2개)에서 결함 후보의 발생을 요구하는 것으로 정의될 수 있다. 그러한 경우들에서, DCI들의 목록은 3개의 결함 후보들을 포함할 수 있고, 이로써, 제3 이미지에서의 누락 결함 후보의 대응하는 위치로부터의 이미지 정보가 또한, 이 결함 후보가 DOI인지 오경보인지 여부를 결정하는 것을 보조하기 위해 추가의 처리에서 획득되고 처리될 수 있다. 일부 다른 경우들에서, 대안적으로, 위에서 언급된 바와 같은 구성 파라미터는 모든 검사 이미지들에서 결함 후보의 발생을 요구하는 것으로 정의될 수 있다. 그러한 경우들에서, DCI들의 목록은 모든 이미지들에서 나타나는 2개의 공통 결함 후보들만을 포함할 수 있다. 또 다른 경우들에서, DCI들의 목록은 추가적인 또는 대안적인 인자들, 예컨대, 예를 들어, 선택될 DCI들의 미리 결정된 개수, 특정 결함 특징들에 대한 결함 후보들의 등급들 등에 기초하여 결정될 수 있다.As an example, assuming that the same number of defect candidates (e.g., 3 defect candidates) are revealed at corresponding locations of the inspection area of 3 inspection images and they are properly aligned between the images, the list of DCIs is 3 It may contain defect candidates. As another example, in some cases, different numbers of defect candidates may appear in different inspection images due to various reasons, such as noises and/or variations, and the like. For example, say that three defect candidates are revealed in the inspection area of the first inspection image, three defect candidates are revealed in the inspection area of the second inspection image, and only two defect candidates are revealed in the inspection area of the third inspection image. Assume. Per alignment, two defect candidates are merged as being common defect candidates among the three inspection images, while the remaining defect candidates appear in the two images but are missing anyway from the third inspection image. In some cases, a configuration parameter as noted above may be defined as requiring generation of a defect candidate in a majority (eg, 2 out of 3) of the inspection images. In such cases, the list of DCIs may include three defect candidates, such that the image information from the corresponding location of the missing defect candidate in the third image also determines whether this defect candidate is a DOI or a false alarm. It can be obtained and processed in further processing to assist in determining. In some other cases, alternatively, a configuration parameter as mentioned above may be defined as requiring generation of a defect candidate in all inspection images. In such cases, the list of DCIs may contain only two common defect candidates appearing in all images. In still other cases, the list of DCIs may be determined based on additional or alternative factors such as, for example, a predetermined number of DCIs to be selected, ratings of defect candidates for particular defect characteristics, and the like.
도 2의 설명을 계속하면, 위에서 결정된 바와 같은 DCI들의 목록의 적어도 하나의 주어진 DCI에 대해, (예를 들어, PMC(102)의 이미지 처리 모듈(104)에 의해) 복수의 차이 패치들이 생성될 수 있다(206). 구체적으로, 블록들(208-214)을 참조하여 아래에 설명되는 바와 같은 프로세스에서 복수의 검사 이미지들 중 각각의 검사 이미지에 대응하는 차이 패치가 생성될 수 있다.Continuing the description of FIG. 2 , for at least one given DCI in the list of DCIs as determined above, a plurality of difference patches may be generated (e.g., by image processing module 104 of PMC 102). can (206). Specifically, a difference patch corresponding to each of the plurality of inspection images may be created in a process as described below with reference to blocks 208-214.
구체적으로, 각각의 검사 이미지에 대해, 주어진 DCI의 위치를 둘러싸는 이미지 패치가, 각각, 검사 이미지 및 기준 이미지들의 세트로부터 추출될 수 있고, 검사 패치 및 기준 패치들의 세트를 생성한다(208). 도 6의 예에서, 3개의 검사 이미지들에서 공통인 DCI가 예시된다(예를 들어, M개의 선택된 DCI들이, 그들 중 하나만이 (흑색 점으로) 도 6에 예시되지만, 존재한다고 가정함). 예를 들어, 검사 이미지(603)의 DCI에 대해, DCI를 둘러싸는 정사각형 형상을 갖는 주변 이미지 패치가, 각각, 검사 이미지(603) 및 6개의 기준 이미지들 각각으로부터 추출될 수 있고, 검사 패치(예를 들어, 검사 패치들(610) 중 좌측 검사 패치) 및 기준 패치들(612)(본 예에서는 6개의 기준 패치들)의 세트를 생성한다. 따라서, DCI들의 목록의 DCI들 각각에 대해, 대응하는 검사 패치 및 기준 패치들의 세트가 생성될 수 있다.Specifically, for each inspection image, an image patch surrounding the location of a given DCI may be extracted from the inspection image and the set of reference images, respectively, creating a test patch and a set of reference patches (208). In the example of FIG. 6 , a DCI that is common in the three inspection images is illustrated (eg, M selected DCIs, only one of which is illustrated in FIG. 6 (as a black dot), but assumed to exist). For example, for the DCI of the
선택적으로, 일부 실시예들에서, 검사 패치는 각각, 기준 패치들의 세트로부터의 각각의 기준 패치와 정합될 수 있다(210). 2개의 이미지 패치들(검사 패치 및 각각의 기준 패치)은 정확한 비교를 수행하기 위해 정합된다. 정합은 2개의 이미지 패치들 사이의 오프셋을 측정하는 단계, 및 오프셋을 보정하기 위해 하나의 이미지 패치를 다른 이미지 패치에 대해 시프팅하는 단계를 포함할 수 있다. 오프셋은, 2개의 패치들이, 상이한 다이들에 대해 취득된 상이한 이미지들로부터 추출되기 때문에, 다양한 인자들, 예컨대, 예를 들어, 툴 드리프트들(예를 들어, 스캐너 및/또는 스테이지 드리프트)로부터 초래되는 내비게이션 오류들 등에 의해 야기될 수 있다.Optionally, in some embodiments, each test patch may be matched 210 with a respective reference patch from the set of reference patches. The two image patches (inspection patch and respective reference patch) are registered to perform an accurate comparison. Registration may include measuring an offset between the two image patches, and shifting one image patch relative to the other image patch to correct for the offset. The offset results from various factors such as, for example, tool drifts (eg, scanner and/or stage drift), since the two patches are extracted from different images acquired for different dies. may be caused by navigation errors, etc.
정합은 관련 기술분야에 알려진 임의의 적합한 정합 알고리즘들에 따라 구현될 수 있다. 예로서, 정합은 다음의 알고리즘들: 영역 기반 알고리즘, 피처 기반 정합, 또는 위상 상관 정합 중 하나 이상을 사용하여 수행될 수 있다. 영역 기반 방법의 예는 광학적 흐름, 예컨대, 루카스 카나데(Lucas Kanade) 알고리즘(LK)을 사용하는 정합이다. 피처 기반 방법들은, 2개의 이미지들에서 별개의 정보 지점들("피처들")을 찾고 피처들의 대응관계들에 기초하여 각각의 쌍 사이의 필요한 변환을 계산하는 것에 기초한다. 이는 상이한 영역들이 개별적으로 이동되는 탄성 정합(즉, 비강성 정합)을 허용한다. 위상 상관 정합은 주파수 도메인 분석을 사용하여 행해진다(푸리에 도메인에서의 위상 차이가 이미지 도메인에서의 정합으로 변환됨).Matching may be implemented according to any suitable matching algorithms known in the art. As an example, matching may be performed using one or more of the following algorithms: area-based algorithm, feature-based matching, or phase correlation matching. An example of an area-based method is registration using optical flow, such as the Lucas Kanade algorithm (LK). Feature-based methods are based on finding discrete points of information ("features") in two images and calculating the necessary transformation between each pair based on the correspondences of the features. This allows elastic mating (ie, non-rigid mating) where the different regions are moved individually. Phase correlation matching is done using frequency domain analysis (a phase difference in the Fourier domain is converted to a match in the image domain).
대안적으로, 일부 실시예들에서, 정합은 생략될 수 있다. 예를 들어, 검사 패치와 각각의 기준 패치들 사이에 실질적인 오프셋이 없을 수 있다고 추정될 수 있는 경우들에서, 정합은 생략될 수 있다.Alternatively, in some embodiments, matching may be omitted. For example, in cases where it can be assumed that there may be no substantial offset between the test patch and the respective reference patches, the registration can be omitted.
각각의 기준 패치에 대해, 더 양호한 품질(예를 들어, 더 높은 SNR을 갖는 더 적은 잡음)을 갖는 보정된 기준 패치를 생성하기 위해 기준 패치에 적용될 목적으로 필터가 컴퓨팅될 수 있다(212). 일부 실시예들에서, 필터는, 결과적인 차이 패치에서의 결함 신호의 SNR을 개선하기 위해, 검사 패치와, 대응하는 보정된 기준 패치(대응하는 기준 패치에 필터를 적용함으로써 획득됨) 사이의 차이를 최소화하기 위해서 최적화 방법을 사용하여 획득될 수 있다. 이와 같이 획득된 필터는 또한, 본원에서 각각의 기준 패치에 대한 최적 필터로 지칭된다.For each reference patch, a filter may be computed 212 for the purpose of being applied to the reference patch to produce a calibrated reference patch with better quality (eg, less noise with higher SNR). In some embodiments, a filter is a difference between an inspection patch and a corresponding corrected reference patch (obtained by applying the filter to the corresponding reference patch) to improve the SNR of the defect signal in the resulting difference patch. It can be obtained using an optimization method to minimize . The filter thus obtained is also referred to herein as the optimal filter for each reference patch.
일부 실시예들에서, 이와 같이 생성된 최적 필터는 검사 패치와 기준 패치 사이의 특정 변동들 및 변환들을 보정할 수 있는데, 이는, 다양한 잡음 유형들/원인들, 예컨대, 예를 들어, 다음: 정합 잔여 오류(예를 들어, 강체 정합 잔여들, 또는 탄성 정합 잔여들 등), 강도 이득 및 오프셋, 디포커스, 및 시야(FOV) 왜곡(이미지 센서 균일성 또는 CCD 균일성 잡음으로 또한 지칭됨) 등 중 하나 이상에 의해 야기될 수 있다.In some embodiments, the optimal filter thus created can correct for certain variations and transformations between the test patch and the reference patch, which can be attributed to various noise types/sources, such as, for example: matching Residual error (e.g., rigid-registered residuals, or elastic-registered residuals, etc.), intensity gain and offset, defocus, and field of view (FOV) distortion (also referred to as image sensor uniformity or CCD uniformity noise), etc. can be caused by one or more of
그러한 잡음들 중 일부는 선형 모델, 예컨대, 예를 들어, 강체 정합 잔여들, 강도 이득 및 오프셋, 디포커스 등으로 표현될 수 있다. 예로서, 예를 들어, 와 같은 함수는 검사 패치 및 기준 패치의 픽셀들(x, y)의 그레이 레벨들 간의 강도 이득 및 오프셋 변동을 표현할 수 있고, 여기서 계수(ak)는 이득 인자를 표현하고, bk는 오프셋을 표현한다. 일부 다른 경우들에서, 잡음들 중 일부는 비선형 모델들, 예컨대, 예를 들어, FOV 왜곡, 탄성 정합 잔여들 등으로 표현될 수 있다.Some of such noise can be represented by a linear model, such as, for example, rigid-body matched residuals, intensity gain and offset, defocus, and the like. As an example, for example A function such as can represent the intensity gain and offset variation between the gray levels of pixels (x, y) of the test patch and reference patch, where the coefficient a k represents the gain factor and b k represents the offset express In some other cases, some of the noise may be represented by non-linear models such as, for example, FOV distortion, elastic match residuals, and the like.
특히, 위에서 언급된 바와 같은 FOV 왜곡은 이미지의 FOV 내의 상이한 위치들에서의 이미지 강도 변동들 및 불균일성을 지칭한다. 이는, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 예를 들어, 비점수차, 필드에서의 불균등한 조명, 렌즈 형상으로 인한 왜곡들, 스펙클들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 특정 광학 시스템 수차들에 의해 야기될 수 있다.In particular, FOV distortion, as mentioned above, refers to image intensity fluctuations and non-uniformity at different locations within the FOV of an image. This is due to certain optical system aberrations, including but not limited to, for example, astigmatism, uneven illumination in the field, distortions due to lens shape, specks, etc., as described in more detail below. can be caused
예로서, FOV 왜곡은 불균등한 조명(예를 들어, 조명 불균일성)으로부터 발생할 수 있는데, 이는 낮은 조명 조건들에서 특히 중요해지고 이미지의 특정 영역들의 잡음들을 증가시킬 수 있다. 비점수차 및 필드 곡률은 광학 시스템의 알려진 수차들이고, 이는 원통형 영향을 야기할 수 있고, 여기서 이미지들의 x 및 y 방향들에서의 콘트라스트 및 포커스는 균일하지 않고 FOV를 따라 변한다. 이러한 수차들은 패치 유사성에 극적으로 영향을 미칠 수 있고, FOV의 상이한 위치들의 패턴 외관의 차이들을 야기할 수 있다.As an example, FOV distortion can result from uneven lighting (eg, lighting non-uniformity), which becomes particularly significant in low light conditions and can increase noises in certain areas of the image. Astigmatism and field curvature are known aberrations of the optical system, which can cause a cylindrical effect, where the contrast and focus in the x and y directions of images are not uniform and vary along the FOV. These aberrations can dramatically affect patch similarity and cause differences in pattern appearance at different locations of the FOV.
추가적으로, 렌즈 형상으로 인한 왜곡은 FOV를 따라 상이한 배율을 야기할 수 있다(이는 픽셀 크기들의 변동들을 초래할 수 있다). 스펙클들은 프레임들 간에 변하는 고주파 잡음을 지칭한다(예를 들어, 잡음은 상이한 이미지들의 동일한 위치에 나타나지 않을 수 있다).Additionally, distortion due to lens shape can lead to different magnification along the FOV (which can lead to variations in pixel sizes). Speckles refer to high-frequency noise that varies from frame to frame (eg, noise may not appear in the same location in different images).
설명된 바와 같이, 전술된 수차들은 상이한 FOV 위치들 사이에서 변할 수 있는 반면에, 일부 경우들에서는 또한, 패턴 의존적일 수 있다. FOV 왜곡이 비선형 필터에 의해 통상적으로 표현되지만, 비교적 작은 이미지 패치 상에서 그를 처리할 때, 그의 거동은 선형으로 추정될 수 있고, 따라서 일부 경우들에서는 선형 필터를 사용하여 보정될 수 있다는 점을 주목해야 한다.As explained, while the aforementioned aberrations can vary between different FOV locations, in some cases they can also be pattern dependent. It should be noted that although FOV distortion is typically represented by a non-linear filter, when processing it on relatively small image patches, its behavior can be assumed to be linear, and thus can be corrected using a linear filter in some cases. do.
위에서 설명된 바와 같은 다양한 잡음들을 처리하기 위해, 상이한 필터링 방법들, 예컨대, 예를 들어, 선형 회귀, 비선형 회귀, 정합 필터 등이 (단독으로 또는 임의의 적합한 조합으로) 사용될 수 있다. 특히, 일부 실시예들에서, 상이한 패치들이 상이한 잡음들을 겪을 수 있기 때문에, 모든 개별 기준 패치에 대해 특정 보정이 필요하다. 예를 들어, FOV의 상이한 위치들로부터의 기준 패치들을 사용할 때 상이한 FOV 왜곡들이 발생할 수 있다. 그러므로, 위에서 언급된 잡음들 및 수차들 중 하나 이상을 처리하기 위해 각각의 기준 패치를 개별적으로 보정하기 위해 고유한 필터가 요구된다.To deal with various noises as described above, different filtering methods may be used (alone or in any suitable combination), such as, for example, linear regression, nonlinear regression, matched filters, and the like. In particular, in some embodiments, a specific calibration is needed for every individual reference patch, since different patches may experience different noises. For example, different FOV distortions may occur when using reference patches from different locations of the FOV. Therefore, a unique filter is required to individually calibrate each reference patch to address one or more of the noises and aberrations mentioned above.
일부 실시예들에서, 필터는, 검사 패치와, 대응하는 보정된 기준 패치(대응하는 기준 패치에 필터를 적용할 때) 사이의 차이를 최소화하기 위해서 최적화 방법을 사용하여 획득될 수 있다. 예로서, 최적화 프로세스의 목적 손실 함수는: 와 같이 공식화될 수 있고 여기서, h는 필터를 나타내고, ref는 기준 패치의 픽셀 값들을 나타내고, ins는 검사 패치의 픽셀 값들을 나타낸다. 예를 들어, 필터는 고정된 크기(예를 들어, 5*5, 또는 7*7)를 가질 수 있고, 이는, 기준 패치에 적용될 때, 기준 패치의 대응하는 부분과 순차적으로 콘볼빙할 수 있고, 이에 의해, 보정된 기준 패치를 도출한다. 그러한 컴퓨팅된 필터는 다음: 정합 잔여 오류, 강도 이득 및 오프셋, 디포커스, 및 FOV 왜곡 등 중 하나 이상에 의해 야기되는 위에서 설명된 변동들을 보정할 수 있다.In some embodiments, a filter may be obtained using an optimization method to minimize the difference between a test patch and a corresponding corrected reference patch (when applying the filter to the corresponding reference patch). As an example, the objective loss function of the optimization process is: where h denotes the filter, ref denotes the pixel values of the reference patch, and ins denotes the pixel values of the test patch. For example, a filter can have a fixed size (e.g., 5*5, or 7*7), which, when applied to a reference patch, can sequentially convolve with corresponding portions of the reference patch; , whereby a corrected reference patch is derived. Such a computed filter can correct for the variations described above caused by one or more of the following: match residual error, intensity gain and offset, defocus, FOV distortion, and the like.
일부 실시예들에서, 필요한 보정들이 선형 변환으로 고려될 수 있는 경우들에서, 필터는 최소 제곱(LS) 최적화를 사용하여 컴퓨팅될 수 있다. 그러한 최적화의 예시적인 구현이 아래에 설명된다.In some embodiments, the filter may be computed using least squares (LS) optimization, in cases where the necessary corrections can be considered a linear transformation. An exemplary implementation of such optimization is described below.
주어진 이미지(I) 및 기준 이미지(R)에 대해, 필터(f)는 이도록 검색된다. f는 기준 패치와 이미지 패치 사이의 차이를 최소화하는 필터이다. 최적화 알고리즘은 I 및 R * f(f에 의해 필터링된 R)가 LS 측면에서 가장 유사하도록 필터(f)를 찾는다. 이 식은 LS 최적화가 필터 변수들에 대해 계산되도록, 선형 연립방정식들으로서 조직될 수 있다. 알고리즘의 출력은 추정된 최적 필터(f) 및 필터링된 이미지(R_보정(corrected))를 포함한다. 이미지(R)에 (예를 들어, 3x3 크기의) 알려지지 않은 필터(f)를 적용하고 이를 이미지(I)와 비교함으로써, 근사화된 선형 식들의 세트가 생성될 수 있다. 이 선형 식들의 세트는 행렬 표기법(x = Ab)으로 변환되고, 한편:For a given image (I) and reference image (R), the filter (f) is is searched for f is a filter that minimizes the difference between the reference patch and the image patch. The optimization algorithm finds filter f such that I and R * f(R filtered by f) are most similar in terms of LS. This equation can be organized as a system of linear equations such that the LS optimization is computed over the filter variables. The output of the algorithm includes the estimated optimal filter (f) and the filtered image ( R_corrected ). By applying an unknown filter f (e.g. of size 3x3) to image R and comparing it to image I, a set of approximated linear equations can be generated. This set of linear equations is converted to matrix notation ( x = A b ), while:
이다. am.
이산 2D 콘볼루션은 행렬 곱셈으로서 표현될 수 있고, 문제는 다음의 LS 제곱 문제: 로 변환된다. 그리고, LS 해는: 에 의해 주어진다(여기서, b는 알려진 관측들의 벡터이고, A는 알려진 행렬이고, x는 알려지지 않은 파라미터들의 벡터이다).Discrete 2D convolution can be expressed as matrix multiplication, and the problem is the LS squared problem of: is converted to And, the LS solution is: (where b is a vector of known observations, A is a known matrix, and x is a vector of unknown parameters).
일부 다른 실시예들에서, 필요한 보정들이 비선형 변환으로 고려될 수 있는 경우들에서, 필터는, 예를 들어, 반복적 최적화 방법을 사용하여 컴퓨팅될 수 있다. 예로서, 최적화 방법은 1차(경사 기반) 라인 검색 최적화 방식으로서 구현될 수 있다. 필터의 초기 값들을 이용한 제1 대략적 피팅(fit)이 컴퓨팅되어 최적화를 위한 초기 시작점으로서 사용될 수 있다. 각각의 반복에서, 시작점에서 경사가 계산될 수 있고, 하강 방향(예를 들어, 반(anti)-경사 방향)이 식별되고, 이 하강 방향을 따라 손실 함수가 충분히 감소될 것이다. 그 방향을 따라 얼마나 멀리 이동할지를 결정하는 스텝 크기가 컴퓨팅된다. 결정된 스텝 크기로 하강 방향을 따라 이동할 시에, 새로운 시작점이 도출되고 다음 반복을 시작하는 데 사용된다. 수렴에 도달할 때까지(즉, 손실 함수의 오차가 그의 최소값에 도달할 때까지) 반복들이 반복될 수 있다. 손실 함수의 최소화를 가능하게 하는 최적화된 값들을 갖는 필터는 기준 패치를 보정하는 데 사용될 최적 필터가 된다.In some other embodiments, in cases where the necessary corrections can be considered a non-linear transformation, the filter can be computed using, for example, an iterative optimization method. As an example, the optimization method may be implemented as a first-order (gradient-based) line search optimization method. A first coarse fit using the initial values of the filter can be computed and used as an initial starting point for optimization. At each iteration, the gradient at the starting point can be computed, a descending direction (eg, an anti-gradient direction) is identified, and along this descending direction the loss function will be sufficiently reduced. A step size is computed that determines how far to move along that direction. Upon moving along the downward direction with the determined step size, a new starting point is derived and used to start the next iteration. Iterations may be repeated until convergence is reached (i.e., until the error of the loss function reaches its minimum value). The filter with optimized values that allows minimization of the loss function is the optimal filter to be used for correcting the reference patch.
일부 경우들에서, 선택적으로, 필터는 하나 이상의 이미지 마스크를 추가적으로 포함할 수 있다. 예로서, 무효 이미지 정보, 예컨대, 이미지 패치들의 흠집 픽셀들(예를 들어, 버닝된 픽셀들)을 회피하기 위해 하나의 마스크가 사용될 수 있다. 다른 예로서, 이미지 패치의 상이한 영역들에 상이한 가중치들을 적용할 목적으로 가중치 마스크가 사용될 수 있다. 예를 들어, 가중치 마스크는 이미지 패치의 중요한 영역들의 가중치들이 증가되는 한편 덜 중요한 영역들에 대한 가중치들은 감소될 수 있도록 구성될 수 있다. 특수한 특정 가중치들을 요구할 수 있는 영역들에 대한 예들은: 의심되는 결함성 픽셀들, 의심되는 결함 주위의 영역(결함 자체를 포함하지 않음), 주변 픽셀들, 이미지 내의 에지들(전형적으로 높은 경사들을 가짐)을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않는다). 그러한 마스크들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.Optionally, in some cases, a filter may additionally include one or more image masks. As an example, a mask may be used to avoid invalid image information, eg, blemish pixels (eg, burned pixels) of image patches. As another example, a weight mask can be used for the purpose of applying different weights to different regions of an image patch. For example, a weight mask can be configured such that weights for important regions of an image patch can be increased while weights for less important regions can be decreased. Examples of areas that may require special specific weights are: suspected defective pixels, the area around the suspected defect (not including the defect itself), surrounding pixels, edges in the image (typically high slopes) have), including (but not limited to). Such masks may be used individually or in combination.
선택적으로, 일부 경우들에서, 필터의 크기는 기준 이미지들의 잡음 특징들(예를 들어, 잡음 수준들)에 따라 조정될 수 있다.Optionally, in some cases, the size of the filter may be adjusted according to noise characteristics (eg, noise levels) of the reference images.
특정 실시예들에 따르면, 도 3에 예시된 바와 같이, 각각의 기준 패치에 대해, 보정될 하나 이상의 잡음(예를 들어, 상이한 유형들/원인들의 잡음들)이, 예를 들어, 정합 잔여 오류(강체 정합 잔여들 및/또는 탄성 정합 잔여들 등을 포함함), 강도 이득 및 오프셋, 디포커스, 및/또는 시야(FOV) 왜곡을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다(302). 각각의 기준 패치에 대해 각각의 잡음들을 (임의의 적합한 최적화 방법을 사용하여) 보정하기 위해 필터 성분들의 세트를 포함하는 필터가 구체적으로 컴퓨팅될 수 있다(304). 각각의 필터 성분은 위에서 설명된 바와 같이 선형 또는 비선형일 수 있고, 선택적으로 하나 이상의 이미지 마스크와 함께, 위에서 설명된 잡음 유형들 중 하나 이상을 처리할 수 있다. 컴퓨팅된 필터는 보정된 기준 패치를 획득하기 위해 기준 패치에 적용될 수 있다(306).According to certain embodiments, as illustrated in FIG. 3 , for each reference patch, one or more noise to be corrected (e.g., noises of different types/causes), e.g., registration residual error (including rigid registration residuals and/or elastic registration residuals, etc.), intensity gain and offset, defocus, and/or field of view (FOV) distortion (302). For each reference patch, a filter comprising a set of filter components can be specifically computed (304) to correct the respective noises (using any suitable optimization method). Each filter element may be linear or non-linear as described above, and may optionally process one or more of the noise types described above, along with one or more image masks. The computed filter may be applied to the reference patch to obtain a calibrated reference patch (306).
일단, 각각의 기준 패치에 대해 각각의 필터가 컴퓨팅되면, 기준 패치들의 세트에 대응하는 필터들의 세트가 획득되고, (예를 들어, 필터들의 세트를 대응하는 기준 패치들에 적용함으로써) 보정된 기준 패치들의 세트가 생성될 수 있다. 보정된 기준 패치들의 세트는 복합 기준 패치를 획득하기 위해 조합될 수 있다(214). 검사 패치는 차이 패치를 획득하기 위해 복합 기준 패치와 비교될 수 있다.Once each filter has been computed for each reference patch, a set of filters corresponding to the set of reference patches is obtained (eg, by applying the set of filters to the corresponding reference patches) and a corrected reference patch is obtained. A set of patches may be created. The set of calibrated reference patches may be combined to obtain a composite reference patch (214). A test patch can be compared to a composite reference patch to obtain a difference patch.
예로서, 차이 패치는 검사 패치의 픽셀 값들과 복합 기준 패치의 픽셀 값들 사이의 차이에 기초하여 생성될 수 있다. 일부 경우들에서, 차이 패치는 (패치의 픽셀들 중 적어도 일부에 대해) 하나 이상의 차이 정규화 인자를 사용하여 더 정규화될 수 있다. 예로서, 차이 정규화 인자들은 차이 패치 및/또는 복합 기준 패치의 픽셀 값들의 정규모집단의 거동에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 산탄 잡음 효과를 감소시키기 위해, 차이 패치는 복합 기준 패치의 대응하는 픽셀 값들의 그레이 레벨들에 따라 정규화될 수 있다(예를 들어, 더 높은 그레이 레벨 값들을 갖는 픽셀들은 전형적으로, 더 낮은 그레이 레벨 값들을 갖는 픽셀들보다 더 잡음이 많고, 따라서, 상이한 정규화 인자들이, 상이한 픽셀들에 할당될 수 있다). 일부 경우들에서, 차이 패치의 픽셀 값들은 차이 패치의 대응하는 원래 픽셀 값과, 대응하는 차이 정규화 인자 사이의 비율로서 정규화될 수 있다.As an example, a difference patch may be created based on the difference between the pixel values of the test patch and the pixel values of the composite reference patch. In some cases, a difference patch may be further normalized (for at least some of the pixels of the patch) using one or more difference normalization factors. By way of example, difference normalization factors may be determined based on the behavior of a normal population of pixel values of the difference patch and/or the composite reference patch. For example, to reduce the shot noise effect, the difference patch can be normalized according to the gray levels of the corresponding pixel values of the composite reference patch (e.g., pixels with higher gray level values are typically are noisier than pixels with lower gray level values, and thus different normalization factors may be assigned to different pixels). In some cases, pixel values of a difference patch may be normalized as a ratio between a corresponding original pixel value of the difference patch and a corresponding difference normalization factor.
도 6의 예에서, 각각의 필터가 컴퓨팅되고 6개의 기준 패치들(612) 각각에 적용되고, 6개의 대응하는 보정된 기준 패치들을 생성한다. 6개의 보정된 기준 패치들은 복합 기준 패치를 생성하기 위해 조합된다. 예로서, 조합은 다음의 계산들 또는 이들의 조합: 평균, 가중 평균, 최소, 최대 및 산술 평균 등 중 임의의 것을 사용하여, 보정된 기준 패치들(또는 그의 적어도 일부)의 대응하는 픽셀 값들을 조합/집계함으로써 수행될 수 있다.In the example of Figure 6, each filter is computed and applied to each of the six
일단 블록들(208-214)의 상기 프로세스가 각각의 검사 이미지에 대해 수행되고 검사 패치에 대응하는 차이 패치가 획득되면, 복수의 검사 이미지들에 대응하는 (주어진 DCI에 대한) 복수의 차이 패치들이 획득된다. 도 6의 예에서, 예시된 바와 같은 DCI에 대해, 블록들(208-214)의 상기 프로세스가 3개의 검사 이미지들(603, 604 및 605) 각각에 대해 반복되고, 3개의 검사 패치들(610)에 대응하는 3개의 차이 패치들이 획득된다.Once the above process of blocks 208-214 is performed for each inspection image and a difference patch corresponding to the inspection patch is obtained, a plurality of difference patches (for a given DCI) corresponding to the plurality of inspection images are obtained. is obtained In the example of FIG. 6 , for DCI as illustrated, the above process of blocks 208-214 is repeated for each of three
등급은 복수의 차이 패치들에 기초하여 계산될 수 있고, 주어진 DCI가 관심 결함(DOI)인지 여부를 결정하기 위해 검출 임계치가 등급에 (예를 들어, PMC(102)의 결함 검출 모듈(106)에 의해) 적용될 수 있다(216).A grade may be computed based on a plurality of difference patches, and a detection threshold is added to the grade (e.g., defect detection module 106 of PMC 102) to determine whether a given DCI is a defect of interest (DOI). by) can be applied (216).
도 4에 예시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 등급은, 차이 패치에서의 최고 픽셀 값에 기초하여 복수의 차이 패치들 각각에 대한 점수를 계산하고, 복수의 차이 패치들에 대응하는 복수의 점수들을 생성하고, 등급을 획득하기 위해 복수의 점수들을 평균함으로써(404) 계산될 수 있다(402). 예로서, 각각의 차이 패치에 대한 점수는, 의심되는 결함 신호의 강도를 나타내는, 패치의 최고 픽셀 값일 수 있다. 다른 예로서, 점수는 패치의 픽셀 값들의 평균 값(예를 들어, 평균, 가중 평균 또는 산술 평균)으로서 도출될 수 있다.As illustrated in FIG. 4 , in some embodiments, the ranking is calculated by calculating a score for each of the plurality of difference patches based on the highest pixel value in the difference patch, and by calculating a plurality of differences corresponding to the plurality of difference patches. It can be calculated (402) by generating scores and averaging (404) a plurality of scores to obtain a rating. As an example, the score for each differential patch may be the patch's highest pixel value, indicating the strength of the suspected defect signal. As another example, the score may be derived as an average value (eg, average, weighted average, or arithmetic average) of the pixel values of the patch.
도 8은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 복수의 차이 패치들의 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 도 6의 3개의 검사 패치들(610)에 대응하는 3개의 차이 패치들(802, 804 및 806)은, 예를 들어, 각각의 검사 패치를 (6개의 기준 패치들에 기초하여 생성되는) 각각의 복합 기준 패치와 비교함으로써 생성된다. 3개의 차이 패치들은 위에서 설명된 바와 같이 더 정규화된다. 예시된 바와 같이, 패치의 가장 높은 픽셀 값에 기초하여 각각의 차이 패치에 대해 점수가 계산되고, 3개의 점수들을 생성한다. 3개의 점수들을 평균함으로써 등급이 도출될 수 있다.8 illustrates an example of a plurality of difference patches in accordance with certain embodiments of the presently-disclosed subject matter. As shown, the three
일부 실시예들에서, 복수의 차이 패치들의 생성(206), 등급의 계산 및 검출 임계치의 적용(216)이 DCI들의 목록의 각각의 DCI에 대해 수행될 수 있고, 이에 의해, DCI가 DOI인지 여부를 결정한다. 결정에 의해 검출된 바와 같은 하나 이상의 DOI를 포함하는, 검사 영역에 대응하는 업데이트된 결함 맵이 제공될 수 있다. 도 6의 예에서, 블록(204)을 참조하여 설명된 프로세스에서 선택된 바와 같이 DCI들의 세트에 M개의 DCI가(그들 중 하나만이 도 6에 예시되지만) 존재한다고 가정하면, 위에서 설명된 바와 같은 결정이 M개의 DCI 각각에 대해 이루어질 수 있고, M개의 DCI 중 N개가 DOI들인 것으로 결정될 수 있다. 검사 영역에 대응하는 N개의 DOI를 포함하는 업데이트된 결함 맵이 생성될 수 있다.In some embodiments, generation 206 of a plurality of difference patches, calculation of a class and application of a detection threshold 216 may be performed for each DCI in the list of DCIs, thereby determining whether the DCI is a DOI. decide An updated defect map corresponding to the inspection area, including one or more DOIs as detected by the decision, may be provided. In the example of FIG. 6, assuming that there are M DCIs in the set of DCIs (although only one of them is illustrated in FIG. 6) as selected in the process described with reference to block 204, the decision as described above This may be done for each of the M DCIs, and it may be determined that N of the M DCIs are DOIs. An updated defect map including N DOIs corresponding to the inspection area may be created.
도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 프로세스는 마스크 상의 하나 이상의 추가적인 검사 영역에 대해 반복될 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스크 상의 검사될 관심 영역(ROI)은 미리 정의될 수 있고, ROI 내의 하나 이상의 검사 영역은 위에서 설명된 프로세스를 사용하여 검사될 수 있다. 일부 경우들에서, ROI는 전체 마스크로서 정의될 수 있는 반면, 일부 다른 경우들에서, ROI는 마스크의 부분으로서 정의될 수 있다.The process as described with reference to FIG. 2 may be repeated for one or more additional inspection areas on the mask. In some embodiments, a region of interest (ROI) to be inspected on the mask may be predefined, and one or more inspection regions within the ROI may be inspected using the process described above. In some cases, an ROI may be defined as an entire mask, while in some other cases, an ROI may be defined as part of a mask.
도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 마스크 검사 프로세스가, 도 6에 예시된 바와 같은 다중 다이 마스크의 예를 사용하여 예시되지만, 이는 결코 본 개시내용을 임의의 방식으로 제한하도록 의도된 것이 아니라는 점을 주목해야 한다. 제안된 방법들 및 시스템들은 단일 다이 마스크에 유사하게 적용될 수 있다는 것이 이해된다. 도 7은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 단일 다이 마스크뿐만 아니라 검사 영역, 복수의 검사 이미지들 및 그의 기준 이미지들의 예를 예시한다.Although the mask inspection process as described with reference to FIG. 2 is illustrated using the example of a multi-die mask as illustrated in FIG. 6 , it should be noted that this is in no way intended to limit the present disclosure in any way. It should be noted. It is understood that the proposed methods and systems can be similarly applied to a single die mask. 7 illustrates an example of a single die mask as well as an inspection area, a plurality of inspection images and reference images thereof, in accordance with certain embodiments of the presently disclosed subject matter.
도시된 바와 같이, 단일 다이 마스크(700)는 단일 다이로 구성되는 마스크 필드를 갖는다. 단일 다이의 주어진 검사 영역(702)에 대해, 3개의 검사 이미지들(703, 704 및 705)이 순차적으로 취득된다. 도 6을 참조하여 위에서 설명된 바와 유사하게, 3개의 이미지들은 그들의 FOV들이, 예를 들어, 이미지의 FOV의 1/3에 의해 중첩되도록 특정 스텝 크기로 캡처된다. 따라서, 검사 영역(702)은 3개의 이미지들에서 3회 취득된다(예를 들어, 검사 영역(702)은 제1 이미지의 우측에, 제2 이미지의 중간에, 그리고 제3 이미지의 좌측에 위치된다).As shown,
검사 영역(702)에 대해, 검사 영역과 동일한 설계 패턴을 공유하는 동일한 다이로부터의 3개의 기준 영역들(706, 708 및 709)이 비교를 위한 기준들로서 사용될 수 있다. 각각의 기준 영역에 대해, 3개의 기준 이미지들이 유사하게 취득될 수 있고, 그러한 이미지들의 FOV들은 이미지의 FOV의 1/3에 의해 중첩된다. 그러므로, 검사 이미지들(703, 704 및 705) 각각에 대해 9개의 기준 이미지들의 세트가 획득된다.For
단일 다이 마스크의 기준 영역들은 다양한 방식들로 식별될 수 있다. 다이(또는 다이의 부분(들))의 설계 데이터는, 특정 기하학적 구조들 및 배열들을 갖는 다양한 설계 패턴들을 포함할 수 있다. 설계 패턴은, 윤곽을 갖는 기하학적 형상(예컨대, 하나 이상의 다각형)을 각각 갖는 하나 이상의 구조적 요소로 구성된 것으로서 정의될 수 있다.The reference regions of a single die mask can be identified in a variety of ways. The design data of a die (or portion(s) of a die) may include various design patterns with specific geometries and arrangements. A design pattern may be defined as being composed of one or more structural elements each having a contoured geometric shape (eg, one or more polygons).
일부 실시예들에서, 단일 다이 마스크의 설계 데이터가 수신될 수 있고, 각각이, 동일한 설계 패턴을 갖는 하나 이상의 다이 영역에 대응하는 복수의 설계 군들이 검색될 수 있다. 그러므로, 동일한 설계 패턴에 대응하는, 다이의 영역들이 식별될 수 있다. 설계 패턴들은, 그들이 동일할 때, 또는 그들이 고도로 상관될 때, 또는 서로 유사할 때 "동일한" 것으로 간주될 수 있다는 점을 주목해야 한다. 다양한 유사성 기준들 및 알고리즘들이, 유사한 설계 패턴들을 매칭시키고 클러스터링하기 위해 적용될 수 있고, 본 개시내용은 설계 군들을 도출하기 위해 사용되는 임의의 특정 기준들에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 설계 군들의 클러스터링(즉, CAD 데이터로부터 복수의 설계 군들로의 분할)은 사전에, 또는 본 검사 프로세스의 예비 단계로서 PMC(102)에 의해 수행될 수 있다.In some embodiments, design data of a single die mask may be received, and a plurality of design groups, each corresponding to one or more die regions having the same design pattern, may be retrieved. Therefore, regions of the die that correspond to the same design pattern can be identified. It should be noted that design patterns can be considered "identical" when they are the same, or when they are highly correlated, or when they are similar to each other. Various similarity criteria and algorithms may be applied to match and cluster similar design patterns, and this disclosure should not be construed as limited by any particular criteria used to derive design families. Clustering of design groups (ie, division of CAD data into multiple design groups) may be performed by PMC 102 beforehand or as a preliminary step in the present inspection process.
도 7에 예시된 바와 같은 단일 다이 시나리오에서 일단 기준 영역들이 식별되고 기준 이미지들이 획득되면, 결함 맵들, 차이 패치들의 생성뿐만 아니라, 등급 계산 및 DOI들의 결정은 도 2 및 6을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 다중 다이 시나리오와 유사하게 수행될 수 있다.Once reference areas are identified and reference images are acquired in a single die scenario as illustrated in FIG. 7, the generation of defect maps, difference patches, as well as the classification calculation and determination of DOIs are described above with reference to FIGS. 2 and 6. Similar to multi-die scenarios such as
특정 실시예들에 따르면, 도 2와 관련하여 설명된 검사 프로세스로부터 초래되는 바와 같은 출력은 다음: 결정된 바와 같은 DOI들, 검사 영역에 대한 업데이트된 결함 맵, 및/또는 각각의 검사 패치에 대한 복합 기준 패치 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 출력은 마스크 검사 툴(120) 및/또는 마스크의 추가의 검사, 예컨대, 예를 들어, 추가적인 결함 검출, 결함 검토, 결함 분류, 계측 관련 작동들(예를 들어, CD 측정) 및/또는 임의의 다른 검사 작동들을 위해 마스크 검사 시스템(100)에 포함된 바와 같은 하나 이상의 검사 모듈에 의해 사용될 수 있다. 예로서, 복합 기준 패치는 EPD에 관련된 결함 검출에 사용될 수 있다.According to certain embodiments, the output as resulting from the inspection process described with respect to FIG. 2 is: the DOIs as determined, an updated defect map for the inspection area, and/or a composite for each inspection patch. may include one or more of a reference patch, and the like. The output may include mask inspection tool 120 and/or further inspection of the mask, such as, for example, additional defect detection, defect review, defect classification, metrology related operations (eg, CD measurement), and/or any It may be used by one or more inspection modules as included in
본 개시된 검사 프로세스에 적용가능한 마스크는, 메모리 마스크들 및/또는 로직 마스크들, 및/또는 Arf 마스크들 및/또는 EUV 마스크들 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 종류의 마스크들일 수 있다는 점을 주목해야 한다. 본 개시내용은 검사될 마스크들의 특정 유형 또는 기능성에 제한되지 않는다.It should be noted that the mask applicable to the presently disclosed inspection process may be any kind of mask, including but not limited to memory masks and/or logic masks, and/or Arf masks and/or EUV masks, etc. It should be noted. The present disclosure is not limited to a specific type or functionality of masks to be inspected.
특정 실시예들에 따르면, 도 2, 3 및 4를 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 마스크 검사 프로세스는 런타임의 온라인 마스크 검사를 위해 시스템(101) 및/또는 검사 툴(120)에 의해 사용가능한 검사 레시피의 일부로서 포함될 수 있다. 그러므로, 본 개시된 주제는 또한, 레시피 셋업 단계 동안 검사 레시피를 생성하기 위한 시스템 및 방법을 포함하고, 여기서 레시피는 도 2, 3 및 4(및 그의 다양한 실시예들)를 참조하여 설명된 바와 같은 단계들을 포함한다. "검사 레시피"라는 용어는, 위에서 설명된 바와 같은 실시예들을 포함하는 임의의 종류의 마스크 검사와 관련된 작동들을 수행하기 위해 검사 툴에 의해 사용될 수 있는 임의의 레시피를 망라하도록 광범위하게 해석되어야 한다는 점을 주목해야 한다.According to certain embodiments, the mask inspection process as described above with reference to FIGS. 2, 3 and 4 is an inspection recipe usable by
예를 들어, 본 개시내용에 예시된 예들, 예컨대, 예를 들어, 마스크 검사 툴 아키텍처들 및 구성들, 마스크 유형들 및/또는 레이아웃들, 예시된 이미지 패치들, 특정 잡음 유형들/원인들 및 필터들뿐만 아니라, 위에서 설명된 바와 같은 최적화 방법들 등은 예시적인 목적들을 위해 예시된 것이고, 어떠한 방식으로든 본 개시내용을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점을 주목해야 한다. 다른 적절한 예들/구현들이 상기 내용에 추가적으로 또는 상기 내용 대신에 사용될 수 있다.For example, examples illustrated in this disclosure, such as, for example, mask inspection tool architectures and configurations, mask types and/or layouts, illustrated image patches, specific noise types/sources, and It should be noted that filters, as well as optimization methods and the like as described above, are illustrated for illustrative purposes and should not be considered limiting the disclosure in any way. Other suitable examples/implementations may be used in addition to or in place of the above.
본원에 설명된 바와 같은 마스크 검사 프로세스의 특정 실시예들의 장점들 중에는, FAB에서의 웨이퍼들의 대량 생산 이전에, 마스크 상의 관심 결함들(DOI들)을 검출하는 능력이 있고, 검출 감도가 개선됨으로써, FAR을 억제하면서 더 높은 DOI 캡처율을 달성한다.Among the advantages of certain embodiments of the mask inspection process as described herein is the ability to detect defects of interest (DOIs) on the mask prior to mass production of wafers at the FAB, with improved detection sensitivity, thereby: Achieve higher DOI capture rates while suppressing FAR.
이는 적어도, 중첩된 이미지들을 취득함으로써 기준들의 개수를 증가시키고, 각각의 기준 패치들에 대해 맞춤화된 특정 필터들을 컴퓨팅함으로써 각각의 기준 패치로부터의 다양한 잡음들을 효과적으로 제거하고, 다수의 보정된 기준 패치들을, 잡음들을 더 제거하는 복합 기준 패치에 조합함으로써, 개선된 SNR을 갖는 차이 패치를 도출하는 능력에 의해 가능해진다.This, at least, increases the number of references by acquiring overlapped images, effectively removes various noises from each reference patch by computing specific filters customized for each reference patch, and generates multiple corrected reference patches. .
추가적으로, 상기 프로세스는 동일한 검사 영역을 캡처하는 다수의 중첩된 검사 이미지들에 대해 반복되고, DOI들의 존재에 대한 결정을 할 때 다수의 결과들(즉, 복수의 차이 패치들) 모두가 고려되며(예를 들어, 등급은 복수의 차이 패치들의 점수들에 기초하여 생성됨), 이는 검출 임계치를 조정할 필요 없이 오경보들을 더 제거하고 검출 감도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 전체 검사 및 기준 이미지들에 대해서보다는 작은 이미지 패치들에 대해 작업하는 것이, 기준들의 더 정확한 보정을 허용하고 따라서, 더 높은 품질의 기준 생성을 가능하게 한다는 점에 추가적인 장점들이 존재한다.Additionally, the above process is repeated for a number of superimposed inspection images capturing the same inspection area, and multiple results (i.e., multiple difference patches) are all taken into account when making a decision on the existence of DOIs ( For example, a rank is generated based on the scores of a plurality of difference patches), which can further eliminate false alarms and effectively improve detection sensitivity without the need to adjust the detection threshold. Additional advantages exist in that working on small image patches rather than full inspection and reference images allows more accurate calibration of the references and thus higher quality reference creation.
본원에 설명된 바와 같은 마스크 검사 프로세스의 특정 실시예들의 장점들 중에는, 위에 설명된 바와 같은 다중 기준 검사 프로세스를 단일 다이 마스크에 적용함으로써, 증가된 검출 감도로 단일 다이 마스크 상의 DOI들의 검출을 가능하게 하는 것이 있다.Among the advantages of certain embodiments of the mask inspection process as described herein are application of a multi-criteria inspection process as described above to a single die mask, thereby enabling detection of DOIs on a single die mask with increased detection sensitivity. There is something to do.
본 개시내용은 본 출원에서, 본원에 포함된 설명에 제시되거나 도면들에 예시된 세부사항들로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.It is to be understood that the present disclosure is not limited in this application to the details set forth in the description or illustrated in the drawings contained herein.
또한, 본 개시내용에 따른 시스템은, 적어도 부분적으로, 적절히 프로그래밍된 컴퓨터 상에 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 마찬가지로, 본 개시내용은, 본 개시내용의 방법을 실행하기 위해, 컴퓨터에 의해 판독가능한 컴퓨터 프로그램을 고려한다. 본 개시내용은, 본 개시내용의 방법을 실행하기 위해 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어들의 프로그램을 유형적으로 구현하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리를 더 고려한다.It will also be appreciated that a system according to the present disclosure may be implemented, at least in part, on a suitably programmed computer. Likewise, the present disclosure contemplates a computer program readable by a computer for carrying out the methods of the present disclosure. The present disclosure further contemplates a non-transitory computer readable memory tangibly embodying a program of instructions executable by a computer to carry out the methods of the present disclosure.
본 개시내용은 다른 실시예들이 가능하고, 다양한 방식들로 실시되거나 수행될 수 있다. 그러므로, 본원에서 채용되는 어법 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한으로서 간주되어서는 안 된다는 점을 이해해야 한다. 이로써, 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본 개시내용이 기초로 하는 개념이, 본 개시된 주제의 몇몇 목적을 수행하기 위한 다른 구조들, 방법들 및 시스템들을 설계하기 위한 기초로서 용이하게 활용될 수 있음을 이해할 것이다.The disclosure is capable of other embodiments and of being practiced or of being carried out in various ways. Therefore, it should be understood that the phraseology and terminology employed herein is for the purpose of description and should not be regarded as limiting. As such, those skilled in the art can readily utilize the concept on which this disclosure is based as a basis for designing other structures, methods, and systems for carrying out some of the purposes of the disclosed subject matter. you will understand that
관련 기술분야의 통상의 기술자는, 다양한 수정들 및 변경들이, 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고 앞서 설명되고 첨부된 청구항들에서 그리고 청구항들에 의해 정의된 바와 같이 본 개시내용의 실시예들에 적용될 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.Those skilled in the relevant art will understand that various modifications and changes may be applied to the embodiments of the present disclosure as described above and as defined in and by the appended claims without departing from the scope of the disclosure. You will easily understand that you can.
Claims (15)
처리 및 메모리 회로(PMC)
를 포함하고, 상기 PMC는:
상기 마스크의 검사 영역에 대해, 적어도 상기 검사 영역에 의해 중첩된 복수의 시야들(FOV들)을 갖는 복수의 검사 이미지들을 획득하고, 각각의 검사 이미지에 대해, 하나 이상의 대응하는 기준 영역 중 각각의 대응하는 기준 영역의 복수의 기준 이미지들을 포함하는 기준 이미지들의 세트를 획득하고;
상기 복수의 검사 이미지들에 대응하는 복수의 결함 맵들을 생성하고 - 각각의 결함 맵은 각각의 검사 이미지의 상기 검사 영역에 위치된 하나 이상의 결함 후보를 포함함 -, 각각의 검사 이미지들의 상기 하나 이상의 결함 후보를 정렬하고, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록을 생성하고;
상기 목록의 적어도 하나의 주어진 DCI에 대해, 복수의 차이 패치들을 생성하고 - 상기 PMC는:
각각, 상기 검사 이미지 및 상기 기준 이미지들의 세트로부터의 상기 주어진 DCI의 위치를 둘러싸는 이미지 패치를 추출하고, 검사 패치 및 기준 패치들의 세트를 생성하는 것;
각각의 기준 패치에 대해, 상기 검사 패치와, 상기 필터를 사용하여 획득된 보정된 기준 패치 사이의 차이를 최소화하도록 최적화된 필터를 컴퓨팅하고, 필터들의 세트 및 상기 기준 패치들의 세트에 대응하는 보정된 기준 패치들의 세트를 생성하는 것; 및
복합 기준 패치를 획득하기 위해 상기 보정된 기준 패치들의 세트를 조합하고, 상기 차이 패치를 획득하기 위해 상기 검사 패치를 상기 복합 기준 패치와 비교하는 것
에 의해 상기 복수의 검사 이미지들 중 각각의 검사 이미지에 대응하는 차이 패치를 생성하도록 구성됨 -;
상기 복수의 차이 패치들에 기초하여 등급을 계산하고, 상기 주어진 DCI가 관심 결함(DOI)인지 여부를 결정하기 위해 검출 임계치를 상기 등급에 적용하도록
구성되는, 컴퓨터화된 시스템.A computerized system for inspecting a mask usable for fabricating semiconductor specimens, the system comprising:
Processing and Memory Circuit (PMC)
Including, the PMC is:
Acquiring, for an inspection area of the mask, a plurality of inspection images having at least a plurality of fields of view (FOVs) overlapped by the inspection area, and for each inspection image, each of one or more corresponding reference areas obtain a set of reference images including a plurality of reference images of a corresponding reference area;
generate a plurality of defect maps corresponding to the plurality of inspection images, each defect map including one or more defect candidates located in the inspection area of each inspection image; sort the defect candidates and create a list of defect candidates of interest (DCI);
For at least one given DCI in the list, generate a plurality of difference patches - the PMC:
extracting an image patch surrounding the location of the given DCI from the test image and the set of reference images, respectively, and creating a test patch and a set of reference patches;
For each reference patch, compute a filter optimized to minimize the difference between the test patch and the corrected reference patch obtained using the filter, and compute a set of filters and a corrected set corresponding to the set of reference patches. creating a set of reference patches; and
combining the set of calibrated reference patches to obtain a composite reference patch and comparing the test patch to the composite reference patch to obtain the difference patch.
configured to generate a difference patch corresponding to each inspection image among the plurality of inspection images by;
calculate a rank based on the plurality of difference patches, and apply a detection threshold to the rank to determine whether the given DCI is a defect of interest (DOI);
A structured, computerized system.
상기 마스크는 다중 다이 마스크이고, 상기 검사 영역은 상기 마스크 상의 검사 다이에 위치되고, 상기 하나 이상의 기준 영역은 각각, 상기 마스크 상의 상기 검사 다이의 하나 이상의 기준 다이로부터 온 것인, 컴퓨터화된 시스템.According to claim 1,
wherein the mask is a multi-die mask, the inspection areas are located at inspection dies on the mask, and the one or more reference areas are each from one or more reference dies of the inspection dies on the mask.
상기 마스크는 단일 다이 마스크이고, 상기 검사 영역 및 상기 하나 이상의 기준 영역은 상기 마스크 상의 상기 단일 다이로부터 온 것이고, 동일한 설계 패턴을 공유하는, 컴퓨터화된 시스템.According to claim 1,
wherein the mask is a single die mask, and wherein the inspection area and the one or more reference areas are from the single die on the mask and share the same design pattern.
상기 PMC는 필터를 컴퓨팅하기 전에, 상기 검사 패치와 상기 세트로부터의 각각의 기준 패치 간의 각각의 오프셋을 보정하기 위해 상기 검사 패치를 각각의 기준 패치와 각각 정합시키도록 구성되는, 컴퓨터화된 시스템.According to claim 1,
wherein the PMC is configured to respectively register the test patch with each reference patch to correct for each offset between the test patch and each reference patch from the set prior to computing the filter.
상기 필터는 다음의 잡음들: 정합 잔여 오류(registration residual error), 강도 이득 및 오프셋, 디포커스, 또는 시야(FOV) 왜곡 중 상기 기준 패치의 각각의 잡음들을 보정하기 위한 필터 성분들의 세트를 포함하는, 컴퓨터화된 시스템.According to any one of claims 1 to 4,
wherein the filter comprises a set of filter components for correcting each of the following noises: registration residual error, intensity gain and offset, defocus, or field of view (FOV) distortion. , a computerized system.
상기 필터는 최소 제곱 최적화(Least squares optimization)를 사용하여 컴퓨팅되는, 컴퓨터화된 시스템.According to any one of claims 1 to 4,
Wherein the filter is computed using least squares optimization.
상기 등급은 상기 차이 패치에서의 최고 픽셀 값에 기초하여 상기 복수의 차이 패치들 각각에 대한 점수를 계산하고, 상기 복수의 차이 패치들에 대응하는 복수의 점수들을 생성하고, 상기 등급을 획득하기 위해 상기 복수의 점수들을 평균함으로써 계산되는, 컴퓨터화된 시스템.According to any one of claims 1 to 4,
The rank is configured to calculate a score for each of the plurality of difference patches based on a highest pixel value in the difference patch, generate a plurality of scores corresponding to the plurality of difference patches, and obtain the rank. calculated by averaging the plurality of scores.
상기 PMC는 상기 복수의 차이 패치들을 생성하는 것, 상기 등급을 계산하는 것 및 상기 DCI가 DOI인지 여부를 결정하기 위해 상기 DCI들의 목록의 각각의 DCI에 대해 검출 임계치를 적용하는 것을 수행하고, 상기 결정에 의해 검출된 바와 같은 하나 이상의 DOI를 포함하고 상기 검사 영역에 대응하는 업데이트된 결함 맵을 제공하도록 추가로 구성되는, 컴퓨터화된 시스템.According to any one of claims 1 to 4,
the PMC performs generating the plurality of difference patches, calculating the class and applying a detection threshold to each DCI in the list of DCIs to determine whether the DCI is a DOI; The computerized system is further configured to provide an updated defect map comprising one or more DOIs as detected by the determination and corresponding to the inspection area.
상기 복수의 검사 이미지들은 미리 정의된 스텝 크기(step size)를 갖는 화학선 검사 툴에 의해 순차적으로 취득되고, 상기 화학선 검사 툴은 상기 반도체 시편의 제조에 사용가능한 리소그래피 툴의 광학 구성을 에뮬레이팅하도록 구성되는, 컴퓨터화된 시스템.According to any one of claims 1 to 4,
The plurality of inspection images are sequentially acquired by an actinic inspection tool having a predefined step size, and the actinic inspection tool emulates an optical configuration of a lithography tool usable for manufacturing the semiconductor specimen. A computerized system configured to:
상기 방법은 처리 및 메모리 회로(PMC)에 의해 수행되고, 상기 방법은:
상기 마스크의 검사 영역에 대해, 적어도 상기 검사 영역에 의해 중첩된 복수의 시야들(FOV들)을 갖는 복수의 검사 이미지들을 획득하고, 각각의 검사 이미지에 대해, 하나 이상의 대응하는 기준 영역 중 각각의 대응하는 기준 영역의 복수의 기준 이미지들을 포함하는 기준 이미지들의 세트를 획득하는 단계;
상기 복수의 검사 이미지들에 대응하는 복수의 결함 맵들을 생성하고 - 각각의 결함 맵은 각각의 검사 이미지의 상기 검사 영역에 위치된 하나 이상의 결함 후보를 포함함 -, 각각의 검사 이미지들의 상기 하나 이상의 결함 후보를 정렬하고, 관심 결함 후보들(DCI)의 목록을 생성하는 단계;
상기 목록의 적어도 하나의 주어진 DCI에 대해, 복수의 차이 패치들을 생성하는 단계 - 상기 생성하는 단계는:
각각, 상기 검사 이미지 및 상기 기준 이미지들의 세트로부터의 상기 주어진 DCI의 위치를 둘러싸는 이미지 패치를 추출하고, 검사 패치 및 기준 패치들의 세트를 생성하는 단계;
각각의 기준 패치에 대해, 상기 검사 패치와, 상기 필터를 사용하여 획득된 보정된 기준 패치 사이의 차이를 최소화하도록 최적화된 필터를 컴퓨팅하고, 필터들의 세트 및 상기 기준 패치들의 세트에 대응하는 보정된 기준 패치들의 세트를 생성하는 단계; 및
복합 기준 패치를 획득하기 위해 상기 보정된 기준 패치들의 세트를 조합하고, 상기 차이 패치를 획득하기 위해 상기 검사 패치를 상기 복합 기준 패치와 비교하는 단계
에 의해 상기 복수의 검사 이미지들 중 각각의 검사 이미지에 대응하는 차이 패치를 생성하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 차이 패치들에 기초하여 등급을 계산하고, 상기 주어진 DCI가 관심 결함(DOI)인지 여부를 결정하기 위해 검출 임계치를 상기 등급에 적용하는 단계
를 포함하는, 컴퓨터화된 방법.A computerized method for inspecting a mask usable for fabricating a semiconductor specimen, comprising:
The method is performed by a processing and memory circuit (PMC), the method comprising:
Acquiring, for an inspection area of the mask, a plurality of inspection images having at least a plurality of fields of view (FOVs) overlapped by the inspection area, and for each inspection image, each of one or more corresponding reference areas obtaining a set of reference images including a plurality of reference images of a corresponding reference area;
generate a plurality of defect maps corresponding to the plurality of inspection images, each defect map including one or more defect candidates located in the inspection area of each inspection image; sorting the defect candidates and generating a list of defect candidates of interest (DCI);
For at least one given DCI in the list, generating a plurality of difference patches comprising:
extracting an image patch surrounding the location of the given DCI from the test image and the set of reference images, respectively, and generating a test patch and a set of reference patches;
For each reference patch, compute a filter optimized to minimize the difference between the test patch and the corrected reference patch obtained using the filter, and compute a set of filters and a corrected set corresponding to the set of reference patches. creating a set of reference patches; and
combining the set of calibrated reference patches to obtain a composite reference patch and comparing the test patch to the composite reference patch to obtain the difference patch.
generating a difference patch corresponding to each inspection image among the plurality of inspection images by;
calculating a rank based on the plurality of difference patches and applying a detection threshold to the rank to determine whether the given DCI is a defect of interest (DOI);
Including, computerized method.
상기 마스크는 다중 다이 마스크이고, 상기 검사 영역은 상기 마스크 상의 검사 다이에 위치되고, 상기 하나 이상의 기준 영역은 각각, 상기 마스크 상의 상기 검사 다이의 하나 이상의 기준 다이로부터 온 것인, 컴퓨터화된 방법.According to claim 10,
wherein the mask is a multi-die mask, the inspection areas are located at inspection dies on the mask, and the one or more reference areas are each from one or more reference dies of the inspection dies on the mask.
상기 필터는 다음의 잡음들: 정합 잔여 오류, 강도 이득 및 오프셋, 디포커스, 또는 시야(FOV) 왜곡 중 상기 기준 패치의 각각의 잡음들을 보정하기 위한 필터 성분들의 세트를 포함하는, 컴퓨터화된 방법.According to claim 10 or 11,
wherein the filter comprises a set of filter elements for correcting noises of each of the following noises: match residual error, intensity gain and offset, defocus, or field of view (FOV) distortion. .
상기 복수의 차이 패치들을 생성하는 단계, 등급을 계산하는 단계 및 상기 DCI가 DOI인지 여부를 결정하기 위해 상기 DCI들의 목록의 각각의 DCI에 대해 검출 임계치를 적용하는 단계를 수행하는 단계, 및 상기 결정에 의해 검출된 바와 같은 하나 이상의 DOI를 포함하고 상기 검사 영역에 대응하는 업데이트된 결함 맵을 제공하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터화된 방법.According to claim 10 or 11,
generating the plurality of difference patches, calculating a rank and applying a detection threshold to each DCI in the list of DCIs to determine whether the DCI is a DOI; and the determining and providing an updated defect map corresponding to the inspection area and comprising one or more DOIs as detected by the computerized method.
상기 복수의 검사 이미지들은 미리 정의된 스텝 크기를 갖는 화학선 검사 툴에 의해 순차적으로 취득되고, 상기 화학선 검사 툴은 상기 반도체 시편의 제조에 사용가능한 리소그래피 툴의 광학 구성을 에뮬레이팅하도록 구성되는, 컴퓨터화된 방법.According to claim 10 or 11,
The plurality of inspection images are sequentially acquired by an actinic inspection tool having a predefined step size, the actinic inspection tool being configured to emulate an optical configuration of a lithography tool usable for manufacturing the semiconductor specimen. computerized method.
상기 명령어들은, 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터로 하여금 제10항 또는 제11항의 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.A non-transitory computer-readable storage medium tangibly embodying a program of instructions,
The instructions, when executed by a computer, cause the computer to perform the method of claim 10 or 11.
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