(57)【要約】  基板を欠陥に対して検査する方法であって、（ａ）検査ピクセル及び基準ピクセルを得るステップと、（ｂ）上記検査ピクセルを表わす検査値と、上記基準ピクセルを表わす基準値とを計算するステップと、（ｃ）上記検査値及び上記基準値から選択された値に応答してスレッシュホールドを選択するステップと、（ｄ）上記選択されたスレッシュホールドと上記基準値と上記検査値との間の関係を決定して、欠陥の存在を指示するステップと、を備えた方法。
2005510709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を欠陥に対して検査する方法であって、
検査ピクセル及び基準ピクセルを得るステップと、
上記検査ピクセルを表わす検査値と、上記基準ピクセルを表わす基準値とを計算するステップと、
上記検査値及び上記基準値から選択された値に応答してスレッシュホールドを選択するステップと、
上記選択されたスレッシュホールドと上記基準値と上記検査値との間の関係を決定して、欠陥の存在を指示するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
上記選択された値の選択は、上記基準値及び上記検査値のどちらの値がよりノイズが多いか評価する段階と、ノイズの少ない方の値を選択する段階とを備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記選択された値は、低い方の値である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記選択された値の選択は、（ａ）上記検査値が誤りである第１の確率を評価する段階と、（ｂ）上記基準値が誤りである第２の確率を評価する段階と、（ｃ）上記第１及び第２の確率のうちの低い方の確率に関連した値を選択する段階とを備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記検査値は、上記検査ピクセル及び隣接検査ピクセルを表わし、上記基準値は、上記基準ピクセル及び隣接基準ピクセルを表わす、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上記関係は、上記選択されたスレッシュホールドと、上記検査値と上記基準値の差との間の比較である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
上記検査値は、上記検査ピクセルと隣接検査ピクセルとの間の比較を表わす、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
上記基準値は、上記基準ピクセルと隣接基準ピクセルとの間の比較を表わす、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
上記検査値は、上記検査ピクセルのグレーレベルと、上記検査ピクセルのグレーレベル間及び少なくとも１つの検査隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せ間の比と、上記検査ピクセルのグレーレベルと少なくとも１つの検査隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せとの間の差とで構成されたグループから選択されたパラメータを表わす、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
上記検査値は、隣接検査ピクセルの最大グレーレベルと、隣接検査ピクセルの最小グレーレベルとの間の差を反映する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
上記検査値は、隣接検査ピクセルのグレーレベル間の平均を反映する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
上記検査値は、隣接検査ピクセルのグレーレベルと、上記検査ピクセルのグレーレベルとの平均を反映する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
上記選択された値は、基準ピクセル及び検査ピクセルの形式を決定するのに使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
選択された値についての個別値の共通性を反映するピクセル形式データベースを構築するステップを更に備えた、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
選択された値の範囲をピクセル形式に割り当てるステップを更に備えた、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
隣接する選択された値の範囲は、選択された値とその共通性との間の関係を表わす共通性グラフの局部最小値に限定される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
規定のスレッシュホールドより高い少なくとも１つの局部最大値を各範囲が含むように上記選択された値の範囲を割り当てる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
エンドユーザにより与えられた範囲情報に基づいて上記選択された値の範囲を割り当てる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
上記範囲は、ダイのパターン化されたエリア及びダイの背景を適宜に表わす、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
上記範囲は、周期的なセル、非周期的なセル及び背景を適宜に表わす、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
上記検査値及び上記基準値から選択された値を選択する上記ステップの間に上記ピクセル形式データベースを更新する段階を更に備えた、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査データベースを構築するステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
上記基準検査データベースに応答してスレッシュホールドを定義するステップを更に備えた、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
各ピクセル形式に対して、そのピクセル形式に属する検査値ピクセルの一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査形式データベースを構築するステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
上記ピクセル形式に関連した上記基準検査データベースに応答して各ピクセル形式に対してスレッシュホールドを決定するステップを更に備えた、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
スレッシュホールドを選択する上記ステップは、上記検査ピクセル及び上記基準ピクセルから選択されたピクセルのピクセル形式に関連したスレッシュホールドを選択する段階を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
上記基準形式データベースは、三次元ヒストグラムである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
上記スレッシュホールドは、上記ヒストグラムの包絡線に正接する線で構成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
上記スレッシュホールドは、上記ヒストグラムを形成するデータポイントの中間に実質的に平行な線で構成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
上記スレッシュホールドは、上記ヒストグラム包絡線から所定の距離に配置された線で構成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
上記スレッシュホールドは、上記ヒストグラムを形成するデータポイントの中間から規定の統計学的パラメータ内に配置されたデータポイントを反映する線で構成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
上記基準ピクセルはメモリから得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
上記基準ピクセルは別のダイから得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
上記基準ピクセルは、上記検査ピクセルが得られたパターンと理想的に同一であるパターンから得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
上記計算ステップは、欠陥の存在の確率を表わす警報信号を発生する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査データベースを構築するステップを更に備えた、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
上記基準検査データベースに応答してスレッシュホールドを定義するステップを更に備えた、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
上記警報信号の値は、上記選択されたスレッシュホールドと、上記一対の検査値及び基準値との間の距離に応じたものである、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
基板を欠陥に対して検査する方法であって、
上記基板を照射するステップと、
検査ピクセルを得るステップと、
上記検査ピクセルを表わす検査値を計算するステップと、
基準ピクセルを上記検査ピクセルと同じダイから得るべきか別のダイから得るべきかを決定するステップと、
上記決定に応答して基準ピクセルを得るステップと、
上記検査ピクセルを表わす検査値を計算するステップと、
上記検査値及び上記基準値から選択された値に応答してスレッシュホールドを選択するステップと、
上記選択されたスレッシュホールドを、上記基準値と上記検査値との間の差と比較して、欠陥の存在を決定するステップと、
を備えた方法。
【請求項４０】
上記選択された値の選択は、上記基準値及び上記検査値のどちらの値がよりノイズが多いか評価する段階と、ノイズの少ない方の値を選択する段階とを備えた、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
上記選択された値は、低い方の値である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
上記選択された値の選択は、上記検査値が誤りである第１の確率を評価する段階と、上記基準値が誤りである第２の確率を評価する段階と、上記第１及び第２の確率のうちの低い方の確率に関連した値を選択する段階とを備えた、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
上記検査値は、上記検査ピクセル及び隣接検査ピクセルを表わすか、又は上記検査ピクセルと隣接検査ピクセルとの間の比較を表わす、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
上記検査値は、
上記検査ピクセルのグレーレベルと、
上記検査ピクセルのグレーレベル間及び少なくとも１つの検査隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せ間の比と、
上記検査ピクセルのグレーレベルと少なくとも１つの検査隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せとの間の差と、
隣接検査ピクセルの最大グレーレベルと隣接検査ピクセルの最小グレーレベルとの間の差と、
隣接検査ピクセルのグレーレベル間の平均と、
で構成されたグループから選択されたパラメータを表わす、請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
上記選択された値は、基準ピクセル及び検査ピクセルの形式を決定するのに使用される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４６】
上記検査ピクセルの形式を決定するステップを更に備え、該決定ステップは、上記検査ピクセルの形式に応答して行なわれる、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
上記選択された値についての個別値の共通性を反映するピクセル形式データベースを構築するステップを更に備えた、請求項３９に記載の方法。
【請求項４８】
選択された値の範囲をピクセル形式に割り当てるステップを更に備えた、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
隣接する選択された値の範囲は、選択された値とその共通性との間の関係を表わす共通性グラフの局部最小値に限定される、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
規定のスレッシュホールドより高い少なくとも１つの局部最大値を各範囲が含むように上記選択された値の範囲を割り当てる、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
エンドユーザにより与えられた範囲情報に基づいて上記選択された値の範囲を割り当てる、請求項４７に記載の方法。
【請求項５２】
上記範囲は、ダイのパターン化されたエリア及びダイの背景を適宜に表わす、請求項４７に記載の方法。
【請求項５３】
上記範囲は、周期的なセル、非周期的なセル及び背景を適宜に表わす、請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
上記検査値及び上記基準値から選択された値を選択する上記ステップの間に上記ピクセル形式データベースを更新する段階を更に備えた、請求項４７に記載の方法。
【請求項５５】
一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査データベースを構築するステップを更に備えた、請求項３９に記載の方法。
【請求項５６】
上記基準検査データベースに応答してスレッシュホールドを定義するステップを更に備えた、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
各ピクセル形式に対して、そのピクセル形式に属する検査値ピクセルの一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査形式データベースを構築するステップを更に備えた、請求項３９に記載の方法。
【請求項５８】
上記ピクセル形式に関連した上記基準検査データベースに応答して各ピクセル形式に対してスレッシュホールドを決定するステップを更に備えた、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
スレッシュホールドを選択する上記ステップは、上記検査ピクセル及び上記基準ピクセルから選択されたピクセルのピクセル形式に関連したスレッシュホールドを選択する段階を含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
上記基準形式データベースは、三次元ヒストグラムである、請求項５６に記載の方法。
【請求項６１】
上記スレッシュホールドは、上記ヒストグラムの包絡線に正接する線で構成される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
上記スレッシュホールドは、上記ヒストグラムを形成するデータポイントの中間に実質的に平行な線で構成される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
上記スレッシュホールドは、上記ヒストグラム包絡線から所定の距離に配置された線で構成される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
上記スレッシュホールドは、上記ヒストグラムを形成するデータポイントの中間から規定の統計学的パラメータ内に配置されたデータポイントを反映する線で構成される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６５】
上記計算ステップは、欠陥の存在の確率を表わす警報信号を発生する段階を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項６６】
一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査データベースを構築するステップを更に備えた、請求項３９に記載の方法。
【請求項６７】
上記基準検査データベースに応答してスレッシュホールドを定義するステップを更に備えた、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
上記警報信号の値は、上記選択されたスレッシュホールドと、上記一対の検査値及び基準値との間の距離に応じたものである、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
上記決定ステップは、上記検査されるダイが低分散の隣接物に位置する場合に同じダイから基準ピクセルを得るように決定する段階を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項７０】
上記隣接物の分散は、
上記検査ピクセルのグレーレベル間及び少なくとも１つの検査隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せ間の比と、
上記検査ピクセルのグレーレベルと、少なくとも１つの検査隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せとの間の差と、
隣接検査ピクセルの最大グレーレベルと、隣接検査ピクセルの最小グレーレベルとの間の差と、
隣接検査ピクセルのグレーレベル間の平均と、
で構成されたグループから選択された少なくとも１つのパラメータに応じたものである、請求項３９に記載の方法。
【請求項７１】
基板を欠陥に対して検査する方法であって、
検査ピクセル、検査隣接ピクセル、及び基準ピクセルを得るステップと、
検査値、第２検査値及び基準値を計算するステップであって、上記第２検査値は、上記検査ピクセルのみを表わし、上記基準値は、上記基準ピクセル及び隣接基準ピクセルを表わし、上記検査値は、上記検査ピクセル及び検査隣接ピクセルを表わすものであるような前記ステップと、
上記検査値及び上記基準値から選択された値に応答して第１スレッシュホールド及び第２スレッシュホールドを選択するステップと、
上記選択された第１スレッシュホールドと上記検査値と上記第２検査値との間の第１の関係を決定すると共に、上記選択された第２スレッシュホールドと上記検査値と上記基準値との間の第２の関係を決定するステップと、
上記第１の関係及び第２の関係の少なくとも一方に応答して欠陥の存在を指示するステップと、
を備えた方法。
【請求項７２】
上記第１の関係は、上記選択された第１スレッシュホールドと、上記検査値及び上記第２検査値の両方を反映するデータエレメントとの間の距離を反映する、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
上記第２の関係は、上記選択された第２スレッシュホールドと、上記検査値及び上記基準値の両方を反映するデータエレメントとの間の距離を反映する、請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
上記指示ステップは、上記第１の関係及び上記第２の関係から選択された関係を選択する段階を含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
上記各関係は、欠陥存在の確率を反映し、高い欠陥存在確率を反映する関係を選択する、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
上記選択された値の選択は、上記基準値及び上記検査値のどちらの値がよりノイズが多いか評価する段階と、ノイズの少ない方の値を選択する段階とを備えた、請求項７１に記載の方法。
【請求項７７】
上記選択された値は、低い方の値である、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
上記選択された値の選択は、上記検査値が誤りである第１の確率を評価する段階と、上記基準値が誤りである第２の確率を評価する段階と、上記第１及び第２の確率のうちの低い方の確率に関連した値を選択する段階と、
を備えた、請求項７１に記載の方法。
【請求項７９】
上記基準値は、上記基準ピクセルのグレースケールと、上記基準ピクセルのグレースケール間及び少なくとも１つの基準隣接ピクセルのグレースケールの組み合せ間の比と、上記基準ピクセルのグレースケールと少なくとも１つの基準隣接ピクセルのグレースケールの組み合せとの間の差とで構成されたグループから選択されたパラメータを表わす、請求項７１に記載の方法。
【請求項８０】
上記検査値は、少なくとも１つの検査隣接ピクセルの少なくとも１つのグレースケールの組み合せを表わす、請求項７１に記載の方法。
【請求項８１】
上記検査値は、隣接検査ピクセルの最大グレースケールと、隣接検査ピクセルの最小グレースケールとの間の差を反映する、請求項７１に記載の方法。
【請求項８２】
上記検査値は、隣接検査ピクセルのグレースケールの平均を反映する、請求項７１に記載の方法。
【請求項８３】
上記基準値は、隣接基準ピクセルのグレースケール及び基準ピクセルのグレースケールの平均を反映する、請求項７１に記載の方法。
【請求項８４】
上記第２検査値は、上記検査ピクセルの輝度を反映する、請求項７１に記載の方法。
【請求項８５】
上記選択された値は、上記基準ピクセル及び検査ピクセルの形式を決定するのに使用される、請求項７１に記載の方法。
【請求項８６】
上記選択された値についての個別値の共通性を反映するピクセル形式データベースを構築するステップを更に備えた、請求項８５に記載の方法。
【請求項８７】
選択された値の範囲をピクセル形式に割り当てるステップを更に備えた、請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
隣接する選択された値の範囲は、選択された値とその共通性との間の関係を表わす共通性グラフの局部最小値に限定される、請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
規定のスレッシュホールドより高い少なくとも１つの局部最大値を各範囲が含むように上記選択された値の範囲を割り当てる、請求項８７に記載の方法。
【請求項９０】
エンドユーザにより与えられた範囲情報に基づいて上記選択された値の範囲を割り当てる、請求項８７に記載の方法。
【請求項９１】
上記範囲は、ダイのパターン化されたエリア及びダイの背景を適宜に表わす、請求項８７に記載の方法。
【請求項９２】
上記範囲は、周期的なセル、非周期的なセル及び背景を適宜に表わす、請求項８７に記載の方法。
【請求項９３】
上記検査値及び上記基準値から選択された値を選択する上記ステップの間に上記ピクセル形式データベースを更新する段階を更に備えた、請求項８６に記載の方法。
【請求項９４】
一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査データベースを構築するステップと、一対の検査値及び隣接検査値の共通性を反映する検査隣接データベースを構築するステップとを更に備えた、請求項７１に記載の方法。
【請求項９５】
上記基準検査データベースに応答して１組の第１スレッシュホールドを定義するステップを更に備えた、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
上記検査隣接データベースに応答して１組の第２スレッシュホールドを定義するステップを更に備えた、請求項９４に記載の方法。
【請求項９７】
各ピクセル形式に対して、そのピクセル形式に属するピクセルの一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査形式データベースを構築するステップを更に備えた、請求項７１に記載の方法。
【請求項９８】
前記ピクセル形式に関連した上記基準検査形式データベースに応答して各ピクセル形式に対する第１スレッシュホールドを決定するステップを更に備えた、請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
１組の第１スレッシュホールドから第１スレッシュホールドを選択する上記ステップは、上記検査ピクセル及び上記基準ピクセルから選択されたピクセルのピクセル形式に関連した第１スレッシュホールドを選択する段階を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１００】
上記基準検査形式データベースは、１より大きな整数をＮとすれば、Ｎ次元ヒストグラムである、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０１】
上記第１スレッシュホールドは、上記ヒストグラムの包絡線に正接する線で構成される、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
上記第１スレッシュホールドは、上記ヒストグラムを形成するデータポイントの中間に実質的に平行な線で構成される、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０３】
上記第１スレッシュホールドは、上記ヒストグラム包絡線から所定の距離に配置された線で構成される、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０４】
上記第１スレッシュホールドは、上記ヒストグラムを形成するデータポイントの中間から規定の統計学的パラメータ内に配置されたデータポイントを反映する線で構成される、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０５】
各ピクセル形式に対して、そのピクセル形式に属するピクセルの一対の検査値及び基準値の共通性を反映する隣接検査形式データベースを構築するステップを更に備えた、請求項７１に記載の方法。
【請求項１０６】
前記ピクセル形式に関連した上記隣接検査形式データベースに応答して各ピクセル形式に対する第２スレッシュホールドを定義するステップを更に備えた、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
１組の第２スレッシュホールドから第２スレッシュホールドを選択する上記ステップは、上記検査ピクセル及び上記基準ピクセルから選択されたピクセルのピクセル形式に関連した第２スレッシュホールドを選択する段階を含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０８】
上記隣接検査形式データベースは、１より大きな整数をＮとすれば、Ｎ次元ヒストグラムである、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０９】
上記第２スレッシュホールドは、上記ヒストグラムの包絡線に正接する線で構成される、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
上記第２スレッシュホールドは、上記ヒストグラムを形成するデータポイントの中間に実質的に平行な線で構成される、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１１】
上記第２スレッシュホールドは、上記ヒストグラム包絡線から所定の距離に配置された線で構成される、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１２】
上記第２スレッシュホールドは、上記ヒストグラムを形成するデータポイントの中間から規定の統計学的パラメータ内に配置されたデータポイントを反映する線で構成される、請求項１０８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検出、特に、半導体デバイスの表面の欠陥検出に係る。
【背景技術】
【０００２】
超大規模集積に関連した高密度高性能の現在の需要は、サブミクロンの特徴部と、高いトランジスタ及び回路速度と、改善された信頼性とを要求する。このような需要は、デバイス特徴部を高い精度及び均一性で形成することを要求し、ひいては、デバイスがまだ半導体ウェハの形態である間にデバイスの頻繁且つ詳細な検査を含む入念なプロセス監視を必須とする。
【０００３】
従来のプロセス内監視技術は、２段階の「検査及び検討」手順を使用している。第１段階中に、ウェハの表面が高い速度及び比較的低い解像度で検査される。第１段階の目的は、欠陥の確率の高いウェハ上の疑わしい位置を示す欠陥マップを作成することである。第２段階中に、それらの疑わしい位置が更に完全に分析される。両段階は同じ装置で実施されてもよいが、これは必要なことではない。
【０００４】
２段階検査ツールは、単一の検出器を有してもよいし、多数の検出器を有してもよい。多検出器の２段階検査装置が、参考としてその内容をここに援用するアルモ(Alumot)の米国特許第５，６９９，４４７号、第５，９８２，９２１号及び第６，１７８，２５７Ｂ１号に説明されている（以下、集合的にアルモシステムと称する）。
【０００５】
第１段階（検査段階とも称される）の間に、アルモシステムは、（ａ）検査ピクセル、それに隣接する非検査ピクセル及び基準ピクセルを得るステップと、（ｂ）検査ピクセルの形式及び／又は決定された基準ピクセルの形式を決定するステップと、（ｃ）検査ピクセル及び基準ピクセルと、検査ピクセルの形式に基づくスレッシュホールドとを比較するステップと、（ｄ）この比較に応じて欠陥の存在を決定するステップとを含む。ピクセルの形式を決定する上記ステップは、次のパラメータを決定する第１段階を含む。即ち、（ｉ）局部最大値−ピクセルが局部最大値であるかどうか（ピクセルがその隣接ピクセルに対して最大である場合）、（ii）強度−ピクセルが強力である場合（ピクセルの強度がスレッシュホールドに対して著しい場合）、（iii）比−ピクセルの強度とその隣接ピクセルの強度との比がスレッシュホールドに対してどのようであるか、及び（iv）勾配−ピクセルがスレッシュホールドに対して傾斜エリアに位置するかどうか。第２段階は、ピクセルを、上記パラメータに応答して次の形式の１つに分類することを含む。（Ｉ）分離ピーク（ピクセルが、著しい強度及び比をもつ局部最大値である場合）、（II）マルチピーク（ピクセルが分離ピークでなく、ピクセルが著しい強度を有し、且ついずれの隣接ピクセルも分離ピークでない場合）、（III）傾斜−隣接ピクセルのいずれか１つが分離ピークであるか又は著しい勾配を有する場合、或いは（IV）背景−ピクセルが著しい強度も勾配ももたず且つどの隣接ピクセルも分離ピークでない場合。
【０００６】
従って、欠陥検出は、スレッシュホールドがピクセルの形式に応じたものであるので、検査ピクセルの形式分け応じたものとなる。特にノイズの多い環境での測定プロセスにおける種々のエラー、及び／又は測定の不正確さは、形式の決定に影響を及ぼすと共に、誤った欠陥検出を招くことがある。更に、ピクセル形式のセットが固定されている。従って、エンドユーザの要求に基づいて形式を動的に調整し又は仕立てることができない。
【０００７】
基準ピクセルは、通常、同じウェハ又はそれ以外のウェハからの別のダイの以前の検査から得られる。特に、検査ツールパラメータが変化し得るときに異なるダイから得たピクセルとピクセルとを比較すると、誤った決定を招くことにもなる。
【０００８】
そこで、基板、特に半導体基板を、欠陥に対して検査するための改良された、より健全な方法が要望される。
【０００９】
又、ピクセル形式を動的に定義するのを許す基板検査方法も更に要望される。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、基板を欠陥に対して検査する方法であって、（ａ）検査ピクセル及び基準ピクセルを得るステップと、（ｂ）上記検査ピクセルを表わす検査値と、上記基準ピクセルを表わす基準値とを計算するステップと、（ｃ）上記検査値及び上記基準値から選択された値に応答してスレッシュホールドを選択するステップと、（ｄ）上記選択されたスレッシュホールド、基準値及び検査値の間の関係を決定して、欠陥の存在を指示するステップとを備えた方法を提供する。上記関係は、上記スレッシュホールドに対する一対の検査ピクセル及び基準ピクセルの間の変位を反映してもよい。又、上記ステップ（ｄ）は、上記選択されたスレッシュホールドと、上記検査値と基準値の差との間の比較を含んでもよい。理想的には、欠陥がない場合、検査ピクセルと基準ピクセルとが等しい。
【００１１】
本発明は、基板を欠陥に対して検査する方法であって、（ａ）検査ピクセルを得るステップと、（ｂ）上記検査ピクセルを表わす検査値を計算するステップと、（ｃ１）上記検査ピクセルと同じダイから基準ピクセルを得るべきか、又は別のダイから基準ピクセルを得るべきか決定するステップと、（ｃ２）上記決定に応答して基準ピクセルを得るステップと、（ｃ３）上記検査ピクセルを表わす検査値を計算するステップと、（ｄ）上記検査値及び上記基準値から選択された値に応答してスレッシュホールドを選択するステップと、（ｅ）上記選択されたスレッシュホールドを、上記基準値と検査値との間の差と比較して、欠陥の存在を決定するステップとを備えた方法を提供する。上記ステップ（ａ）−（ｂ）は、基準ピクセルを同じダイから得てもよいかどうか決定するためのものである。検査ピクセルと同じダイから基準ピクセルを得ると共に、特に同じ検査中に同じ検査ツールを使用すると、作業環境における変化、測定の不正確さ等を補償することができる。又、同じダイから基準ピクセルを得ると、測定装置の同じ走査中に基準ピクセルを得ることができるので、基準ピクセルを得るプロセスを簡単化できることに注意されたい。通常、基準ピクセルは、同じダイから得てもよいし、或いは検査ピクセルが背景エリアに位置する場合にはその検査ピクセルの付近から得てもよい。背景エリア内の隣接ピクセルにおけるグレーレベルの変化は、通常、欠陥を指示する。
【００１２】
検査値及び基準値から値を選択する上記ステップは、検査値及び基準値の各々に関連したノイズの評価に応答して、ノイズの少ない方の値を選択することができる。多くの場合、ノイズの少ない方の値は、低い方の値である。この選択は、検査値が誤りである第１の確率を評価し、基準値が誤りである第２の確率を評価し、これら第１及び第２の確率のうちの低い方の確率に関連した値を選択することを含んでもよい。
【００１３】
検査値は、検査ピクセル及び／又は検査隣接ピクセルを表わす。基準値は、基準ピクセル及び／又は隣接基準ピクセルを表わす。検査値は、検査ピクセルと、検査隣接ピクセルとの間の比較を表わしてもよい。基準値は、基準ピクセルと隣接基準ピクセルとの間の比較を表わしてもよい。
【００１４】
検査値は、次のパラメータの少なくとも１つを表わすことができる。即ち、検査ピクセルのグレーレベル；検査ピクセルのグレーレベル間及び少なくとも１つの検査隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せ間の比；及び検査ピクセルのグレーレベルと少なくとも１つの検査隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せとの間の差。検査値は、隣接検査ピクセルの最大グレーレベルと、隣接検査ピクセルの最小グレーレベルとの間の差を反映することができる。又、検査値は、隣接検査ピクセルのグレーレベルの平均を反映することもできるし、或いは隣接検査ピクセルのグレーレベルと、検査ピクセルのグレーレベルとの平均も反映することができる。
【００１５】
基準値は、次のパラメータの少なくとも１つを表わすことができる。即ち、基準ピクセルのグレーレベル；基準ピクセルのグレーレベル間及び少なくとも１つの基準隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せ間の比；及び基準ピクセルのグレーレベルと少なくとも１つの基準隣接ピクセルのグレーレベルの組み合せとの間の差。基準値は、隣接基準ピクセルの最大グレーレベルと隣接基準ピクセルの最小グレーレベルとの間の差を反映することができる。又、基準値は、隣接基準ピクセルのグレーレベルの平均を反映することもできるし、或いは隣接基準ピクセルのグレーレベルと基準ピクセルのグレーレベルとの平均を反映することもできる。
【００１６】
本発明の態様によれば、選択された値は、基準ピクセル及び検査ピクセルの形式を決定するのに使用される。両方のピクセルに対して単一の形式を選択すると、特にノイズの少ない方の値、即ち誤りが少ないと考えられる値に基づいて選択を行うことができるので、ノイズ、測定の不正確さ及び測定の不一致を克服できることに注意されたい。
【００１７】
本発明は、選択された値についての個別値の共通性を反映するピクセル形式データベースを構築するステップを含む方法を提供する。このデータベースは、ヒストグラムの形態をとることができるが、これは必要でない。通常、この方法は、更に、選択された値の範囲をピクセル形式に対して割り当てることを含む。従来、隣接する選択された値の範囲は、選択された値とその共通性との間の関係を表わす共通性グラフの局部最小値に限定される。ヒストグラムの局部最小値における形式間境界の位置は、ノイズの多い測定及び測定の不正確さから生じる、誤った形式分類の量を最小にする。
【００１８】
又、値範囲の割り当ては、各値範囲内のデータポイントの量が最小であることに応答して行うこともできる。各範囲が著しい量のデータポイントを含むよう確保するために、データポイントの量は、局部最大値により反映されてもよいし、又は規定のスレッシュホールドより高い局部最大値により反映されてもよい。
【００１９】
値範囲の割り当ては、エンドユーザにより与えられる入力に応答して行なうことができ、従って、エンドユーザの要求に対して方法を仕立てることができる。
【００２０】
通常、割り当ては、ダイ上の種々の形式のエリアに応答して行なわれ、これらのエリアは、ダイのパターン化されたエリア及びダイの背景を含む。又、これらエリアは、周期的なセル（メモリセルとも称される）、非周期的なセル（ロジックセルとも称される）及び背景を適宜含むことができる。
【００２１】
本発明の態様によれば、データベースは、この方法の実行中に動的に更新することができ、従って、現在の情報へと調整することができる。更新は、この方法が実行されるときに行うことができるが、欠陥が検出された場合にのみ行われてもよい。
【００２２】
本発明の態様によれば、この方法は、一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査データベースを構築するステップを含む。基準検査データベースに鑑み、少なくとも１つのスレッシュホールドを決定することができる。これらのデータベースは、ヒストグラムとして表わすことができる。
【００２３】
本発明の更に別の態様によれば、本発明は、各ピクセル形式に対して、そのピクセル形式に属するピクセルの一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査形式データベースを構築することを含む。各ピクセル形式には、スレッシュホールドが関連される。このスレッシュホールドは、基準検査形式データベースに鑑み決定される。１組のスレッシュホールドからスレッシュホールドを選択するステップは、検査ピクセル及び基準ピクセルから選択されたピクセルのピクセル形式に関連したスレッシュホールドを選択することを含むのが便利である。
【００２４】
基準検査形式データベースは、Ｎ次元ヒストグラムであり、Ｎは、１より大きな整数である。スレッシュホールドは、ヒストグラム包絡線に正接する線でもよいし、ヒストグラムを形成するデータポイントの中間に実質的に平行な線でもよいし、ヒストグラム包絡線から所定の距離に位置する線でもよいし、又はヒストグラムを形成するデータポイントの中間から規定の統計学的パラメータ内に位置するデータポイントを反映する線でもよい。
【００２５】
基準ピクセルは、メモリから得られてもよいし、別のダイから得られてもよいし、或いは検査ピクセルが得られたパターンと理想的に同一であるパターンから得られてもよい。
【００２６】
本発明は、選択されたスレッシュホールドと、基準値と、検査値との間の関係を決定して、欠陥の存在を指示するためのステップが、欠陥の存在の確率を表わす警報信号を発生することを含む方法を提供する。警報信号の値は、選択されたスレッシュホールドと、検査値及び基準値の対との間の距離に応じたものであるのが便利である。本発明は、基板を欠陥について検査する方法であって、（ｉ）検査ピクセル、検査隣接ピクセル、及び基準ピクセルを得るステップと、（ii）検査値、第２の検査値及び基準値を計算するステップであって、上記第２の検査値は、検査ピクセルのみを表わし、上記基準値は、基準ピクセル及び隣接基準ピクセルを表わし、上記検査値は、検査ピクセル及び検査隣接ピクセルを表わすものであるようなステップと、（iii）上記検査値及び基準値から選択された値に応答して第１スレッシュホールド及び第２スレッシュホールドを選択するステップと、（iv）上記選択された第１スレッシュホールドと、上記検査値と、上記第２の検査値との間の第１の関係を決定すると共に、上記選択された第２スレッシュホールドと、上記検査値と、上記基準値との間の第２の関係を決定するステップと、（ｖ）上記第１の関係及び第２の関係の少なくとも一方に応答して欠陥の存在を指示するステップとを備えた方法を提供する。
【００２７】
第１の関係は、選択された第１スレッシュホールドと、検査値及び第２の検査値の両方を反映するデータエレメントとの間の距離を反映することができる。第２の関係は、選択された第２スレッシュホールドと、検査値及び基準値の両方を反映するデータエレメントとの間の距離を反映する。上記指示ステップは、第１の関係及び第２の関係から選択された関係を選択することを含む。各関係は、欠陥の存在の確率を反映してもよく、高い欠陥存在確率を反映する関係を選択することを含む。
【００２８】
第２の検査値は、検査ピクセルの輝度を反映する。上記方法は、更に、一対の検査値及び基準値の共通性を反映する基準検査データベースを構築するステップと、一対の検査値及び隣接する検査値の共通性を反映する検査隣接データベースを構築するステップとを含むことができる。上記方法は、基準検査データベースに応答して１組の第１スレッシュホールドを定義するステップと、検査隣接データベースに応答して１組の第２スレッシュホールドを定義するステップとを含むことができる。
【００２９】
上記方法は、更に、各ピクセル形式に対して、そのピクセル形式に属するピクセルの一対の検査値及び基準値の共通性を反映する隣接検査形式データベースを構築するステップを含むことができる。又、上記方法は、各ピクセル形式に対する第２スレッシュホールドを、そのピクセル形式に関連した隣接検査形式データベースに応答して決定するステップも含むことができる。１組の第２スレッシュホールドから第２スレッシュホールドを選択するこのステップは、検査ピクセル及び基準ピクセルから選択されたピクセルのピクセル形式に関連した第２スレッシュホールドを選択することを含む。この第２スレッシュホールドは、（ａ）ヒストグラム包絡線に正接する線、（ｂ）ヒストグラムを形成するデータポイントの中間に実質的に平行な線、（ｃ）ヒストグラム包絡線から所定の距離に位置する線、又は（ｄ）ヒストグラムを形成するデータポイントの中間から規定の統計学的パラメータ内に位置するデータポイントを反映する線を含むことができる。
【００３０】
本発明の付加的な利点は、本発明の好ましい実施形態のみを図示して説明した以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかとなろうが、これは、本発明を実施するよう意図された最良の態様を例示するに過ぎない。明らかなように、本発明は、他の異なる実施をすることもでき、その多数の細部は、本発明から逸脱せずに種々の明らかな観点において修正が可能である。従って、添付図面及び説明は、本発明を例示するものとみなすべきで、何らそれに限定されるものではない。
【００３１】
同じ要素が全体にわたって同じ参照番号で示された添付図面を参照して説明する。
【発明の説明】
【００３２】
図１を参照すれば、半導体ウェハ２０のような検査されるべき物品は、複数の理想的に同一のパターン化された集積回路ダイ２２を有するように処理され（検査の前に）、各ダイ２２は、ウェハ２０の表面に形成されたＴ字型パターン２４のような同等のパターンを有する。単一のダイが、ダイ当たり数百万のパターンを遥かに越える大量のパターンを含み得ることに注意されたい。半導体ダイは、通常、複数の層を含む。局部的パターン２４のようなパターンは、金属相互接続線、トレンチ、ビア、導電性ゲート等の一部分でよい。ダイ上の種々のエリアは、通常、背景エリア（理想的には非常に滑らかな）、メモリエリア（非常に多数の繰返しパターンを含む）、又はロジックエリア（通常、多量の隣接繰返しパターンを含まない）に分類されることに注意されたい。又、この方法は、図４及び５を参照して詳細に述べるように、他の分類／形式の動的な定義及び形式間境界の動的な定義を許すことに注意されたい。
【００３３】
この方法は、ピクセルを得るための手段及び方法が既知であるので、種々の検出ツールによって実施することができる。検出ツールは、単一の検出器、多数の検出器、暗視野検出器、明視野検出器、又はこれら検出器の組合せを有してもよい。アルモシステムは、多検出器システムであるが、検出器の他の構成を有する他の多検出器システムが実施されてもよい。
【００３４】
図２には、欠陥検出方法を実施するための検査ツール３０が示されている。この検査ツール３０は、（Ａ）ウェハ２０の表面を走査する像形成装置３１と、（Ｂ）ここに開示する分析を好ましくは電子的に実行するプロセッサ３２と、（Ｃ）プロセッサ３２の分析の結果を表示するモニタ３３とを備えている。ウェハを走査するのに適した典型的な検査ツールは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズインクから入手できるコンパス(Compass)を含む。
【００３５】
図３には、本発明の一実施形態によるピクセルを得るためのシステムが示されている。光源４０は、ウェハ２２に対してすれすれの角度で設けられる。ＰＭＴ４２、４４、４６及び４８のような４つの検出器も、すれすれの角度で設けられるが、光ビーム４９の通常の反射方向（即ちスネルの法則の反射）から空間的に離れて配置される。従って、４つの検出器４２、４４、４６、４８は、連続データ流の形態で４つの透視画から暗視野像を発生する。付加的な暗視野検出器５０がウェハの表面に対して９０度で配置される。明視野検出器５２は、通常の反射ビーム４９を受光する。明視野検出器５２は、ポイントセンサ又は複数の光センサ、例えば、ＣＣＤでよい。
【００３６】
図４は、本発明の好ましい実施形態により基板を欠陥について検査するための方法１００を示す。
【００３７】
この方法１００は、初期化ステップ１１０でスタートする。ステップ１１０は、ピクセル値の共通性(communality)に関する統計学的情報を収集することを含む。ステップ１１０の間に、複数のダイを検査して、当業者に知られたように決定された統計学的に意義のあるサンプル母集団を構築してもよいことに注意されたい。
【００３８】
ステップ１１０は、ピクセル形式データベースを発生する段階１１２を含んでもよい。例示的なピクセル形式データベースが図５にグラフで示されている。このピクセル形式データベースは、ピクセル分散(variance)値の共通性を反映する。ピクセルの分散は、そのピクセルの隣接ピクセル間の関係を反映するが、ピクセルとその隣接ピクセルとの間の関係も反映し得る。隣接ピクセルは、種々の形状及びサイズのものでよい隣接パターン内に位置する。通常、ピクセルは、隣接パターンの中央に位置するが、これは必要でない。隣接パターンは、通常、長方形であるが、これは必要ない。説明の便宜上、隣接パターンは、ＮｘＭピクセルの格子であると仮定する。ピクセルＣＰの分散ｖは、隣接ピクセルの１組のグレーレベルＡｉｊの単値関数であり、但し、ｉは１からＮまでの整数であり、ｊは１からＭまでの整数である。中心ピクセルの分散ｖ（Ａｉ、ｊ）は、（ａ）隣接ピクセルの最高グレーレベルと最低グレーレベルとの間の差、（ｂ）隣接ピクセルのグレーレベルの平均値、又は（ｃ）隣接ピクセルの重み付けされた平均値、等々に等しくすることができる。
【００３９】
多くの場合に、ダイの１つのスポットからの反射光ビームは、ダイの別のスポット、又は同じスポットであるが異なる角度からの反射光ビームより相当に明るい（通常、１０００００倍以上の明るさ）ことに注意されたい。多くの検査ツールでは、ピクセルの差を記述するのに、比較的限定された範囲の輝度値（この技術ではグレーレベルとしても知られている）しか指定されない。一般に、この範囲は、０から２５５に及ぶ。検出器は、通常、この限定された範囲の輝度に対して校正される。従って、２５５の値は、少なくとも２５５の輝度レベルを有するピクセルに指定される。これらの信号は、通常、飽和信号と称される。本発明の態様によれば、ピクセル又はその隣接ピクセルのいずれか１つが２５５のグレーレベルを有する場合には、飽和値と他のピクセルとの間の差が実際に分からないので、そのピクセルの分散がその最も高いレベルにセットされる。
【００４０】
段階１１２の後、選択された値の範囲をピクセル形式に割り当てる段階１１４へと続く。便宜上、隣接する選択された値の範囲は、ヒストグラムの局部最小値に位置する形式間境界により限定される。図５を参照すれば、３つの隣接値範囲形式（形式１、形式２及び形式３で示す）が、ヒストグラム２０８の局部最小値ＰＶ１  ２１０及びＰＶ２  ２１２に各々位置する形式間境界により限定されている。形式間境界を局部最小値に位置すると、各境界が比較的共通性の低いピクセル値で包囲されるので、誤った形式分けの量が減少される。
【００４１】
又、値範囲の割り当ては、各値範囲内のデータポイントの量、局部最大値の位置、及び規定のスレッシュホールドより高い局部最大値に応答して実行して、各範囲が著しい量のデータポイントを含むよう確保できることにも注意されたい。ステップ４１８は、エンドユーザにより与えられた入力に応答して値範囲を割り当てることも含み、従って、エンドユーザの要求に対してこの方法を仕立てることができるようにする。
【００４２】
通常、割り当ては、ダイ上のエリアの種々の形式に応じて行なわれ、これらエリアは、ダイのパターン化されたエリア及びダイの背景を含む。又、これらエリアは、周期的なセル（メモリセルとも称される）、非周期的なセル（ロジックセルとも称される）、及び背景エリアを適宜含むことができる。図５を参照すれば、ピクセル分散値が最低であることを特徴とする形式１は、背景エリアを表わす。ピクセル分散値が最高であることを特徴とする形式３は、「ロジック」エリアのような非周期性を表わす。形式２は、メモリセルのような、繰返しパターンを含むパターン化されたエリアを表わす。
【００４３】
段階１１４の後、その形式に属するピクセルの（検査値、基準値）の対の共通性を反映する基準検査形式データベースを生成する段階１１６へと続く。図６−図８を参照すれば、形式１−形式３の各形式は、基準検査形式データベースを有する。これらの図は、二次元のグラフを示すが、実際にグラフは三次元であり、ｘ−ｙ平面は、（検査ピクセル値、基準ピクセル値）の対を示すが、ｚ軸は、同じ値を有する対の量を示す。段階１１６は、更に、ヒストグラム包絡線を定義し、スレッシュホールドを定義することを含む。図６−図８には、ヒストグラム包絡線２２４及び２２５と、種々のスレッシュホールド線ＴＳ１  ２３２、ＴＳ２  ２３４、ＴＳ３  ２３６、ＴＳ５  ２３５及びＴＳ７  ２３７とが示されている。ヒストグラム包絡線は、規定量の対を含むか、又は規定量の偽警報を保証するように選択される。スレッシュホールドは、種々の基準に基づいて選択されてもよい。例えば、スレッシュホールドＴＳ２  ２３４は、図６のヒストグラム包絡線２２４に正接する線である。スレッシュホールドＴＳ１  ２３２は、ヒストグラム包絡線２２４より若干上に位置する３つの直線である。スレッシュホールドＴＳ７  ２３７は、図７のヒストグラムを形成するデータポイントの中間２２７に実質的に平行な線である。ＴＳ３  ２３６は、ヒストグラム包絡線２２４から所定の距離に配置された線である。他のスレッシュホールド、例えば、ヒストグラムを形成するデータポイントの中間から規定の統計学的パラメータ内に位置するデータポイントを反映する線を含むスレッシュホールドが選択されてもよいことに注意されたい。図９に示すように、ＤＰ２  ２５２及びＤＰ１  ２５１のような検査ピクセル値及び基準ピクセル値の対の位置が位置スレッシュホールドＴＳ２  ２３４と比較され、欠陥の存在に関する指示が与えられる。
【００４４】
ステップ１５０の後、現在検査ピクセル値でデータベースをリフレッシュするために段階１１４及び１１６へと続いてもよいことに注意されたい。データベースは、欠陥が検出されなかった場合だけリフレッシュされてもよい。
【００４５】
ステップ１１０の後、検査ピクセル及び基準ピクセルを得るためのステップ１２０へと続く。検査ピクセルは、図２及び図３のシステムのような種々の検出システムにより得ることができるが、これに限定されない。基準ピクセルは、通常、記憶装置から得られるが、検出システム自体によって得ることもできる。ステップ１２０は、通常、次の段階を含む。（Ａ）検査されるダイを、例えば、図３の光源２００で照射する段階１２１、（Ｂ）ＰＭＴ２２０、２２５、２３０、２３５、２４０及び／又は２５０のような少なくとも１つの検出器により検出信号を受信する段階１２２、（Ｃ）この検出信号を処理して、照射されたダイの一部分の像を形成する段階であって、この像が、グレーレベル信号のような信号で各々特徴付けられるピクセルの格子を含むものであるような段階１２３、（Ｄ）ピクセルの格子から現在処理すべきピクセルを選択する段階であって、上記ピクセルが検査ピクセルであるような段階１２４。この選択は、ラスタ走査パターンのような規定のパターンをたどってもよいが、他の選択機構が実施されてもよい。（Ｅ）記憶装置から基準ピクセルを検索する段階１２５。ステップ１２０は、通常、検査ピクセル及び基準ピクセルを、検査ダイ及び基準ダイ上の同じ位置、又は同じダイ上の異なるパターンの同じ位置に各々関連付ける整列段階を含むことに注意されたい。整列方法は、この技術で知られている。このような整列方法は、例えば、アルモの米国特許第５，６９９，４４７号、第５，９８２，９２１号及び第６，１７８，２５７Ｂ１号に説明されている。別の整列方法が、ワグナーの米国特許第５，６５９，１７２号に開示されている。
【００４６】
ステップ１２０の後、検査ピクセルを表わす検査値及び基準ピクセルを表わす基準値を計算するステップ１３０へと続く。説明の便宜上、検査値は、検査ピクセルの分散であり、基準値は、基準ピクセルの分散であると仮定するが、検査値及び基準値を発生するために他の関数が選択されてもよい。
【００４７】
ステップ１３０の後、検査値及び基準値から選択された値に応答してスレッシュホールドを選択するステップ１４０へと続く。ステップ１４０は、検査値及び基準値から値を選択する段階１４２を含む。この選択は、基準値及び検査値からのどちらの値がノイズが多いか評価し、そしてノイズの少ない方の値を選択することを含む。通常、選択される値は、低い方の値であるが、これは必要でなく、検出システム内の信号及びノイズの両方の特性に依存する。これらの特性は、ノイズの確率分布を含んでもよい。又、段階１４２は、検査値が誤りである第１の確率を評価し、基準値が誤りである第２の確率を評価し、更に、それら第１及び第２の確率のうちの低い方の確率に関連した値を選択することを含んでもよい。
【００４８】
段階１４２の後、選択された値に鑑み検査及び基準ピクセルの形式を決定する段階１４４へと続く。図５を参照すれば、選択された値がＰＶ１より小さい場合には、基準ピクセル及び検査ピクセルの両方の形式として形式１が選択される。選択された値が、ＰＶ１に等しいか又はＰＶ１より大きいが、ＰＶ２より小さい場合には、基準ピクセル及び検査ピクセルの両方の形式として形式２が選択される。選択された値がＰＶ２に等しいか又はＰＶ２より大きい場合には、基準ピクセル及び検査ピクセルの両方の形式として形式３が選択される。
【００４９】
段階１４４の後、選択された形式に応答してスレッシュホールドを選択する段階１４６へと続く。
【００５０】
ステップ１４０の後に、選択されたスレッシュホールドと基準値と検査値との間の関係を決定して、欠陥の存在を指示するステップ１５０へと続く。このステップ１５０は、形式で特徴付けられた（検査値、基準値）の対の位置を、その形式のスレッシュホールドに関連して決定することを含む。図６−図８を参照すれば、検査及び基準ピクセルの形式が形式２である場合には、ステップ１５０は、（検査値、基準値）の対がスレッシュホールドＴＳ７  ２３７より高いかどうか決定することを含む。その答えが「ノー」であって、欠陥がないことを指示する場合には、この方法１００は、他の検査ピクセルをチェックするように続けることができ、ステップ１５０の後に、ステップ１２０（別のダイ又はダイの別の部分を照射してピクセルを得なければならない場合）、又は段階１２４（段階１２１−１２３の間に既に取得された像から別のピクセルを処理する場合）へと続く。その答えが「イエス」であって、欠陥があることを指示する場合には、対（検査値、基準値）とスレッシュホールドＴＳ７  ２３７との間の距離を評価する付加的な段階が実行される。上記距離の長さは、通常、欠陥存在の確率に比例するが、この長さは、欠陥の形式に応じたものでもよい（例えば、粒子が作られた材料等）。このような場合に、ステップ１５０は、欠陥指示信号を発生することを含む。この欠陥指示信号は、アルモシステムのフェーズIIのような欠陥検討装置により使用することができる。検査及び基準ピクセルの形式が形式２である場合には、ステップ１５０は、（検査値、基準値）の対がスレッシュホールドＴＳ７  ２３７より高いかどうか決定することを含む。検査及び基準ピクセルの形式が形式１である場合には、ステップ１５０は、上記対と、ＴＳ１  ２３２、ＴＳ２  ２３４及びＴＳ３  ２３６から既に選択された単一のスレッシュホールドとの間の関係を決定することを含む。図９は、スレッシュホールドＴＳ２  ２３４より上に配置されてＤＰ１  １５０及びＤＰ２  １５２で示された（検査値、基準値）の２つの対を示す。距離Ｄ１  １４０及びＤ２  １４２は、欠陥存在の確率を指示してもよい。
【００５１】
図１０は、本発明の好ましい実施形態により基板を欠陥に対して検査するための方法１０１を示す。
【００５２】
この方法１０１は、初期化ステップ１１０でスタートする。ステップ１１０は、ピクセル値の共通性に関する統計学的情報を収集することを含む。ステップ１１０の間に、複数のダイを検査して、当業者に知られたように決定された統計学的に意義のあるサンプル母集団を構築してもよいことに注意されたい。
【００５３】
ステップ１１０は、ピクセル形式データベースを生成する段階１１２を含んでもよい。例示的なピクセル形式データベースが図５にグラフで示されている。
【００５４】
段階１１２の後、選択された値の範囲をピクセル形式に割り当てる段階１１４へ続く。
【００５５】
段階１１４の後、その形式に属するピクセルの（検査値、基準値）の対の共通性を反映する基準検査形式データベースを生成すると共に、その形式に属するピクセルの（第２検査値、検査値）の共通性を反映する隣接検査形式データベースを生成する段階１１８へ続く。第２検査値は、検査ピクセルそれ自体を表わすが、検査値は、隣接検査ピクセルか、又は検査ピクセルと隣接検査ピクセルとの間の関係かのいずれかを表わす。例えば、第２検査値は、検査ピクセルの強度／輝度を表わし、一方、検査値は、検査ピクセルの分散を表わす。図６−図８は、例示的な基準検査形式データベースを示し、一方、図１１−図１３は、隣接検査形式データベースを示す。形式１−形式３からの各形式は、基準検査形式データベース及び隣接検査形式データベースを有する。図１１−図１３のグラフは、二次元のグラフを示すが、実際にグラフは三次元であり、ｘ−ｙ平面は、（検査値、第２検査値）の対を示すが、ｚ軸は、同じ値を有する対の量を示す。段階１１８は、更に、ヒストグラム包絡線を定義し、スレッシュホールドを定義することを含む。図１１−図１３には、ヒストグラム包絡線３２４及び３２５と、種々のスレッシュホールド線ＴＳ１１  ３３２、ＴＳ１２  ３３４、ＴＳ１３  ３３６、ＴＳ１５  ３３５及びＴＳ１７  ３３７とが示されている。ヒストグラム包絡線は、規定量の対を含むか、又は規定量の偽警報を保証するように選択される。スレッシュホールドは、種々の基準に基づいて選択されてもよい。例えば、スレッシュホールドＴＳ１２  ３３４は、図１１のヒストグラム包絡線３２４に正接する線である。スレッシュホールドＴＳ１１  ３３２は、ヒストグラム包絡線３２４より若干上に位置する３つの直線である。スレッシュホールドＴＳ１７  ３３７は、図１２のヒストグラムを形成するデータポイントの中間３２７に実質的に平行な線である。ＴＳ１３  ３３６は、ヒストグラム包絡線３２４から所定の距離に配置された線である。他のスレッシュホールド、例えば、ヒストグラムを形成するデータポイントの中間から規定の統計学的パラメータ内に位置するデータポイントを反映する線を含むスレッシュホールドが選択されてもよいことに注意されたい。
【００５６】
ステップ１５０の後、現在検査ピクセル値でデータベースをリフレッシュするために段階１１４及び１１８へと続いてもよいことに注意されたい。データベースは、欠陥が検出されなかった場合だけリフレッシュされてもよい。
【００５７】
ステップ１１０の後、検査ピクセル及び基準ピクセルを得るためのステップ１２０へと続く。検査ピクセルは、図２及び３のシステムのような種々の検出システムにより得ることができるが、これに限定されない。基準ピクセルは、通常、記憶装置から得られるが、検出システム自体によって得ることもできる。
【００５８】
ステップ１３０の後、検査値及び基準値から選択された値に応答して第１スレッシュホールド及び第２スレッシュホールドを選択するステップ１４０へ続く。ステップ１４０は、検査値及び基準値から値を選択する段階１４２を含む。段階１４２の後、選択された値に鑑み検査及び基準ピクセルの形式を決定する段階１４４へと続く。段階１４４の後、選択された形式に応答して第１スレッシュホールド及び第２スレッシュホールドを選択する段階１４７へと続く。
【００５９】
ステップ１４０の後、選択された第１スレッシュホールドと検査値と第２の検査値との間の第１関係を決定すると共に、選択された第２スレッシュホールドと検査値と第２の検査値との間の第２関係を決定するステップ１５２へと続く。
【００６０】
ステップ１５２は、（ａ）選択された形式で特徴付けられる（検査値、第２検査値）の対の位置を、その選択された形式の第１スレッシュホールドに関連して決定すると共に、（ｂ）選択された形式で特徴付けられる（検査値、基準値）の対の位置を、その形式の第２スレッシュホールドに関連して決定することを含む。図６−図１１を参照すれば、検査及び基準ピクセルの形式が形式２である場合には、ステップ１５２は、（ａ）（検査値、第２検査値）の対がスレッシュホールドＴＳ１７  ３３７より高いかどうか決定すると共に、（ｄ）（検査値、基準値）の対がスレッシュホールドＴＳ７  ２３７より高いかどうか決定することを含む。
【００６１】
ステップ１５２は、上記第１関係及び第２関係の少なくとも１つに応答して欠陥の存在を指示することを含む。例えば、両方の対がスレッシュホールドより高く、欠陥が存在しないことを指示する場合には、この方法１０１は、他の検査ピクセルをチェックするように続けることができ、ステップ１６０の後に、ステップ１２０（別のダイ又はダイの別の部分を照射してピクセルを得なければならない場合）、又は段階１２４（段階１２１−１２３の間に既に取得された像から別のピクセルを処理する場合）へと続く。上記対の少なくとも一方がその対応スレッシュホールドより高く、欠陥があることを指示する場合には、その対応スレッシュホールドより高い上記少なくとも一方の対と、その対応スレッシュホールドとの間の距離を評価する付加的な段階が実行される。上記距離の長さは、通常、欠陥存在の確率に比例するが、この長さは、欠陥の形式に応じたものでもよい（例えば、粒子が作られた材料等）。
【００６２】
第１の関係は、選択された第１スレッシュホールドと、検査値及び第２検査値の両方を反映するデータエレメントとの間の距離を反映することができる。第２の関係は、選択された第２スレッシュホールドと、検査値及び基準値の両方を反映するデータエレメントとの間の距離を反映する。ステップ１６０は、第１の関係及び第２の関係から選択された関係を選択することを含んでもよいことに注意されたい。各関係は、欠陥の存在の確率を反映してもよく、高い欠陥存在確率を反映する関係を選択することを含む。
【００６３】
本発明は、種々の形式の半導体デバイス、特に、約０．１８ｍ以下のデザインルールをもつ高密度半導体デバイスの製造に適用することができる。
【００６４】
本発明は、従来の材料、方法及び装置を使用することにより実施することができる。従って、このような材料、装置及び方法の詳細は、ここでは述べない。以上の説明では、本発明を完全に理解するために、特定の材料、構造、化学成分、プロセス等の、多数の特定の詳細を述べた。しかしながら、本発明は、このような詳細に基づかずに実施できることを認識されたい。他の例では、本発明を不必要に不明瞭にしないために、良く知られた処理構造は詳細に説明しなかった。
【００６５】
ここでは、本発明の実施形態とその幾つかの応用例のみを図示して説明した。本発明は、種々の他の組み合せ及び環境にも使用することができると共に、本発明の概念の範囲内で変更又は修正がなされ得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態による欠陥検出方法により検査されるべきウェハを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態により欠陥検出を行なってピクセルを得るためのシステムを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態により欠陥検出を行なってピクセルを得るためのシステムを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態によるピクセル形式データベースのグラフ表示である。
【図６】本発明の実施形態による基準検査形式データベースのグラフ表示である。
【図７】本発明の実施形態による基準検査形式データベースのグラフ表示である。
【図８】本発明の実施形態による基準検査形式データベースのグラフ表示である。
【図９】本発明の実施形態による基準検査形式データベースのグラフ表示である。
【図１０】本発明の一実施形態による欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態による隣接検査形式データベースのグラフ表示である。
【図１２】本発明の実施形態による隣接検査形式データベースのグラフ表示である。
【図１３】本発明の実施形態による隣接検査形式データベースのグラフ表示である。
【符号の説明】
【００６７】
２０・・・半導体ウェハ、２２・・・集積回路ダイ、２４・・・Ｔ字型パターン、３０・・・検査ツール、３１・・・像形成装置、３２・・・プロセッサ、３３・・・モニタ、４０・・・光源、４２、４４、４６、４８・・・検出器（ＰＭＴ）、４９・・・通常の反射ビーム、５０・・・暗視野検出器、５２・・・明視野検出器
【図１】
2005510709.tif 000003
【図２】
2005510709.tif 000004
【図３】
2005510709.tif 000005
【図４】
2005510709.tif 000006
【図５】
2005510709.tif 000007
【図６】
2005510709.tif 000008
【図７】
2005510709.tif 000009
【図８】
2005510709.tif 000010
【図９】
2005510709.tif 000011
【図１０】
2005510709.tif 000012
【図１１】
2005510709.tif 000013
【図１２】
2005510709.tif 000014
【図１３】
2005510709.tif 000015
【国際調査報告】
2005510709.tif 000016
2005510709.tif 000017
2005510709.tif 000018
2005510709.tif 000019
2005510709.tif 000020