自動配方穩定性監測及報告的製作方法

2023-09-20 12:36:40 4

本發明大體上涉及用於自動配方穩定性監測及報告的系統及方法。

背景技術：

以下描述及實例不因其包含於此段落中而被承認是現有技術。

在半導體制工藝期間的多個步驟處使用檢驗過程以檢測晶片上的缺陷以促進位造工藝中的更高良率及因此實現更高利潤。檢驗始終是製造半導體裝置(例如IC)的重要部分。然而，隨著半導體裝置的尺寸減小，檢驗對於可接受半導體裝置的成功製造變得更為重要，這是因為較小缺陷可導致裝置失效。

通常通過執行包含關於將如何執行檢驗過程的信息的一組指令(通常被稱作「配方」)而在檢驗工具上執行檢驗過程。所述信息可包含在檢驗過程期間執行的數據收集的參數，例如用於將光引導到晶片且用於收集且檢測來自晶片的光的光學參數。所述信息還可包含檢驗過程期間或之後執行的數據處理的參數，例如待應用到由檢驗系統的檢測器產生的輸出的圖像處理及缺陷檢測參數。

檢驗配方創建(setup)可為相對複雜過程，這是因為適當配方通常因晶片及檢驗工具而異。舉例來說，適合於在一個工具上檢驗晶片的一個檢驗配方可能不適合於在另一工具上檢驗相同晶片。另外，適合於在一個工具上檢驗晶片的一個檢驗配方可能不適合於在相同工具上檢驗不同晶片。因此，檢驗配方創建是晶片特定以及工具特定的。

一旦已創建檢驗配方，就存在可導致所述檢驗配方不再適合於檢驗針對其創建所述配方的晶片及工具類型的某些情況。舉例來說，在針對其創建檢驗配方的晶片上執行的一或多個製造過程中的改變可導致所述檢驗配方檢測晶片上的異常數目個缺陷，如果一或多個製造過程中的改變未導致晶片為缺陷的，那麼所述異常數目個缺陷可能甚至並非缺陷。換句話來說，即使晶片上的所產生變化可由檢驗配方檢測為缺陷，製造過程中的全部變化也不會都導致晶片上的缺陷。另外，如果檢驗工具自身具有某些改變(例如，歸因於檢驗工具中的一或多個光學元件的一或多個性質的漂移)，那麼檢驗工具的改變可導致檢驗配方不再適合於針對其創建所述配方的晶片的檢驗。

因此，檢驗結果可能受與晶片上的缺陷無關的若干因素影響。因此，為了使檢驗結果反映在晶片上實際發生的情況，確定檢驗配方是否已變得不適合於針對其創建所述檢驗配方的晶片及工具是重要的。在可確定檢驗結果反映晶片上的缺陷並非用於製造晶片的過程或檢驗工具自身中的漂移之前，所述檢驗結果不僅無用，而且作用於所述檢驗結果(例如，改變製造過程)可實際上導致晶片上的真實缺陷(例如，在極精密製造過程經更改以減小在晶片上檢測到的根本不是缺陷但歸因於檢驗工具中的漂移而被檢測為缺陷的「缺陷」的情況下)。

分離出對檢驗結果的影響可為尤其困難的挑戰。舉例來說，在晶片上檢測到的異常數目個缺陷可為由製造過程失效導致的晶片上的異常數目個實際缺陷。然而，所述異常數目個缺陷可由製造過程中的可接受的漂移及/或檢驗工具中的不可接受的改變導致。因此，首先必須檢測異常檢驗結果且接著必須識別其原因。

然而，不存在用於周期性地監測針對在生產線中所使用的多個光學檢驗工具上檢驗的半導體晶片的特定層的測檢驗配方的穩定性的已知設施。在無能力針對給定半導體晶片層監測檢驗結果(例如圖像分塊及從所述圖像分塊收集的統計數據)的情況下，歸因於半導體工藝中的變化，手動識別特定配方何時變得對相應層的檢驗無效是非常困難的。

因此，開發無上文所描述的一或多個缺點的用於監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的系統及方法將是有利的。

技術實現要素：

不可以任何方式將多種實施例的以下描述理解為限制所附權利要求書的標的物。

一個實施例涉及一種計算機實施方法，其用於監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性。所述方法包含收集隨時間的檢驗結果。所述檢驗結果是在不同時間點在晶片上執行所述晶片檢驗配方時由至少一個晶片檢驗工具所產生。所述方法還包含通過將在不同時間產生的所述檢驗結果彼此比較而識別所述檢驗結果中的異常變化。另外，所述方法包含確定所述異常變化是否可歸因於所述晶片、所述晶片檢驗配方或所述至少一個晶片檢驗工具中的一或多者，由此確定所述晶片檢驗配方是否隨時間穩定。收集、識別及確定步驟是由計算機系統執行。

可如本文中所描述那樣進一步執行所述方法的步驟中的每一者。另外，所述方法可包含本文中所描述的任何其它方法的任何其它步驟。此外，所述方法可由本文中所描述的所述系統中的任何者執行。

另一實施例涉及一種非暫時性計算機可讀媒體，其存儲可在計算機系統上執行以執行用於監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的計算機實施方法的程序指令。所述計算機實施方法包含上文所描述的所述方法的所述步驟。可如本文中所描述那樣進一步配置所述計算機可讀媒體。可如本文中進一步描述那樣執行所述計算機實施方法的所述步驟。另外，可針對其執行所述程序指令的所述計算機實施方法可包含本文中所描述的任何其它方法的任何其它步驟。

額外實施例涉及一種系統，其經配置以監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性。所述系統包含至少一個晶片檢驗工具，所述至少一個晶片檢驗工具經配置以通過在不同時間點在晶片上執行晶片檢驗配方而產生檢驗結果。所述系統還包含計算機子系統，所述計算機子系統經配置以執行上文所描述的所述方法的收集、識別及確定步驟。可如本文中所描述那樣進一步配置所述系統。

附圖說明

在受益於優選實施例的以下詳細描述的情況下及在參考附圖時，所屬領域的技術人員將變得了解本發明的另外優點，其中：

圖1是說明影響晶片檢驗配方的穩定性的三個主要變化性源的框圖；

圖2是說明經配置以監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的系統的一個實施例的框圖；

圖3是說明存儲用於導致計算機系統執行本文中所描述的計算機實施方法的程序指令的非暫時性計算機可讀媒體的一個實施例的框圖；及

圖4是說明經配置以監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的系統的實施例的側視圖的示意圖。

雖然本發明易於以多種修改及替代形式呈現，但其特定實施例作為實例展示在圖式中且在本文中詳細描述。圖式可不按比例。然而，應理解，圖式及其詳細描述不希望將本發明限制於所揭示的特定形式，而相反，本發明將涵蓋落於如由所附權利要求書界定的本發明的精神及範圍內的全部修改、等效物及替代物。

具體實施方式

現轉向圖式，應注意，圖式未按比例繪製。特定來說，極度誇大了圖式的一些元件的比例以強調元件的特性。還應注意，圖式未按相同比例繪製。已使用相同元件標號指示可經類似配置的展示於一個以上圖式中的元件。除非本文中另有指明，否則所描述且展示的元件中的任何者可包含任何適當的可商購元件。

本文中所描述的實施例大體上涉及自動配方穩定性監測及報告。一個實施例涉及用於監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的計算機實施方法。本文中所描述的實施例提供基於從可預定義的晶片位置收集的信息自動計算且監測與生產檢驗工具上的檢驗配方的穩定性相關的重要度量，以識別相應半導體晶片製造過程中的潛在變化的方法。本文中所描述的實施例還提供執行從多個檢驗工具的自動數據收集(例如，經由周期性輪詢)、分析數據趨勢及針對偏離正常行為的事件產生報告及警告的方法。

在一個實施例中，本文中所描述的一或多個製造過程是生產過程的部分。在半導體裝置製造的技術中，可將「生產過程」大體上定義為生產大量裝置的生產或製造過程。因此，生產過程是在研究及開發階段(其中形成用於製造半導體裝置的過程)之後及在小量生產階段(ramp stage)(其經執行以將在研究及開發中形成的過程轉變成大量製造環境)之後執行的過程。

因此，可將生產過程視為已通過研究及開發及小量生產除錯且其問題及限制得到相對清楚地理解的過程。因而，在生產環境中執行的檢驗過程可大體上不同於在其它製造階段執行的檢驗過程。舉例來說，到已開始大量製造的時候，已在較早製造階段中識別由所述特定製造過程導致的典型缺陷。因此，在生產期間執行的檢驗過程大體上經執行以監測從生產的典型行為的變化，而非如在較早階段中那樣執行缺陷發現。

配方穩定性對於生產檢驗工具的用戶來說可為關鍵問題。舉例來說，過程中的改變或過程變化或缺陷群體中的變化可導致不穩定配方。檢驗配方的穩定性是直接影響工廠的半導體晶片生產的良率的關鍵成分。在典型生產設置中，確定檢驗配方的性能匹配在針對給定半導體層的配方創建階段期間所展示的性能結果是重要的。晶片過程條件中的小改變可能改變由光學檢驗工具產生的最終圖像的統計數據，由此直接影響檢驗配方的捕獲及幹擾率。晶片條件中的此類小波動可影響光學檢驗工具檢測關鍵關注缺陷(DOI)類型的能力，由此影響檢驗工具的靈敏度。

本文中所使用的所述術語「幹擾」可被定義為通過晶片檢驗在晶片上檢測到的但實際上並非缺陷的缺陷。因此，幹擾與半導體良率不相關且不為半導體製造商所關注。舉例來說，「幹擾」可為晶片檢驗系統輸出中的噪聲源，其被錯誤地檢測為缺陷。因此，使實際上是缺陷的檢測到的缺陷與非實際缺陷的檢測到的缺陷分離可為晶片檢驗的重要部分。

圖1展示影響檢驗配方的穩定性的三個主要變化源。舉例來說，如在此圖式中所展示，變化源100可能是歸因於晶片102自身的改變，所述改變可由用於製造晶片的過程中的改變導致(即使用於所述製造過程的配方相同，意味著過程中的改變是歸因於過程中的非期望改變，例如工具失效、過程條件的漂移等等)。變化源104可能是歸因於用於檢驗晶片的檢驗工具106中的改變，所述改變可能是歸因於檢驗工具中的一或多個參數的漂移、工具失效等等。變化源108可能是歸因於用於在晶片檢驗工具上檢驗晶片的配方110，其可能是歸因於(例如)配方過適(overfitting)。此圖式因此展示在檢驗中涉及的影響檢驗配方的穩定性的三個成分(晶片、檢驗工具、檢驗配方)的相互依賴。在圖式中提及的三個源無需始終同步以維持檢驗工具的穩定性及靈敏度。雖然晶片過程條件的改變在整個生產周期內發生，但識別特定過程改變何時直接影響晶片條件與檢驗工具的靈敏度之間的同步是重要的。

本文中所描述的檢驗結果是在不同時間點在晶片上執行晶片檢驗配方時由至少一個晶片檢驗工具所產生。舉例來說，作為檢驗配方的創建過程的部分，可在將針對其收集數據(圖像分塊及/或任務傾印(job dump))的晶片上(從不同物理區域及不同過程區域)選擇一組位置。在檢驗掃描結束時，(使用與檢驗運行(inspection run)相同的配方)收集(預定義位置的)數據且將所述數據保存到相應批次結果中的位置中。這些步驟可如其在任何檢驗配方中正常執行那樣執行。另外，本文中所描述的實施例不限於任何特定檢驗結果，且可以任何已知方式產生如本文中所描述那樣收集的檢驗結果。

在一個實施例中，至少一個晶片檢驗工具是至少一個光學檢驗工具。換句話來說，至少一個晶片檢驗工具可為基於光的檢驗工具。雖然本文中所描述的實施例可能尤其適合於生產環境中所使用的光學檢驗工具，且將在本文中如此描述，但本文中所描述的實施例也適合於結合生產環境中所使用的其它檢驗工具一起使用，所述其它檢驗工具可包含(例如)電子束(electron beam或e-beam)檢驗工具。可如本文中所描述那樣進一步配置至少一個光學檢驗工具。

所述方法包含收集隨時間的檢驗結果。舉例來說，在收集步驟中，可收集來自生產檢驗工具的關鍵信息(可能僅針對晶片上的預定義位置)。在本文中所描述的實施例中，可收集檢驗結果中的變化的數據量。舉例來說，相對小量的數據收集可僅包含由檢驗產生的圖像分塊的收集，而較大量的數據收集可包含在檢驗期間產生的圖像分塊、散布圖及亮度級(light level)直方圖的收集。另外，甚至更大量的數據收集可包含任務傾印以及亮度級直方圖的收集。在任何情況中，可基於與檢驗配方的穩定性最相關的信息確定所述方法的任何一個版本中所使用的數據收集的量，其可能因檢驗配方而異。

收集檢驗結果可包含使用一或多個檢驗工具獲取檢驗結果。舉例來說，收集檢驗結果可包含使光掃描遍及晶片，及響應於來自在掃描期間由檢驗工具檢測的晶片的光而產生輸出。以此方式，收集檢驗結果可包含通過使用檢驗配方在晶片上執行檢驗過程而掃描晶片。然而，收集檢驗結果未必包含掃描晶片。舉例來說，收集檢驗結果可包含從其中已(例如，由檢驗工具)存儲檢驗結果的存儲媒體獲取檢驗結果。可以任何適合方式執行從存儲媒體收集檢驗結果，且從其獲取檢驗結果的存儲媒體可包含本文中所描述的存儲媒體中的任何者。

在一個實施例中，依據時間周期性執行收集檢驗結果。舉例來說，數據收集組件(例如在本文中進一步描述的數據收集組件)可在中央伺服器(例如可從加利福尼亞州苗必達(Milpitas)的科磊公司(KLA-Tencor)購得的XP-Rack)上運行，且可周期性輪詢檢驗工具以收集有關檢驗掃描的數據或信息(其由檢驗工具存儲於檢驗工具中)。不管是否周期性收集檢驗結果，被收集的檢驗結果可包含從來自至少一個晶片檢驗工具的每一檢驗運行(即，每個檢驗運行)產生的檢驗結果。然而，在其它實例中，被收集的檢驗結果可比用特定檢驗配方執行的所有檢驗運行少。

在其它實施例中，收集檢驗結果包含將由至少一個晶片檢驗工具中的兩者或兩者以上產生的檢驗結果存儲於相同計算機可讀存儲媒體中。舉例來說，一旦數據收集組件識別檢驗工具中的新數據，所述數據收集組件便可將相應信息(例如，任務傾印、仿真執行時期成像(SRI)、亮度級直方圖(或亮度級執行時期直方圖(LL-RTH))、圖像分塊、配方、分類器等等)複製到中央數據源。

圖2說明經配置以執行本文中所描述的方法的步驟的系統的一個此實施例。舉例來說，如圖2中所展示，系統214可包含計算機系統210及存儲媒體212。計算機系統210可根據本文中參考計算機系統或子系統所描述的實施例中的任何者配置。存儲媒體212可根據本文中參考非暫時性計算機可讀存儲媒體所描述的實施例中的任何者配置。在此實施例中，計算機系統210及存儲媒體212可被配置為一個計算機系統的兩個部分。然而，計算機系統210及存儲媒體212可為兩個不同系統的兩個部分，所述兩個部分彼此物理分離，但能夠由一或多個傳輸媒體(由圖2中的計算機系統與存儲媒體之間的虛線所展示)彼此通信(例如，向彼此發送收集到的信息及/或指令)，所述一或多個傳輸媒體可包含所述技術中已知的任何適合傳輸媒體且可包含「無線」及/或「有線」傳輸媒體。

如圖2中所進一步展示，存儲媒體212可耦合到兩個或兩個以上檢驗工具(例如，圖2中所展示的工具A 200、工具B 202、工具C 204、工具D 206及工具E 208)，使得存儲媒體可從工具中的每一者收集檢驗結果。舉例來說，存儲媒體212可通過存儲媒體與工具之間由圖2中的虛線所展示的一或多個傳輸媒體而耦合到兩個或兩個以上檢驗工具(其可如本文中進一步描述那樣配置)，使得存儲媒體可從檢驗工具請求檢驗結果，且從檢驗工具接收所請求的檢驗結果。以此方式，圖2中所展示的系統可被配置為可連接到需監測的全部檢驗工具的專用計算機系統。

在額外實施例中，收集檢驗結果包含存儲檢驗結果，所述檢驗結果具有用於識別晶片、晶片檢驗配方、至少一個晶片檢驗工具及對應於所述檢驗結果執行晶片檢驗配方的時間的信息。舉例來說，數據收集組件可將所搜集信息複製到中央數據源且可由層ID、裝置ID、工具ID、日期/時戳等等在數據源中將所述信息分組。以此方式，來自每一晶片(或至少一些晶片)的度量可由系統收集且複製到存儲媒體中，所述存儲媒體可在一時間段內，基於層ID、裝置ID、工具ID、配方、時戳等等維持全部度量的有組織記錄，所述記錄可在任何稍後時點檢索。

所述方法還包含通過將在不同時間產生的檢驗結果彼此比較而識別檢驗結果中的異常變化。因此，本文中所描述的收集及識別步驟可用於自動計算且監測與生產檢驗工具上的檢驗配方的穩定性相關的重要度量。可用於執行這些步驟的操作的本文中進一步描述的一組設施可被稱作「配方穩定性監測器」或RSM。在一些實例中，比較檢驗結果可包含：計算度量(例如本文中進一步描述的度量)；分析收集到的檢驗結果中的趨勢(包含但不限於本文中所描述的多種檢驗結果)；比較檢驗結果(例如，比較圖像)；及顯示不同檢驗(即，至少一對檢驗)的統計數據。收集到的檢驗結果也可用於針對每個晶片層及檢驗工具組合建立統計模型。所述統計模型可接著用於識別偏離正常行為的異常變化。

可通過產生趨勢圖且接著監測所述趨勢圖表而執行分析度量中的趨勢。可使用例如圖2中所展示的基礎架構的基礎架構執行分析所估計穩定性參數的趨勢。另外，識別異常變化可包含針對每個層學習檢驗運行的關鍵方面(其可接著用作如本文中所描述那樣比較的檢驗結果)，所述每個層基於可在預定義晶片位置處估計的度量(例如本文中所描述的度量)監測/檢驗。以此方式，本文中所描述的實施例可在一時間段內「學習」數據特性。「異常變化」也可被大體上定義為檢驗結果中超過(特定晶片層及檢驗工具的)度量中的一者的預定可接受容許度的偏差，所述偏差可使用趨勢圖追蹤。在一些實例中，本文中所描述的實施例可經配置以就經識別異常變化警告用戶且請求將所述異常變化驗證為有效。以此方式，用戶可手動確認異常變化警告(非錯誤警報)。

在一個實施例中，被比較的檢驗結果包含由晶片的至少一個晶片檢驗工具產生的一或多個圖像的一或多個特性。舉例來說，被比較的圖像的一或多個特性可包含圖像度量，例如但不限於平均色階、灰階散布、灰階直方圖的形態及灰階直方圖的平坦度。另外，晶片間圖像分析可包含分塊及線輪廓(即，圖像在所述圖像中的經選擇行的像素處的強度的曲線)、直方圖及散布圖。

檢驗結果也可包含其它基於光的測量，所述測量可能包含或可能不包含產生任何圖像(其在檢驗配方期間執行)及/或從其中確定的特性。舉例來說，檢驗結果可包含亮度級度量，例如亮度RTH、平均亮度級、形態及峰度(peakedness)。檢驗結果也可包含聚焦測量，例如清晰度及輪廓聚焦。此類亮度級度量及/或聚焦測量可由檢驗工具確定為檢驗配方的部分及/或可由本文中所描述的實施例確定為監測過程的部分。針對比較步驟執行的亮度級分析可包含亮度級直方圖、端點(含有所選擇燈箱(light box)(其在配方創建中指定)內的像素強度的主群體的直方圖的下限及上限)、增益、照明及偏移。

在另一實施例中，被比較的檢驗結果是在於晶片檢驗配方中執行晶片的缺陷檢測之前產生。換句話來說，被比較的檢驗結果可包含未必由在晶片檢驗配方期間執行的缺陷檢測產生的輸出。舉例來說，如本文中進一步描述，被比較的檢驗結果可包含未必在晶片檢驗配方期間由缺陷檢測算法及/或方法產生的圖像、圖像度量、基於光的測量、基於光的度量、聚焦測量等等。因此，雖然本文中所描述的實施例可包含比較在晶片上檢測及/或分類的缺陷的一些特性，但本文中所描述的實施例不限於僅僅比較檢測到的及/或經分類缺陷的信息。

在額外實施例中，被比較的檢驗結果包含由晶片檢驗配方在晶片上檢測的缺陷的一或多個特性。舉例來說，被比較的檢驗結果可包含將缺陷檢測算法及/或方法應用到檢驗工具的一或多個檢測器的輸出的結果。在本文中所描述的實施例中比較的檢驗結果也可包含應用缺陷檢測算法及/或方法的其它結果，例如關於由缺陷檢測算法及/或方法在晶片上識別的噪聲的信息。舉例來說，被比較的結果可包含晶片噪聲，例如在光學差異圖像中識別的未對應於指定位置(例如，x/y位置)處的晶片上的任何明顯缺陷的噪聲。另外，比較步驟可包含配方自身的分析(例如測試/靈敏度設置差異)。

在另一實施例中，被比較的檢驗結果包含由晶片檢驗配方產生的缺陷分類結果的一或多個特性。舉例來說，檢驗配方可涉及將一些缺陷分類器(例如，可從科磊公司(KLA-Tencor)商購的iDO分類器)、方法或算法應用到由檢驗產生的缺陷檢測結果。在一個此實例中，在本文中使用及/或比較以用於監測的檢驗結果可包含缺陷分類的穩定性估計。另外，比較步驟可包含識別分類器差異。

在其中被比較的檢驗結果包含缺陷分類結果的特性的一個實施例中，可測量缺陷屬性相對於較早檢驗從給定檢驗的變化或從趨勢圖上的特定點的變化。可僅針對所考慮的檢驗配方的缺陷分類中所使用的缺陷屬性計算此變化。接著，可使變化值與缺陷分類的等效切割線匹配以確定偏差是否導致缺陷分類的最終結果的顯著變化，所述變化可直接影響檢驗過程的幹擾率。

在另一實施例中，將檢驗結果彼此比較包含確定並非由晶片檢驗配方產生的檢驗結果的一或多個特性且將在不同時間產生的檢驗結果的一或多個特性彼此比較。舉例來說，本文中所描述的計算機系統或子系統(或RSM的「分析學成分」)可計算度量，所述度量用於使用每一層、檢驗工具及晶片位置的所存儲數據估計檢驗的多種方面的穩定性。在一個此實例中，圖2中所展示的計算機系統210可經配置用於分析學、報告產生以及本文中所描述的任何其它步驟。被計算的度量可包含本文中所描述的檢驗結果及/或由檢驗配方產生的任何其它檢驗結果的任何者的度量。舉例來說，本文中所描述的實施例可使用從光學圖像提取的一組度量監測光學檢驗工具的穩定性。也可針對與收集到的一樣多的檢驗結果(例如，每一檢驗使用特定檢驗配方執行)或少於全部收集到的檢驗結果計算度量。

分析趨勢也可包含：針對特定時段加載收集到的數據；針對多種檢驗結果或本文中所描述的其度量分析數據趨勢；及接著可能詳細分析來自一對日期或工具的信息(例如，觀察圖像分塊、直方圖、散布圖等等)。舉例來說，本文中所描述的實施例可經配置以將用戶接口顯示給用戶，所述用戶接口包含關於由實施例監測的配方(及/或層)的信息。用戶接口也可包含關於被監測的檢驗工具的信息。接著，用戶可通過選擇用戶接口中的每一者中的一或多者而選擇觀察特定配方/工具組合的趨勢圖。

在此類選擇時，用戶接口可經配置以顯示針對其監測檢驗結果的參數的選擇(例如，晶片間測試圖像、晶片間差異圖像、聚焦、亮度級、分類、配方等等)。在選擇參數中的一者時，用戶接口可經配置以將一或多個趨勢圖顯示給用戶。趨勢圖可包含(例如)展示依據時間及經選擇參數中的一或多個度量的值的曲線。舉例來說，如果選擇晶片間測試圖像參數，那麼所述曲線可依據執行產生檢驗結果的檢驗的日及時間展示色彩、灰階噪聲、直方圖平坦度及直方圖形狀的值。所述曲線可展示其它檢驗結果參數的不同度量。另外，用戶接口可展示針對已選擇的任何配方及工具監測的位置。用戶接口可向用戶提供選擇被監測位置的一或多者的能力，使得在用戶接口中展示的趨勢圖僅是針對某些、經選擇的被監測位置。用戶接口也可展示其結果是基於由用戶在用戶接口中選擇的配方及工具收集且監測的每一檢驗的檢驗時戳。用戶接口可進一步經配置使得用戶可從所列的檢驗時戳選擇一或多個個別檢驗。

接著，可在用戶接口中更詳細展示在趨勢圖中所展示的檢驗結果及/或度量。舉例來說，如果在趨勢圖中展示色彩、灰階噪聲、直方圖平坦度及直方圖形狀，那麼當用戶選擇兩個或兩個以上個別檢驗時，用戶接口可接著顯示包含在經選擇個別檢驗的檢驗結果中的圖像分塊以及來自圖像分塊的線輪廓及直方圖。所述線輪廓及直方圖可展示檢驗結果中的色彩變化，且因此可用於自動或手動識別來自兩個不同檢驗運行的色彩變化。

本文中所描述的實施例也可經配置以基於通過收集及識別步驟執行的學習(可能實時地)產生或發布報告及/或通知/警告以向工廠工程師或其它用戶告知可能的偏差或偏離正常或預設行為的事件(即，展示與正常的偏差的事件(其中在本文中所描述的實施例中使用的「正常」是基於待報告給用戶或晶片廠工程師的「警告」確定的可配置偏差容許度))。另外，識別步驟可包含基於從檢驗工具收集的數據實時更新報告及趨勢圖。以此方式，本文中所描述的實施例可在一時間段內學習數據特性且產生被分析層的檢驗結果及報告的一或多個參數的趨勢圖。自動警告產生及實況更新幫助快速標記離群數據點且實現實時或接近實時識別穩定性問題。舉例來說，本文中所描述的實施例可用於在每個新數據點(檢驗結果)被收集時對其進行分析，且在所述數據點展示與正常行為的任何偏差時產生自動警告。

在樣本報告的一個實例中，可產生表，所述表包含與產生檢驗結果(例如，配方名稱、工具名稱、日期/時戳等等)的檢驗相關的若干列以及與被監測的度量(例如，亮度級、平均灰階、噪聲寬度等)相關的若干列。以此方式，單個報告可包含一個以上晶片檢驗配方及一個以上工具的監測結果。

所述方法進一步包含確定異常變化是否可歸因於晶片、晶片檢驗配方或至少一個晶片檢驗工具中的一或多者，由此確定晶片檢驗配方是否使隨時間穩定。以此方式，如上文所描述那樣識別的異常變化可用於識別被監測的晶片/配方/工具組合中的不穩定性條件。以此方式，從每個經檢驗晶片(或至少一些經檢驗晶片)收集的一組度量(例如，從光學圖像提取的度量)可用於檢測其中給定工具、檢驗配方及晶片變得不「同步」的情景(即，其中檢驗配方變得不再適合於特定晶片及檢驗工具)，這對於使用檢驗結果保持好的良率是關鍵的。

在一些實施例中，確定步驟包含比較由至少一個晶片檢驗工具的相同者產生的晶片的至少兩者的檢驗結果。舉例來說，隔離變化源可包含使在給定經檢驗晶片上如本文中所描述那樣識別的異常變化的度量與同所述第一晶片處於不同層且由相同檢驗工具檢驗的其它晶片交叉相關，由此識別可能的變化源。特定來說，可在相同檢驗工具上(且可能在大體上相同時間(例如，在同日))使用不同配方檢驗已使用不同製造過程處理的兩個不同晶片(及因此不同層的晶片)。如果所述晶片的兩者的檢驗結果展示異常變化，那麼異常變化可歸因於晶片檢驗工具。然而，如果僅所述晶片中的一者的檢驗結果展示異常變化，那麼異常變化可歸因於晶片自身(即，用於形成晶片的製造過程)。以此方式，本文中所描述的實施例可使異常變化與在給定檢驗工具上運行的其它配方相關以隔離變化源。

在另一實施例中，確定步驟包含比較由至少一個晶片檢驗工具的不同者產生的晶片中的至少兩者的檢驗結果。舉例來說，隔離變化源可包含使在給定經檢驗晶片上如本文中所描述那樣識別的異常變化的度量與同所述第一晶片處於相同層且由不同檢驗工具檢驗的其它晶片交叉相關，由此識別可能的變化源。特定來說，可在不同檢驗工具上使用相同檢驗配方檢驗已使用相同製造過程處理的兩個不同晶片(及因此相同層的晶片)。如果所述晶片的兩者的檢驗結果展示異常變化，那麼異常變化可歸因於晶片自身(即，用於形成晶片的製造過程)。然而，如果僅所述晶片中的一者的檢驗結果展示異常變化，那麼異常變化可歸因於用於檢驗晶片(發現所述晶片的檢驗結果具有異常變化)的晶片檢驗工具。在其中在不同檢驗工具上檢驗相同類型的晶片的一些實例中，本文中所描述的實施例提供在一時間段內來自經檢驗晶片的統計數據的清晰記錄，所述記錄可用作用於識別穩定性/變化的模式且用於工具匹配使用情況的重要關鍵。以此方式，本文中所描述的實施例可使異常變化與在給定日期或接近給定日期運行相同配方的其它工具相關以隔離變化源。

由本文中所描述的實施例識別的異常變化因此可歸因於若干不同原因，包含檢驗工具中的聚焦偏移漂移、色彩變化(由晶片及/或檢驗工具中的變化導致)、噪聲寬度改變(由晶片及/或檢驗工具中的變化導致)、缺陷群體波動(歸因於晶片、檢驗工具及/或檢驗配方中的變化)、運行時期亮度級變化(歸因於晶片及/或檢驗工具中的變化)及配方改變。

另外，可由本文中所描述的不同度量識別不同異常變化。舉例來說，圖像聚焦度量可用於診斷檢驗工具中超過某個預定聚焦變化容許度的聚焦漂移(其可歸因於晶片或檢驗工具中的變化)。在另一實例中，色彩變化度量可用於識別跨越晶片上的不同位點的色彩變化及強度變異數(其可歸因於晶片及/或檢驗工具中的變化)，以由此診斷過程變化、工具間匹配問題及缺陷分類穩定性。在額外實例中，可通過計算及/或顯示由缺陷檢測算法針對晶片上的不同位點確定的散布圖而確定的噪聲變化度量(其可歸因於晶片及/或檢驗工具中的變化)可用於診斷工具穩定性及過程變化。在另一實例中，圖像圖案變化度量可用於識別來自經選擇缺陷位點的圖像級圖案變化(其可歸因於晶片中的變化)，以由此診斷過程變化。在又一實例中，每個檢驗、掃描帶面積、經檢驗面積、處理量等等的缺陷數可用於在缺陷分類之前及之後捕獲缺陷數變化(其可歸因於晶片、檢驗配方及檢驗工具中的變化)，以由此診斷配方不穩定性及/或過程變化。在額外實例中，執行時期亮度級度量可用於識別亮度級平均數及亮度級直方圖的形狀的改變(其可歸因於檢驗工具、晶片及/或檢驗配方中的變化)，以由此診斷配方不穩定性。在另一實例中，使設計信息與檢驗工具輸出(其可包含顯示設計剪輯及相應經對準圖像或來自掃描的其它輸出)對準的成功率或成功百分比可用於診斷與設計的對準相關的問題(其可歸因於檢驗配方中的問題)。另外，缺陷分類穩定性度量可用於診斷缺陷分類的一或多個參數(例如用於分類的屬性及用於將不同缺陷分類彼此分離的切割線)中的不穩定性(其可歸因於檢驗配方中的問題)。

一旦異常變化已歸因於特定原因(例如，晶片、檢驗工具或檢驗配方)，本文中所描述的實施例便可包含執行進一步分析以識別發生所述異常變化的原因。舉例來說，如果檢測到聚焦度量的異常變化，那麼可由本文中所描述的實施例執行進一步分析以找出這發生的原因。進一步分析可包含(例如)觀察及/或審查亮度級直方圖、檢查配方修改(例如，光學模式、聚焦優化例程等等)(如果有)及檢查在相同日期在相同工具上運行的檢驗的趨勢。

在一個實施例中，自動執行收集、識別及確定步驟。舉例來說，本文中所描述的全部步驟可由本文中所描述的系統實施例的一或多者自動執行。對於收集及分析本文中所描述的大量檢驗結果(其無法實際地手動管理)且對於比可手動發現更快地發現晶片檢驗配方不穩定性來說，自動執行所述步驟是有利的。

本文中所描述的收集、識別及確定步驟由計算機系統執行，所述計算機系統可根據本文中所描述的實施例的任何者配置。在一個實施例中，計算機系統並非是至少一個晶片檢驗工具中的任何者的部分。舉例來說，如圖2中所展示，執行所述方法的步驟的計算機系統可與從其收集檢驗結果的全部晶片檢驗工具物理分離。以此方式，計算機系統可為並非任何檢驗工具的部分的獨立類型的計算機系統，但計算機系統可如本文中進一步描述那樣耦合到檢驗工具中的每一者。

上文所描述的方法的實施例中的每一者可包含本文中所描述的任何其它方法的任何其它步驟。此外，上文描述的方法的實施例中的每一者可由本文中描述的系統中的任何者執行。

本文中描述的全部方法可包含將方法實施例中的一或多個步驟的結果存儲於計算機可讀存儲媒體中。結果可包含本文中描述的任何結果且可以所述技術中已知的任何方式存儲。存儲媒體可包含本文中描述的任何存儲媒體或所述技術中已知的任何其它適合存儲媒體。在結果已存儲之後，結果可在存儲媒體中存取且由本文中所描述的方法或系統實施例中的任何者使用，經格式化以顯示給用戶，由另一軟體模塊、方法或系統使用等等。

另一實施例涉及非暫時性計算機可讀媒體，其存儲可在計算機系統上執行以執行用於監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的計算機實施方法的程序指令。一個此實施例展示在圖3中。舉例來說，如圖3中所展示，非暫時性計算機可讀媒體300存儲可在計算機系統304上執行以執行用於監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的計算機實施方法的程序指令302。計算機實施方法可包含本文中所描述的任何方法的任何步驟。

實施例如本文中描述的方法的程序指令302可存儲於非暫時性計算機可讀媒體300上。計算機可讀媒體可為存儲媒體，例如磁碟或光碟、磁帶或所述技術中已知的任何其它適合非暫時性計算機可讀媒體。

可以多種方法(尤其包含基於程序的技術、基於組件的技術及/或面向對象技術)的任何者實施程序指令。舉例來說，可根據需要使用Matlab、Visual Basic、ActiveX控制項、C、C++對象、C#、JavaBeans、微軟基礎類別(「MFC」)或其它技術或方法實施程序指令。

計算機系統304可採取多種形式，包含個人計算機系統、主機計算機系統、工作站、系統計算機、圖像計算機、可編程圖像計算機、並行處理器或所述技術中已知的任何其它裝置。一般來說，術語「計算機系統」可經廣泛定義以涵蓋具有一或多個處理器的任何裝置，所述裝置執行來自存儲器媒體的指令。

額外實施例涉及經配置以監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的系統。所述系統包含至少一個晶片檢驗工具，所述至少一個晶片檢驗工具經配置以通過在不同時間點在晶片上執行晶片檢驗配方而產生檢驗結果。晶片檢驗工具的一個實施例在圖4中被展示為晶片檢驗工具400及402。雖然在圖4中展示兩個晶片檢驗工具，但所述系統可包含任何其它數目個本文中所描述的晶片檢驗工具。另外，雖然晶片檢驗工具在圖4中被展示為具有相同配置，但本文中所描述的系統實施例可包含與系統中所包含的其它晶片檢驗工具不同的一或多個晶片檢驗工具。

如圖4中所展示，檢驗工具400及402包含光源404，所述光源404可包含所述技術中已知的任何適合光源，例如寬帶等離子掃描(BBP)光源或雷射。可將來自光源的光引導到分束器406，分束器406可經配置以將來自光源的光引導到晶片408。光源可耦合到任何其它適合元件(未展示)，例如一或多個聚光透鏡、準直透鏡、中繼透鏡、物鏡、光圈、光譜濾波器、偏光組件及類似者。如圖4中所展示，可以垂直入射角將光引導到晶片。然而，可以任何適合入射角(包含接近垂直及傾斜入射)將光引導到晶片。另外，可以一個以上入射角按順序或同時將光或多個光束引導到晶片。

檢驗工具可經配置以按任何適合方式使光掃描遍及晶片。舉例來說，檢驗工具可包含載物臺410，在晶片檢驗配方期間將晶片408安置在所述載物臺410上。載物臺可耦合到一或多個機械及/或機器人組合件(未展示)，所述一或多個機械及/或機器人組合件經配置以在一或多個方向上移動載物臺，使得可使光掃描遍及晶片。另外或替代地，晶片檢驗工具可包含經配置以使光掃描遍及晶片的一或多個光學元件(未展示)。

可在掃描期間由檢驗工具中的一或多個檢測器收集及檢測來自晶片408的光。舉例來說，以相對接近垂直的角度從晶片408反射的光(即，當入射是垂直時的經鏡面反射的光)可穿過分束器406到透鏡412。透鏡412可包含如圖4中所展示的折射光學元件。另外，透鏡412可包含一或多個折射光學元件及/或一或多個反射光學元件。由透鏡412收集的光可聚焦到檢測器414。檢測器414可包含所述技術中已知的任何適合檢測器，例如電荷耦合裝置(CCD)或另一類型的成像檢測器。檢測器414經配置以產生響應於由透鏡412收集的反射光的輸出。因此，透鏡412及檢測器414形成檢驗工具的一個通道。檢驗工具的此通道可包含此項技術中已知的任何其它適合光學組件(未展示)。檢測器的輸出可包含(舉例來說)圖像、圖像數據、信號、圖像信號或可由適合用於檢驗工具中的檢測器產生的任何其它輸出。

由於圖4中展示的檢驗工具經配置以檢測從晶片鏡面反射的光，所以檢驗工具被配置為明場(BF)檢驗工具。然而，此類檢驗工具還可經配置以用於其它類型的晶片檢驗。舉例來說，圖4中所展示的檢驗工具也可包含一或多個其它通道(未展示)。其它通道可包含本文中描述的任何光學組件，例如透鏡及檢測器，其經配置為散射光通道。可如本文中描述那樣進一步配置透鏡及檢測器。以此方式，檢驗工具也可經配置以用於暗場(DF)檢驗。

檢驗工具也包含耦合到工具的一或多個元件的計算機子系統416。舉例來說，計算機子系統可耦合到檢驗工具的一或多個檢測器，使得計算機子系統可接收由檢測器產生的輸出。以此方式，可將由檢驗工具的檢測器產生的輸出提供到計算機子系統416。計算機子系統416經配置以基於由檢測器針對晶片產生的輸出檢測晶片上的缺陷，其可以所述技術中已知的任何適合方式執行。

所述系統也包含經配置以執行本文中所描述的收集、識別及確定步驟的計算機子系統418。舉例來說，計算機子系統可從晶片檢驗工具中的至少一者收集檢驗結果且將結果存儲於存儲媒體420中。可如本文中所描述那樣進一步配置計算機子系統418及存儲媒體420(例如，作為一個系統422的部分或作為通過一或多個傳輸媒體(在圖4中未展示)耦合的單獨實體)。計算機子系統可經配置以執行本文中所描述的任何其它步驟。也可如本文中所描述那樣進一步配置所述系統。

應注意，在本文中提供圖4以大體上說明可包含於本文中所描述的系統實施例中的檢驗工具的配置。明顯地，可更改本文中所描述的檢驗工具配置以如在設計商業檢驗工具時通常執行那樣優化檢驗工具的性能。另外，可使用例如可從科磊公司(KLA-Tencor)商購的檢驗工具的現有檢驗工具(例如，通過將本文中所描述的元件(例如，計算機子系統418及/或存儲媒體420)耦合到現存檢驗工具)實施本文中所描述的系統。對於一些此類系統，可將本文中所描述的方法提供為系統的任選功能性(例如，作為系統的其它功能性的補充)。替代地，可「從頭開始」設計本文中所描述的系統以提供全新系統。

此外，雖然在本文中將圖4中所展示的系統描述為包含光學或基於光的檢驗工具，但檢驗工具可被配置為基於電子束的檢驗工具。基於電子束的檢驗工具可為任何適合的基於電子束的檢驗工具，包含可商購的電子束檢驗工具。

鑑於此描述，所屬領域的技術人員將明白本發明的多種方面的進一步修改及替代實施例。舉例來說，提供監測晶片檢驗配方隨時間的穩定性的系統及方法。因此，將此描述解釋為僅說明性且是出於教示所屬領域的技術人員實施本發明的一般方式的目的。應了解，本文中展示及描述的本發明的形式應被視為目前優選的實施例。元件及材料可替代本文中說明及描述的元件及材料、可顛倒部件及過程，且可獨立利用本發明的某些特徵，都如所屬領域的技術人員在受益於本發明的此描述之後將明白。可對本文中所描述的元件做出改變而不背離如所附權利要求書中所描述的本發明的精神及範圍。