本文介绍了一种明场(Bright Field) 晶片检测仪程式设置的新方法，该方法可有效缩短程式设置时间，并改善程式质量。传统的明场程式优化工艺需要在明场检测仪与SEM检查工具之间反复调整若干检测参数。现今的IC制造厂不仅要求“一步到位”，而且需要提高限制良率的关键缺陷的捕获率，同时降低虚假与噪声缺陷的数量。在 IC 生产环境中，光学模式复杂多变，排队等待时间不能过长，而且存在其他限制因素，因此明场程式设置很有可能耗时太长，不能满足生产环境的要求。本文介绍了一个新的方法和工具集，通过将 SEM 检查与该制程紧密结合，以创新的方式帮助实现程式优化目标。在 IC 工厂实施这种方法，不仅可以比以前使用的记录程序 (POR) 显著提高关键缺陷的捕获率，而且可以大大节省程式优化时间。
更细的设计规则、更小的缺陷类型、更多的噪声源和新的工艺整合方案，给原本有效的在线晶片检测方法带来了严峻挑战。通过描绘在线检测到的良率限制缺陷的量值以及它们对在线和最终测试良率的影响程度，往往可以获得良率改进最佳方法。特定良率事件的影响程度通常可以决定良率、集成和制程设计团队的工作优先次序。有效的在线缺陷检测
不仅可以监控生产线状况、提高良率，还可以防止在制品 (WIP) 可能发生的缺陷偏移。因此，在线检测系统必须能够准确、及早地提供影响良率事件的信号，这绝对至关重要。如果制程变化后需要等待电性测试数据，而不能依靠明场检测数据，将会增加数周的等待时间，而且需要对更多的在制品 (WIP) 进行测试，这显然不是我们想要的。
为了通过明场检查帮助提高良率，程式必须能够在每个关键阶段提供足够高的关键缺陷 (DOI) 捕获率。要实现这一目标，必须根据 DOI 捕获率要求调整程式优化，同时减少（或分类）噪声缺陷，例如薄膜厚度色差和前级缺陷。优化步骤包括调整诸如灵敏度、照明模式、光谱区和各种不同缺陷类型的分类条件等参数。由于很多缺陷过于微小，而无法通过光学方法鉴别，因此我们通常不得不采用迭代式方法。在此方法中，晶片 (FOUP) 在明场检测仪与 SEM 之间来回移动，直到获得满意程式。但是，先进 IC 生产厂要求将此类步骤数量减小到一个极值（“一步到位”），以满足严苛的良率学习率要求。本文通过数据介绍了一个简化通常需要耗时数周、多次迭代制程的方法，使其只需几天时间即可实现目标。
新的程式周期优化方法将 KLA-Tencor 的明场检测系统与 SEM 检查工具有效联系起来。此方法需要交换一组数据，其中包括光学图像碎片和其他缺陷相关属性等。这样，只需在 SEM 检查工具上进行一次迭代就可以完成程式构建。
常规检测程式设置
图 1 显示常规的程式设置工艺流程。其目的是找到最多的关键缺陷，同时尽可能减少噪声缺陷。工程师根据在检测机台上手动确定起始像素大小和光学模式，以获得当前图形级别的最佳分辨率和对比度。我们进行数次有望获得良好结果的“热”（高灵敏度度）初始明场检测扫描，然后将结果送交SEM 检查。如果不使用检测光学图像碎片来协助检测缺陷偏移和区分假缺陷、噪声缺陷（例如前级缺陷和其它SEM非可视缺陷等），“热”扫描的SEM检查将变得十分困难。如果每类关键缺陷和噪声缺陷类型至少有一个样本被捕获，将在明场检测仪上进行信噪比分析，以确定要优化的两个备选模式。
要优化这两个备选程式，需要进行多次明场和SEM检查迭代（其周期时间包括排队时间）。此时，可以使用缺陷分类，以帮助分离关键缺陷和噪声缺陷。然后释放这些备选程式，以便按生产批次进行比较，接下来将这些程式送入生产线，以确定最佳模式，并测试该程式的稳定性和可靠性。这些批次的SEM检查取样方法遵照常规生产方法，对于每个晶片，使用限定数量的随机选择缺陷进行检查。由于每个晶片的反馈信息有限，因此需要参考多个批次的结果来确定最终的最佳模式。由于时间限制，前面介绍的常规明场程式设置程序通常只能尝试有限数量的光学模式和其他明场参数。生产周期将此过程的持续时间限定为大约四至六周，直到最终获得优化的明场程式。常规方法需要晶片在明场与SEM检查工具之间来回转移（图 2）。
新型检测程式设置
新方法的关键在于扫描电子显微镜(SEM)，它需要能访问所有检测设备的一些缺陷参数、光学图像碎片和SEM检查期间提供的高分辨率光学图像。这些将有助于重新检测SEM上的缺陷，而且对于区分虚假缺陷和噪声缺陷至关重要，尤其是前层、光学可视缺陷。这些缺陷通常是SEM非可视缺陷，因为SEM的穿透深度远低于光学检测仪的穿透深度。在SEM上获得可靠信息，而不是仅仅访问 KLARF 文件（缺陷位置），这是在 SEM 检查工具上成功优化程式的关键。
在一个特殊应用程序中，KLA-Tencor SEM 提供