CN101501703B - 用于评价图案的参数中变化的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种用于评价图案参数的变化的方法和系统，该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个参数的变化或通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

Description

用于评价图案的参数中变化的方法和系统

技术领域

概括来说，本发明属于诸如半导体晶片、印刷电路板和光刻版(reticle)(也称为光刻掩模)的图案化制品(patterned article)的自动光学检验领域。

背景技术

微电子器件的性能总是受限于器件临界特征的尺寸的变化，器件临界特征的尺寸术语上称为临界尺寸或CD。通常微电子器件是通过使用掩模(或光刻版)以光刻工艺制造的。光刻工艺是半导体器件制备中主要工艺之一，并且由根据将要生产的半导体器件的电路设计对晶片表面进行图案化组成。这种电路设计首先被图案化在掩模上。因此，为了获得有效半导体器件，掩模必须是无缺陷的。而且，通常以重复的方式使用掩模以在晶片上创建多个单元裸片(die)。因此，掩模上的任何缺陷都将在晶片上重复多次出现，并且将导致多个器件是有缺陷的。构建具有生产价值的工艺(production-worthy process)需要严格控制整个光刻工艺。在这种工艺中，CD控制对于器件性能和产量而言是一决定性的因素。

当临界尺寸较大时，器件尺寸中的系统变化，诸如由材料的物理性能引起的或设备生产工艺导致的那些系统变化，不会对总误差预算作出大的贡献，并且因此很大程度上可以忽略。然而，随着临界特征的最小尺寸降低到大约65nm以下，先前忽略的系统变化现在可能消耗掉总误差预算的相当大部分。具体地说，系统掩模CD误差可能会消耗掉总晶片光刻工艺CD误差预算的50％以上。

因此，已经开发了多种掩模检验工具并且这些掩模检验工具是商业上可获得的。根据设计和评价掩模的已知技术，创建掩模并将掩模用于通过该掩模曝光晶片，并且随后执行检查，以确定是否已经根据设计将掩模的特征传送到晶片。来自预计设计的最终特征中的任何变化都需要修改设计、创建新掩模、和曝光新晶片。

使用空间图像测量系统(Aerial Image Measusrement System，AIMS)可以使上述过程更简单。该AIMS基本上是意欲用于多种掩模设计的开发和测试的工程工具。该系统也有助于检查OPC和相移特征如何转印(print)到晶片上。另外，该系统可以用于研究通过掩模检验系统发现的各种缺陷，及测试这些缺陷是否将实际转印到晶片上。已经开发了使用用于掩模检查的空间成像(aerialimaging)原理的某些系统，例如如在美国专利No.5,481,624；5,795,688和7,072,502中公开的。同样，在Shirley Hemar等人的文章“Aerial-image-basedoff-focus inspection：lithography process window analysis during maskinspection”，Proceddings of SPIE，Volume 5266，23rd Annual BACUSSymposium on Photomask Technology，December 2003，pp.500-509(SPIE会议，第5256卷，第23届光刻版技术BACUS年度论坛，2003年12月，pp.500-509)，中描述了空间成像在掩模检验中的使用。

一般来说，AIMS^TM是用于在数字孔径(NA)的特定步进式光刻机(stepper)或扫描式光刻机(scanner)设置、照明的部分相干性或光瞳(pupil filling)、波长和照明类型(如圆形、环形、四极或偶极离轴照明)条件下评价掩模的光学系统。通过任何设定的柔性、自动调整以匹配如193nm曝光工具中的条件，它能够模拟任何类型的掩模，如为193nm光刻设计的二元掩模、OPC掩模和相移掩模。用该系统获得的图像与入射在晶片的光刻胶上但是用CCD照相机放大并记录的潜像是光学相等的。因此，AIMS^TM工具允许快速判断如在掩模上的密集图案或接触点、缺陷或修补的临界特征的晶片适印性(waferprintability)，而不需要使用曝光工具进行真实晶片转印以及所转印特征的后续SEM测量。

目前仍存在对于提供用于评价图案的至少一参数的系统和方法的需要。

发明内容

在现有技术中存在对于用于监控(控制、测量、检验)图案化制品中的一个或几个图案参数变化的新型系统和方法的需求，所述图案化制品诸如为在半导体器件的制备中使用的掩模和光刻版。被监控的图案参数变化涉及对于图案化工艺(例如，光刻)具有某些有意义信息的一个或几个参数，并且可以包括例如CD变化、用于测量形状偏差或任何其它这种测量的X-转矩和Y-转矩。测量系统应该是简单的，优选不需要复杂菜单设计，并且优选地能够与检验制品(掩模)缺陷的常规程序同时产生各自参数变化图(例如，CD图)。需要注意的是，图像不是必须是空间强度图像。还需要注意的是，被评价的图案可以是通过使用掩模产生的图案，而不是必须是掩模本身的图案。

除了上述以外，优选地，监控系统应该用于补偿与各自参数变化相关的数据流中的一些系统误差。在CD变化控制的情况中，为了实现这些任务，通常需要两个步骤，一个由下述组成：在整个掩模上的CD测量和处理测量数据以产生整个掩模的所谓“CD变化图”；以及使用所谓的“CD变化图”用于所述补偿，这是通过控制光刻参数(例如，视场上的剂量变化)进行的或通过积极修正掩模(例如，改变掩模面积之上的传播)进行的。通常，该CD变化图是通过在大量预定位置上依靠在这些位置的SEM或AIMS测量采样CD值产生的。这趋于成为耗时且复杂的工艺。

本发明提供一种新型监控系统和方法，旨在产生图案化制品的至少一部分或整体(例如，掩模)的图案参数变化图，例如CD变化图。与在测量学技术和缺陷检测技术中常规使用的那些方法相比，本发明的方法需要注意下述方面。本发明可用于监控整个图案化面积。这可以使用逐像素监控(通常在缺陷检测技术中使用)实现这一目的，但是，与缺陷检测技术不同，本发明的方法不需要任何“做出基于阀值的决策”。或者，这可以不使用任何逐像素监控方法实现，并且在这种情况中，与测量学方法相反，本发明利用基于窗口的监控(即，同时监控像素的矩阵)。

在本发明的一些实施方式中，尤其当处理CD变化图时，本发明利用空间强度成像，诸如从Applied Materials公司商业获得的AREA 193空间图像扫描仪，并且提供测量/控制系统(例如，该测量/控制系统可以在基于空间图像的检验系统中实现)，以产生(例如与常规检验同时)整个掩模的强度积分图。

需要注意的是，图案化制品(掩模)的空间图像上的强度的一定函数(例如强度积分)能够用于产生整个掩模的图案参数变化图(例如，CD变化图)。更具体地说，发明人已经发现，掩模的空间强度图像上的强度积分，特别是对于非常密集的图案(即非常小的临界尺寸)，与该图案的CD变化成线性比例。因此，“CD变化图”能够由掩模上的空间强度图像的积分容易地计算出。

“CD变化图”能够用于多种应用，包括但不限制于下述：使用CD变化图作为要从掩模车间运出的掩模的质量标准、作为监控和改进掩模工艺的方法(“工艺控制”)、作为对于用于减小CD变化的“补偿”设备的输入、作为制品检验系统的实时反馈用于更好的缺陷检测能力、作为对于在光刻仿真中使用的掩模模块的输入，用于识别所谓的“热斑”，“热斑”为大于预期CD变化的面积，其中这些“热斑”能够用作诸如CD SEM或光刻版SEM的计量工具的输入，能够实现更精确CD测量，以及用于为步进式光刻机的照明提供修正图。

一般来说，本发明是基于下述理解：图案化面积(逐像素测得的或按窗口测得的)的光响应(反射和/或透射)的强度的一定函数(例如，积分、或平均)表示图案化制品的整个图案化面积的图案参数变化(例如，CD)。

根据本发明的一个广义方面，提供了用于在图案化制品的检验中使用的方法，该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度的所述值表示在图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一预定参数的变化。

如上所述，这里使用的术语“检验”是指检验、测量或监控工艺中的任何一个。

根据本发明的另一个广义方面，提供了用于在图案化制品的检验中使用的方法，该方法包括：处理表示诸如掩模或光刻版的图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的积分，所述空间图像强度积分表示在图案化制品的所述至少一部分中的图案特征中临界尺寸的变化。

表示空间强度图像的数据可以是通过空间图像扫描仪系统产生的数据。

本发明还用于通过降低对于机器变化的测量敏感性，改进图案参数变化的测量的精确度，所述机器变化诸如为整个图像帧上的照明器(激光源)的强度变化和亮场的不均匀性(FOV变化)。激光束的强度通常是不稳定的。虽然电子地测量并补偿强度水平，但是最终图像仍然具有明显的增益变化。本发明通过捕获重叠帧(优选沿扫描的X轴和Y轴)解决该问题。这些重叠区域用于计算激光强度和FOV的变化值，以及通过补偿计算出的变化修正测量。本发明的系统产生具有一帧分辨率的图案参数变化图。由于本发明技术对于机器变化的敏感性非常低，本发明技术用于产生高分辨率的图。

优选地，处理表示空间强度图像的数据包括向空间强度图像数据应用图案识别，以在空间强度图像中标识预定的基准图案并产生相应图案标识数据。图案标识数据可以是已经标记与基准图案相似的位置的空间强度图像数据的形式。

优选地，处理表示空间强度图像的数据包括：将空间强度图像划分为预定配置的基本元素，并且利用相应图案标识数据以在空间强度图像中选择与预定的基准图案相对应的基本元素。随后，对于所选择的基本元素中的每一个或一些确定积分强度值。强度值的积分是通过对与预定的图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得的。优选地，包含与基准图案不对应的位置的基本元素被遮蔽。

然后分析积分强度值和表示它们的相应基本元素的数据，以产生表示强度积分图的数据。该步骤可以包括基于表示相应基本元素的数据，去除积分强度值中的异常值(outlier)。在一些实施方式中，强度积分图的分辨率是由基本元素的配置限定的。在一些其它实施方式中，执行在一定量的基本元素之上取平均，由此降低分辨率并减少测量误差。

然后，能够处理强度积分图，以确定特征尺寸的变化图，特征尺寸的变化图与在获得空间强度图像数据中使用的给定照明强度的强度积分图成线性比例。

在本发明的一些实施方式中，使用包含多个元素面积(elemental area)的预定配置的栅格，执行将空间强度图像划分为基本元素(basic elements)。

选择基本元素配置以使基本元素包含整数个重复的图案。

图案化制品的至少一部分的积分强度是与所述制品的检验同时确定的。替代地或额外地，表示图案化制品的所述至少一部分的图案特征的临界尺寸的变化的数据可以用于确定是否要从生产线上移出所述制品。相似地，分析该数据，以控制制品生产工艺的一个或几个参数。所述数据可以提供补偿机构的输入，该补偿机构工作以降低临界尺寸中的变化。同样，关于图案化制品中CD变化的数据可以用于调整在图案化工艺中使用的照明。

根据本发明的另一个广义方面，提供了用于在图案化制品的检验中使用的监控系统，将该监控系统配置成并工作用于：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据和对于在图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个预定参数的变化。

根据本发明的另一个广义方面，提供了用于在图案化制品的检验中使用的测量系统，将该测量系统配置为并工作用于：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据以及对于在图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的积分，所述空间图像强度积分表示在图案化制品的所述至少一部分中的图案特征中临界尺寸的变化。

优选地，该系统包括处理器设备，将该处理器设备配置为并工作用于：将表示空间强度图像的数据划分为预定配置的基本元素，以及对于基本元素中的至少一些基本元素中的至少预定位置确定空间图像强度的积分。优选地，该处理器工作以将基本元素中的位置标识为对应预定的基准图案的特征。

根据本发明的实施方式，该控制/测量系统包括图案标识设备，该图案标识设备配置为接收表示空间强度图像的数据、对该数据应用图案识别算法、使用表示预定的基准图案的基准数据、以及产生图案标识数据。该图案标识数据还由所谓“基本元素处理器”处理，“基本元素处理器”将空间强度图像划分为预定尺寸的基本元素，优选还使用图案标识数据以选择与预定的基准图案相对应的那些基本元素，并且对于各基本元素(优选对于与预定的基准图案相对应的所选基本元素)获得强度积分值。随后，表示强度积分值及它们的对应基本元素的这些数据由图产生器使用，该图产生器工作以根据所需分辨率(例如，由较低分辨率的基本元素尺寸确定的，如果使用平均)产生强度积分图。

更具体地说，本发明用于确定CD变化图，并且使用强度积分图，从而下面参照具体应用描述本发明。然而，应该理解的是，本发明并不限于这些具体实施例。

需要注意的是，本发明能够与例如执行缺陷检验的类型的制品检验系统一起使用。因此，本发明适于用于与生产工艺期间掩模的常规检验同时产生强度积分图及由此的CD变化图。

附图说明

为了理解本发明及了解如何在实践中实现本发明，现在将参考附图描述实施方式，仅作为非限制性实施例，在附图中：

图1是本发明中用于绘制在图案化的制品中图案的一个或几个参数的监控系统的实施例的框图；

图2是描述适于在图1的系统中使用的基本元素处理器的功能的框图；

图3A到3C分别示例性示出了具体光刻掩模的版图的图像，及通过本发明的技术获得的该版图的对应强度积分图和相对强度积分图；

图4A到4C分别示例性示出另一个光刻掩模的版图的图像，及该版图的对应强度积分图和相对强度积分图；

图5示意性地示出本发明实施方式的原理，旨在补偿与AIS系统变化有关的测量误差，所述AIS系统变化诸如为激光强度变化和/或FOV变化；以及

图6示例性示出用于获得3×3帧矩阵的数据的图5的原理。

具体实施方式

根据本发明的一实施方式给出了监控(测量/控制/检验)系统，该监控系统在利用表示空间强度图像的数据确定图案化制品(诸如光刻掩模)的至少一部分的图案的至少一预定参数(例如，临界尺寸)的变化图中使用。表示空间强度图像的数据由诸如AREA 193的空间图像扫描器系统输入。更具体地，本发明用于在半导体工业中所用类型的掩模的检验，因此下面将参照该应用描述本发明。

提供了一种用于评价图案的参数的变化的方法。该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个参数的变化或通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

便利地，空间图像强度的一定函数是空间图像强度积分。

便利地，图案的至少一个参数包括图案特征(pattern feature)的临界尺寸(CD)。

便利地，所述处理表示空间强度图像的数据包括：对空间强度图像数据应用图案识别算法，以标识所述空间强度图像中预定基准图案并产生相应图案标识数据。

便利地，所述处理表示空间强度图像的数据包括：将空间强度图像划分为预定配置(configuration)的基本元素，利用相应图案标识数据以在空间强度图像中选择与预定基准图案相对应的基本元素，并且确定所选基本元素中每一个基本元素的所述强度函数的值。

便利地，所述处理表示空间强度图像的数据包括：分析强度函数值和表示所述强度函数值的相应基本元素的数据，以及对于图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在该图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

便利地，所述基本元素的每一个配置为使所述基本元素的每一个包含整数个重复的图案(an integer number of cycles of the pattern)。

便利地，强度函数的所述值是通过对在与相关图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得的。

便利地，所述产生表示强度函数图的数据包括：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值(outlier)。

便利地，该处理阶段包括：从多个不同帧图像产生空间强度图像；并且该方法包括补偿在该不同帧图像的产生中的差异。

便利地，该产生包括：获取限定重叠面积的一对部分重叠帧图像；以及响应在该两个部分重叠帧图像的每一个中的重叠面积的视觉表现之间的差异确定在该一对部分重叠帧图像中的每一个的获取中的差异。

便利地，该处理阶段包括：从包括预定区域的部分重叠帧图像的连续序列产生空间强度图像。

便利地，确定差异包括：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

便利地，所述确定该图案化制品的至少一部分的强度函数值是与所述制品的检验同时执行的。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，该图案化制品是光刻掩模。

提供了一种用于评价图案参数的变化的方法。该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定该图像的一定函数的值，图像函数的所述值表示通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

便利地，该处理阶段包括：处理表示空间强度图像的数据，而且该确定包括确定该空间图像强度的一定函数的值。

便利地，该图像的所述一定函数是图像强度积分。

便利地，该图案的所述至少一个参数包括图案特征的临界尺寸(CD)。

便利地，所述处理表示图像的数据包括：向图像数据应用图案识别算法，以标识图像中的预定的基准图案并且产生相应图案标识数据。

便利地，所述处理表示图像的数据包括：将该图像划分为预定配置的基本元素，利用相应的图案标识数据以在该图像中选择与预定基准图案相对应的基本元素，并且对于所选基本元素中的每一个确定该函数的值。

便利地，所述处理表示图像的数据包括：分析强度函数值和表示所述强度函数值的相应基本元素的数据，以及对于该图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在该图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

便利地，所述基本元素的每一个配置为使所述基本元素的每一个包含整数个重复的图案(an integer number of cycles of the pattern)。

便利地，强度函数的所述值是通过对在与相关图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得的。

便利地，所述产生表示强度函数图的数据包括：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值(outlier)。

便利地，该处理阶段包括从多个不同帧图像产生图像；并且该方法包括补偿在该不同帧图像的产生中的差异。

便利地，该产生包括：获取限定重叠面积的一对部分重叠帧图像；以及响应在该两个部分重叠帧图像的每一个中的重叠面积的视觉表现之间的差异确定在该一对部分重叠帧图像中的每一个的获取中的差异。

便利地，该处理阶段包括：从包括预定区域的部分重叠帧图像的连续序列产生图像。

便利地，所述确定差异包括：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

便利地，所述确定该图案化制品的至少一部分的强度函数值是与所述图案化制品的检验同时执行的。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，该图案化制品是光刻掩模。

提供了一种用于评价图案参数的变化的系统。该系统包括处理器，该处理器适于：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据；以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域，确定该空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个参数的变化或表示通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

便利地，空间图像强度的所述一定函数是空间图像强度积分。

便利地，图案的所述至少一个参数包括图案特征的临界尺寸(CD)。

便利地，该处理器适于：向空间强度图像数据应用图案识别算法，以标识所述空间强度图像中预定的基准图案并产生相应图案标识数据。

便利地，该处理器适于：将空间强度图像划分为预定配置的基本元素，利用相应图案标识数据在空间强度图像中选择与预定的基准图案相对应的基本元素，并且确定所选基本元素中每一个基本元素的所述强度函数的值。

便利地，该处理器适于：分析强度函数值和表示所述强度函数值的相应基本元素的数据，以及对于图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

便利地所述基本元素的每一个配置为使所述基本元素的每一个包含整数个重复的图案(an integer number of cycles ofthe pattern)。

便利地，该处理器适于：通过对在与相关图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得强度函数的值。

便利地，该处理器适于：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值。

便利地，该处理器适于：从多个不同帧图像产生空间强度图像并且补偿在该不同帧图像的产生中的差异。

便利地，该处理器适于：接收部分重叠帧图像并且响应两个部分重叠帧图像之间的差异确定在两个部分重叠帧图像的获取中的差异。

便利地，该处理器适于：从包括预定区域的部分重叠帧图像的连续序列产生空间强度图像。

便利地，该处理器适于：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

便利地，该处理器适于：在检验图案化制品的同时确定该图案化制品的至少一部分的强度函数的值。

便利地，该处理器适于：分析表示图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

便利地，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，所述图案化制品是光刻掩模。

提供了一种用于评价图案参数的变化的系统。该系统包括处理器，该处理器适于：处理表示图案化制品的至少一部分的图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定该图像的一定函数的值，图像函数的所述值表示通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

便利地，该处理器适于：处理表示空间强度图像的数据，并且该确定包括确定空间图像强度的一定函数的值。

便利地，图像的所述一定函数是图像强度积分。

便利地，图案的所述至少一个参数包括图案特征的临界尺寸(CD)。

便利地，该处理器适于：向图像数据应用图案识别算法，以标识图像中的预定的基准图案并且产生相应图案标识数据。

便利地，该处理器适于：将该图像划分为预定配置的基本元素；以及利用相应图案标识数据以在图像中选择与预定的基准图案相对应的基本元素，并且对于所选基本元素中的每一个基本元素确定所述强度函数的值。

便利地，该处理器适于：分析强度函数值和表示所述强度函数值的相应基本元素的数据，以及对于该图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在该图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

便利地，所述基本元素的每一个配置为使所述基本元素的每一个包含整数个重复的图案(an integer number of cycles of the pattern)。

便利地，该处理器适于：通过对在与相关图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得强度函数的值。

便利地，该处理器适于：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值。

便利地，该处理器适于：从多个不同帧图像产生该图像并且补偿在该不同帧图像的产生中的差异。

便利地，该处理器适于：接收部分重叠帧图像，并且响应两个部分重叠帧图像之间的差异确定在该两个部分重叠帧图像的获取中的差异。

便利地，该处理器适于：从包括预定区域的部分重叠帧图像的连续序列产生该图像。

便利地，该处理器适于：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

便利地，该处理器适于：在检验图案化制品的同时确定该图案化制品的至少一部分的强度函数的值。

便利地，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

便利地，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

提供了一种用于评价图案的变化的方法。该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间强度图像的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个预定参数的变化。

便利地，空间图像强度的所述一定函数是空间图像强度积分。

便利地，图案的所述至少一个参数包括图案特征的临界尺寸(CD)。

便利地，表示空间强度图像的所述数据是由空间图像扫描仪系统产生的。

便利地，表示空间图像强度的所述数据是连续扫描帧的形式。

便利地，表示空间图像强度的所述数据是以在每个相邻两帧之间具有重叠区域的连续扫描帧的形式。

便利地，所述处理表示空间强度图像的数据包括：向空间强度图像数据应用图案识别算法，以标识所述空间强度图像中预定的基准图案并产生相应图案标识数据。

便利地，所述图案标识数据包括：标记了与基准图案相似的位置的空间强度图像数据。

便利地，所述处理表示空间强度图像的数据包括：将空间强度图像划分为预定配置的基本元素；利用相应图案标识数据在空间强度图像中选择与预定基准图案相对应的基本元素，并且确定所选基本元素中每一个基本元素的所述强度函数的值。

便利地，所述处理表示空间强度图像的数据包括：分析强度函数值和表示所述强度函数值的相应基本元素的数据，以及对于图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

便利地，强度函数图的分辨率是由基本元素的配置确定。

便利地，所述处理包括：对多个基本元素的强度函数值取平均，以产生具有比由基本元素尺寸限定的分辨率低的分辨率并且具有较小的测量误差的强度函数图。

便利地，所述将空间强度图像划分为基本元素是使用包含多个元素面积(elemental area)的预定配置的栅格执行的。

便利地，所述基本元素的每个配置为使所述基本元素的每个包含整数个重复的图案。

便利地，强度函数的所述值是通过对在与相关图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得的。

便利地，含有与基准图案不相对应的位置的基本元素被遮蔽(mask)。

便利地，所述产生表示强度函数图的数据包括：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值(outlier)。

便利地，所述处理表示该图案化制品的所述至少一部分的空间强度图像的数据包括：对于在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一些区域产生表示相对强度图的数据。

便利地，该方法包括：修正表示空间图像强度的所述数据以补偿下述至少之一中的变化：在空间图像扫描仪系统中使用的照明器的强度和空间图像扫描仪系统的视场。

便利地，所述修正包括：对于在一对相邻连续扫描帧中采样的各重叠区域，将对于重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

便利地，所述确定图案化制品的至少一部分的强度函数值是与所述制品的检验同时执行的。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以确定是否要从生产线移出所述制品。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，该方法包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

便利地，所述图案化制品是掩模或光刻版。

提供了一种系统。将该系统配置为并工作用于：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个预定参数的变化。

便利地，该系统包括处理器设备，该处理器设备(processor utility)配置成并工作用于：将表示空间强度图像的数据划分为预定配置的基本元素，以及对于基本元素中的至少一些基本元素中的至少预定位置确定空间图像强度函数的值。

便利地，将该处理器设备配置为并且工作以：将基本元素中的所述位置标识为对应预定基准图案的特征。

便利地，所述处理器设备工作以：使用包含与所述基本元素相对应的多个元素面积的预定栅格执行所述划分。

便利地，该系统包括图案标识设备，该图案标识设备配置为并且工作用于：利用预定基准图案处理所述空间强度图像以及对于所述空间强度图像产生图案标识数据。

便利地，该处理器配置为并且工作以：接收表示所述空间强度图像的所述图案标识数据，并且标识空间强度图像中与预定基准图案相对应的基本元素的位置。

便利地，所述基本元素配置为使所述基本元素包含整数个重复的图案(aninteger number of cycles of the pattern)。

便利地，所述处理器设备工作以：通过对在各自基本元素中的所述预定位置的强度值求和确定基本元素的空间图像强度的积分。

便利地，该系统包括图产生器设备，该图产生器设备配置为并工作用于：接收表示至少预定位置的空间图像强度的所确定函数值以及所述函数值的相应基本元素的数据，并且产生在空间强度图像的所述至少一部分中的强度函数变化的图，该图具有由基本元素的配置限定的分辨率，所述强度函数图表示图案的所述至少一个参数的图。

便利地，所述处理器设备配置为用于：遮蔽空间强度图像中与基准图案不相对应的位置。

便利地，该系统配置为与外部空间图像扫描仪系统通讯，用于从外部空间图像扫描仪系统接收表示空间强度图像的数据。

便利地，该系统配置为与空间图像扫描仪系统集成在一起，该空间图像扫描仪系统产生表示空间强度图像的所述数据。

便利地，空间图像扫描仪系统配置为：执行在每两个相邻帧之间具有重叠区域的连续帧的扫描。

便利地，所述处理器设备配置成：修正表示空间图像强度的所述数据以补偿下述至少之一中的变化：在空间图像扫描仪系统中使用的照明器的强度和空间图像扫描仪系统的视场。

便利地，所述处理器设备工作以通过下述方式执行所述修正：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

便利地，该系统适于与由空间图像扫描仪系统进行的制品检验同时执行所述确定该图案化制品的至少一部分的强度函数图。

便利地，所述强度函数图包括对于该图案化制品的所述至少一部分的预定的相似图案化区域的相对强度函数图。

便利地，所述图案化制品是光刻掩模。

参考图1，作为框图示范性示出本发明的监控系统100的实施例。系统100可以与空间图像扫描仪(AIS)系统102(诸如AREA 193)相关联。系统100可以配置为作为独立单元从AIS系统101接收数据或与AIS系统101交换数据，或可以与AIS系统102集成在一起。将AIS系统102配置为并工作以在常规掩模检验期间产生并捕获(获取)掩模的空间图像，并且AIS系统102通常包括空间图像扫描模块102A和图像捕获器102B。

在本发明的一些实施方式中，使用AIS系统102，该AIS系统102以其典型扫描模式运行。在本发明的一些其它实施方式中，如下面将要进一步描述的，根据本发明运行AIS系统102(AIS系统102的扫描仪单元102A)以提供重叠扫描。

监控系统100配置为计算机系统，该计算机系统除其它部件之外包括存储器设备103和处理器(也称为处理器设各)110，存储器设备103用于存储除其它数据之外的一定基准数据。处理器设备110配置为并工作用于接收并处理表示掩模的至少一部分的空间强度图像(从AIS系统102接收的)的数据，并且对于掩模的至少预定区域确定空间图像强度的函数(例如，对于掩模的至少一部分的积分强度图)。该积分强度图表示掩模中图案参数的变化(例如，图案特征的临界尺寸)。

如图1的实施例所示，处理器设备110包括特征标识器模块104、所谓的“基本元素处理器”105、和图产生器106。

特征标识器模块104是配置为从AIS系统102(AIS系统102的图像捕获器102B)接收表示空间强度图像的测量数据并以适当图案识别算法处理该数据的软件和/或硬件设备。这通过使用表示预定基准图案的数据或所谓的“相关图案定义数据(definition data)”而实现。特征标识器模块104作为匹配器设备工作，以标识并且标记空间图像中与相关图形相似的全部位置。

所创建的图案标识数据传送到基本元素处理器105。基本元素处理器105配置为并工作以：将空间强度图像划分为预定尺寸的基本元素(窗口)、使用图案标识数据以选择与预定的基准图案相对应的那些基本元素、以及处理对应所选择基本元素的数据，以获得所选择基本元素的强度积分值(构成一定函数)。更加具体地说，所选择基本元素是具有相似图案的那些。

随后由图产生器106使用表示这些强度积分值及所述强度积分值的相应基本元素的数据，该图产生器106工作以根据所需分辨率去除异常值并产生“强度积分图”。

通过识别到对于密集图案，在整个空间图像上的强度积分与临界尺寸(CD)成线性比例，产生CD变化图。实际上，对于具有线宽度W和间距P的非常密集图案(诸如掩模的CD中的系统变化)，可以用下式近似空间图像强度：

$I\left(x\right)=I_0(\frac{W}{P}+\frac{2\mathrm{MTF}}{\mathrm{\π}}\sin \left(\frac{\mathrm{\πW}}{P}\right)\cos \left(\frac{2\mathrm{\πx}}{P}\right))$

其中I₀是照明强度而MTF是调制传递函数。在该具体但非限制性实施例中，考虑圆形照明(即在光源单元输出处光束的基本圆形截面)。随后，对所获得函数值求和并取平均。应该理解的是，对强度值求和是适于在本发明中使用的处理的实施例，然而本发明并不限于该具体实施例，而且另外，可以使用诸如STD或对强度梯度的求和的步骤。

对在整个长度间隔X之上的强度进行求和，得到：

$\stackrel{\‾}{I\left(x\right)}=\frac{1}{X}\underset{0}{\overset{X}{\∫}}{I}_0(\frac{W}{P}+\frac{2\mathrm{MTF}}{\mathrm{\π}}\sin \left(\frac{\mathrm{\πW}}{P}\right)\cos \left(\frac{2\mathrm{\πx}}{P}\right))\mathrm{dx}$

当X远大于P时，得到：

$\stackrel{\‾}{I\left(x\right)}=I_0\frac{W}{P}$

因此，对于给定照明强度，在图案化区域的整个空间图像上强度的积分(平均强度)与该图案的CD变化成线性比例。由此能够从强度积分图容易地推断出CD变化图。如下面将要进一步描述的，该图的分辨率由预定基本元素(窗口)的配置确定。

在图2中示例性地示出了基本元素处理器105的配置和运行。基本元素处理器105包括数据划分器设备204、求和设备206，并且优选地还包括匹配器设备205。

划分器设备204利用确定基本元素的预定配置(至少尺寸)的基本元素配置数据201(基准数据)。图像划分器设备204预先编程为将空间强度图像划分为基本元素(即，预定的可配置区元素)，例如将每一帧(150×150微米)划分为每个几微米或几亚微米(sub-micron)的较小块(元素)。该技术是基于认为CD在几百微米的范围内保持不变的假设。基本元素具有适当的配置，优选地使基本元素包含整数个重复的图案。例如，通过使用表示包含多个元素面积的栅格的数据，执行所述划分。匹配器设备205利用图案标识数据选择基本元素中与基准图案相对应的位置。随后通过求和设备206处理从匹配器设备205输出的数据，对于每个基本元素，该求和设备206对与基准图案的那些位置(像素)相对应的全部位置(像素)的强度值求和，由此产生所选基本元素的强度积分值。强度经求和的像素是在掩模的预定可配置面积元素上为相关图案的全部采样的像素。包含非相关像素(非相关图案的采样)的全部基本元素被遮蔽。

这些强度积分数据及表示基本元素坐标的相应数据传送到图产生器(图1中的106)，该图产生器产生具有所需分辨率的相应强度积分图。这可以是由基本元素的配置确定的分辨率；或可以是通过使用对多个预配置基本元素取平均确定的分辨率，或者可以为具有较小测量误差的低分辨率图(即，较大的基本元素尺寸)。图产生器对于整个掩模能够绘制强度图，并且还可以绘制相对强度(单元裸片对单元裸片)图。

应该注意的是，本发明技术不仅限于在大面积之上的强度平均值的测量。在本发明中，在覆盖整个掩模的大面积上能够使用(以小的调整)在几个离散的位置上执行的每次测量。例如，能够使用设置一定灰度级的阀值并计算超过该阀值的全部像素(在一些面积上)。包含大量这种像素的面积很可能遭受CD变化问题(和变化方向有关——更多的像素意味着更大的CD)。另一个实施例是测量在一定面积中全部相邻接触点(构成图案特征)的中心之间的平均距离。该测量将表明在整个图上重复图案(在该情况中为接触点)的稳定性。

现在参考图3A-3C和图4A-4C，图3A-3C和图4A-4C分别示出对于具体光刻掩模版图的两个实施例，及使用本发明的上述技术获得的上述掩模各自的强度积分图和相对强度积分图。

图3A示出使用具有0.9的数字孔径和0.92/0.69的环形光瞳σ的光学成像系统获得的光刻掩模SM736的版图。图3B示出使用本发明产生的相同光刻掩模的强度积分图。在示出8个单元的阵列中整个掩模结构是相同的。然而尽管在图3A的显微图像中这些单元表现得基本平坦且均匀，但是图3B的强度积分图显示出强度变化，该强度变化表示单元图案的临界尺寸中的相应变化。当在图3C所示的两对单元裸片的相对强度图中观察时，这些强度变化更加明确。

图4A示出以具有0/8的数字孔径和0.85/0/55的环形光瞳σ的光学成像系统获得的包含24个单元的阵列的光刻掩模SF314的版图的图像。图4B示出该掩模的强度积分图，而图4C示出相对强度积分图。

本发明的CD变化绘图系统(图1中的100)可以与常规掩模检验同时使用。换句话说，AIS系统102能够工作以检验掩模的缺陷，并且同时地向绘图系统100传送初始图像数据(来自图像捕获器)。配置为计算机系统的绘图系统可以是AIS系统的控制单元的构造部分。绘图系统适于用作确定掩模是否能够从掩模车间运出的质量标准。相似地，该图能够用作改进掩模产生工艺的监视器或为用于减小临界尺寸中的变化的补偿机构提供输入。例如，绘图系统的输出数据可以用于衰减所述掩模的一些区域的照明，以便减小临界尺寸中的变化。

如上所述，优选将本发明的系统配置为用以补偿与AIS系统变化相关的测量误差，所述AIS系统变化诸如为激光强度变化和/或FOV变化。这由通过两个相邻扫描帧之间的重叠区域的测量数据修正实现。关于这一点，将参考示出了在本技术下的原理的图5说明。

如图所示，两个连续扫描帧(也称为帧图像)A和B具有重叠区域OR(也称为重叠面积)。这是在帧A和B中已经经过所谓的复式取样的区域，但是这是在两个连续激光照射中的复式取样。返回到图1，为了这个目的，或者通过监控系统100的操作方设备(未示出)，或者通过与AIS系统相关的独立控制器，适当地运行AIS系统102。

一般来说，由AIS系统102产生并输入到监控系统100的测量数据为N×M帧的栅格的形式。系统100工作以将每个帧划分为D×D正方形子帧，并且对每个子帧的灰度级取平均以提供D×D积分(函数)测量。测量数据矩阵的至少一行和一列是通过两个相邻帧重叠的。

将要使用的模型可以如下式：

S_{m，n，u，v}＝l_{m，n，u，v}g_m，nf_u，v

其中S_{m，n，u，v}是真实强度积分值(true intensity integral value)；l_{m，n，u，v}是在帧m，n的子帧u，v的强度积分测量；g_m，n是帧m，n的逆激光强度增益(或激光强度修正值)；f_u，v是子帧u，v的逆FOV值(或FOV修正值)。

图6以自示例方式示例性示出对于3×3帧矩阵所获得的数据。

根据本发明，选择激光强度修正值g，以使重叠帧之间的全部强度差的总和最小。

对于FOV的补偿是基于对于全部帧FOV变化保持不变的假设实施的，FOV变化是CD测量的相容偏置(consistent bias)并且可以由亮度不均匀性引起，其中CD测量的相容偏置是在帧中它们的放置的函数。在该情况中，FOV变化能够使用下述方法中之一计算：(1)按子帧在帧中的放置对全部子帧的强度取平均，由此产生值的D×D矩阵，将每个子帧除以适当平均值；以及(2)连同激光强度变化一起计算FOV变化。

下面是用于根据第一选项补偿激光强度变化的本发明技术的解释。这里，假设已经修正了FOV变化。对于在两个帧之间重叠的每个子帧，已知的其真实的CD测量在两个帧中应该是相同的。由于这给出比所需更多的约束，并且由于即使在已经使FOV和激光强度变化最小化之后CD测量也应该具有一些误差，使用全部这些约束应用回归算法。

让我们假设有重叠相同子帧的两个帧的C个实例，重叠子帧的第c对用

和

表示。

误差函数E由下式表示：

$E=\underset{c=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{(S_{m_c^1,n_c^1,u_c^1,v_c^1}-S_{m_c^2,n_c^2,u_c^2,v_c^2})}^2$

并且关于g_1，1，...，g_m，n在下述约束下最小化该函数：

$G=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{m,n}-\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}1=0$

为了使解唯一这是必需的，并且调整解的范围以使平均激光强度修正为1。

在约束G＝0下最小化函数E是使用拉格朗日乘子执行的，并导致线性系统。

下面是用于根据第二选项补偿激光强度变化的本发明技术的解释。这里，FOV和激光强度值一起计算。由于关于g_1，1，...，g_m，n和f_1，1，...，f_m，n最小化函数E导致非线性系统，采用全部强度值的log。用于CD变化测量的模型变为如下式：

${\tilde{S}}_{m,n,u,v}={\tilde{l}}_{m,n,u,v}+{\tilde{g}}_{m,n}+{\tilde{f}}_{u,v}$

其中 ${\tilde{S}}_{m,n,u,v}=\log \left(S_{m,n,u,v}\right)$ 等等。

现在将误差函数E定义为：

$\tilde{E}=\underset{c=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}({\tilde{S}}_{m_c^1,n_c^1,u_c^1,v_c^1}-{\tilde{S}}_{m_c^2,n_c^2,u_c^2,v_c^2})+\mathrm{\λ}\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{g_{m.n}}^2+\mathrm{\δ}\underset{u=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{v=1}{\overset{V}{\mathrm{\Σ}}}{f_{m,n}}^2$

其中λ和δ是常数。

关于g_1，1，...，g_m，n和f_1，1，...，f_m，n最小化函数E。

对于大的掩模面积可以扩展上述技术，如下：当激光强度变化上的约束是全部的时，它们的估计中的小误差在大距离之上可以累积成大误差。因此，当将该技术应用到在整个掩模的尺度中的面积上时，修正的CD测量可能“漂移”。为了避免这个问题，当在大掩模面积上运行时，增加更多的全局约束(global constraint)。

我们的附加约束涉及激光强度变化的统计学行为(behavior)。假设在足够长的时间周期上，激光强度值具有非常小的相关性，以至于在足够大的面积上它们平均为1。扫描帧被划分为正方形面积(典型地，在10×10帧的量级)，可以具有重叠。随后，对于每个正方形，从1到误差函数的其平均激光强度值的平方偏差被增加。

形式上，确定帧的K个正方形，每个正方形包含P个帧。这限定了激光强度值的K个组，每组具有P个成员：

$\left\{g_{m_p^k,n_p^k}\right|1\≤p\≤P\left|\right\}$ k＝1...K

根据上述选项1，新的误差函数是：

$E=\underset{c=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}(S_{m_c^1,n_c^1,u_c^1,v_c^1}-S_{m_c^2,n_c^2,u_c^2,v_c^2})+\mathrm{\α}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{1}{P}\underset{i=p}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{m_p^k,n_p^k}-1)}^2$

其中α＞0是某个常数。

对于晶片相关数据，本发明的技术能够归纳，以容易地应用到晶片或任何其它帧数据系列。主要目标是通过对统计信息取平均并避免机器数据变化(如上所述，通过重叠所捕获数据)以获得高精度测量。

同样，本发明技术能够扩展到在特殊图案(结构)上的任何类型的测量。换句话说，本发明能够用于对于特殊图案产生一定测量的全局图(即，整个掩模图)，例如，产生线性和空间图案的线端缩短测量(line-end shorteningmeansurement)的图。图案的标识能够通过使用专门针对图案行为(patternbehavior)开发的数据库和匹配算法(诸如匹配过滤器)执行。对于每个扫描帧，该算法标识帧中的图案并确定必需的数据。

一般来说，本发明的技术允许用户选择(手工地，从数据库)某些特定图案，并且该算法将为每一图案产生全局图(global map)。在这种情况中，该测量是相当普通的，与图案没有任何关系，诸如平均强度、轮廓长度等。

按下述方式产生全局图：用户使用掩模数据库选择图案(结构)。图案保存在压缩分级数据库(诸如Kd-树)中。控制单元(算法)与上述FOV校准相似地在FOV上校准图案测量(平均强度、轮廓长度等)。在扫描期间，通过该数据库(基准数据)标识所选图案，并且在扫描图像上执行测量。该标识是通过使用近似最近邻搜索方法执行的。

用于在非周期图案上测量的上述方法(即在特定图案和用户限定的图案上的测量)解释了如何产生单一(特征/图案/结构)测量。与周期图案方法相似，对于为整个掩模产生图，需要在该单一测量上执行一些数据处理(主要是平均)。平均的数量取决于单一像素代表的面积。例如，如果像素代表25μm×25μm的面积，对在该面积内的全部单一测量取平均导致单一平均测量。如果像素代表为一小部分帧(帧尺寸＝机器参数)的面积，使用重叠扫描方法以产生连续测量图。需要注意的是，为了确定像素的面积尺寸是多少，应该紧记下述方面：(像素的)面积越大，该图的分辨率和该测量的方差(variance)越小，反之亦然。

因此，本发明提供一种用于控制图案化制品中的一个或几个图案参数的变化的简单且有效的解决方案。本发明使用来自空间图像扫描仪的测量数据，并且处理该数据，以为预定区域确定该空间图像强度的一定函数的值，其中该空间图像扫描仪以典型模式中或重叠扫描模式工作。

本领域技术人员容易地意识到：在不脱离所附权利要求书中限定的范围的情况下，可以对前面描述的本发明的实施方式进行多种修改和变化。

Claims (74)

1.一种用于评价图案的参数的变化的方法，该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个参数的变化或通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，空间图像强度的所述一定函数是空间图像强度积分。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，图案的所述至少一个参数包括图案特征的临界尺寸(CD)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理表示空间强度图像的数据包括：对空间强度图像数据应用图案识别算法，以标识所述空间强度图像中预定的基准图案并产生相应图案标识数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述处理表示空间强度图像的数据包括：将空间强度图像划分为预定配置的基本元素；利用相应图案标识数据在空间强度图像中选择与预定的基准图案相对应的基本元素；并且确定所选基本元素中每一个基本元素的所述强度函数的值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述处理表示空间强度图像的数据包括：分析强度函数值和表示所述强度函数值的相应基本元素的数据，以及对于图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在该图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基本元素的每一个配置为使所述基本元素的每一个包含整数个重复的图案。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，强度函数的所述值是通过对在与相关图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得的。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述产生表示强度函数图的数据包括：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，处理阶段包括从多个不同帧图像产生空间强度图像；并且其中该方法包括补偿在该不同帧图像的产生中的差异。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，该产生包括：获取限定重叠面积的一对部分重叠帧图像；以及响应在该两个部分重叠帧图像的每一个中的重叠面积的视觉表现之间的差异确定在该一对部分重叠帧图像中的每一个的获取中的差异。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，该处理阶段包括：从包括预定区域的部分重叠帧图像的连续序列产生空间强度图像。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述差异通过以下步骤来确定：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定该图案化制品的至少一部分的强度函数值是与所述制品的检验同时执行的。

15.根据权利要求1所述的方法，包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

16.根据权利要求1所述的方法，包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

17.根据权利要求1所述的方法，包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案化制品是光刻掩模。

19.一种用于评价图案参数的变化的方法，该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定该图像的一定函数的值，图像函数的所述值表示通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，处理阶段包括：处理表示空间强度图像的数据，并且其中该确定包括确定该空间图像强度的一定函数的值。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，图像的所述一定函数是图像强度积分。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，图案的所述至少一个参数包括图案特征的临界尺寸(CD)。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述处理表示图像的数据包括：向图像数据应用图案识别算法，以标识图像中预定的基准图案并且产生相应图案标识数据。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述处理表示图像的数据包括：将该图像划分为预定配置的基本元素，利用相应的图案标识数据以在该图像中选择与预定的基准图案相对应的基本元素，并且对于所选基本元素中的每一个确定该函数的值。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述处理表示图像的数据包括：分析强度函数值和表示所述强度函数值相应基本元素的数据，以及对于该图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在该图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

26.根据权利要求24所述的方法，其中，所述基本元素的每一个配置为使所述基本元素的每一个包含整数个重复的图案。

27.根据权利要求24所述的方法，其中，强度函数的所述值是通过对在与相关图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得的。

28.根据权利要求25所述的方法，其中，所述产生表示强度函数图的数据包括：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值。

29.根据权利要求19所述的方法，其中，处理阶段包括从多个不同帧图像产生图像；并且其中该方法包括补偿在该不同帧图像的产生中的差异。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，该产生包括：获取限定重叠面积的一对部分重叠帧图像；以及响应在该两个部分重叠帧图像的每一个中的重叠面积的视觉表现之间的差异确定在该一对部分重叠帧图像中的每一个的获取中的差异。

31.根据权利要求29所述的方法，其中，该处理阶段包括：从包括预定区域的部分重叠帧图像的连续序列产生图像。

32.根据权利要求29所述的方法，其中，所述差异通过以下步骤来确定：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

33.根据权利要求19所述的方法，其中，所述确定该图案化制品的至少一部分的函数的值是与所述图案化制品的检验同时执行的。

34.根据权利要求19所述的方法，包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

35.根据权利要求19所述的方法，包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

36.根据权利要求19所述的方法，包括：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

37.根据权利要求19所述的方法，其中所述图案化制品是光刻掩模。

38.一种用于评价图案参数的变化的系统，该系统包括处理器，其中该处理器适于：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定该空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个参数的变化或表示通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

39.根据权利要求38所述的系统，其中，空间图像强度的所述一定函数是空间图像强度积分。

40.根据权利要求38所述的系统，其中，图案的所述至少一个参数包括图案特征的临界尺寸(CD)。

41.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：向空间强度图像数据应用图案识别算法，以标识所述空间强度图像中预定的基准图案并产生相应图案标识数据。

42.根据权利要求41所述的系统，其中，该处理器适于：将空间强度图像划分为预定配置的基本元素，利用相应图案标识数据在空间强度图像中选择与预定的基准图案相对应的基本元素，并且确定所选基本元素中每一个基本元素的所述强度函数的值。

43.根据权利要求42所述的系统，其中，该处理器适于：分析强度函数值和表示所述强度函数值的相应基本元素的数据，以及对于图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

44.根据权利要求43所述的系统，其中，所述基本元素的每一个配置为使所述所述基本元素的每一个包含整数个重复的图案。

45.根据权利要求44所述的系统，其中，该处理器适于：通过对在对应相关图形的基本元素中的全部位置的强度值求和获得强度函数的值。

46.根据权利要求43所述的系统，其中，该处理器适于：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值。

47.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：从多个不同帧图像产生空间强度图像，以及补偿在该不同帧图像的产生中的差异。

48.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：接收部分重叠帧图像和响应两个部分重叠帧图像之间的差异确定在该两个部分重叠帧图像的获取中的差异。

49.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：从包括预定区域的部分重叠帧图像的连续序列产生空间强度图像。

50.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

51.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：在检验图案化制品的同时确定该图案化制品的至少一部分的强度函数的值。

52.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：分析表示图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

53.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

54.根据权利要求38所述的系统，其中，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

55.根据权利要求38所述的系统，其中，所述图案化制品是光刻掩模。

56.一种用于评价图案参数的变化的系统，该系统包括处理器，该处理器适于：处理表示图案化制品的至少一部分的图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定该图像的一定函数的值，图像函数的所述值表示通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

57.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：处理表示空间强度图像的数据而确定该空间图像强度的一定函数的值。

58.根据权利要求56所述的系统，其中，图像的所述一定函数是图像强度积分。

59.根据权利要求56所述的系统，其中，图案的所述至少一个参数包括图案特征的临界尺寸(CD)。

60.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：向图像数据应用图案识别算法，以标识图像中预定的基准图案并且产生相应图案标识数据。

61.根据权利要求60所述的系统，其中，该处理器适于：将该图像划分为预定配置的基本元素；以及利用相应图案标识数据以在图像中选择与预定的基准图案相对应的基本元素，并且对于所选基本元素中的每一个基本元素确定所述强度函数的值。

62.根据权利要求61所述的系统，其中，该处理器适于：分析强度函数值和表示所述强度函数值的相应基本元素的数据，以及对于该图案化制品的所述至少一部分产生表示强度函数图的数据，所述强度函数图表示在该图案化制品的所述至少一部分中所述至少一个图案参数的变化图。

63.根据权利要求62所述的系统，其中，所述基本元素的每一个配置为使所述基本元素的每一个包含整数个重复的图案。

64.根据权利要求63所述的系统，其中，该处理器适于：通过对在与相关图案相对应的基本元素中的全部位置的强度值求和获得强度函数的值。

65.根据权利要求64所述的系统，其中，该处理器适于：基于表示相应基本元素的数据，去除强度函数值中的异常值。

66.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：从多个不同帧图像产生该图像和补偿在该不同帧图像的产生中的差异。

67.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：接收部分重叠帧图像，并且响应两个部分重叠帧图像之间的差异确定在该两个部分重叠帧图像的获取中的差异。

68.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：从包括预定区域的部分重叠帧图像的连续序列产生该图像。

69.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：对于在一对相邻连续扫描的帧中采样的各重叠区域，将针对重叠区域测得的强度函数值乘以一定系数，所述系数被优化以在各自函数值之间提供最小差异。

70.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：在检验图案化制品的同时确定该图案化制品的至少一部分的强度函数的值。

71.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，用于控制制品生产工艺的一个或几个参数。

72.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以为补偿机构提供输入，该补偿机构工作以减小在所述至少一个图案参数中的变化。

73.根据权利要求56所述的系统，其中，该处理器适于：分析表示该图案化制品的所述至少一部分的所述至少一个图案参数的变化的数据，以调节在图案化工艺中应用到该制品的照明，从而减小在所述至少一个图案参数中的变化。

74.根据权利要求56所述的系统，其中，所述图案化制品是光刻掩模。

Images