CN104137223A - 用于数据库辅助式重新质量鉴定光罩检验的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种方法实施例，其包含提供光罩设计数据，所述光罩设计数据规定形成于使用所述光罩的晶片上的多个可印刷特征及不形成于使用此光罩的所述晶片上的多个不可印刷特征，其中所述光罩设计数据可用于制作所述光罩。从所述光罩设计数据产生减小的设计数据库，且此减小的设计数据库包含所述光罩的所述不可印刷特征的描述或图谱、所述光罩的多个单元间区域的描述或图谱及从所述光罩设计数据光栅化的灰度级光罩图像。将所述减小的设计数据库以及所述光罩传送到制作设施，使得所述减小的设计数据库可用于周期性地检验所述制作设施中的所述光罩。
Description
相关申请案的交叉参考
本申请案主张林华尹(Lih-Huah Yiin)等人的标题为“晶片制作中的单个裸片光罩重新质量鉴定的数据库辅助的检验的方法(METHOD OF DATABASE-ASSISTEDINSPECTION FOR SINGLE-DIE RETICLE REQUALIFICATION IN WAFER FAB)”的2012年1月13日提出申请的第61/586,607号先前申请案美国临时申请案的权益，所述申请案出于所有目的而以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体来说涉及检验系统。更特定来说，本发明涉及使用设计数据库检验光罩。
背景技术
大体来说，半导体制造工业涉及用于使用以层形式布设并图案化到衬底上的半导体材料(例如硅)制作集成电路的高度复杂技术。由于大规模电路集成及半导体装置的减小的大小，经制作装置变得对缺陷越来越敏感。即，导致装置中的故障的缺陷变得越来越小。装置在装运到终端用户或顾客之前是无故障的。
集成电路通常由多个光罩制作。光罩的产生及对此类光罩的后续光学检验已变成半导体生产中的标准步骤。最初，电路设计者向光罩生产系统或光罩写入器提供描述特定集成电路(IC)设计的电路图案数据。电路图案数据通常呈经制作IC装置的物理层的代表布局的形式。代表布局包含IC装置的每一物理层的代表层(例如，栅极氧化物、多晶硅、金属化物等)，其中每一代表层由界定特定IC装置的一层的图案的多个多边形组成。
光罩写入器使用电路图案数据来写入(例如，通常，使用电子束写入器或激光扫描仪来曝光光罩图案)稍后将用于制作特定IC设计的多个光罩。光罩检验系统可接着针对可能已在光罩生产期间发生的缺陷检验光罩。
光罩或光掩模是含有共同界定电子装置(例如集成电路)中的共面特征的图案的至少透明及不透明区域以及有时半透明及相移区域的光学元件。光罩在光学光刻期间用于界定半导体晶片的所规定区域以进行蚀刻、离子植入或其它制作工艺。
在制作每一光罩或光罩群组之后，通常通过用从受控制照明器发射的光照明每一光罩而对其进行检验。光罩的一部分的测试图像是基于反射、透射或以其它方式引导到光传感器的光的部分建构的。此些检验技术及设备是此项技术中众所周知的，且体现于各种市售产品(例如可从加利福尼亚州皮尔皮塔斯市科磊公司(KLA-Tencor)购得的那些产品中的许多产品)中。
在常规检验过程期间，通常将光罩的测试图像与基线图像进行比较。通常，基线图像从电路图案数据或从光罩本身上的邻近裸片产生。以任一种方式，分析测试图像特征且将其与基线图像的特征进行比较。接着，将每一差值与预定阈值进行比较。如果测试图像与基线图像相差大于预定阈值，那么界定并报告缺陷。
在两个图像之间检测的每一差具有导致可印刷缺陷的可能。相反地，经检测缺陷中的一些缺陷将对所得集成电路不具有影响。取决于此阈值是设定得太高还是太低，此技术可能不能捕获小的缺陷且还可能捕获大量“假”缺陷。
一直需要经改进检验技术来准确地且可靠地检测光罩或类似物上的缺陷，同时减少经检测“假”缺陷的数目。
发明内容
下文呈现本发明的简化发明内容以便提供对本发明的特定实施例的基本理解。本发明内容并非本发明的扩展性概述且不识别本发明的关键/临界元件或描写本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一些概念来作为稍后呈现的更详细说明的前序。
在一个实施例中，揭示一种提供用于检验晶片制作设施中的光罩的设计数据信息的方法。所述方法包含提供光罩设计数据，所述光罩设计数据规定形成于使用所述光罩的所述晶片上的多个可印刷特征及不形成于使用此光罩的所述晶片上的多个不可印刷特征，其中所述光罩设计数据可用于制作所述光罩。从所述光罩设计数据产生经减小设计数据库，且此经减小设计数据库包含所述光罩的所述不可印刷特征的描述或图谱、所述光罩的多个单元间区域的描述或图谱及从所述光罩设计数据光栅化的灰度级光罩图像。将所述经减小设计数据库以及所述光罩传送到制作设施，使得所述经减小设计数据库可用于周期性地检验所述制作设施中的所述光罩。
在特定实施方案中，所述光罩设计数据包含将不印刷于使用依据此光罩设计数据形成的所述光罩制作的晶片上的不可印刷特征。在另一实施例中，所述光罩设计数据包含专有信息，且所述经减小设计数据库不包含此专有信息。
在另一实施方案中，通过以下操作而产生所述光罩的所述不可印刷特征的所述描述或图谱：如果所述灰度级光罩图像的具有低于预定义阈值的经测量线宽度的每一特征处在距所述灰度级光罩图像的具有等于或高于所述预定义阈值的经测量线宽度的另一特征的预定义距离内，那么将此特征界定为不可印刷特征。在另一方面中，所述不可印刷特征的所述描述或图谱规定每一不可印刷特征或不可印刷特征区域的大小及位置。在又一方面中，所述经减小设计数据库包含所述不可印刷特征的呈具有不同于所述光罩设计数据中所规定的所含多个设计多边形的色彩的多个多边形的形式的图谱。
在另一实施例中，通过检测所述灰度级光罩图像中的重复图案而产生所述单元间区域的所述描述或图谱。在另一方面中，所述单元间区域的所述描述或图谱规定重复图案或每一重复图案区域的大小及位置。在另一实例中，通过导致所述可印刷特征中的一些重复可印刷特征中的不对称的算法而产生所述光罩设计数据的所述不可印刷特征。
在另一实施方案中，所述方法包括在将所述经减小设计数据库以及所述光罩传送到制作设施之前压缩并加密所述经减小设计数据库。可将压缩应用于所述单元间区域的所述描述或图谱、所述不可印刷区域的描述或图谱及任何所产生灰度级光罩图像。
在替代实施例中，本发明係关于一种用于提供用于检验晶片制作设施中的光罩的设计数据信息的系统。所述系统包括经配置以执行上文所描述操作中的一或多者的至少一个处理器及至少一个存储器。在另一实施例中，揭示一种用于检验用于使用光罩制作晶片的制作设施中的此光罩的系统。所述系统包含用于接收从光罩设计数据产生的经减小设计数据库的制作存储系统，且所述经减小设计数据库包含所述光罩的不可印刷特征的描述或图谱、所述光罩的多个单元间区域的描述或图谱及从所述光罩设计数据光栅化的灰度级光罩图像。所述系统还包含：检验工具，其用于获取所述光罩的图像；及缺陷处理系统，其用于通过基于所述经减小设计数据库分析所述光罩的所述所获取图像而检测此光罩中的缺陷。
下文参考各图描述本发明的这些及其它方面。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的用于提供供在光罩检验期间使用的“精简”数据库的系统的图解性表示。
图2是根据本发明的一个实施例的用于基于经提取“精简”设计数据库检验光罩的系统的图解性表示。
图3是图解说明根据本发明的特定实施方案的用于产生精简设计数据库的程序的流程图。
图4A图解说明根据特定实施例的在光掩模上提供的基图案。
图4B图解说明在光刻转印之后的图4A中的基图案的所得晶片图像。
图5是根据本发明的示范性实施例的用于基于灰度级光罩图像细线检测光掩模的程序的流程图。
图6图解说明在圆形轮廓上的不同位置处获得不同线宽度。
图7是图解说明根据本发明的一个实施例的光罩检验程序的流程图。
图8A是根据特定实施例的用于将掩模图案从光掩模转印到晶片上的光刻系统的简化示意性表示。
图8B提供根据特定实施例的光掩模检验设备的示意性表示。
具体实施方式
在以下描述中，陈述众多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。本发明可在没有这些特定细节中的一些或所有细节的情况下实践。在其它例子中，未详细描述众所周知的过程操作以免不必要地使本发明模糊不清。尽管结合特定实施例描述本发明，但将理解，并不打算将本发明限于所述实施例。
特定实施例提供用于检验晶片制作设施中的光罩的设计数据库的“精简”或减小的数据库版本。举例来说，精简设计数据库是从用于特定光罩的设计数据提取的。此精简设计数据库是使用显著小于原始设计数据库的存储空间以及使用用于传输及存取此精简设计数据库的显著较小带宽而存储的。例如，尽管原始设计数据可需要具有用于每一光罩的太字节单位的存储大小，但用于每一光罩的经提取精简设计数据库可仅需要存储器的不到约200吉字节。那么，此精简设计数据库可最初用于在于制作设施中第一次接纳特定光罩时对其进行检验。精简设计数据库还可用于在使用此晶片来制作一或多个晶片之后周期性地检验(重新质量鉴定)特定光罩。
图1是根据本发明的一个实施例的用于提供供在光罩检验期间使用的“精简”数据库的掩模系统100的图解性表示。OPC前设计数据104及光罩设计数据102两者可提供到精简数据库提取器101。OPC前设计数据104通常包含在任何OPC(光学接近度校正)结构添加到设计数据之前由特定光罩的设计者或合成工具产生的多边形。可称OPC前设计数据104表示设计者的意图且将通常类似将用使用光罩设计数据102制成的光罩制作的最终晶片。光罩设计数据102通常包含添加到OPC前光罩设计数据的OPC装饰。OPC装饰增强光罩的制作。举例来说，如果接近于设计数据中的拐角添加特定OPC增强，那么可在此些拐角上获得较清晰图像。
精简数据库提取器102通常经配置以从OPC前设计数据104及光罩设计数据102提取供在光罩检验期间使用的设计数据的一小子部分。经提取设计数据可呈用于促进任何类型的光罩检验(例如裸片与数据库间、裸片间、单元间等)的任何适合形式。如所展示，精简数据库提取器102可包含用于产生SRAF(亚分辨率辅助特征)描述112的SRAF检测器106、用于产生单元间区域描述114的单元间分析器108及用于产生灰度级光罩图像116的多边形光栅化模块110。系统100还可包含用于压缩由SRAF描述112、单元间区域描述114及灰度级光罩图像116表示的数据以便形成经压缩精简设计数据库120的压缩模块118。
多边形光栅化模块110产生各自不含有如光罩设计数据102(或OPC前设计数据104)那样多的设计细节的一或多个灰度级图像。光罩设计数据102通常含有对每一多边形的确切规范的列表。即，光罩设计数据含有以高度特定性(例如，无限分辨率)描述多边形设计数据的信息。设计数据库还通常含有专有知识产权信息。由多边形光栅化模块110产生的灰度级图像具有比光罩设计数据102低得多的分辨率。举例来说，OPC后设计数据通常含有对由OPC模型产生的OPC结构的非常详细的描述。此些详细OPC描述规定OPC结构的确切数值尺寸的列表，使得可通过将OPC后设计数据与OPC前设计数据(例如，逆向工程)进行比较而容易地确定OPC模型。所产生灰度级光罩图像不含有OPC结构的特定专有信息(例如确切数值尺寸)。大体来说，灰度级光罩图像经产生以便具有允许裸片与数据库间检验以检测缺陷的分辨率。
SRAF检测器106通常(举例来说)基于灰度级光罩图像产生光罩设计数据102中的每一SRAF的表示。例如，SRAF检测器106可提供每一SRAF坐标以及形状或大小的列表。可替代地提供SRAF特征的图谱或图像。例如，SRAF图谱可包含各自对应于SRAF或个别SRAF的每一区域的多边形，且每一SRAF多边形可具有不同于其它光罩设计特征/多边形的色彩的色彩。下文进一步描述数个SRAF检测器实施例。
单元间分析器108可经配置以检测光罩设计数据102中的重复图案。单元间区域通常为已经确定为含有(举例来说)从光罩设计数据102产生的灰度级图像中的重复图案或结构的区域。OPC算法可向光罩设计数据添加不对称。因此，单元间分析器108可经配置以检测与OPC前设计数据104相反的OPC后设计数据102中的单元间区域，使得从经识别单元间区域中过滤出经设计为单元间但从不对称OPC结构变得不对称的区域。在一个实施例中，单元间分析器108产生单元间区域位置、形状及大小的列表。举例来说，识别特定单元间区域内的每一单元的形状及大小。或者，提供单元间区域的图谱，举例来说，如关于SRAF图谱所描述。大体来说，单元间分析器经配置以分析灰度级光罩图像的每一小像素区域以确定是否存在一或多个其他相同相邻像素区域。
可使用任何适合图像压缩技术来实施压缩模块118。大体来说，压缩包含减少不相关及冗余特征。通过举例的方式，可使用以下无损压缩技术中的一或多者：运行长度编码、DPCM(差分脉冲码调制)编码、预测编码、熵编码、紧缩编码或链式编码。在特定算法中，运行长度编码涉及存储一连串相同数据值的单个数据值。例如，可用单个值10B替换一串的10个黑色像素(其中每一者具有值B)。因此，10个字符(10个B)将减少为3个字符(10B)。压缩模块还可包含任何适合图像加密技术，例如Lempel-Ziv-Markov链算法(LZMA)。
图2是根据本发明的一个实施例的用于基于经提取“精简”设计数据库检验光罩的系统200的图解性表示。关于图2所描述的组件可集成到一或多个物理装置中且不限于图2中所展示的个别装置或系统。如所展示，经提取精简数据库120可接收到与一或多个存储装置204相关联的制作存储系统或服务器202中。制作存储服务器202经配置以将所接收精简数据库120存储于此一或多个存储装置204中。在一个实施例中，精简数据库120由存储服务器202存储于维持于一或多个存储装置204中的检验输入与结果数据库中。
检验系统200还可包含用于从光罩获取检验图像(或信号)210的图像(或信号)获取系统208。系统200还可包含用于分析从检验系统208接收的图像的缺陷或图像处理器206。缺陷处理器206确定所获取图像(或信号)是否含有缺陷。精简数据库用于促进此缺陷检测过程。例如，SRAF描述可用于降低对SRAF区域的检验的敏感度(例如，用较高阈值检验)。图像处理器接收SRAF区域的认识(例如，位置、大小等)以及所获取图像，且不必花费资源确定SRAF区域。单元间描述可用于针对单元间区域实施较快速、较敏感算法。缺陷或图像处理器206还可经配置以产生检验报告212，且此报告可包含缺陷图像、缺陷类别及光罩/裸片内的缺陷位置。
图像获取系统208可呈用于检验光罩并获得检验图像(或信号)的任何适合工具的形式，如下文进一步描述。在一个实施例中，图像获取系统208经配置以用光束扫描光罩且在使光束跨越光罩扫描时获得光罩的个别部分的图像。举例来说，图像获取系统208获得跨越光罩的多个图像带，且这些图像带被发送到图像处理器以检测缺陷。或者，图像获取系统可呈扫描电子显微镜(SEM)的形式。
图3是图解说明根据本发明的特定实施方案的用于产生精简设计数据库的程序300的流程图。最初，在操作302中提供OPC前光罩设计数据。可由一或多个人使用任何适合布局工具产生OPC前光罩设计数据的多边形。另外或替代地，可基于通过硬件描述语言(HDL)(例如Verilog)表示的设计通过任何适合合成工具产生多边形，其中还可由一或多个人产生HDL设计。HDL设计可包括可用于组件库中的定制组件及/或标准组件。术语“设计数据”通常表示IC(集成电路)的物理设计(布局)。OPC前设计数据表示制作于晶片上或待制作于晶片上的装置的物理设计布局(例如，从数据结构(例如图形数据流(GDS)文件、GDSII文件或者另一标准文件或数据库)获得的信息)。来自GDS文件、其它文件或数据库的信息可描述装饰前物理设计布局(例如，无光学接近度校正(OPC)特征及任何其它分辨率增强技术(RET)特征添加到设计)。
接着，可在操作304中将OPC结构添加到OPC前数据以形成光罩设计数据。可将一或多个OPC产生模型应用于OPC前设计，使得基于此些模型产生OPC结构。所述模型可基于实验及/或模拟结果。大体来说，本文中交换地使用术语OPC、SRAF、细线及不可印刷结构。
还可在操作306中产生灰度级光罩图像。举例来说，将检验工具光学装置模型化并应用于设计数据图案以获得灰度级光罩图像。可针对检验工具的反射及透射光学组件两者产生灰度级图像。可仅从OPC后设计数据产生灰度级图像。在替代实施例中，还可产生OPC前数据的灰度级图像。
还可在操作308中检测灰度级光罩图像中的SRAF结构并产生SRAF描述或图谱。大体来说，可在光罩检验期间使用任何适合方法来分离设计数据中的可印刷特征(还称为主要特征)与不可印刷特征(还称为细线)以供稍后将含有不可印刷特征的区“降低敏感度”。在一种简单技术中，将OPC前设计数据与OPC后设计数据进行比较以确定OPC后设计数据中的不可印刷特征的位置以及灰度级光罩图像。例如，可使用“布尔(Boolean)”运算来从OPC后数据减去OPC前数据以产生SRAF或不可印刷特征数据。
可印刷特征可界定为显现于所得晶片图像上的特征。此经印刷特征可能或可能不以相同形状存在于所得晶片上或形成为在光罩或光掩模上。举例来说，图4A图解说明提供于光掩模上的基图案，而图4B图解说明基图案的所得晶片图像。因此，在光掩模的上下文中，可印刷特征可理解为对应于晶片平面上的可印刷特征的区。不可印刷特征(或“细线”)可包含用于补偿由于衍射及其它原因导致的成像错误的各种光学接近度校正(OPC)特征。一种类型的此些不可印刷特征为亚分辨率辅助特征(SRAF)。
图5是根据本发明的示范性实施例的用于基于灰度级光罩图像细线检测光罩的程序500的流程图。在本文中所描述的实例中，细线检测包含对光掩模的光刻不显著特征的任何不可印刷的检测。本文中交换地使用术语“细线”、“不可印刷”及“光刻不显著”。
灰度级光罩图像包含图案、几何形状、特征、形状等(“图案”)，且图案可由通常环绕、包围及/或界定构成掩模上的图案的各种区域的边界的一组轮廓、线、边界、边缘、曲线等(“轮廓”)界定。线宽度可难以断定特定轮廓。举例来说，圆形轮廓的线宽度测量可取决于测量是在何处获得的而变化，如图6中所图解说明。如所展示，穿过圆的中心测量的线宽度602将比穿过圆的边缘测量的线宽度604大得多。
因此，可使用一种过程来确定在图像掩模上在何处测量线宽度。在一个实施例中，可在操作510中对光罩图像执行细化过程以获得骨架图像。大体来说，可减小光罩图像的每一图案的大小以便提供光罩图像中的用于稍后测量特定光罩图像图案上的线宽度的地点或位置。例如，圆的骨架是圆的中心中的像素，使得穿过光罩图像上的圆的中心获得线宽度，且线的骨架是1像素宽的线，使得可在沿着线的纵向轴的任何地方获得线的线宽度。
在将光罩图像细化以产生骨架图像之后，可接着在操作512中使用骨架及光罩图像确定光罩图像中的线宽度可界定为细线图案还是非细线图案。此线宽度检查细线图谱及非细线图谱两者中的结果。大体来说，骨架图像用于测量光罩图像上的线宽度且将经测量线宽度与细线(或非细线)的线宽度规范进行比较。如果经测量线宽度小于线宽度规范，那么将相关联图案界定为细线。线宽度检查还可包含仅在特征在与非细特征的预定义接近度内的情况下将此特征界定为细线。如果经测量线宽度等于或大于线宽度规范，那么将相关联图案界定为非细线。因此，可将光罩图像上的特定图案界定为细线或非细线区以产生细线及非细线图谱两者。
还可就水平集函数界定光罩图像。在一个实施例中，水平集函数在边界或轮廓处等于0；在轮廓外部小于0；且在轮廓内部大于0。水平集0函数(或界定轮廓的无论哪一种函数)可用于测量掩模图像上的临界尺寸(CD)。即，可直接在第0水平集函数(或经界定轮廓)上测量CD。举例来说，可在四个方向上进行每一特征轮廓上的四个CD测量，且最小值界定为此特征的CD。
当提供水平集函数时，所述函数的零交叉为特定轮廓本身。可执行沿着多个方向的此轮廓上的直接线宽度测量。最后，采取这些测量的最小值可接着用于近似于线宽度。为了主要特征保护，线宽度检查可为用以决定图案是细线还是大的线图案的唯一准则。
此外，当像素具有与细线相同的色调但其线宽度大于用户定义的线宽度规范时，可将此些像素视为非细线像素。这些非细线像素形成需要防范细线生长的大的几何图谱(或非细线图谱)图像。在细线生长期间，可在操作514中将此图像用作光罩以停止不希望的生长。因此，防止细线生长侵占光罩图像的大的几何区以产生在本文中称为特征图谱的最终细线图谱(或相反地，非细线图谱)。
往回参考图3，还可在操作310中检测单元间区域且还可产生单元间区域描述或图谱。在一个实施例中，分析灰度级光罩图像中的像素群组以确定是否存在任何相同相邻像素群组。可将相同像素群组识别为单元间区域。玛雅(Maayah)等人的第7,065,239号美国专利及第7,925,072号美国专利描述用于检测图像中的重复图案的数种技术，所述专利以引用的方式并入本文中。在一个实施例中，可将灰度级光罩图像划分成若干相对小的块，且可接着针对每一块确定阵列度量。阵列度量表示所述块包含阵列图案的可能性。接着，可将预定义阈值应用于度量以将每一块分类为阵列或随机块。最后，可将经连接阵列块合并成阵列区。
接着，在操作312中提供特定光罩的精简设计数据库。特定光罩的精简设计数据库包含一或多个灰度级光罩图像、SRAF描述及单元间区域描述。举例来说，经由网路或存储装置从用于制作特定光罩(基于用于此光罩的设计数据)的设施且到用于使用此特定光罩制作晶片的设施传送精简设计数据库。可将一组特定光罩的精简数据库以及从在光罩制作设施处执行的对所述组特定光罩的检验产生的最初光罩检验报告提供到晶片制作设施。可针对一设计的光罩中的每一者重复用于产生精简数据库的程序。可将用于特定设计的光罩中的所有光罩的精简数据库一起传送到晶片制作设施。
精简数据库信息可用于调整晶片检验敏感度、大幅减少妨害事件检测、增加将缺陷分类的精确性且增强用于检验系统的应用(例如过程窗质量鉴定(PWQ))。精简设计数据库还可用于提供缺陷审查过程及系统的优点，如本文中进一步描述。另外，贝维斯(Bevis)的第6,886,153号美国专利及福科(Volk)等人的在2005年1月6日公布为第2005/0004774号美国专利申请公开案的2004年7月1日提出申请的序列号为10/883,372的美国专利申请案图解说明使用设计数据及上下文数据的方法的实例，所述申请案以引用的方式并入本文中。本文中所描述的方法可包含此专利及专利申请案中所描述的方法中的任一者的任何步骤。
通过实例性应用的方式，较快速、较敏感检验算法(较低阈值)可用于经识别单元间区域。相比来说，较不敏感检验(较高阈值)可用于经识别SRAF区域。较不敏感SRAF检验可显著减少“妨害”或假缺陷的检测。检验工具不必经配置以检测SRAF区域或单元间区域，这是因为在所提供精简设计数据库中识别SRAF及单元间区域。总之，可使用不同检验算法来检验SRAF区域、单元间区域及光罩的其它区域。
从光罩设计数据产生的单元间描述或图谱将通常比从光罩图像产生的单元间区域描述更准确。当仅使用单元图像时，难以明确地区分由真实缺陷导致的不对称与由OPC算法导致的既定不对称。单元间描述允许在单元间缺陷分析中排除来自OPC算法的既定不对称。另外，从光罩图像识别的单元间区域可产生由任何成像系统的本质光学分辨率限制导致的不准确性。
精简设计数据库允许制作背景中的裸片与数据库间检验。在不提取全设计数据库的精简版本的情况下，全设计数据库从掩模制作设施到晶片制作设施的传送将消耗显著时间及存储资源，使得裸片与数据库间检验在晶片制作环境中不实际。另外，精简设计数据库促进不含有单元间区域的光罩区域的裸片与数据库间检验。即，灰度级光罩图像允许发生对从物理光罩获得的光罩图像的所有像素的检验。举例来说，检验可包含将特定光罩的所有区域与其在灰度级光罩图像中的对应区域进行比较。如果光罩仅含有单个裸片且不提供灰度级光罩图像，那么检验将必须依赖于单元间类型的检验，这是因为不存在其它邻近裸片来彼此成像及比较。
大体来说，可在过程中使用任何适合类型的光掩模或光罩。举例来说，可使用由透明熔融硅石毛坯制成的具有由铬金属吸附膜界定的图案的光掩模。大体来说，光掩模或掩模可呈任何适合类型的光罩或光掩模(例如，相移掩模及嵌入式相移掩模(EPSM))的形式。光掩模通常包含多个可印刷特征及多个不可印刷特征。
图7是图解说明根据本发明的一个实施例的光罩检验程序的流程图。最初，可在操作702中基于精简设计数据库选择不同检验算法(例如，不同阈值或算法)以供与不同光罩区域一起使用。选择不同检验算法可涉及向同一算法提供一或多个用户定义的检测阈值或选择具有同一或不同阈值的不同算法。举例来说，可给具有未识别为不可印刷细线特征的主要特征的区指派一个检测阈值，而可给识别为含有SRAF或其它不可印刷细线特征的区指派较低阈值。此区分可用于优化检验资源。另外，单元间检验算法可用于经识别单元间区域。
可在操作704中提供每一光罩区域的参考图像。在裸片与数据库间检验中，可从精简设计数据库获得参考图像(所产生灰度级光罩图像)。或者，在裸片间或单元间检验中，可从光罩的另一裸片或单元获得参考图像。
针对每一光罩区域，可在操作706中相对于测试图像对准参考图像。在操作708中，使用针对此区域选择的检验算法将每一测试图像与其对应参考图像进行比较。可在此操作中使用MEEF、用户定义的阈值、几何图谱及每一区域特定的其它信息。换句话说，分析测试图像可涉及识别测试图像的部分及参考图像的对应部分并针对每一经识别部分识别这些图像中的任何差异。在特定实施例中，识别经对准测试透射与参考透射图像及经对准测试反射与参考反射图像之间的差异。
接着，可在操作710中基于比较结果确定光罩是否通过检验。如果光罩合格，那么检验过程可结束，且制作可继续使用合格光罩。如果光罩不合格，那么可在操作712中修复或丢弃光罩且检验结束。
大体来说，精简设计数据库可具体用于在光罩检验期间界定并集中于含有光刻显著特征及缺陷的区。SRAF描述/图谱可用于在检验期间向检验系统提供用以将界定为细线或不可印刷特征的区“降低敏感度”的指令。举例来说，可以比含有主要特征(可印刷或非细线特征)的区低的敏感度检验仅含有细线(例如，SRAF)的区。如上文所指示，细线特征图谱的区在此两种类型的特征之间进行区分。总之，本文中所描述的新颖过程及检验系统允许较有效光罩检验过程。
图8A是根据特定实施例的可用于将掩模图案从光掩模M转印到晶片W上的典型光刻系统800的简化示意性表示。此些系统的实例包含扫描仪及步进器，更具体来说，可从荷兰维荷芬(Veldhoven)的ASML购得的PAS5500系统。大体来说，照明源803将光束引导穿过照明透镜805到达位于掩模平面802中的光掩模M上。照明透镜805具有在所述平面802处的数值孔径801。数值孔径801的值影响光掩模上哪些缺陷是光刻显著缺陷且哪些缺陷不是光刻显著缺陷。通过光掩模M的光束的一部分形成经图案化光学信号，所述经图案化光学信号被引导穿过成像光学装置808且引导到晶片W上以起始图案转印。
图8B提供根据特定实施例的检验系统850的示意性表示，所述检验系统具有成像透镜851a，所述成像透镜具有在光罩平面852处的相对大的数值孔径851b。所描绘检验系统850包含经设计以提供(举例来说)用于增强检验的60到200X放大率的显微镜放大光学装置853。在检验系统的光罩平面852处的数值孔径851b通常远大于在光刻系统800的光罩平面802处的数值孔径801，此将导致测试检验图像与实际经印刷图像之间的差异。这些光学系统(800、850)中的每一者诱发可在本文中所描述的技术中计及并补偿的所产生图像中的不同光学效应。
本文中所描述的检验技术可在各种经特定配置检验系统(例如图8B中示意性地图解说明的经特别配置检验系统)上实施。系统850包含照明源860，所述照明源产生光束，所述光束被引导穿过照明光学装置851a到851b到达在光罩平面852中的光掩模M上。光源的实例包含激光器或经滤波灯。在一个实例中，所述源为193nm激光器。如上文所解释，检验系统850具有在光罩平面852处的数值孔径851b，所述数值孔径可大于对应光刻系统的光罩平面数值孔径(例如，图8A中的元件801)。待检验的光掩模M放置于光罩平面852处且曝光于所述源。
来自掩模M的经图案化图像被引导穿过放大光学元件853集合，所述集合将经图案化图像投影到传感器854上。适合传感器包含电荷耦合装置(CCD)、CCD阵列、时间延迟积分(TDI)传感器、TDI传感器阵列、光学倍增管(PMT)及其它传感器。在反射系统中，光学元件将引导并捕获经反射图像。
由传感器854捕获的信号可由计算机系统873处理，或更大体来说，由信号处理装置处理，所述信号处理装置可包含经配置以将来自传感器854的模拟信号转换成数字信号以供处理的模/数转换器。计算机系统873可经配置以分析所感测光束的强度、相位及/或其它特性。计算机系统873可经配置(例如，借助编程指令)以提供用于显示所得测试图像及其它检验特性的用户接口(例如，在计算机屏幕上)。计算机系统873还可包含用于提供用户输入(例如改变检测阈值)的一或多个输入装置(例如，键盘、鼠标、操纵杆)。在特定实施例中，计算机系统873经配置以执行下文详细说明的检验技术。计算机系统873通常具有经由适当总线或其它通信机构耦合到输入/输出端口及一或多个存储器的一或多个处理器。可使用类似计算机系统来实施如本文中所描述的用于产生经减小设计数据库的技术。
由于此信息及程序指令可在经特定配置计算机系统上实施，因此此系统包含可存储于计算机可读媒体上的用于执行本文中所描述的各种操作的程序指令/计算机代码。机器可读媒体的实例包含(但不限于)：磁性媒体(例如硬磁盘、软磁盘及磁带)；光学媒体(例如CD-ROM磁盘)；磁光媒体(例如光盘)；及经特定配置以存储并执行程序指令的硬件装置(例如只读存储器装置(ROM)及随机存取存储器(RAM))。程序指令的实例包含例如由编译器产生的机器代码及含有可由计算机使用解释器执行的较高级代码的文件两者。
在特定实施例中，一种用于检验光掩模的系统包含经配置以执行以下操作的至少一个存储器及至少一个处理器：产生掩模的测试光强度图像，其包含测试透射图像及测试反射图像；建构点图像；将所述点图像恢复为掩模图像；线细化；形成特征图谱；及使用所述特征图谱分析所述测试光强度图像以识别光掩模缺陷。检验系统的一个实例包含可从加利福尼亚州皮尔皮塔斯市科磊公司购得的经特定配置TeraScanTM DUV检验系统。
虽然已出于理解清晰的目的而以一些细节描述前述发明，但将了解，可在所附权利要求书的范围内实践特定改变及修改。应注意，存在实施本发明的过程、系统及设备的许多替代方式。因此，本发明实施例应视为说明性而非限定性的，且本发明不限于本文中所给出的细节。
Claims (26)
1.一种提供用于检验晶片制作设施中的光罩的设计数据信息的方法，所述方法包括：
提供光罩设计数据，所述光罩设计数据规定形成于使用所述光罩的所述晶片上的多个可印刷特征及不形成于使用此光罩的所述晶片上的多个不可印刷特征，其中所述光罩设计数据可用于制作所述光罩；
从所述光罩设计数据产生减小的设计数据库，其中所述减小的设计数据库包含所述光罩的所述不可印刷特征的描述或图谱、所述光罩的多个单元间区域的描述或图谱及从所述光罩设计数据光栅化的灰度级光罩图像；及
将所述减小的设计数据库以及所述光罩传送到制作设施，使得所述减小的设计数据库可用于周期性地检验所述制作设施中的所述光罩。
2.根据权利要求1所述的方法，其中用于所述光罩的减小的设计数据库具有小于约200吉字节的大小。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述光罩设计数据包含将不印刷于使用由此光罩设计数据形成的所述光罩制作的晶片上的不可印刷特征。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述光罩设计数据包含专有信息，且所述减小的设计数据库不包含此专有信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中通过以下操作而产生所述光罩的所述不可印刷特征的所述描述或图谱：如果所述灰度级光罩图像的具有低于预定义阈值的经测量线宽度的每一特征处在距所述灰度级光罩图像的具有等于或高于所述预定义阈值的经测量线宽度的另一特征的预定义距离内，那么将此特征界定为不可印刷特征。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述不可印刷特征的所述描述或图谱规定每一不可印刷特征或不可印刷特征区域的大小及位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述减小的设计数据库包含呈具有不同于所述光罩设计数据中所规定的所含多个设计多边形的色彩的多个多边形的形式的所述不可印刷特征的图谱。
8.根据权利要求1所述的方法，其中通过检测所述灰度级光罩图像中的重复图案而产生所述单元间区域的所述描述或图谱。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述单元间区域的所述描述或图谱规定重复图案或每一重复图案区域的大小及位置。
10.根据权利要求1所述的方法，其中通过导致所述可印刷特征中的一些重复可印刷特征中的不对称的算法而产生所述光罩设计数据的所述不可印刷特征。
11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在将所述减小的设计数据库以及所述光罩传送到制作设施之前压缩并加密所述减小的设计数据库。
12.一种用于提供用于检验晶片制作设施中的光罩的设计数据信息的系统，所述系统包括经配置用于执行以下操作的至少一个处理器及至少一个存储器：
接收光罩设计数据，所述光罩设计数据规定形成于使用所述光罩的所述晶片上的多个可印刷特征及不形成于使用此光罩的所述晶片上的多个不可印刷特征，其中所述光罩设计数据可用于制作所述光罩；及
从所述光罩设计数据产生减小的设计数据库，其中所述减小的设计数据库包含所述光罩的所述不可印刷特征的描述或图谱、所述光罩的多个单元间区域的描述或图谱及从所述光罩设计数据光栅化的灰度级光罩图像；及
将所述减小的设计数据库以及所述光罩传送到制作设施，使得所述减小的设计数据库可用于周期性地检验所述制作设施中的所述光罩。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述光罩设计数据包含将不印刷于使用由此光罩设计数据形成的所述光罩制作的晶片上的不可印刷特征。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述光罩设计数据包含专有信息，且所述减小的设计数据库不包含此专有信息。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述光罩的所述不可印刷特征的所述描述或图谱是通过以下操作而产生的：如果所述灰度级光罩图像的具有低于预定义阈值的经测量线宽度的每一特征处在距所述灰度级光罩图像的具有等于或高于所述预定义阈值的经测量线宽度的另一特征的预定义距离内，那么将此特征界定为不可印刷特征。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述不可印刷特征的所述描述或图谱规定每一不可印刷特征或不可印刷特征区域的大小及位置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中减小的设计数据库包含呈具有不同于所述光罩设计数据中所规定的所含多个设计多边形的色彩的多个多边形的形式的所述不可印刷特征的图谱。
18.根据权利要求12所述的系统，其中所述单元间区域的所述描述或图谱是通过检测所述灰度级光罩图像中的重复图案而产生的。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述单元间区域的所述描述或图谱规定重复图案或每一重复图案区域的大小及位置。
20.根据权利要求12所述的系统，其中所述光罩设计数据的所述不可印刷特征是通过导致所述可印刷特征中的一些重复可印刷特征中的不对称的算法而产生的。
21.一种用于检验用于使用光罩制作晶片的制作设施中的此光罩的系统，所述系统包括：
制作存储系统，其用于接收从光罩设计数据产生的减小的设计数据库，其中所述减小的设计数据库包含所述光罩的不可印刷特征的描述或图谱、所述光罩的多个单元间区域的描述或图谱及从所述光罩设计数据光栅化的灰度级光罩图像；
检验工具，其用于获取所述光罩的图像；及
缺陷处理系统，其用于通过基于所述减小的设计数据库分析所述光罩的所述所获取图像而检测此光罩中的缺陷。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述缺陷处理系统进一步经配置以通过使用多个不同检验算法分析所述光罩的测试图像而检测缺陷，其中所述检验算法中的第一者的第一敏感度水平在所述测试图像的由所述减小的设计数据库的一部分界定的第一区中小于所述检验算法中用于所述测试图像的并非由所述减小的设计数据库界定的其它区的第二者的第二敏感度水平。
23.根据权利要求22所述的系统，其中对所述测试图像的所述分析是通过将所述图像与对应于所述灰度级光罩图像的一部分的参考图像进行比较而实现的。
24.根据权利要求22所述的系统，其中对所述图像的所述分析是通过将所述测试图像与从所述光罩的参考裸片或参考单元获得的参考图像进行比较而实现的。
25.根据权利要求22所述的系统，其中所述第一敏感度水平是基于所述光罩的所述不可印刷特征的所述描述或图谱而选择的。
26.根据权利要求22所述的系统，其中所述第二敏感度水平是基于所述光罩的多个单元间区域的所述描述或图谱而选择的。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |