CN112955926A - 用于自适应对准的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种将晶片图像与参考图像对准的方法，包括：在晶片图像上搜索目标参考位置，以将晶片图像与参考图像对准；并且响应于确定目标参考位置不存在：在晶片图像上定义当前锁定位置和包围当前锁定位置的区域；计算当前锁定位置的对准评分；将当前锁定位置的对准评分与先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；并且基于所述比较将晶片图像与所述参考图像对准。

Description

用于自适应对准的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月23日提交的美国申请62/749,566的优先权，并且其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
与本公开一致的实施例总体上涉及对准方法，并且尤其涉及半导体制造操作过程中的缺陷检测的对准方法。
背景技术
在集成电路(IC)的制造过程中，检查未完成或已完成的电路组件以确保它们是根据设计制造的并且没有缺陷。可以采用利用光学显微镜或带电粒子(例如电子)束显微镜的检查系统，例如扫描电子显微镜(SEM)。随着IC组件的物理尺寸持续缩小，缺陷检测的精度和效果变得越来越重要。然而，检查工具的成像分辨率和吞吐量努力与IC组件的不断减小的特征尺寸保持同步。需要对现有技术作进一步改进。
发明内容
根据本公开的一些实施例，提供一种用于将晶片图像与参考图像对准的方法。该方法可以包括：在数据库中搜索目标参考位置，用于将晶片图像与参考图像对准；以及响应于确定目标参考位置不存在于数据库中：在所述晶片图像上识别当前锁定位置和包围所述当前锁定位置的区域；计算当前锁定位置的对准评分；将当前锁定位置的对准评分与先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；并且基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准。
在该方法中，基于比较将晶片图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分满足阈值条件：将当前锁定位置的定位信息和对准评分存储在数据库上，以便于确定目标参考位置；以及使用当前锁定位置，将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
在该方法中，当所述当前锁定位置的对准评分高于定位在包围当前锁定位置的区域内的位置的存储的对准评分时，当前锁定位置的对准评分可以满足阈值条件，定位在包围当前锁定位置的区域内的位置是先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置。
在该方法中，基于比较将图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分不满足阈值条件：在所存储的对准评分中选择最高对准评分；以及使用对应于最高对准评分的锁定位置将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
在该方法中，当所述当前锁定位置的对准评分低于定位在包围当前锁定位置的区域内的位置的存储的对准评分时，阈值条件可能不被满足，定位在包围当前锁定位置的区域内的位置是先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置。对应于最高对准评分的锁定位置可以是在视场中并且不同于当前锁定位置的定位点。包围当前锁定位置的区域可以是视场或视场的一部分。
在该方法中，先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置可以包括定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第一部分，或者包括不定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第二部分。先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置包括定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第一部分，或者包括不定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第二部分，还可以包括：定位在包围当前锁定位置的区域内的位置是先前选择的位置的第一部分；并且不定位在包围当前锁定位置的区域内的位置是先前选择的位置的第二部分。第一部分可以是先前选择的位置中的一个或多个位置，并且第二部分可以是先前选择的位置中的一个或多个位置。第一部分可以不是先前选择的任何位置，并且第二部分可以是先前选择的所有位置。第一部分可以是先前选择的所有位置，并且第二部分可以不是先前选择的任何位置。
在该方法中，包围当前锁定位置的区域的尺寸和围绕目标参考位置的区域的尺寸可以在毫米到纳米的尺度内。可以基于存在于晶片的不同范围上的特征的数目的比较来定义当前锁定位置。可以基于存在于晶片的不同范围上的图案边缘的数目的比较来定义当前锁定位置。当前锁定位置可以基本上定位在包围晶片的当前锁定位置的区域的中心。目标参考位置的确定还可以包括：将所述当前锁定位置识别为所述目标参考位置。目标参考位置的识别可以基于位置在以前对准中已经被选择作为锁定位置的总次数与阈值数目之间的比较。阈值数目可以是20。参考图像可以包括图形数据系统(GDS)。参考图像可以是不同晶片的图像。
根据本公开的一些实施例，提供了一种电子束检查装置，包括：控制器，具有电路装置使电子束检查装置执行以下项：在数据库中搜索目标参考位置；以及响应于确定目标参考位置不存在于数据库中：在晶片图像上定义当前锁定位置和包围当前锁定位置的区域；计算当前锁定位置的对准评分；将当前锁定位置的对准评分与先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；并且基于所述比较将晶片图像与参考图像对准。
在该装置中，基于比较将晶片图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定当前锁定位置的对准评分满足阈值条件：将当前锁定位置的定位信息和对准评分存储在数据库上，以便于确定目标参考位置；以及使用当前锁定位置将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
在该装置中，基于比较将晶片图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定当前锁定位置的对准评分不满足阈值条件：在所存储的对准评分中选择最高对准评分；以及使用对应于最高对准评分的锁定位置，将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
根据本公开的一些实施例，提供了一种存储指令集的非瞬态计算机可读介质，所述指令集可以由设备的控制器执行以使得设备执行包括以下项的方法：在数据库中搜索目标参考位置；以及响应于确定目标参考位置不存在于数据库中：在晶片图像上定义当前锁定位置和包围当前锁定位置的区域；计算当前锁定位置的对准评分；将当前锁定位置的对准评分与先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；以及基于所述比较将晶片图像与参考图像对准。
在非瞬态计算机可读介质中，基于比较将晶片图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定当前锁定位置的对准评分满足阈值条件：将当前锁定位置的定位信息和对准评分存储在数据库上，以便于确定目标参考位置；以及使用当前锁定位置，将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
在非瞬态计算机可读介质中，基于比较将晶片图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定当前锁定位置的对准评分不满足阈值条件：在存储的对准评分中选择最高对准评分；以及使用对应于最高对准评分的锁定位置，将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
附图说明
图1A是示出精确对准的示意扫描电子显微镜(SEM)图像对准图，并且图1B是示出与本公开的一些实施例一致的非精确对准的示意SEM图像对准图。
图2是示出与本公开的一些实施例一致的示例性对准系统的框图。
图3是示出与本公开的一些实施例一致的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。
图4是示出与本公开的一些实施例一致的示例性电子束工具的示意图，该电子束工具可以是图3的示例性电子束检查(EBI)系统的一部分。
图5是与本公开的一些实施例一致的指示将晶片的图像与参考图像对准的示例性方法的流程图。
图6是与本公开的一些实施例一致的指示将晶片图像与参考图像对准的详细示例性方法的流程图。
图7是与本公开的一些实施例一致的指示将晶片图像与参考图像对准的详细示例性方法的流程图。
图8是与本公开的一些实施例一致的指示将晶片图像与参考图像对准的详细示例性方法的流程图。
图9是示出与本公开的一些实施例一致的用于检查的SEM图像和在SEM图像上定义的锁定位置的示意图。
图10和图11是示出与本公开的一些实施例一致的当前锁定位置的对准评分与当前锁定位置附近的一些位置的对准评分的比较的示意图。
具体实施方式
现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下描述参考附图，其中不同附图中的相同标号表示相同或相似的元件，除非另有说明。在以下示例性实施例的描述中阐述的实施方案并不代表与本发明一致的所有实施方案。相反，它们仅仅是与所附权利要求中所述的本发明相关方面一致的装置和方法的示例。例如，虽然在利用电子束检查(EBI)系统(例如扫描电子显微镜(SEM))来生成晶片图像的上下文中描述了一些实施例，但是本公开不限于此。其它类型的检查系统和图像生成系统也可以类似地应用。
电子设备的增强的计算能力、同时减小设备的物理尺寸，可以通过显著增加IC芯片上的电路组件的封装密度来实现，所述电路组件例如晶体管、电容器、二极管等。例如，在智能电话中，IC芯片(其为拇指指甲的大小)可以包括超过二十亿个晶体管，每个晶体管的大小小于人类毛发的1/1000。毫不奇怪，半导体IC制造是一个复杂的过程，具有数百个单独的步骤。即使在一个步骤中的错误也有可能显著影响最终产品的功能。即使一个“致命缺陷”也可能导致设备故障。制造过程的目标是提高过程的总产率。例如，对于50步过程来说，为了得到75％的产率，每个单独的步骤必须具有大于99.4％的产率，并且如果单独步骤的产率是95％，则总的过程产率下降到7％。
在半导体制造过程的各个步骤中，图案缺陷可能出现在晶片、芯片或掩模中的至少一个上，这可能导致所制造的半导体器件失效，从而在很大程度上降低了产量。随着半导体器件尺寸(连同任何缺陷)不断地变得越来越小，识别缺陷变得更有挑战性和昂贵。目前，半导体制造线中的工程师通常花费数小时(甚至有时数天)来识别小缺陷的定位点，以最小化它们对最终产品的影响。
传统的光学检测技术在检查小缺陷(例如，纳米级缺陷)方面是无效的。先进的电子束检查(EBI)工具，例如具有高分辨率和大焦深的扫描电子显微镜(SEM)，已经被开发以满足半导体工业中的需要。EBI工具中的缺陷检查期间的重要步骤是将晶片图像与参考图像(例如，图形数据系统(GDS)文件)对准。例如，晶片的SEM图像可以与参考图像叠置，之后可以调节晶片图像相对于参考图像的位置，直到晶片图像中的特征与参考图像中的特征基本适配。以这种方式，可以将待检查晶片图像映射到参考图像坐标，并且可以在参考图像坐标中识别晶片图像上的缺陷定位点。
虽然EBI工具在半导体晶片的小缺陷检测中起关键作用，但是它们对晶片图像与参考图像的对准精度敏感。因为SEM图像的像素尺寸小，所以没有太多的空间用于对准误差。因此，当检查晶片和识别缺陷时，对准精度对于EBI工具至关重要。
然而，对准是具有挑战性的任务，尤其是当图像中存在大量噪声或失真时，或图像的大部分具有周期性图案(例如，阵列图案，其中每一元素看起来与所有其它元素类似，从而使得难以将晶片图像中的特定元素与参考图像中的其对应元素适配)时。对准的另一个固有挑战是很难具有统一的度量/分数阈值以区分精确对准和非精确对准。
所公开的实施例提供一种自适应对准过程，该自适应对准过程改进了缺陷检查过程期间的对准精度。对准过程产生对准评分，基于在图像或参考图像上选择的定位点，使所述图像与所述参考图像对准而产生所述对准评分。可以存储对准评分和选择的定位点以用于以后的参考。
当下一图像准备好用于检查时，对准过程可以生成第二对准评分，第二对准评分可以与先前存储的对准评分进行比较。如果第二对准评分高于存储的分数，则存储第二对准评分和其对应的选择的定位点以用于以后的参考。该过程可以继续，直到所有图像都被检查。通过用对准评分和它们的对应的选择的定位点来一致地更新存储池并且评估是否存在更好的候选，使对准的精度得到改善。
此外，自适应对准过程可以在没有人工干预的情况下执行，并且可以加速检查过程，从而引起更高的吞吐量。除非另有说明，否则本文所用术语“或”包括所有可能的组合，除非是不可行的。例如，如果声明数据库可以包括A或B，则除非另外特别陈述或不可行，否则数据库可以包括A、或B、或A和B。作为第二示例，如果声明数据库可以包括A、B或C，那么除非另有明确说明或不可行，否则数据库可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。
现在参考与本公开的一些实施例一致的图1A和图1B，该图1A是示出精确对准的示意性SEM图像对准图，图1B是示出非精确对准的示意性SEM图像对准图。如图1A所示，晶片图像110具有在半导体制造过程中产生的孔图案。晶片图像110中的孔图案具有需要被识别的一个缺失孔缺陷102。参考图像120(其对应于晶片图像110)具有正方形图案，包括在对应于晶片图像上的孔缺陷102的定位点处的正方形104。在对准过程中，晶片图像110与参考图像120叠置，并且然后调节晶片图像110相对于参考图像120的位置，使得晶片图像110的孔图案基本上与参考图像120中的正方形图案适配，从而指示精确对准，如叠置图像130所示。以这种方式，晶片图像110被映射到参考图像坐标(例如，图中所示的x-y坐标)，并且通过正方形104(在叠置图像130上的叠置孔缺陷102)在x-y坐标中的位置，可以精确地识别孔缺陷102在晶片图像110上的定位点。
图1B示出非精确对准的示例。如图1B所示，晶片图像140具有在半导体制造过程中产生的孔图案。晶片图像140中的孔图案具有孔106。参考图像150具有正方形图案，包括在对应于孔106的位置处的正方形108。在该示例性对准过程中，晶片图像140与参考图像150叠置，但是晶片图像140相对于参考图像150的位置未被调节，使得晶片图像140的孔图案基本上与参考图像150中的正方形图案适配。更具体地说，正方形图案向左移动周期性距离T的量，如通过叠置图像160上的正方形108和孔106之间的距离T的间隔所证明的(如果对准是精确的，则正方形和孔应当叠置)。因此，晶片图像140上的缺陷位置不能够在参考图像坐标(例如，如图所示的x-y坐标)中被精确地识别。
为了帮助确定对准是否精确，可以使用对准算法来生成对准评分。对准评分可以用于指示对准的精度，其中较高的对准评分指示更精确的对准。可以基于晶片图像与参考图像之间的像素强度值的差(例如，晶片图像与参考图像的强度的平方差的和)分别确定对准评分。可替代地，可以基于晶片图像与参考图像之间的相关系数来确定对准评分。
一些对准评分算法可能不是最佳的。例如，图1A和图1B中所示的对准，即使不同，也可能导致非常相似的对准评分。由于缺乏统一的度量来评估对准结果，对准误差难以控制，并且未对准导致缺陷检测结果中的高干扰率。例如，干扰可以是假阳性缺陷，并且干扰率可以被表示为假阳性缺陷的数目与标记的缺陷的总数之间的比率。在图1B中，由于未对准，孔106未与正方形108对准。结果，当孔106实际上不是缺陷，而是由晶片图像与参考图像的未对准而产生时，可以将孔标记为缺陷。这是产生假阳性(即，干扰)的非精确对准的示例。可以想象，非精确的对准能够在检测结果中产生大量的假阳性，导致特定图像的较高的干扰率。
在包括给定图像A和两个参考图像R1和R2的另一个示例中，缺陷可以通过计算图像A和两个参考图像R1和R2之间的强度差D1和D2来识别，即D1＝|A-R1|并且D2＝|A-R2|。如果图像A有缺陷，则缺陷将在差计算D1和D2上显现。在图像A无缺陷并且图像A与参考图像R1和R2的对准最佳的情况下，差计算D1和D2中的像素值将为零或接近零。然而，在非精确对准的情况下，在差计算D1和D2中存在诸多非零像素，导致图像A上的特征被不正确地标记为缺陷(即，假阳性或干扰)。由于必须花费时间或计算资源来分析这些假阳性，因此诸如这些假阳性缺陷增加了操作者或自动缺陷分类器识别所关注的真实缺陷的难度。因此，传统的对准系统可能难以将非精确对准与精确对准区分开。因此，需要一种用于晶片中的缺陷检测的精确且自适应的对准方法。
现在参考图2，该图是示出与本公开的一些实施例一致的示例性对准系统的框图。如图2所示，对准系统200包括计算机系统202、检查系统212和参考存储设备210。计算机系统202还包括处理器204、存储介质206和用户接口208。处理器204可以包括多个处理器，并且存储介质206和参考存储设备210可以是相同的单个存储介质。计算机系统202经由有线通信或无线通信与检查系统212和参考存储设备210通信。
计算机系统202可以包括但不限于个人计算机、工作站、网络计算机或具有一个或多个处理器的任何设备。存储介质206存储对准指令，并且处理器204被配置为(经由其电路装置)执行对准指令以控制对准过程。处理器204被配置为基于补丁图像的多个对准来构建多个对准知识文件。补丁图像是晶片的一部分的小图像(例如，34×34像素)。多个补丁图像可以由晶片检查系统212生成。处理器204被配置为处理从检查系统212传输的补丁图像，并且执行晶片的补丁图像与从参考存储设备210传输的参考图像的对准。
用户接口208包括被配置为显示晶片的对准图像的显示器、被配置为将用户命令传送到计算机系统202上的输入设备等。显示器可以是任何类型的计算机输出面和显示文本以及图形图像的投影机构，包括但不限于阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、气体等离子体、触摸屏或其它图像投影技术，用于向计算机用户显示信息。输入设备可以是用于从操作者向计算机系统202提供数据和控制信号的任何类型的计算机硬件设备。输入设备可以包括但不限于键盘、鼠标、扫描仪、数码相机、操纵杆、轨迹球、光标方向键、触摸屏监视器、或音频/视频指挥器等，用于向处理器传送方向信息和命令选择或用于控制显示器上的光标移动。
参考存储设备210存储在对准过程期间由计算机系统202访问的参考文件数据库。在一些实施例中，参考存储设备210可以是计算机系统202的一部分。用于晶片检查的参考图像文件可以由操作人员手动提供给计算机系统202。可替代地，参考存储设备210可以用处理器来实现，并且参考图像文件可以由参考存储设备110自动提供给计算机系统202。参考存储设备210可以是被配置为存储和提供任何参考图像的远程服务器计算机，可以是云存储等。
检查系统212可以是能够生成晶片图像的任何检查系统。晶片可以是半导体晶片衬底、具有一个或多个外延层或处理膜的半导体晶片衬底等。本公开的实施例不限制晶片检查系统212的具体类型，只要晶片检查系统可以生成具有足够高的分辨率以观察晶片上的关键特征(例如，小于20nm)的晶片图像，与当代半导体铸造技术一致即可。在本公开的一些实施例中，检查系统212是关于图3描述的电子束检查(EBI)系统304。
一旦由检查系统212获取晶片图像，晶片图像就可以被传输到计算机系统202，其中系统可以将晶片图像与参考图像(例如，GDS)对准。计算机系统202和参考存储设备210可以是检查系统212的一部分或远离该检查系统。
现在参考图3，该图是示出与本公开的一些实施例一致的示例性电子束检查系统的示意图。如图3所示，电子束检查系统300包括主室302、装载/锁定室304、电子束工具306和设备前端模块308。电子束工具306定位在主室302内。设备前端模块308包括第一装载端口308a和第二装载端口308b。设备前端模块308可以包括附加的(一个或多个)装载端口。第一装载端口308a和第二装载端口308b接收晶片盒，该晶片盒包含待检查的晶片(例如，半导体晶片或由其它材料制成的晶片)或样品(晶片和样品在下文中统称为“晶片”)。设备前端模块308中的一个或多个机械臂(未示出)将晶片传送到装载/锁定室304。装载/锁定室304连接到装载/锁定真空泵系统(未示出)，该装载/锁定真空泵系统移除装载/锁定室304中的气体分子以达到低于大气压的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机械臂(未示出)将晶片从装载/锁定室304传输到主室302。主室302连接到主室真空泵系统(未示出)，该主室真空泵系统去除主室302中的气体分子以达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，通过电子束工具306对晶片进行检查。
现在参考图4，该图是示出与本公开的一些实施例一致的示例性电子束工具的示意图，该电子束工具可以是图3的示例性电子束检查的一部分。图4示出与本公开的一些实施例一致的电子束工具306的示例性组件。如图4所示，电子束工具306包括机动台400和由机动台400支撑的晶片保持器402，以保持要被检查的晶片403。电子束工具306还包括物镜总成404、电子检测器406(其包括电子传感器表面)、物镜孔408、聚光透镜410、限束孔412、枪孔414、阳极416和阴极418。在一些实施例中，物镜总成404可以包括改进的摆动物镜延迟浸没透镜(SORIL)，摆动物镜延迟浸没透镜包括极片404a、控制电极404b、偏转器404c和激励线圈404d。电子束工具306可以另外包括能量色散X射线光谱仪(EDS)检测器(未示出)以表征晶片上的材料。
通过在阳极416和阴极418之间施加电压，从阴极418发射初级电子束420。初级电子束420穿过枪孔414和限束孔412，这两者都可以确定进入处于限束孔412以下的聚光透镜410的电子束的尺寸。在初级电子束进入物镜孔408之前，聚光透镜410聚焦该初级电子束420，以在电子束进入物镜总成404之前设定电子束的尺寸。偏转器404c偏转初级电子束420以便于在晶片上进行电子束扫描。例如，在扫描过程中，偏转器404c可以被控制以在不同时间点将初级电子束420顺序地偏转到晶片403的顶面的不同定位点上，以提供用于晶片403的不同部分的图像重构的数据。此外，偏转器404c也可以被控制以在特定定位点处、在不同时间点将初级电子束420偏转至晶片403的不同侧上，以提供用于所述定位点处的晶片结构的立体图像重建的数据。此外，在一些实施例中，阳极416和阴极418可以被配置为生成多个初级电子束420，并且电子束工具306可以包括多个偏转器404c，以同时将多个初级电子束420投影到晶片的不同部分/侧面，以提供用于晶片203的不同部分的图像重建的数据。
激励线圈404d和极片404a产生磁场，该磁场开始于极片404a的一端并且终止于极片404a的另一端。被初级电子束420扫描的晶片403的一部分可浸入磁场中，并且可以被充电，这又产生电场。在撞击初级电子束与晶片碰撞之前，电场减少了晶片表面附近的撞击初级电子束420的能量。与极片404a电隔离的控制电极404b控制晶片上的电场，以防止晶片的微起拱并确保适当的束聚焦。
在接收初级电子束420时，可以从晶片403的所述部分发射次级电子束422。次级电子束422可以在电子检测器406的传感器的表面上形成束斑。电子检测器406可以产生表示束斑强度的信号(例如，电压、电流等)，并且将该信号提供给处理系统(未示出)。次级电子束422的强度和所产生的束斑可以根据晶片403的外部结构或内部结构而变化。此外，如上所述，初级电子束420可以投射至晶片的顶面的不同定位点上，以产生不同强度的次级电子束422(以及所得到的束斑)。因此，通过映射束斑的强度与晶片403的定位点，处理系统可以重构反映晶片403的内部结构或外部结构的图像。一旦电子束工具306获得晶片图像，晶片图像就可以被传输到计算机系统402(如图2所示)，其中计算机系统可以将晶片图像与参考图像(例如GDS)对准。
现在参考图5，该图是指示与本公开的一些实施例一致的示例性对准方法的流程图。如图5所示，在步骤S501中，将待检查的晶片装载到晶片检查系统上。晶片检查系统可以是电子束检查(EBI)系统，例如，如关于图3所描述的EBI系统。
在步骤S502中，执行晶片的光学对准(全局对准)。由于光学对准因低分辨率(通常数十至数百纳米)而对于检测小缺陷(例如，纳米级缺陷)无效，因此在步骤S503中，使用具有较高分辨率和较大焦深的EBI工具，例如扫描电子显微镜(SEM)。更具体地说，在步骤S503中，使用SEM对晶片进行成像。晶片图像可以被装载到计算机系统(例如，图2的计算机系统202)中。
在步骤S504中，计算机系统可以获取参考图像，以与晶片图像对准。例如，计算机系统可以经由计算机系统上的存储装置或经由远程存储装置来获取参考图像。
在步骤S505中，识别锁定位置和包围锁定位置的补丁以帮助晶片图像和参考图像的对准。锁定位置是指晶片图像或参考图像上的对准结构，而补丁是指围绕对准结构的区域。计算机系统使用锁定位置和补丁来锁定晶片图像相对于参考图像的位置确定。例如，参考图像可以与晶片图像叠置，并且调节两个图像的相对位置，直到参考图像的结构和晶片图像的结构锁定到位。
为了执行图像的锁定，例如，可以分析晶片图像的对准结构(例如，孔图案上的特定的一组孔)，以确定该结构如何与参考图像的对准结构(例如，正方形图案上的特定的一组正方形)互锁，以提供精确的对准。对准结构的选择可以强烈地影响是否发生精确对准。也就是说，对准结构越独特，越有可能发生精确对准。
在选择锁定位置和补丁之后，在步骤S506中，执行晶片图像与参考图像的对准，这关于图6被详细描述。
现在参考图6，该图是指示与本公开的一些实施例一致的将晶片图像与参考图像对准的详细示例性方法的流程图。在图6中，步骤S601描述了开始晶片的当前图像与参考图像的对准过程。当前图像可以是由电子束工具例如SEM捕获的图像。步骤S602描述了在晶片图像上搜索用于对准的目标参考位置。目标参考位置可以是在以前的检查过程期间已经多次选择的位置或者已经从以前的检查结果确认的位置。目标参考位置可以基于一个或多个独特特征(例如，逻辑区域中的非周期性图案)，使得对准位置可以被无模糊地锁定。在没有这种独特特征的情况下，难以将仅具有周期性图案的晶片图像与参考图像精确地适配，因为图案中的每个元素看起来与所有其它元素类似。可以基于在以前的对准中已经将位置选择为锁定位置的总次数，例如通过将该总数与预定阈值数目进行比较，来识别目标参考位置。阈值数目可以是由用户定义的数目。在一些实施例中，阈值数目是20。
可替代地，可以基于在与该晶片相同的过程中制造的其它晶片的检查结果来识别目标参考位置，因为在相同条件下制造的晶片可以具有类似图案或特征。响应于确定目标参考位置存在，在步骤S603中，定义围绕目标参考位置的补丁。以这种方式，在晶片图像上定义要对准的区域，并且在步骤S604中，使用目标参考位置执行补丁与参考图像的对准。通过选择目标参考位置而不是随机位置作为锁定位置，提高了对准的精度。此外，通过使用在以前的对准过程中已经被证明是可靠参考位置的目标参考位置开始对准过程，而不搜索和比较锁定位置，加快了检查过程，引起更高的吞吐量。另一方面，响应于在S602确定目标参考位置不存在，该方法执行如图7所示的操作A。
现在参考图7，该图是指示与本公开的一些实施例一致的将晶片的图像与参考图像对准的详细示例性方法的流程图。如上所述，图7的方法描述了目标参考位置不存在的场景。例如，由于在先前的检查中没有多次选择单个锁定位置，或者由于检查条件的改变等导致以前的检查结果没有被应用到当前图像，所以目标参考位置不存在于晶片图像上。在这种情况下，如图7所示，在步骤S701中，定义在晶片的图像上的当前锁定位置和包围当前锁定位置的补丁，并且计算当前锁定位置的对准评分。可以基于存在于晶片的不同范围上的随机特征的数目的比较来定义当前锁定位置。例如，如果晶片图像的一个范围具有比晶片图像的任何其它范围更多的随机特征，则当前锁定位置可以被定义为这一个范围的点(例如，中心点)。随机特征可以包括具有可以容易识别的独特形状或尺寸的特征。独特的形状/尺寸使得未对准的可能性更低，因为可能存在更少的可能被误认为独特图案的类似图案。可替代地，可以基于存在于晶片的不同范围上的图案边缘的数目的比较来定义当前锁定位置。例如，如果晶片图像的一个范围具有比图像的任何其它范围更多的图案边缘，则锁定位置可以被定义为这一个范围的点(例如，中心点)。根据一些实施例，包围当前锁定位置的补丁是当前视场(FOV)，使得基于一个锁定位置(即，当前锁定位置)执行当前FOV的对准。根据一些实施例，包围当前锁定位置的补丁是当前FOV的一部分，使得使用包括当前锁定位置的多个锁定位置执行当前FOV的对准。
当前锁定位置的对准评分可以基于强度的平方差之和来确定：
SSD＝∑i(pi-qi)2 (方程1)
其中pi和qi分别表示晶片图像和参考图像的像素强度值。
可替代地，当前锁定位置的对准评分可以基于两个图像之间的相关系数来确定：
Figure BDA0003033180600000151
其中pi和qi分别表示晶片图像和参考图像的像素强度值，并且
Figure BDA0003033180600000152
和
Figure BDA0003033180600000153
分别表示晶片图像和参考图像的平均强度值。
在图7中，在步骤S702中，计算机系统将当前锁定位置的对准评分与当前锁定位置附近的位置的存储的对准评分进行比较。当前锁定位置附近的位置可以是定位在包围当前锁定位置的补丁内的位置，并且是先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的。当前锁定位置附近的位置的对准评分可以使用在计算当前锁定位置的对准评分中使用的公式来计算。
在图7中，在步骤S703中，如果确定当前锁定位置的对准评分满足阈值条件(例如，如图所示，当前锁定位置的对准评分高于当前锁定位置附近的位置的存储的对准评分)，则在步骤S704中，存储当前锁定位置的定位信息和对准评分。例如，如图2所示，该信息可以存储在存储介质206中。存储介质内的数据可以通过检查过程用对准评分和相应的定位信息一致地更新。更新的存储信息又可以在步骤S702处用于选择更好的候选锁定位置。通过用当前锁定位置的定位信息和对准评分一致地更新存储介质，并且一致地检查是否存在更好的候选锁定位置，自适应地提高了锁定位置选择的精度，从而提高了对准精度。
在步骤S704的存储之后或期间，在步骤S705中，使用当前锁定位置执行包围当前锁定位置的补丁与参考图像的对准。
另一方面，响应于在步骤S703确定当前锁定位置的对准评分不满足阈值条件(例如，如图所示，当前锁定位置的对准评分低于当前锁定位置附近的位置的存储的对准评分)，该方法执行操作B，如图8所示。
现在参考图8，该图是指示与本公开的一些实施例一致的示例性局部对准方法的流程图。如上所述，图8中的方法描绘了当前锁定位置的对准评分不满足满足阈值条件(例如，如图所示，当前锁定位置的对准评分低于当前锁定位置附近的位置的所存储的对准评分)的场景。在这种情况下，如图8所示，在步骤S801中，选择存储的对准评分中的最高对准评分。在步骤S802中，使用与最高对准评分相对应的锁定位置，将包围当前锁定位置的补丁与参考图像对准。对应于最高对准评分的锁定位置可以是在当前视场中并且不同于当前锁定位置的位置。以这种方式，为每个晶片图像选择最佳对准点。本公开所公开的对准方法可以使自适应方案在缺陷检查过程中自动改善对准精度，而不需人工干预，进而达到较高的吞吐量。
现在参考图9，该图是示出与本公开的一些实施例一致的通过用于检查的扫描电子显微镜(SEM)获得的晶片图像和在SEM图像上标识的锁定位置的示意图。如图9所示，晶片的SEM图像900包括表示晶片上的多个图案的蓝色多边形。红叉指示图像900上的锁定位置902，并且包围红叉的红色正方形指示包围图像900上的锁定位置902的补丁904。
在本公开的一些实施例中，在图9中，锁定位置902可以是目标参考位置，目标参考位置可以是先前确定的定位点，该定位点由包含特征的一块区域围绕，所述特征可以用于将晶片的图像(例如由SEM获得的图像)和参考图像(例如GDS数据集中定义的图像、第二晶片的图像等)对准。在图9的示例中，补丁904是围绕锁定位置902的先前确定的一块区域，该锁定位置是该示例的目标参考位置。可以分析晶片的特征以找到与补丁904的特征类似的一组特征。补丁区域的特征集越独特，在晶片的图像上发现的类似特征集将越可能是“正确”适配的特征集，而不是虽然类似但不“正确”适配的、导致未对准的特征集。当在晶片的图像上识别出与补丁904的特征足够类似的一组特征时，可以基于锁定位置902将晶片的图像与参考图像对准。可以基于在以前的对准中位置已经被选择为锁定位置的总次数来识别目标参考位置。可替代地，可以基于在与晶片相同的过程中制造的另一晶片的检查结果来识别目标参考位置。
在本公开的一些实施例中，在图9中，锁定位置902可以是在晶片的图像900上定义的当前锁定位置，以用于响应于确定目标参考位置不存在而将图像与参考图像对准。补丁904是包围定义的当前锁定位置的区域。在这种情况下，使用当前锁定位置来执行补丁904与参考图像的对准。具体地，计算当前锁定位置902的对准评分，并且将该对准评分与当前锁定位置902附近的位置的存储的对准评分进行比较。当前锁定位置附近的位置可以是先前关于将图像与参考图像对准而选择的位置。如果确定当前锁定位置902的对准评分高于当前锁定位置902附近的位置的存储的对准评分，则存储当前锁定位置902的定位信息和对准评分，并且使用当前锁定位置902来执行补丁904与参考图像的对准。在检查期间，当前锁定位置的定位信息和对准评分被即时存储，从而存储池被一致地更新。一致更新的存储池又用于选择更好的候选锁定位置。通过在检查期间即时利用当前锁定位置的定位信息和对准评分一致地更新存储池，并且一致地检查是否存在更好的候选锁定位置，自适应地提高了锁定位置的选择的精度，并且由此提高了对准的精度。
如果当前锁定位置902的对准评分低于当前锁定位置902附近的位置的存储的对准评分，则选择存储的对准评分中的最高对准评分，并且使用与最高对准评分相对应的锁定位置来执行补丁904与参考图像的对准。以这种方式，晶片图像上的(一个或多个)最佳对准点被识别，并且包围最佳对准点的区域被选择用于对准。
在本公开的一些实施例中，包围当前锁定位置的区域的尺寸和包围目标参考位置的区域的尺寸在毫米到纳米的尺度内。可以基于存在于晶片的不同范围上的随机特征的数目的比较或基于存在于晶片的不同范围上的图案边缘的数目的比较来定义当前锁定位置。当前锁定位置可以定位在包围晶片的当前锁定位置的区域的中心。类似地，目标参考位置可以定位在包围目标参考位置的区域的中心。当前锁定位置的对准评分和存储的对准评分可以使用方程1或方程2来计算。
现在参考图10和图11，这些图是示出与本公开的一些实施例一致的当前锁定位置的对准评分和当前锁定位置附近的位置的对准评分的比较的示意图。在图10和图11中，垂直轴指示当前锁定位置和当前锁定位置附近的位置的对准评分，并且水平轴指示当前锁定位置附近的位置与当前锁定位置的间隔。在图10中，当前锁定位置附近的位置(在这种情况下为20个不同位置)的对准评分低于当前锁定位置的对准评分。这样，使用当前锁定位置执行包围当前锁定位置的区域与参考图像的对准。
另一方面，在图11中，当前锁定位置附近的位置(在这种情况下为20个不同位置)的对准评分高于当前锁定位置的对准评分。在这种情况下，选择20个不同位置中具有最高对准评分的位置(表示为1102)，并且使用具有最高对准评分的位置执行对准。以这种方式，对于对准点选择在区域内具有最高对准评分的位置并且从而提高对准的精度。
现在返回参考图2，计算机系统202可以是检查系统212(例如，电子束检查系统)的控制器，并且控制器可以包括电路装置用于：在晶片图像上搜索目标参考位置；并且响应于确定目标参考位置不存在：在晶片的图像上定义当前锁定位置和包围当前锁定位置的区域；计算当前锁定位置的对准评分；将当前锁定位置的对准评分与先前关于将图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；并且基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准。
在检查系统中，基于比较将图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定当前锁定位置的对准评分高于先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的所存储的对准评分，存储当前锁定位置的定位信息和对准评分，并且使用当前锁定位置将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
在检查系统中，基于比较将图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定当前锁定位置的对准评分低于先前关于将所述图像与参考图像对准而选择的位置的所述对准评分，在所述存储的对准评分中选择最高对准评分，并且使用对应于所述最高对准评分的锁定位置将包围所述当前锁定位置的区域与所述参考图像对准。
在检查系统中，具有电路装置的控制器还用于：响应于确定存在所述目标参考位置，在所述晶片上定义围绕所述目标参考位置的区域，并且使用所述目标参考位置将围绕所述目标参考位置的所述区域与所述参考对准。
现在返回参考图2，存储介质206可以是存储指令集的非瞬态计算机可读介质，该指令集可以由设备的控制器执行，以使设备执行方法，该方法包括：在晶片的图像上搜索目标参考位置；并且响应于确定目标参考位置不存在：在晶片的图像上定义当前锁定位置和包围当前锁定位置的区域；计算当前锁定位置的对准评分；将当前锁定位置的对准评分与先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；并且基于所述比较将所述图像与所述参考图像对准。
在非瞬态计算机可读介质中，基于比较将所述图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定当前锁定位置的对准评分高于先前关于将所述图像与参考图像对准而选择的位置的所存储的对准评分，存储当前锁定位置的定位信息和对准评分，并且使用当前锁定位置将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
在非瞬态计算机可读介质中，基于比较将所述图像与参考图像对准还可以包括：响应于确定当前锁定位置的对准评分低于先前关于将所述图像与参考图像对准而选择的位置的所述对准评分，在所述存储的对准评分中选择最高对准评分，并且使用对应于所述最高对准评分的锁定位置将包围所述当前锁定位置的区域与所述参考图像对准。
在非瞬态计算机可读介质中，可以由设备的控制器执行的指令集可以使得设备进一步执行：响应于确定存在所述目标参考位置，在所述晶片上定义围绕所述目标参考位置的区域，并且使用所述目标参考位置将围绕所述目标参考位置的所述区域与所述参考图像对准。
可以使用以下条款来进一步描述实施例：
1.一种将晶片图像与参考图像对准的方法，包括：
在数据库中搜索目标参考位置，用于将晶片图像与参考图像对准；以及
响应于确定目标参考位置不存在于数据库中：
在所述晶片图像上识别当前锁定位置和包围所述当前锁定位置的区域；
计算当前锁定位置的对准评分；
将当前锁定位置的对准评分与先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；以及
基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准。
2.根据条款1所述的方法，其中，基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准还包括：
响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分满足阈值条件：
将当前锁定位置的定位信息和对准评分存储在数据库上，以便于确定目标参考位置；以及
使用当前锁定位置将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
3.根据条款2所述的方法，其中，当所述当前锁定位置的对准评分高于定位在包围当前锁定位置的区域内的位置的存储的对准评分时，当前锁定位置的对准评分满足阈值条件，定位在包围当前锁定位置的区域内的位置是先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置。
4.根据条款1所述的方法，其中，基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准还包括：
响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分不满足阈值条件：
在所存储的对准评分中选择最高对准评分；以及
使用对应于最高对准评分的锁定位置将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
5.根据条款4所述的方法，其中，当所述当前锁定位置的对准评分低于定位在包围当前锁定位置的区域内的位置的存储的对准评分时，阈值条件不被满足，定位在包围当前锁定位置的区域内的位置是先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置。
6.根据条款4至5中任一项所述的方法，其中，对应于最高对准评分的锁定位置是在视场中并且不同于当前锁定位置的位置。
7.根据条款1至6中任一项所述的方法，其中，包围当前锁定位置的区域是视场。
8.根据条款1至6中任一项所述的方法，其中，包围当前锁定位置的区域是视场的一部分。
9.根据条款1至8中任一项所述的方法，其中，当前锁定位置的对准评分和存储的对准评分基于强度的平方差的和来确定：
Figure BDA0003033180600000211
其中pi和qi分别表示晶片图像和参考图像的像素强度值。
10.根据条款1至8中任一项所述的方法，其中，当前锁定位置的对准评分和存储的对准评分基于两个图像之间的相关系数来确定：
Figure BDA0003033180600000221
其中pi和i分别表示晶片图像和参考图像的像素强度值，并且
Figure BDA0003033180600000222
和
Figure BDA0003033180600000223
分别表示晶片图像和参考图像的平均强度值。
11.根据条款1至10中任一项所述的方法，其中，包围当前锁定位置的区域的尺寸和围绕目标参考位置的区域的尺寸在毫米到纳米的尺度内。
12.根据条款1至11中任一项所述的方法，其中，基于存在于晶片的不同范围上的特征的数目的比较来定义当前锁定位置。
13.根据条款1至11中任一项所述的方法，其中，基于存在于晶片的不同范围上的图案边缘的数目的比较来定义当前锁定位置。
14.根据条款1至13中任一项所述的方法，其中，当前锁定位置基本上定位在包围晶片的当前锁定位置的区域的中心。
15.根据条款2所述的方法，其中，确定目标参考位置还包括：将当前锁定位置识别为目标参考位置。
16.根据条款15所述的方法，其中，目标参考位置的识别基于位置在以前的对准中已经被选择作为锁定位置的总次数与阈值数目之间的比较。
17.根据条款16所述的方法，其中，所述阈值数目是20。
18.根据条款1至17中任一项所述的方法，其中，所述参考图像包括图形数据系统(GDS)。
19.根据条款1至18所述的方法，其中，所述参考图像是不同晶片的图像。
20.一种电子束检查装置，包括：
控制器，具有电路装置使所述电子束检查装置执行以下项：
在数据库中搜索目标参考位置；以及
响应于确定目标参考位置不存在于数据库中：
在所述晶片图像上定义当前锁定位置和包围所述当前锁定位置的区域；
计算当前锁定位置的对准评分；
将当前锁定位置的对准评分与先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；以及
基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准。
21.根据条款20所述的电子束检查装置，其中，基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准还包括：
响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分满足阈值条件：
将当前锁定位置的定位信息和对准评分存储在数据库上，以便于确定目标参考位置；以及
使用当前锁定位置，将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
22.根据条款20所述的电子束检查装置，其中，基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准还包括：
响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分不满足阈值条件：
在所存储的对准评分中选择最高对准评分；以及
使用对应于最高对准评分的锁定位置，将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
23.一种非瞬态计算机可读介质，存储能够由设备的控制器执行以使所述设备执行一种方法的指令集，所述方法包括：
在数据库中搜索目标参考位置；以及
响应于确定目标参考位置不存在于数据库中：
在所述晶片图像上定义当前锁定位置和包围所述当前锁定位置的区域；
计算当前锁定位置的对准评分；
将当前锁定位置的对准评分与先前关于将晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；以及
基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准。
24.根据条款23所述的非瞬态计算机可读介质，其中，基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准还包括：
响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分满足阈值条件：
将当前锁定位置的定位信息和对准评分存储在数据库上，以便于确定目标参考位置；以及
使用当前锁定位置将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
25.根据条款23所述的非瞬态计算机可读介质，其中，基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准还包括：
响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分不满足阈值条件：
在所存储的对准评分中选择最高对准评分；以及
使用对应于最高对准评分的锁定位置将包围当前锁定位置的区域与参考图像对准。
26.根据条款1所述的方法，
其中，先前关于将所述晶片图像与所述参考图像对准而选择的位置包括：
定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第一部分；或者
不定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第二部分。
27.根据条款26所述的方法，
其中，先前关于将所述晶片图像与所述参考图像对准而选择的位置包括：
定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第一部分，或者
不定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该区域是先前选择的位置的第二部分，
还包括：
定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第一部分；并且
不定位在包围当前锁定位置的区域内的位置，该位置是先前选择的位置的第二部分。
28.根据条款27所述的方法，其中，第一部分是先前选择的位置中的一个或多个位置，并且其中，第二部分是先前选择的位置中的一个或多个位置。
29.根据条款26所述的方法，其中，第一部分不是先前选择的任何位置，并且其中，第二部分是先前选择的所有位置。
30.根据条款26所述的方法，其中，第一部分是先前选择的所有位置，并且其中，第二部分不是先前选择的任何位置。
以上参考方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示或框图描述了示例实施例。将理解，流程图图示或框图的每个框以及流程图图示或框图中的框的组合可以由计算机程序产品或计算机程序产品上的指令来实现。这些计算机程序指令可以被提供给计算机的处理器或其它可编程数据处理装置以产生机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。
这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，计算机可读介质可以引导计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备的硬件处理器核心以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令形成包括实现流程图或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的制造产品。
计算机程序指令也可以被装载到计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上，以使得在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。
可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是非瞬态计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如，但不限于，电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷举列表)将包括以下：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或闪存)、光纤、云存储、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储设备、或前述的任何合适的组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。
可以使用任何适当的介质来传输在计算机可读介质上包含的程序代码，所述介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF、IR等或前述的任何适当组合。
用于执行示例性实施例的操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任意组合来编写，所述编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的常规过程编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上作为独立的软件包执行，部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种场景下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，使用因特网服务提供商通过因特网)。
附图中的流程图和框图示出根据各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方案的架构、功能和操作的示例。在这点上，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些备选实施方案中，框中所标注的功能可以不按图中所标注的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行。还将注意，框图或流程图图示的每个框以及框图或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
应当理解，所描述的实施例不是彼此排斥的，并且结合一个示例实施例描述的元件、组件、材料或步骤可以以适当的方式与其它实施例组合或从其它实施例中消除，以实现期望的设计目标。
本文对“一些实施例”或“一些示例性实施例”的引用意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以被包括在至少一个实施例中。在说明书中的各个地方出现的短语“一个实施例”、“一些实施例”或“一些示例性实施例”不是都必须指相同的实施例，也不是必须与其它实施例互斥的单独的或替代的实施例。
应当理解，本文所阐述的示例方法的步骤不一定需要以所描述的顺序来执行，并且这样的方法的步骤的顺序应当理解为仅仅是示例。同样，在与各种实施例一致的方法中，在这样的方法中可以包括附加步骤，并且可以省略或组合某些步骤。
如在本申请中所使用的，词语“示例性”在这里用于表示用作示例、实例或说明。本文描述为“示例性”的任何方面或设计不一定被解释为比其它方面或设计优选或有利。相反，使用该词旨在以具体的方式呈现概念。
另外，除非另外指定或从上下文中清楚涉及单数形式，否则本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”一般应被解释为表示“一个或多个”。
除非另外明确说明，否则每个数值和范围应被解释为近似的，如同在该值或范围的值之前有词语“约”或“大约”。
在权利要求中使用附图标记或附图参考标记旨在标识所要求保护的主题的一个或多个可能的实施例以便于解释权利要求。这种使用不应被解释为必须将那些权利要求的范围限制到相应附图中所示的实施例。
尽管以下方法权利要求中的元素(如果有的话)以具有相应标记的特定顺序来记载，但是除非权利要求叙述另外暗示用于实现这些元素中的一些或全部元素的特定顺序，否则这些元素不一定旨在限于以该特定顺序来实现。
还应当理解，在不背离所附权利要求书所表达的范围的情况下，本领域技术人员可以对为了解释所描述的实施例的性质而描述和示出的部件的细节、材料和布置进行各种改变。

Claims (15)

1.一种用于将晶片图像与参考图像对准的方法，包括：
在数据库中搜索目标参考位置，用于将所述晶片图像与所述参考图像对准；以及
响应于确定所述目标参考位置不存在于所述数据库中：
在所述晶片图像上识别当前锁定位置和包围所述当前锁定位置的区域；
计算所述当前锁定位置的对准评分；
将所述当前锁定位置的所述对准评分与先前关于将所述晶片图像与所述参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；以及
基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准。
2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准还包括：
响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分满足阈值条件：
将所述当前锁定位置的定位信息和所述对准评分存储在所述数据库上，以便于确定目标参考位置；以及
使用所述当前锁定位置，将包围所述当前锁定位置的所述区域与所述参考图像对准。
3.根据权利要求2所述的方法，其中当所述当前锁定位置的所述对准评分高于定位在包围所述当前锁定位置的所述区域内的位置的存储的对准评分时，所述当前锁定位置的对准评分满足所述阈值条件，定位在包围所述当前锁定位置的所述区域内的位置是先前关于将所述晶片图像与所述参考图像对准而选择的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准还包括：
响应于确定所述当前锁定位置的所述对准评分不满足阈值条件：
在所述存储的对准评分中选择最高对准评分；以及
使用对应于所述最高对准评分的锁定位置，将包围所述当前锁定位置的所述区域与所述参考图像对准。
5.根据权利要求4所述的方法，其中当所述当前锁定位置的对准评分低于定位在包围所述当前锁定位置的所述区域内的位置的所述存储的对准评分时，所述阈值条件不被满足，定位在包围所述当前锁定位置的所述区域内的位置是先前关于将所述晶片图像与所述参考图像对准而选择的位置。
6.根据权利要求4所述的方法，其中对应于所述最高对准评分的锁定位置是在视场中并且不同于所述当前锁定位置的定位点。
7.根据权利要求1所述的方法，其中包围所述当前锁定位置的所述区域是视场。
8.根据权利要求1所述的方法，其中包围所述当前锁定位置的所述区域是视场的一部分。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述当前锁定位置的所述对准评分和所述存储的对准评分基于强度的平方差的和来确定：
Figure FDA0003033180590000021
其中pi和qi分别表示晶片图像和参考图像的像素强度值。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述当前锁定位置的所述对准评分和所述存储的对准评分基于两个图像之间的相关系数来确定：
Figure FDA0003033180590000022
其中pi和qi分别表示晶片图像和参考图像的像素强度值，并且
Figure FDA0003033180590000023
和
Figure FDA0003033180590000024
分别表示所述晶片图像和所述参考图像的平均强度值。
11.根据权利要求1所述的方法，其中包围所述当前锁定位置的所述区域的尺寸和围绕所述目标参考位置的所述区域的尺寸在毫米到纳米的尺度内。
12.根据权利要求1所述的方法，其中基于存在于所述晶片的不同范围上的特征的数目的比较来定义所述当前锁定位置。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，基于存在于所述晶片的不同范围上的图案边缘的数目的比较来定义所述当前锁定位置。
14.一种电子束检查装置，包括：
控制器，具有电路装置以使所述电子束检查装置执行以下项：
在数据库中搜索目标参考位置；以及
响应于确定所述目标参考位置不存在于所述数据库中：
在所述晶片图像上定义当前锁定位置和包围所述当前锁定位置的区域；
计算所述当前锁定位置的对准评分；
将所述当前锁定位置的对准评分与先前关于将所述晶片图像与所述参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；以及
基于所述比较将所述晶片图像与参考图像对准。
15.一种非瞬态计算机可读介质，存储能够由设备的控制器执行以使所述设备执行一种方法的指令集，所述方法包括：
在数据库中搜索目标参考位置；以及
响应于确定所述目标参考位置不存在于所述数据库中：
在所述晶片图像上定义当前锁定位置和包围所述当前锁定位置的区域；
计算所述当前锁定位置的对准评分；
将所述当前锁定位置的对准评分与先前关于将所述晶片图像与参考图像对准而选择的位置的存储的对准评分进行比较；以及
基于所述比较将所述晶片图像与所述参考图像对准。
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