CN113552777B - 测量变化的方法、检查系统、计算机程序和计算机系统 - Google Patents

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Abstract

披露了在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的方法。在一种配置中，接收表示一组图像的数据。每个图像表示该图案的不同实例。该组图像相对于彼此被配准以叠加所述图案的实例。使用配准的该组图像来测量所述图案的变化。所述图案包括多个图案元素，并且所述配准包括将不同的权重应用于所述多个图案元素中的两个或更多个。所述权重控制每个图案元素对该组图像的配准的贡献程度。每个权重基于被应用所述权重的图案元素的预期变化。

Description

测量变化的方法、检查系统、计算机程序和计算机系统
本申请是原申请人为“ASML荷兰有限公司”的进入中国国家阶段日期为2019年8月22日的申请号为201880013485.4的发明名称为“测量变化的方法、检查系统、计算机程序和计算机系统”的专利申请(国际申请日为2018-02-07，国际申请号为PCT/EP2018/053031)的分案申请。
技术领域
本发明涉及测量一图案在一个或多个衬底上的不同实例之间的变化，尤其是在光刻的情况下。
背景技术
光刻设备是将所期望的图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于器件制造过程的一个或多个阶段，诸如集成电路(IC)的制造中。在那种情况下，图案形成装置(其替代地被称作掩模或掩模版)可以用以产生待形成于IC的单层上的电路图案。可以将该图案转印至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的部分、一个管芯或几个管芯)上。通常经由将图案成像至提供于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。一般而言，单个衬底将包括依次图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器，其中一次性将整个图案曝光至目标部分上来辐照每一目标部分；和所谓的扫描器，其中在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案同时平行或反向平行于所述方向同步地扫描衬底来辐照每一目标部分。也有可能通过将图案压印至衬底上而将图案从图案形成装置转印至衬底上。
为了监控器件制造过程，对图案化衬底的参数(以及因此影响图案化衬底的器件制造过程的任何方面的参数)进行测量。该参数可以包括图案形状(包括1D和2D形状)的特征，例如经显影的光敏抗蚀剂的临界尺寸(通常为线宽)和/或经蚀刻的产品特征。该参数可以包括特征高度和/或特征间距。该参数还可以包括线边缘粗糙度和线宽粗糙度。可以在产品衬底上和/或专用量测目标上执行这些测量。存在着多种技术用于测量在光刻过程中所形成的微观结构，包括使用扫描电子显微镜(SEM)和各种专用工具。
还希望在衬底上的不同位置处和不同衬底之间监视图案化衬底的参数的变化。这种变化可以通过比较在单个衬底上或不同衬底上的图案(例如名义上相同的图案)的多个实例的图像来被监测。一组这样的图像相对于彼此配准(对准)，并且可以识别和量化不同图像之间的偏差。
已经发现用于评估一图案的多个实例之间的变化的现有方法是不可靠的。
发明内容
希望提供用于测量一图案的多个实例之间的变化的改进方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种在器件制造过程中的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的方法，包括：接收表示一组图像的数据，每个图像表示所述图案的不同实例；相对于彼此配准该组图像以叠加所述图案的实例；以及使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：所述图案包括多个图案元素，并且该组图像的配准包括将不同的权重应用于所述多个图案元素中的两个或更多个，所述权重控制每个图案元素对该组图像的配准的贡献程度；并且每个权重基于被应用所述权重的图案元素的预期变化。
根据本发明的另一方面，提供了一种在器件制造过程中的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的方法，包括：接收表示一组图像的数据，每个图像表示所述图案的不同实例；相对于彼此配准该组图像以叠加所述图案的实例；以及使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：由边界框来界定所接收的该组图像中的每个图像；并且该组图像的配准包括基于在所接收的该组图像的边界框之间的交集来为该组图像设置公共边界框；并且使用各个图像的公共边界框内的所有像素来执行该组图像的配准。
根据本发明的另一方面，提供了一种在一个或更多个图像中配准图案的方法，所述图案包括多个图案元素，每个图案元素具有权重，所述权重控制所述图案元素对所述图案的配准的贡献程度，所述方法包括：使用描述用于创建所述图案的图案形成过程的模型来确定至少一个图案元素的变化；以及基于所确定的图案元素的变化来确定与所述至少一个图案元素相关联的权重。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在器件制造过程中的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的检查系统，包括：图像采集装置，被配置成在一个或多个衬底上执行成像操作以获得一组图像，每个图像表示所述图案的不同实例；以及计算机系统，被配置成：使该组图像相对于彼此配准以叠加所述图案的实例；以及使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：所述图案包括多个图案元素，并且该组图像的配准包括将不同的权重应用于所述多个图案元素中的两个或更多个，所述权重控制每个图案元素对该组图像的配准的贡献程度；并且每个权重基于被应用该权重的图案元素的预期变化。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在器件制造过程中的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的检查系统，包括：图像采集装置，被配置成在一个或多个衬底上执行成像操作以获得一组图像，每个图像表示所述图案的不同实例；以及计算机系统，被配置成：使该组图像相对于彼此配准以叠加所诉图案的实例；以及使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：由边界框来界定所接收的该组图像中的每个图像；该组图像的配准包括基于所接收的该组图像的边界框之间的交集来为该组图像设置公共边界框；并且使用各个图像的公共边界框内的所有像素来执行该组图像的配准。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在器件制造过程中的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的检查系统，包括：图像采集装置，被配置成在一个或多个衬底上执行成像操作以获得一组图像，每个图像表示所述图案的不同实例；以及计算机系统，被配置成跨越该组图像配准所述图案，所述图案包括多个图案元素，每个图案元素具有权重，所述权重控制所述图案元素对所述图案的配准的贡献程度，所述配准包括：使用描述用于创建所述图案的图案形成过程的模型来确定至少一个图案元素在该组图像之间的变化；以及基于所确定的图案元素的变化来确定与所述至少一个图案元素相关联的权重。
附图说明
现在将参考示意性附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中相应的附图标记指示相应的部件，并且附图中：
图1描绘了光刻设备；
图2描绘了光刻单元或簇；
图3-4描绘了不同图像中的对象的不一致标记；
图5-6描绘了不同图像中的不一致边界框；
图7-8描绘了不同图像中的对象的不一致分割；
图9-10描绘了不同图像中的单独对象的不一致接合；
图11-12示出了对象的明显变化可如何根据用于配准的对象的选择而变化；
图13描绘了测量名义上相同的图案之间的变化的迭代方法；
图14-15描绘了用于不同图案元素的不同权重的示例选择；
图16-17描绘了根据一个实施例配准的一组图像的堆叠；
图18-19描绘了图16和17的使用图像中的对象的重心而被配准的该组图像的堆叠；
图20描绘了使用一组图像的边界框之间的交集来导出公共边界框；和
图21描绘了根据一个实施例的检查系统。
具体实施方式
本说明书披露了一个或多个合并了本发明特征的实施例。所披露的(一个或多个)实施例仅仅例示本发明。本发明的范围不限于所披露的(一个或多个)实施例。本发明由所附权利要求书限定。
所描述的实施例以及说明书中对"一个实施例"、"示例性实施例"等的提及指示了所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定指代相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，应当理解，结合其它实施例来实现这样的特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的，而不管是否明确地描述。
然而，在更详细地描述这些实施例之前，提供其中可以实例本发明的实施例的示例环境是有益的。
图1示意性地描绘了光刻设备LA。该设备包括：照射系统(照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如UV辐射、或DUV辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA，且连接至第一定位器PM，第一定位器PM配置成根据某些参数来准确地定位该图案形成装置；衬底台(例如晶片台)WT，构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W，且连接至第二定位器PW，该第二定位器PW配置成根据某些参数来准确地定位该衬底；和投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。
照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，如包括折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电或其它类型的光学部件或其任何组合。
支撑结构支撑图案形成装置，即承受图案形成装置的重量。支撑结构以取决于图案形成装置的方向、光刻设备的设计及其它条件(诸如图案形成装置是否被保持于真空环境中)的方式来支撑图案形成装置。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其它夹持技术来保持图案形成装置。支撑结构可以是例如框架或台，其可视需要是固定的或可移动的。支撑结构可以确保图案形成装置例如相对于投影系统处于所期望的位置。可认为本发明中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”都与更上位的术语“图案形成装置”同义。
本发明所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为指可以用以在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应该注意的是，例如，如果被赋予至辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则该图案可能不确切地对应于衬底的目标部分中的所期望的图案。通常，被赋予至辐射束的图案将对应于目标部分中所产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。
图案形成装置可以是透射的或反射的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列、和可编程LCD面板。掩模在光刻中是熟知的，且包括诸如二元掩模类型、交替相移掩模类型和衰减相移掩模类型以及各种混合掩模类型的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，所述小反射镜中的每一个可以单独地倾斜，以便在不同方向上反射入射辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。
本发明所使用的术语“投影系统”应该被广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统，或其任何组合。可认为本发明中使用的任何术语“投影透镜”都与更上位的术语“投影系统”同义。
在此实施例中，例如，所述设备属于透射类型(例如使用透射掩模)。替代地，所述设备可属于反射类型(例如使用上文所提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双台)或更多个衬底台和例如两个或更多个掩模台的类型。在这种“多台”式机器中，可以并行地使用额外的台，或者可以在一个或更多个台上执行预备步骤，同时一个或更多个其它台用于曝光。
光刻设备也可以属于以下类型：其中衬底的至少一部分可由具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加至光刻设备中的其它空间，例如掩模与投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中被熟知用于增大投影系统的数值孔径。本发明中所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没于液体中，而是仅意味着液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。
参看图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当源为准分子激光器时，源和光刻设备可以是分离的实体。在这样的情况下，不将源看成构成光刻设备的部分，辐射束借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束递送系统BD而从源SO传递至照射器IL。在其它情况下，例如，当源为汞灯时，源可以是光刻设备的组成部分。源SO和照射器IL连同在需要时设置的束递送系统BD可以被称作辐射系统。
照射器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作σ-外部和σ-内部)。另外，照射器IL可以包括各种其它部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以用以调节辐射束，以在其横截面中具有所期望的均一性和强度分布。
辐射束B入射于被保持于支撑结构(例如掩模台MT)上的图案形成装置(例如掩模)MA上，且由图案形成装置来形成图案。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B传递通过投影系统PS，投影系统PS将该束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容式传感器)，可准确地移动衬底台WT例如以便使不同目标部分C定位于辐射束B的路径中。相似地，第一定位器PM和另一位置传感器(其未在图1中明确地描绘)可以用以例如在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间相对于辐射束B的路径来准确地定位掩模MA。一般而言，可借助于构成第一定位器PM的部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现掩模台MT的移动。相似地，可使用构成第二定位器PW的部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底台WT的移动。在步进器(相对于扫描器)的情况下，掩模台MT可以仅连接至短行程致动器，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记Ml、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管如所图示的衬底对准标记占据专用目标部分，但所述衬底对准标记可以位于目标部分之间的空间中(这些标记被称为划线对准标记)。相似地，在多于一个管芯被设置于掩模MA上的情形中，掩模对准标记可位于所述管芯之间。
所描绘的设备可以用于以下模式中的至少一个中：
1.在步进模式中，在将被赋予至辐射束的整个图案一次性投影至目标部分C上时，使掩模台MT和衬底台WT保持基本上静止(即，单次静态曝光)。之后，使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，使得可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制单次静态曝光中成像的目标部分C的大小。
2.在扫描模式中，在将被赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，同步地扫描掩模台MT和衬底台WT(即，单次动态曝光)。可以由投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制单次动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在另一模式中，在将被赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，使掩模台MT保持基本上静止，从而保持可编程图案形成装置，且移动或扫描衬底台WT。在这一模式中，通常使用脉冲式辐射源，且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术。
也可以使用上文所描述的使用模式的组合和/或变形例或完全不同的使用模式。
如图2中所显示，光刻设备LA形成光刻单元LC(有时也被称作光刻元(lithocell)或簇)的部分，光刻单元LC也包括用以对衬底执行曝光前过程和曝光后过程的设备。通常，这些设备包括用以淀积抗蚀剂层的旋涂器SC、用以显影经曝光的抗蚀剂的显影器DE、激冷板CH和/或焙烤板BK。衬底搬运器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同过程设备之间移动衬底，且然后将衬底递送至光刻设备的装载舱LB。常常被统称为轨道(track)的这些装置由轨道控制单元TCU控制，轨道控制单元TCU自身受管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU来控制所述光刻设备。因此，不同设备能够被操作以最大化生产量和处理效率。
为了使由光刻设备曝光的衬底被正确且一致地曝光，需要检查经曝光的衬底以测量诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等的特性。如果检测到误差，则例如可以对随后的衬底的曝光进行调整，尤其是如果检查可以进行得足够快且迅速的情况下，使得同一批的其他衬底仍然将要被曝光。而且，已曝光的衬底可以被剥离和返工以改善良率，或者可能被舍弃，由此避免对已知有缺陷的衬底执行曝光。在仅衬底的一些目标部分有缺陷的情况下，可以仅对被认为没有缺陷的那些目标部分执行进一步的曝光。
检查设备，也可以称为量测设备，用以确定衬底的属性，且尤其是确定不同衬底或相同衬底的不同层的属性在层与层之间如何变化。检查设备可被集成至光刻设备LA或光刻元LC中，或可以是单独的装置。为了能实现最快速的测量，期望所述检查设备在曝光之后立即测量经曝光的抗蚀剂层中的属性。然而，抗蚀剂中的潜像具有非常低的对比度，因为在抗蚀剂的已经暴露于辐射的部分和尚未暴露于辐射的部分之间仅存在非常小的折射率差异，并且并非所有检查设备都具有足够的灵敏度来进行潜像的有用测量。因此，可以在曝光后的烘烤步骤(PEB)之后进行测量，该步骤通常是在经曝光的衬底上执行的第一步骤，并且增加了抗蚀剂的曝光和未曝光部分之间的对比度。在这个阶段，抗蚀剂中的图像可以被称为半潜像。还可以对经显影的抗蚀剂图像进行测量，此时抗蚀剂的曝光或未曝光部分已经被去除，或者在图案转移步骤诸如蚀刻之后。后一种可能性限制了有缺陷的衬底的返工的可能性，但是仍然可以提供有用的信息。
在器件制造过程的步骤之后，例如包括一个或更多个光刻步骤的器件制造方法，期望的是测量一图案(例如一组名义上相同的图案)位于同一衬底上、或介于不同衬底之间的多个实例之间的变化。在器件制造过程的任何步骤之后，可以测量多个实例，包括涉及衬底曝光的步骤和其它处理步骤，诸如曝光后烘焙、显影和随后的图案形成步骤，诸如蚀刻、化学机械平坦化(CMP)和填充/淀积(例如使用化学气相淀积，CVD)。多个实例可以形成在同一衬底上的不同位置处、不同衬底上、或两者的组合处。名义上相同的图案是如果器件制造过程的相关步骤是无错误的情况下将会是相同的(并且相同地定位)的图案。名义上相同的图案将通常包括在光刻过程的相同阶段(例如，在蚀刻之前或之后)形成的图案。当测量变化时特别感兴趣的参数包括线边缘粗糙度和线宽粗糙度，但是也可以测量其他参数，包括与图案中的特征的布置有关的参数(例如，预期边缘位置和测量的边缘位置之间的差)。所测量的变化提供了关于器件制造过程中的误差的信息。该信息可以用于改善器件制造过程，且由此改善图案形成的鲁棒性。
测量变化涉及到比较图案的不同实例。所述比较通常包括相对于彼此配准(对准)所述图案的不同实例，以在计算上叠加不同实例。
用于实施配准的已知方法是基于对每个图像中特征的所选子集的重心进行计算来对准不同图像。然后，使用所计算的重心来执行配准(例如，通过尽可能接近地对准所述重心)。这种方法在计算上是高效的，但是易于出错。下面参照图3-12来讨论导致误差的因素的示例。
如图3和4所示，不同图像中的相应对象或目标可能被错误地给予不同的ID。在所描绘的简单情况下，图像包括边界框10内的两个对象11和12。然而，与图4的图像相比，在图3的图像中对象11和12被不同地标记。即使对象本身可能是稳定的(即，在被处理的该组图像上良好对准)，这种标记误差也会导致受影响的对象的表观重心的相对大的偏移。
如图5和6所示，在一个图像中完全可见的对象在正在比较的所有图像中可能并非完全可见的。在所描述的情况下，对象11和12在图5的图像中是完全可见的，但是在图6的图像中仅对象12是完全可见的。图5中的边界框10的边缘附近的对象11被图6中的边界框10部分地切断。图6中的边界框10相对于图5的边界框10(由图6中的虚线描绘)移位。边界框10相对于边界框10内的对象的定位的变化(其可例如由用于获得图像的图像采集装置的视场来界定)可能例如由于用于支撑所述衬底的台的准确度的变化和/或由于用于识别待比较的图案识别算法中的误差而出现。对象可见的程度的变化将导致分配给这些对象的重心位置的相应变化，即使对象本身可能是稳定的。
如图7-10所示，光刻过程中的变化可能导致对象在图像的子集中错误地分割成多个对象(图7和8)，或者可能导致多个对象错误地接合在一起以在图像的子集中形成单个对象(图9和10)。在图7和8所示的例子中，单个对象13存在于图7的边界框10中，但是相同的对象在图8的边界框10中被分割成两个单独的对象13A和13B。如果分析图7的图像以确定对象13的重心，则将确定大致位于对象13的颈部区域中的单个点。相反，如果分析图8的图像以确定重心，则将识别两个不同的对象13A和13B，每个对象具有其自身的重心，该重心相对于图7的对象13的重心位置显著地移位。类似的考虑适用于图9和10所示的例子，其中两个分离的对象14和15(具有两个相应的重心)存在于图9的图像中，但是作为单个对象16(具有单个重心)存在于图10的图像中。对象的这种分裂/分割或接合导致所涉及的重心的人为偏移，从而导致图像配准中的误差。
当使用所选对象的重心时，另一误差源是某些对象比其它对象更容易受到不同图像之间的变化的影响。这意味着，选择哪些对象用于配准过程会对配准的精度具有显著影响，并且因此对依赖于配准的图案中的变化的测量具有显著影响。特别地，如果具有高变化的对象被用于配准，则此对象的位置的变化可能导致其他对象在它们实际上相对稳定时表现为可变的。用于配准的对象的变化因而被有效地传递到图案中的其他对象。这种效果在图11和12中示出，图11和12中的每一个示出了在配准之后包含两个对象17和18的相同组图像的堆叠。为每个对象17和18示出了三条示意性的轮廓线，以指示每个对象的外边缘的相对变化。图11描绘了使用对象17作为锚定物(例如，基于对象17的重心)来配准该组图像的情况。图12描绘了使用对象18作为锚定物或锚来配准该组图像的情况。可以看出，锚定物的选择对两个对象17和18的表观可变性具有显著影响。在图11中，增强了沿着对象18的右手侧的表观变化。在图12中，增强了沿着对象17的左手侧的表观变化。
图13是描绘根据实施例的解决上述问题的方法的流程图。该方法在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化。图案的多个实例可以包括名义上相同的图案的多个实例。可替代地或另外地，图案的多个实例可以包括图案的多个实例，其中在图案中故意添加了一定程度的变化。例如，通过改变诸如焦距或剂量这样的图案形成过程参数，可以故意地引起图案的变化。以此方式，所测量的变化可用于评估作为图案形成过程参数的函数的图案稳定性。例如，可以使用测量的图案中的变化在可接受范围内时的焦点和/或剂量范围来确定最佳焦点或最佳剂量值或范围。在一个实施例中，器件制造方法包括一个或更多个光刻步骤。
在步骤S1中，接收表示一组图像的数据。在所示的例子中，数据是从数据库21接收的。在其它实施例中，直接从图像采集装置接收数据。图像数据可以从例如由扫描电子显微镜(SEM)进行的测量中导出。每个图像表示图案的不同实例。不同的实例对应于在一衬底上和/或多个不同衬底上的不同位置处形成的图案。该衬底或多个衬底可以包括通过半导体器件制造过程形成图案的半导体晶片。
该方法包括相对于彼此配准该组图像。所述配准包括对准或叠加(堆叠)图像，使得可以比较它们以识别不同实例之间的变化。在一个实施例中，可以在步骤S1中基于标准图案匹配算法来执行初始的粗略配准。所述粗略配准可包括SEM图像(或所述SEM图像的二进制版本)相对于界定掩模图案(例如，GDSII)的数据文件的对准。如下文进一步描述的，所述粗略配准可以用于确定图像的边界框的初始位置(例如，当图像彼此对准时的边界框的位置)，以便确定与边界框之间的交集相对应的公共边界框。在后续步骤中，可以使用权重来改进配准。在图13的示例中，另外的配准步骤包括包含步骤S2-S5的迭代序列。在其它实施例中，可以在不进行迭代的情况下执行进一步的配准。
该图案，例如名义上相同的图案，包括多个图案元素。在一个实施例中，一个或更多个图案元素各自包括在图案中对对象进行限定的边缘的全部或一部分。所述对象可以由在图像内形成闭合轮廓的边缘(例如，图6中的对象12)来限定，或者由在图像内形成开放轮廓的边缘来限定，不包括边界框本身(例如，由于对象与图像的边界框10重叠，如图6中的对象11的情况)。
在一个实施例中，图像的配准包括将不同的权重应用于多个图案元素中的两个或更多个。不同的权重可以包括离散的数值或连续的权重函数。所述权重控制每个图案元素对该组图像的配准的贡献程度。每个权重基于被应用所述权重的图案元素的预期变化。在一个实施例中，所述权重使得具有相对较高预期变化的图案元素对该组图像的配准贡献比具有较低预期变化的图案元素对该组图像的配准贡献更小。
可以在自动化过程中例如基于物理原理或图案形成过程的知识来导出所述权重。在一个实施例中，使用描述用于创建图案的图案形成过程的模型来获得每个图案元素的预期变化。每个图案元素的预期变化被用于获得该图案元素的权重。例如，在一个实施例中，该方法包括使用模型确定至少一个图案元素的变化，以及基于所确定的图案元素的变化来确定与所述至少一个图案元素相关联的权重。在此，在测量一组图像之间的图案变化的情况下使用这种配准过程，但是该配准过程也可以作为独立的过程来提供。在这种情况下，所述图案可以例如在一个或一组图像中相对于参考图案被配准。
该模型可以考虑物理原理或图案形成过程的知识。在一个实施例中，每个图案元素的预期变化是通过在不同的图案形成过程参数下(例如在不同的剂量或聚焦条件下)对所述图案元素进行建模而获得的。在一个实施例中，模型包括光刻过程的模型。
使用权重使得有可能减小具有相对较高可变性的图案元素对配准过程的贡献并且由此导致配准过程中的误差的程度。使用权重减少或消除了手动干预配准过程(例如手动排除不适于配准的区域)的需要。使用权重还使得具有低可变性的图案元素有可能比它们原本将会具有的对所述配准过程的贡献更大，由此进一步减少配准过程中的误差。减少配准过程中的误差提高了在标称相同图案中的变化的测量的精度。所检测到的变化更可能是由于真实变化而不是由图像的错误配准而引起的变化。
在图13的实施例中，在步骤S2中生成所述权重并将其应用于图案元素。关于图案元素的预期变化的信息可以由数据库22提供。替代地或另外地，可以经由步骤S5的“否”分支从对于该组图像自身中的变化的测量来提供关于预期变化的信息。例如，在一个实施例中，在执行第一时间步骤S2时，对于所有图案元素将权重设置为相等。然后，步骤S3基于相等的权重来配准该组图像，并且在随后的步骤S4中执行变化的第一测量。然后，该方法沿着步骤S5的“否”分支，并且步骤S2然后使用在前面步骤S4中所测量的图案的变化来生成第一组权重，以改进配准过程。
在步骤S3中，使用在步骤S2中生成并应用的权重(如果权重没有被设置为相等，参见上面)，来执行该组图像相对于彼此的配准。可以使用图案匹配领域中已知的各种算法来用于进行配准。在一个特定实施例中，如下面进一步描述的，互相关被用于将每个图像与公共参考图像匹配。下面给出了公共参考图像的示例。
在步骤S4中，在该组图像上测量图案的变化，如在步骤S3中配准的。各种度量可以用于量化所述变化。在一个特定实施例中，使用一种对变换域中的变化进行量化的度量，所述变换域体现图像与共同参考图像之间的所确定的变换，如下文进一步描述。
在步骤S5中，对来自步骤S4的输出进行测试以确定迭代过程是否已经收敛到令人满意的程度。这可以例如通过比较来自步骤S4的当前输出与来自S4的先前输出来实现。如果输出之间的差大于预定阈值，则该方法经由步骤S5的“否”分支继续进行以执行进一步的迭代(否则该方法经由“是”分支继续进行)。在这种进一步的迭代中，关于该组图像中的变化的信息被用于改进在步骤S2中所应用的权重。例如，已在步骤S4中发现的具有相对较高变化的图案元素可以被降低权重，和/或已在步骤S4中发现的具有相对较低变化的图案元素可以被提高权重。然后，该过程继续，直到遇到步骤S5的“是”分支，并且该方法继续进行到步骤S6。在步骤S6中，输出所测量的图案的变化。
图13的方法因而是一个实施例的示例，其中该组图像的配准包括迭代过程，该迭代过程至少涉及第一配准步骤(执行第一时间步骤S3)，随后是第二配准步骤(在沿着步骤S5的“否”分支之后，执行下一时间步骤S3)。第一配准步骤和第二配准步骤中的每一个包括相对于彼此配准该组图像以叠加所述图案的实例。至少第二配准步骤包括将不同的权重应用于两个或更多个图案元素。使用利用第一配准步骤的配准而确定的变化(在该示例中的步骤S4中)来生成在第二配准步骤中所使用的一个或更多个权重。第一配准步骤可以对不同的图案元素使用或不使用不同的权重。
可以用各种方式获得例如在图13的方法中经由数据库22所提供的关于图案元素的预期变化的信息。上面已经描述了例如如何使用描述用于创建图案的图案形成过程的模型来获得预期的变化。下面给出了其它非限制性示例，其可以涉及或不涉及这种模型的使用。
在一个实施例中，使用限定图案元素的全部或一部分的光刻过程的空间图像强度的仿真斜率(例如，归一化图像对数斜率，NILS)来生成一个或更多个权重中的每一个。在一个实施例中，权重作为空间图像强度的仿真斜率的函数而反向变化。由具有较缓斜率的边缘所限定的图案元素的权重低于(即，使得它们对配准的贡献较小)由具有较陡斜率的边缘所限定的图案元素。将会预期的是，与较缓的仿真斜率相对应的边缘在整个该组图像之间的变化比与较陡的仿真斜率相对应的边缘在整个该组图像之间的变化更多，并且因此对于实现精确配准而言将不是最佳的。
在一个实施例中，一个或更多个权重中的每一个基于图案元素的标称几何形状(即，如果器件制造过程的相关先前步骤没有误差，则将会形成的几何形状)而被生成。在一个实施例中，将标称几何形状与包含不同几何形状和相关联的预期可变性的库进行比较。预期的可变性可以从校准测量、仿真、或光刻过程领域中的一般知识获得。例如，众所周知，使用光刻法比其它方法更难精确地形成某些种类的几何形状。
在一个实施例中，基于与图案元素相邻的图案环境的属性来生成一个或更多个权重中的每一个。例如，已知的是，当边缘定位成邻近于开放空间时的边缘变化很可能比当边缘定位成与图案的较密区域邻近时的边缘变化更高。因而，在一个实施例中，图案元素形成图案中的对象的一部分，并且图案环境的属性包括在与对象的边缘垂直的方向(在该方向上不存在其它对象)上的长度。图案环境的属性可以包括例如在多条线的一维图案的情况下的线分离度。图案环境的属性可以替代地或另外地包括与图案元素相邻的图案密度的量度。图14和15中示出了生成这种类型的权重的方法。图14描述了边界框10内的图案。该图案描绘了由平行竖直线构成的三个对象21、22和23。对象21是相对较细的线，其在左边具有开口区域31，在右边具有一系列较致密的线。较致密的线包括对象22和23，并且由较小的开口区域32彼此分离开。已知的是，由于与开口区域31相邻的对象21对过程变化具有更大的灵敏度，因此与开口区域31相邻的对象21将通常比在较致密的区域中的对象22和23更难以精确地形成。例如，这种对过程变化的更大的灵敏度可能是由于较低的空间图像对比度或降低的强度斜率而出现的。因此，与其它对象22和23相比，将预期对象21在整个该组图像之间具有更大的变化，特别是在对象21的左手侧。这种对预期变化的了解可以用于选择改善配准过程的权重。图15示出了权重的示例选择。对象21的左半部被给予相对低的、0.2的权重。对象21的右半部分被赋予较高的、0.7的权重，反映了对象22和23将倾向于协助对象21的右手侧的精确形成的事实。对象22和23被给予更高的、0.9和1.0的权重。
在一个实施例中，所接收的该组图像中的每个图像由边界框10界定。边界框10可以例如通过用于获得图像(例如成像过程的视场)的成像过程(例如SEM)或通过图像的后续处理来限定。边界框可以由成像过程的视场限定或等于成像过程的视场。在一个实施例中，如图20中示意性地描绘的，该组图像的配准包括基于所接收的该组图像的边界框10之间的交集来为该组图像设置公共边界框10'。在一个实施例中，公共边界框10'等于边界框10之间的交集。在一个实施例中，执行图像的粗略配准步骤，以便定义边界框10的初始位置，从而计算边界框之间的交集。设置对于所有图像都相同的公共边界框，通过减少可将该组图像的边界框中的变化误解为图案中的变化的程度，提高了配准过程的精度。边界框10'的形状没有被特别地限制，但通常可以是矩形或正方形。
在一个实施例中，使用每个图像的公共边界框内的所有像素来执行该组图像的配准。因此，减少或避免了仅使用每个图像的所选特征来执行配准(例如，如上所述，用以获得闭合对象的重心)的现有技术方法存在的问题。特别是，减少了通过基于具有高变化性的图案元素来执行配准所导致的精度降低。对每个图像使用公共边界框内的所有像素减少了具有高变化性的图案元素对最终配准的影响。如上文参考图13所述，通过对这些元素降低权重，可以进一步减小这些图案元素的影响，但是即使不应用权重，也能实现对每个图像使用公共边界框内的所有像素的优点。因而，在对于每个图像使用公共边界框内的所有像素来执行配准的情况下，可以在没有步骤S2和S5的情况下实现图13中所描绘的类型的方法。
在一个实施例中，通过参考每个图像到公共参考图像的数学变换来执行该组图像的配准。该配准例如可以包括通过改变每个图像相对于公共参考图像的位置来最小化数学变换，直到获得最佳拟合。在一个特定类型的实施例中，使用傅立叶空间中的互相关来执行该组图像的配准。可以利用上采样的矩阵乘法离散傅立叶变换(DFT)来执行所述互相关，以实现任意的子像素精度。在将权重应用于图像中的不同图案元素的情况下，配准例如可以包括将二进制图像(仅由{0,1}组成)与包含作为[0,1]的范围中的值的每像素权重的参考图像进行比较。
在一个实施例中，变化的测量包括计算针对该组图像的数学变换之间的变化。在一个示例中，每个数学变换由矢量场表示，并且可以被称为变换域。所述变换域可以包括将图像中的每个参与像素接合到公共参考图像中的相应像素的矢量。与诸如通过参考平均轮廓的法线来表征变化的现有技术替代方案相比，可以更高效和一致地实现对变换域的变化的计算。
在一个实施例中，公共参考图像包括以下中的一个或更多个：正被处理的该组图像中的选定的一个、待形成的预期图案、或器件制造过程中光刻过程的掩模图案或图像。待形成的预期图案可以由诸如GDSII文件的数据文件来限定，并且可以包含或不包含光学邻近校正特征。
图16和17描绘了根据一个实施例的一组199个图像的配准，其中对于每个图像的公共边界框中的所有像素都被用于配准。图18和19描绘了使用基于标准重心的对准来实现的同样的199个图像的配准。图16和18描绘了使用线性阴影比例尺(从1至199)来堆叠配准的该组图像。图17和19描绘了相同的堆叠，但是具有使得变化的可见性增加的非线性缩放比例。该缩放比例表示偏离平均值的标准偏差的倍数。因此，0.0对应于平均值，2.0对应于大于平均值且是标准偏差的两倍的值，而-2.0对应于小于平均值且是标准偏差的两倍的值。所示的-2.0至2.0的范围因而覆盖了轮廓的大约95％。
图16和18所示的堆叠看起来类似，但是图17和19的非线性缩放显示出两种配准方法之间的性能上的显著差异。特别地，在由大箭头指示的突出区域中可以看到图17和19之间的大的差异。图19中的变化比图17中的大得多。此外，可以看到，更稳定的图案元素，诸如由较小箭头所指示的对象的边缘部分，在图19中比在图17中明显更不能被良好地对准。边缘的宽度是此图案元素在配准的该组图像之间的明显变化的量度，其在图19中比在图17中明显更大。增加的宽度很可能由于诸如大箭头所示的区域的变化，通过降低那些区域的配准过程的精度，有效地将变化传递到其它更稳定的区域。
该组图像中的每个图像的性质没有被特别地限制。在一个实施例中，每个图像是二进制图像。例如，可以使用边缘检测算法来获得二进制图像。二进制图像可以被有效地存储和处理。
图21描述了适于实施该方法的检查系统。检查系统包括图像采集装置40和计算机系统50。图像采集装置40在一个或多个衬底上执行成像操作以获得表示一组图像的数据。所述数据被提供给计算机系统50的数据接收单元51，并且随后的处理步骤由数据处理单元52执行。用于实施这种功能的计算机硬件在本领域中是公知的。
可以使用以下项目进一步描述实施例：
1.一种在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的方法，包括：
接收表示一组图像的数据，每个图像表示所述图案的不同实例；
相对于彼此配准该组图像以叠加所述图案的实例；和
使用配准的该组图像来测量该图案的变化，其中：
所述图案包括多个图案元素，并且该组图像的配准包括将不同的权重应用于所述多个图案元素中的两个或更多个，所述权重控制每个图案元素对该组图像的配准的贡献程度。
2.根据项目1所述的方法，其中每个权重基于被应用该权重的图案元素的预期变化。
3.根据项目1或2所述的方法，其中，每个图案元素包括限定所述图案中的对象的边缘的全部或一部分。
4.根据项目2或3所述的方法，其中权重使得具有相对较高预期变化的图案元素对该组图像的配准贡献比具有较低预期变化的图案元素比对该组图像的配准贡献小。
5.根据项目2至4中任一项所述的方法，其中，使用描述用于创建所述图案的图案形成过程的模型来获得每个图案元素的预期变化。
6.根据项目5所述的方法，其中通过以不同的图案形成过程参数对每个图案元素建立模型来获得该图案元素的预期变化。
7.根据项目5或6的方法，其中所述模型包括光刻过程的模型。
8.根据前述任一项项目所述的方法，其中，使用在所述器件制造过程中限定所述图案元素的全部或一部分的光刻过程的空间图像强度的仿真斜率来生成一个或更多个所述权重中的每一个。
9.根据前述任一项项目所述的方法，其中，基于所述图案元素的标称几何形状生成一个或更多个所述权重中的每一个。
10.根据前述任一项项目所述的方法，其中，基于与所述图案元素相邻的图案环境的属性来生成一个或更多个所述权重中的每一个。
11.根据项目10所述的方法，其中每个图案元素形成所述图案中的对象的一部分，并且所述图案环境的属性包括在垂直于所述对象的边缘的方向上的长度，在该方向上不存在其它对象。
12.根据前述任一项项目所述的方法，其中，该组图像的配准包括迭代过程，所述迭代过程至少涉及第一配准步骤以及随后的第二配准步骤，所述第一配准步骤和所述第二配准步骤各自包括使该组图像相对于彼此配准以叠加所述图案的实例；其中
至少第二配准步骤包括将不同的权重应用于所述多个图案元素中的两个或更多个，所述权重控制每个图案元素在第二配准步骤中对该组图像的配准的贡献程度；和
使用利用第一配准步骤的配准而确定的图案的变化来生成在第二配准步骤中使用的一个或更多个所述权重。
13.根据前述任一项项目所述的方法，其中，由边界框界定所接收的该组图像中的每个图像；
该组图像的配准包括基于所接收的该组图像的边界框之间的交集来为该组图像设置公共边界框；和
使用各个图像的公共边界框内的所有像素来执行该组图像的配准。
14.一种在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的方法，包括：
接收表示一组图像的数据，每个图像表示所述图案的不同实例；
相对于彼此配准该组图像以叠加所述图案的实例；和
使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：
由边界框来界定所接收的该组图像中的每个图像；
该组图像的配准包括基于所接收的该组图像的边界框之间的交集来为该组图像设置公共边界框。
15.根据项目14所述的方法，其中使用各个图像的所述公共边界框内的所有像素来执行该组图像的配准。
16.根据项目13或14所述的方法，其中所述公共边界框是正方形或矩形。
17.根据前述任一项项目所述的方法，其中，该组图像的配准包括确定每个图像到公共参考图像的数学变换。
18.根据项目17所述的方法，其中所述变化的测量包括计算为该组图像所确定的数学变换之间的的变化。
19.根据项目17或18所述的方法，其中所述公共参考图像包括以下中的一个或更多个：该组图像中的选定的一个、待形成的预期图案、或器件制造过程中的光刻过程的掩模图案。
20.根据前述任一项项目所述的方法，其中，该组图像中的每个图像包括二进制图像。
21.根据前述任一项项目所述的方法，其中，所述图案的所述多个实例包括名义上相同的图案的多个实例。
22.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述器件制造过程包括一个或更多个光刻步骤。
23.一种在一个或更多个图像中配准图案的方法，所述图案包括多个图案元素，每个图案元素具有控制所述图案元素对所述图案的配准的贡献程度的权重，所述方法包括：
使用描述用于创建所述图案的图案形成过程的模型来确定至少一个图案元素的变化；和
基于所确定的图案元素的变化来确定与所述至少一个图案元素相关联的权重。
24.根据项目23所述的方法，其中确定所述至少一个图案元素的变化包括以不同的图案形成过程参数对所述至少一个图案元素进行建模。
25.根据项目23或24所述的方法，其中所述模型包括光刻过程的模型。
26.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述一个或更多个所述图像包括在器件制造过程中产生的半导体晶片上的图案的扫描电子显微镜图像。
27.一种用于在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例的变化的检查系统，包括：
图像采集装置，被配置成在一个或多个衬底上执行成像操作以获得一组图像，每个图像表示所述图案的不同实例；和
计算机系统，被配置成：
使该组图像相对于彼此配准以叠加所述图案的实例；和
使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：
所述图案包括多个图案元素，并且该组图像的配准包括将不同的权重应用于所述多个图案元素中的两个或更多个，权重控制每个图案元素对该组图像的配准的贡献程度。
28.根据项目27所述的检查系统，其中每个权重是基于该所述权重应用到其上的图案元素的预期变化。
29.一种用于在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例的变化的检查系统，包括：
图像采集装置，被配置成在一个或多个衬底上执行成像操作以获得一组图像，每个图像表示所述图案的不同实例；和
计算机系统，被配置成：
使该组图像相对于彼此配准以叠加所述图案的实例；和
使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：
由边界框来界定所接收的该组图像中的每个图像；
该组图像的配准包括基于所接收的该组图像的边界框之间的交集来为该组图像设置公共边界框。
30.根据项目29所述的检查系统，其中使用各个图像的公共边界框内的所有像素来执行该组图像的配准。
31.一种用于在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例的变化的检查系统，包括：
图像采集装置，被配置成在一个或多个衬底上执行成像操作以获得一组图像，每个图像表示所述图案的不同实例；和
计算机系统，被配置成在该组图像之间配准所述图案，所述图案包括多个图案元素，每个图案元素具有权重，所述权重控制所述图案元素对所述图案的配准的贡献程度，所述配准包括：
使用描述用于创建所述图案的图案形成过程的模型来确定至少一个图案元素在该组图像之间的的变化；和
基于所确定的图案元素的变化来确定与所述至少一个图案元素相关联的权重。
32.一种包括计算机可读指令的计算机程序，当由计算机系统执行时，所述计算机可读指令使计算机系统执行根据项目1至26中任一项的方法。
33.一种计算机系统，被配置成执行根据项目1至26中任一项的方法。
虽然在本文中对光刻设备用于IC的制造进行了具体参考，但是，应该理解，本文所述的光刻设备可以具有其他应用，例如集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文所指的衬底可以在曝光之前或之后例如在涂胶显影机(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在可应用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如用于产生多层IC，使得本文使用的术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
尽管上文已经具体参考了在光学光刻术的上下文中使用本发明的实施例，但是应当理解，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻术，并且在上下文允许的情况下，不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。图案形成装置的形貌可以被压制到被提供给衬底的抗蚀剂层中，于是抗蚀剂通过应用电磁辐射、热、压力或者它们的组合被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出抗蚀剂，在其中留下图案。
本发明中所使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有大约365纳米、355纳米、248纳米、193纳米、157纳米或126纳米的波长)、极紫外(EUV)辐射(例如具有在5纳米至20纳米的范围内的波长)，软X射线，以及粒子束，诸如离子束或电子束。
在上下文允许的情况下，术语“透镜”可表示各种类型的光学部件中的任一个或其组合，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型和/或静电型光学部件。
具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，在不背离本发明的整体构思且不进行过度实验的情况下，其他人可通过应用本领域技术内的知识针对于各种应用轻易地修改和/或适应这些具体实施例。因此，基于这里展示的教导和指导，这些适应和修改旨在落入所公开实施例的等同物的含义和范围内。应理解，这里的措辞或术语是出于描述而非限制性的目的，使得本说明书的术语或措辞将由技术人员根据教导和指导来解释。
本发明的宽度和范围不应受任一上述的示例性实施例限制，而应仅由下述的权利要求书及其等同方案来限定。

Claims (17)

1.一种在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例之间的变化的方法，包括：
接收表示一组图像的数据，每个图像表示所述图案的不同实例；
相对于彼此配准该组图像以叠加所述图案的实例；和
使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：
由边界框来界定所接收的该组图像中的每个图像；
该组图像的配准包括基于所接收的该组图像的边界框之间的交集来为该组图像设置公共边界框。
2.根据权利要求1所述的方法，其中使用各个图像的所述公共边界框内的所有像素来执行该组图像的配准。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述公共边界框是正方形或矩形。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，该组图像的配准包括确定每个图像到公共参考图像的数学变换。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述变化的测量包括计算为该组图像所确定的数学变换之间的的变化。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述公共参考图像包括以下中的一个或更多个：该组图像中的选定的一个、待形成的预期图案、或器件制造过程中的光刻过程的掩模图案。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，该组图像中的每个图像包括二进制图像。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述图案的所述多个实例包括名义上相同的图案的多个实例。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述器件制造过程包括一个或更多个光刻步骤。
10.一种在一个或更多个图像中配准图案的方法，所述图案包括多个图案元素，每个图案元素具有控制所述图案元素对所述图案的配准的贡献程度的权重，所述方法包括：
使用描述用于创建所述图案的图案形成过程的模型来确定至少一个图案元素的变化；和
基于所确定的图案元素的变化来确定与所述至少一个图案元素相关联的权重。
11.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述至少一个图案元素的变化包括以不同的图案形成过程参数对所述至少一个图案元素进行建模。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述模型包括光刻过程的模型。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述一个或更多个所述图像包括在器件制造过程中产生的半导体晶片上的图案的扫描电子显微镜图像。
14.一种用于在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例的变化的检查系统，包括：
图像采集装置，被配置成在一个或多个衬底上执行成像操作以获得一组图像，每个图像表示所述图案的不同实例；和
计算机系统，被配置成：
使该组图像相对于彼此配准以叠加所述图案的实例；和
使用配准的该组图像来测量所述图案的变化，其中：
由边界框来界定所接收的该组图像中的每个图像；
该组图像的配准包括基于所接收的该组图像的边界框之间的交集来为该组图像设置公共边界框。
15.根据权利要求14所述的检查系统，其中使用各个图像的公共边界框内的所有像素来执行该组图像的配准。
16.一种用于在器件制造过程的步骤之后测量一图案在一个或多个衬底上的多个实例的变化的检查系统，包括：
图像采集装置，被配置成在一个或多个衬底上执行成像操作以获得一组图像，每个图像表示所述图案的不同实例；和
计算机系统，被配置成在该组图像之间配准所述图案，所述图案包括多个图案元素，每个图案元素具有权重，所述权重控制所述图案元素对所述图案的配准的贡献程度，所述配准包括：
使用描述用于创建所述图案的图案形成过程的模型来确定至少一个图案元素在该组图像之间的的变化；和
基于所确定的图案元素的变化来确定与所述至少一个图案元素相关联的权重。
17.一种包括计算机可读指令的计算机程序，当由计算机系统执行时，所述计算机可读指令使计算机系统执行根据权利要求1至13中任一项的方法。
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