TW201432372A - 差量晶粒強度映射量測 - Google Patents

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Abstract

運用一光學檢驗工具獲得一光罩之複數個晶粒之複數個嵌塊之影像。獲得該等嵌塊影像以使得每一嵌塊影像在其各別晶粒內相對於如該等嵌塊影像中之另一晶粒等效嵌塊影像在該等晶粒中之每一其他晶粒中之一相同參考位置定位。針對每一嵌塊影像，判定此嵌塊影像之子部分之一影像特性之一積分值。針對每一嵌塊影像，基於該嵌塊影像之對應晶粒等效嵌塊影像之該等積分值判定一參考值。針對每一嵌塊影像，判定彼嵌塊影像之積分值與其晶粒等效嵌塊影像之一平均或中位值之間的一差，藉此一顯著差指示一嵌塊之一圖樣特性與其晶粒等效嵌塊之一平均或中位圖樣特性之一方差。

Description

差量晶粒強度映射量測 相關申請案交叉參考
本申請案根據35 U.S.C.§119主張於2012年12月13日提出申請之Carl E.Hess之標題為「Delta Die Intensity Map Measurement」之先前美國臨時申請案第61/736,721號之優先權，該申請案出於各種目的而以全文引用之方式併入本文中。
本發明通常係關於光罩檢驗之領域。更特定而言，本發明係關於一種用以偵測光罩CD變化之方法。
通常，半導體製造工業涉及用於使用經分層及經圖樣化至諸如矽之一基板上之半導體材料製作積體電路之高度複雜技術。由於大規模之電路整合及減小大小之半導體裝置，因此所製作裝置已變得對缺陷愈加敏感。亦即，致使裝置之故障之缺陷變得越來越小。裝置在裝運至終端使用者或消費者之前需要係無故障的。
一積體電路通常由複數個光罩製作而成。光罩之產生及此等光罩之隨後光學檢驗已變為在半導體之生產中之標準步驟。最初，電路設計者將描述一特定積體電路(IC)設計之電路圖樣資料提供至一光罩生產系統或光罩刻寫機。該電路圖樣資料通常呈所製作IC裝置之實體層之一代表性佈局形式。該代表性佈局包含IC裝置之每一實體層之一代表性層(例如，閘極氧化物、多晶矽、敷金屬等)，其中每一代表性 層由定義特定IC裝置之一層之圖樣化之複數個多邊形構成。
光罩刻寫機使用電路圖樣資料來刻寫(例如，通常使用一電子束刻寫機或雷射掃描器來曝光一光罩圖樣)稍後將用以製作特定IC設計之複數個光罩。一光罩檢驗系統可然後針對可已在生產光罩期間或在使用光罩之後發生之缺陷而檢驗光罩。
因此，存在對用於檢驗光罩之經改良技術及諸如此類之一持續需要。
以下呈現本發明之一簡化總結以便提供對本發明之特定實施例之一基本理解。本發明內容不是本發明之一廣泛概述且其不識別本發明之關鍵/重要元素或描繪本發明之範疇。本發明內容唯一目的係作為稍後呈現之更詳細說明之一前序以一簡化形式呈現本文中所揭示之某些概念。
在一項實施例中，揭示一種檢驗一光微影光罩之方法。運用一光學檢驗工具獲得該光罩之複數個晶粒之複數個嵌塊(patch)之複數個嵌塊影像。該等晶粒係設計為相同的，且獲得該等嵌塊影像以使得每一嵌塊影像在其各別晶粒內相對於如該等嵌塊影像中之另一晶粒等效嵌塊影像在該等晶粒中之複數個其他晶粒中之每一者中之一相同參考位置定位。針對每一嵌塊影像，判定此嵌塊影像之複數個子部分之一影像特性之一積分值。針對每一嵌塊影像，基於該嵌塊影像之對應晶粒等效嵌塊影像之該等積分值判定一參考值。針對每一嵌塊影像，判定彼嵌塊影像之積分值與該嵌塊影像之晶粒等效嵌塊影像之該等積分值之一平均或中位值之間的一差，藉此此差指示任何嵌塊之一圖樣特性與其晶粒等效嵌塊之一平均或中位圖樣特性之間的一差。
在一特定實施方案中，圖樣特性係一臨界尺寸。在另一態樣中，藉由使用光學工具來使一光學光束沿著包含光罩之所有晶粒之複 數個幅區掃描而獲得嵌塊影像。在另一實施例中，每一影像嵌塊之參考位置對應於此影像嵌塊之對應晶粒之一晶粒邊緣且藉由將幅區之一部分定位於一對應晶粒之晶粒邊緣處而獲得嵌塊影像。在另一實例中，藉由使一光學光束沿著運用光學工具成像之複數個幅區中之每一者進行掃描而自選自該等幅區之一單個幅區獲得嵌塊影像，且該單個幅區包含光罩之所有晶粒之一子組之部分，其中該子組之晶粒彼此對準且在光學光束沿著單個幅區掃描之一方向上。
在另一態樣中，每一嵌塊影像之積分值係此嵌塊影像之子部分之複數個強度值之一平均數。在另一實施例中，每一嵌塊影像之積分值係此嵌塊影像之子部分之複數個強度值之一中位值。在另一實施方案中，每一積分值係來自每一對應嵌塊影像之反射強度值及透射強度值兩者之一平均數。在另一態樣中，該方法包含基於經判定差產生一差量強度映射。在另一態樣中，該差量強度映射指示每一經判定差之一標準偏差。在另一態樣中，該方法包含將高於一預定義臨限值之任何標準偏差定義為一臨界尺寸變化缺陷。在另一實施例中，每一經判定差包含一反射強度差值及一透射差值，且藉由組合每一反射差值與其對應透射差值產生該差量強度映射。
在另一實例中，藉由對每一反射差值與其對應透射差值求平均數(例如，藉由自每一透射值減去其對應反射差值且除以2)執行組合每一反射差值與其對應透射差值。在另一態樣中，組合每一反射差值與其對應透射差值包含將每一反射差值自其對應透射差值不同地加權。在另一實例中，該方法包含基於差量強度映射而給使用光罩之一光微影程序提供一劑量校正。在另一態樣中，藉由首先自參考值判定排除具有大於一預定義值之一標準偏差之任何積分值而判定每一參考值。在另一實施方案中，藉由在一空中模式中使用光學工具而獲得該等嵌塊影像。
在特定實施例中，本發明係關於一種用於檢驗一光微影光罩之系統。該系統包含經組態以執行上文所闡述之操作中之至少某些操作之至少一個記憶體及至少一個處理器。在其他實施例中，本發明係關於在其上儲存有用於執行上文所闡述之操作中之至少某些操作之指令之電腦可讀媒體。
下文進一步參考各圖闡述本發明之此等及其他態樣。
100‧‧‧實例性光罩
102a‧‧‧晶粒
102b‧‧‧晶粒
102c‧‧‧晶粒
102d‧‧‧晶粒
102e‧‧‧晶粒
102f‧‧‧晶粒
104a‧‧‧晶粒等效嵌塊/嵌塊
104b‧‧‧嵌塊
104c‧‧‧晶粒等效嵌塊
104d‧‧‧晶粒等效嵌塊
104e‧‧‧晶粒等效嵌塊
104f‧‧‧晶粒等效嵌塊
104g‧‧‧嵌塊
300‧‧‧光罩部分
302a‧‧‧幅區/晶粒/第一組晶粒
302b‧‧‧晶粒
302c‧‧‧第一組晶粒/晶粒
302d-302f‧‧‧第二組晶粒/晶粒
304a-304l‧‧‧經掃描成像幅區/毗鄰幅區
306a‧‧‧底部邊緣/第一邊緣
306b‧‧‧第一邊緣
306c‧‧‧底部邊緣/第一邊緣
306d‧‧‧第一邊緣
306e‧‧‧第一邊緣
306f‧‧‧第一邊緣
308a‧‧‧第二邊緣
352a‧‧‧嵌塊/嵌塊之強度資料集
352b‧‧‧嵌塊
352c‧‧‧嵌塊
352d‧‧‧嵌塊
372a‧‧‧局部區域/強度值
372b‧‧‧強度值
372c‧‧‧強度值
372d‧‧‧強度值
372e‧‧‧強度值
372f‧‧‧局部區域/強度值
392a‧‧‧幅區
392b‧‧‧幅區
500‧‧‧光罩
502a-502h‧‧‧晶粒陣列/第一晶粒
504a‧‧‧點
504b‧‧‧點
504c‧‧‧點
506a-506c‧‧‧對準標記
600‧‧‧實例性檢驗系統/檢驗系統
602‧‧‧輸入/所接收輸入/輸入資料/強度或影像資料/所接收資料
604a‧‧‧資料散佈系統
604b‧‧‧資料散佈系統
606a‧‧‧嵌塊處理器及記憶體/處理器/第一嵌塊處理器/嵌塊處理器
606b‧‧‧嵌塊處理器及記憶體/處理器/嵌塊處理器
608‧‧‧交換網路/網路
610‧‧‧檢驗控制及/或再檢測情形
612‧‧‧映射產生器處理器及記憶體
616‧‧‧選用之大容量儲存裝置
700‧‧‧典型微影系統/微影系統
701‧‧‧數值孔徑/元件
702‧‧‧遮罩平面/光罩平面
703‧‧‧照射源
705‧‧‧透鏡/照射透鏡
707‧‧‧照射光學器件
713‧‧‧成像光學件
750‧‧‧實例性檢驗系統/檢驗系統
751a‧‧‧照射光學器件
751b‧‧‧數值孔徑
752‧‧‧光罩平面
753b光學器件
754a‧‧‧感測器
754b‧‧‧感測器
753a‧‧‧光學器件/光學元件
760‧‧‧照射源
773‧‧‧電腦系統
776‧‧‧光束分離器
778‧‧‧偵測透鏡
M‧‧‧光遮罩/光罩
W‧‧‧晶圓
圖1係根據本發明之一項實施例之針對其可實施檢驗技術之具有複數個晶粒之一實例性光罩之一圖解性俯視圖。
圖2係圖解說明根據本發明之一項實施例之利用晶粒等效影像嵌塊之一檢驗程序之一流程圖。
圖3A係根據本發明之一第一實施方案之一光罩部分之複數個掃描「幅區」之一圖解性表示。
圖3B係根據一特定實施方案之對應於劃分為嵌塊之一光罩幅區之一強度資料集之一圖解性圖解說明。
圖3C係根據一實例性實施方案之對應於光罩之一幅區之每一嵌塊之多個區域之多個強度資料集之一圖解性圖解說明。
圖3D圖解說明根據本發明之一第二實施方案之在一個以上幅區中具有晶粒等效嵌塊影像之複數個掃描幅區。
圖4係圖解說明根據本發明之一第二實施方案之用於達成晶粒等效嵌塊影像之幅區管理之一程序之一流程圖。
圖5圖解說明根據本發明之一項實例性實施方案之具有在一設置程序期間針對其定義一範圍、偏移及陣列大小之一晶粒陣列之一光罩。
圖6係其中可實施本發明之技術之一實例性檢驗系統之一圖解性表示
圖7A係根據特定實施例之用於將一遮罩圖樣自一光遮罩轉印至一晶圓上之一微影系統之一簡化示意性表示。
圖7B提供根據特定實施例之一光遮罩檢驗設備之一示意性表示。
在以下說明中，陳述大量特定細節以便提供對本發明之一透徹理解。可在無此等特定細節中之某些細節或所有細節之情況下實踐本發明。在其他例項中，未詳細闡述眾所周知之程序操作以免不必要地模糊本發明。儘管將結合特定實施例來闡述本發明，但應理解，並非意欲將本發明限制於該等實施例。
本發明之特定實施例提供用於檢驗一光罩以偵測光罩特徵之臨界尺寸(CD)之缺陷或變化之技術及系統。儘管關於一光罩闡述以下實例性實施例，但可使用此等技術或系統來監視任何適合類型之樣本。另外，以下實例性實施例可適用於除CD變化之外的其他樣本特性之監視。
一「光罩」通常包含具有形成於其上之一不透明材料層之一透明基板(諸如玻璃、硼矽酸鹽玻璃、石英或熔融矽石)。不透明(或實質上不透明)材料可包含完全或部分地阻擋光微影光(例如，深UV)之任何適合材料。實例性材料包含鉻、矽化鉬(MoSi)、矽化鉭、矽化鎢、玻璃上不透明矽化鉬(OMOG)等。亦可在不透明層與透明基板之間添加一多晶矽膜以改良黏合。諸如鉬氧化物(MoO2)、鎢氧化物(WO2)、鈦氧化物(TiO2)或鉻氧化物(CrO2)之一低反射膜可形成於不透明材料上方。
術語光罩係指不同類型之光罩，包含(但不限於)一明場光罩、一暗場光罩、一個二元光罩、一相移遮罩(PSM)、一交替式PSM、一減光型或半透型PSM、一個三元減光型PSM及一無鉻相位微影PSM。一 明場光罩具有係透明的之場或背景區域，且一暗場光罩具有係不透明的之場或背景區域。一個二元光罩係具有係透明的或者不透明的之圖樣化區域之一光罩。舉例而言，可使用由一透明熔融矽石毛坯製成的具有由一金屬鉻吸附膜定義之一圖樣之一光遮罩。二元光罩不同於相移遮罩(PSM)，一種類型之二元光罩可包含僅部分地透射光之膜，且此等光罩可通常稱為半透型或嵌入式相移遮罩(EPSM)。若將一相移材料放置於一光罩之交替透明空間上，則光罩稱為一交替式PSM、一ALT PSM或一Levenson PSM。適用於任意佈局圖樣之一種類型之相移材料稱為一減光型或半透型PSM，可藉由用一部分透射或「半透型」膜替換不透明材料製作該減光型或半透型PSM。一個三元減光型PSM係亦包含完全不透明特徵之一減光型PSM。
一般而言，不透明、吸收、部分不透明相移材料形成為經設計並形成為具有臨界尺寸(CD)寬度之圖樣結構，此亦在亦具有一CD之結構之間產生透明空間。一特定CD值可通常影響如何在光微影程序中將一特定光罩特徵轉印至晶圓且此CD經選擇以最佳化此轉印程序。以另一方式來講，若一特定光罩特徵之CD值在一規定CD範圍內，則此CD值將導致允許所得積體電路之恰當操作之一對應晶圓特徵之製作，如電路設計者所意欲。特徵通常形成為具有亦使得操作電路節約積體晶片區域之最小尺寸。
一新製作光罩可包含CD(或其他膜或圖樣特性)缺陷問題。舉例而言，光罩可具有缺陷CD區，諸如遮罩刻寫機幅區誤差。一光罩亦可以若干種不同方式隨時間變得受損。在一第一降級實例中，光微影曝光程序可導致光罩之不透明材料之實體降級。例如，在光罩上使用之諸如在193nm下之一高功率深紫外(UV)光束之一高功率光束可在實體上致使對光罩上之不透明材料之損壞。損壞亦可由其他波長(諸如一248nm UV光束)引起。實際上，UV光束可藉由將不透明特徵之 隅角噴射掉且致使特徵扁平而在實體上致使光罩上之不透明圖樣坍陷。因此，不透明特徵可具有與原始CD寬度相比之顯著較大CD寬度，而此等不透明特徵之間的空間可具有與原始CD寬度相比之一小得多之CD寬度。此類型之降級稱為「鉻」降級，此乃因此類型之問題通常發生於鉻類型光罩中。其他類型之CD降級可由光罩特徵(MoSi)與曝露光、清潔程序、污染物等之間的化學反應引起。此等實體效應亦可隨時間不利地影響光罩之臨界尺寸(CD)。
作為此降級之結果，特徵CD值可已顯著改變以便影響晶圓良率。例如，遮罩特徵寬度可係比原始線寬度CD顯著大的。
針對具有高度重複圖樣之遮罩(諸如記憶體晶片之遮罩)，可自一光罩檢驗系統產生大規模反射或透射強度映射以展示CD變化。為產生此等映射，比較具有重複圖樣之一局部區域之強度與遮罩上之彼等相同重複結構之全盤平均數。此一技術可不對邏輯(非記憶體)遮罩有效地起作用，此乃因圖樣跨域遮罩而變化。不可使用遮罩之一個任意區作為一不同區之一參考，此乃因所比較區通常含有不同圖樣。
圖1係根據本發明之一項實施例之針對其可實施檢驗技術之具有複數個晶粒之一實例性光罩100之一圖解性俯視圖。如所展示，光罩包含藉由列及行標記之一6×4晶粒陣列。例如，第一頂部列中之晶粒102a至102f自最左行至最右行分別標記為(1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4)、(1,5)及(1,6)。類似地，最後列之晶粒具有針對每一特定列及行之標號(4,1)、(4,2)、(4,3)、(4,4)、(4,5)及(4,6)。
儘管晶粒含有與重複記憶體圖樣相反之邏輯圖樣，但晶粒係設計為彼此相同的。因此，預期一特定晶粒之每一晶粒部分(稱為一「嵌塊」)為相同於來自其他晶粒中之每一者之至少一個其他嵌塊。來自設計為相同的之不同晶粒之不同嵌塊在本文中稱為「晶粒等效」。例如，晶粒102b之嵌塊104b在其他晶粒(例如，102a、102c、 102d、102e及102f)中具有晶粒等效嵌塊(例如，104a、104c、104d、104e及104f)。
在檢驗期間，可使用一光學檢驗工具獲得包含晶粒之光罩之嵌塊之複數個嵌塊影像。在影像獲取期間，針對每一晶粒獲得多個嵌塊影像。例如，針對晶粒102a之嵌塊104a及104g獲得影像嵌塊。在本發明之特定實施例中，獲得影像嵌塊以便產生跨越晶粒之晶粒等效嵌塊，且晶粒等效嵌塊經處理以偵測CD缺陷或CD變化。
在一特定實施例中，比較每一測試嵌塊之強度值與測試嵌塊之對應晶粒等效嵌塊之一平均強度以獲得指示跨越光罩之CD變化之一差量映射。可藉由對嵌塊之像素之反射及/或透射強度值求平均數而獲得每一嵌塊之強度值。若晶粒等效嵌塊之光罩圖樣係相同的且不在CD(或任何其他圖樣特性)上發生變化，則預期來自晶粒等效嵌塊之透射或反射光為相同的。若一特定嵌塊之反射或透射強度不同於其他晶粒等效嵌塊，則可推斷，特定嵌塊之圖樣與其晶粒等效嵌塊相比具有一CD變化。舉例而言，透射強度之一增大推斷，不透明光罩圖樣之CD已減小且透明光罩區域之CD已增大。
圖2係圖解說明根據本發明之一項實施例之利用晶粒等效嵌塊影像之一檢驗程序之一流程圖。以下檢驗程序200可對一新製作光罩執行以便偵測製作缺陷區域或對已在一光微影程序中使用過一或多次之一光罩執行以便偵測降級。
可以如下文進一步所闡述之任何適合方式獲得晶粒等效嵌塊。在所圖解說明之實施例中，在操作202中獲得一光罩之一組晶粒中之每一晶粒之嵌塊區域之影像以使得每一晶粒之每一成像嵌塊在其各別晶粒內相對於如另一經掃描嵌塊在其他晶粒中之每一者中之一相同參考位置定位。
在一第一實施方案中，自嵌塊之一相同經掃描幅區獲得每一組 晶粒等效嵌塊。圖3A係根據本發明之實施例之一光罩部分300之複數個經掃描/成像「幅區」(例如，304a至304l)之一圖解性表示。每一組晶粒等效強度資料可對應於光罩部分300之一「幅區」。可藉由自呈一蜿蜒或光柵圖樣之光罩依序掃描幅區獲得每一組晶粒等效強度資料。舉例而言，藉由一光學檢驗系統之一光學光束自左至右掃描光罩部分300之第一幅區304a以獲得一第一組強度資料。接著自右至左掃描第二幅區304b以獲得一第二組強度資料。自晶粒之底部列至晶粒之頂部列依序掃描幅區。
圖3B係對應於幅區302a之一強度資料集之一圖解性圖解說明。亦將光罩幅區304a之強度資料劃分成對應於複數個嵌塊(例如，352a、352b、352c及352d)之複數個強度資料集。可針對每一幅區之每一嵌塊中之多個點收集強度資料。
每一經掃描幅區將含有整個幅區之晶粒等效嵌塊，包含各自相對於一相同參考位置定位於針對其獲得幅區之其對應晶粒中之嵌塊。如所展示，幅區304a及其嵌塊相對於每一嵌塊之各別晶粒之一底部邊緣(例如，分別為晶粒302a至302b之底部邊緣306a至306c)定位。
在此第一實施方案中，共同處理僅一單個幅區之晶粒等效嵌塊。在整個光罩經成像之後，可針對光罩之每一成像組晶粒等效嵌塊(例如，每一幅區列)重複圖2之影像分析操作。
在一第二實施方案中，在光罩經成像之後共同處理設計為相同的之所有晶粒之整個組掃描幅區之晶粒等效嵌塊。儘管此第二實施方案為如下文進一步所闡述之單個幅區晶粒等效嵌塊提供優於第一實施方案之經改良之結果，但此第二實施方案包含用於相對於晶粒仔細定位幅區掃描之技術。圖3D圖解說明根據本發明之一第二實施方案之在一個以上幅區中具有晶粒等效嵌塊影像之複數個經掃描幅區。如所展示，經掃描幅區相對於晶粒經定位以使得跨越多個幅區達成晶粒等 效嵌塊影像。舉例而言，幅區392a及304a包含晶粒(例如，302a至302f)之一第一組晶粒等效嵌塊影像，而幅區392b及304b包含晶粒(例如，302a至302f)之一第二組晶粒等效嵌塊影像。
圖4係圖解說明用於達成跨越多個經掃描幅區之晶粒等效嵌塊影像之幅區管理之一程序之一流程圖。如所展示，可在操作402中定義一光罩之每一相同的晶粒之相對的第一及第二邊緣之位置。一般而言，檢驗工具可設置有關於每一晶粒之範圍、晶粒偏移及一陣列大小之資訊。
圖5圖解說明根據本發明之一項實例性實施方案之具有針對其關於一檢驗工具定義一範圍、偏移及陣列大小之一晶粒陣列(例如，502a至502h)之一光罩500。在一特定實施方案中，用於一檢驗工具之一設置程序可首先包含用於在工具中對準一光罩之一機制。光罩可由一使用者相對於任何適合數目及類型之對準標記(諸如光罩上之506a至506c)定位以便對準光罩及針對光罩掃描定義一特定座標系統。
透過檢驗工具之一設置程序，一使用者可選擇點504a及504b以定義一第一晶粒502a以及在陣列中之所有其他晶粒之範圍。使用者亦可選擇點504c以定義相對於第一晶粒502a之一x及y偏移。其他點(未展示)亦可經選擇以定義範圍及偏移。陣列大小可由使用者輸入至檢驗工具中。
檢驗工具可使用經定義晶粒範圍、晶粒偏移及陣列大小來自動定義每一幅區位置。往回參考圖4，可在操作403中定義一第一幅區相對於一第一組晶粒之第一邊緣之相對位置以使得第一幅區包含第一組晶粒之第一邊緣。在圖3D之實例中，相對於第一組晶粒(例如，302a至302c)之底部邊緣(例如，306a至306c)定義第一幅區304a。亦可相對於第一組晶粒之任何其他等效位置定義第一幅區。可通常藉由在一特定幅區位置處自動啟始一掃描之檢驗工具相對於一特定晶粒位置定義 一幅區。
可接著在操作404中跨越光罩之第一幅區掃描檢驗工具之光學光束以便獲得第一幅區之複數個嵌塊之影像。在一項實例中，一光學光束可跨越光罩掃描且可在此光束跨越每一嵌塊掃描時針對第一幅區之每一嵌塊中之每一像素或點收集強度值。以另一方式來講，檢驗工具可操作以在一入射光學光束跨越第一幅區之每一嵌塊掃描時偵測及收集反射及/或透射光。回應於來自第一幅區之每一嵌塊之複數個點或子區域之此入射光束收集光。
在圖3D之實例中，第一幅區304a包含晶粒302a之一第一邊緣306a、晶粒302b之一第一邊緣306b及晶粒302c之一第一邊緣306c。每一晶粒亦具有相對的一第二邊緣(例如，308a)。在掃描第一幅區之後，可接著在操作406中判定下一毗鄰幅區是否將包含一第二組晶粒之第一邊緣或不含有晶粒。若尚未到達一第二組晶粒之第一邊緣，則可在操作410中定義下一幅區之位置以使得下一幅區與先前經掃描幅區毗鄰或重疊。亦在操作412中跨越此經定義之下一幅區掃描光學光束以便獲得下一幅區之複數個嵌塊之影像。可接著在操作414中判定是否已掃描所有晶粒。若否，則將繼續定義及掃描下一幅區直至掃描所有晶粒且光罩掃描完成為止。
例如，在圖3D中之第一幅區304a之後定義及掃描之下一毗鄰幅區係幅區304b，幅區304b尚未到達第二組晶粒302d至302f之第一邊緣306d至306e。在此圖解說明中，下一幅區304b毗鄰於第一幅區304a定位。幅區304c至304f作為下一幅區依序經定義及掃描，該等幅區各自毗鄰於先前經掃描幅區定位，且用檢驗工具之光學光束依序掃描此等下一幅區以獲得嵌塊影像。
如在圖3A之第一實施方案中，若將繼續在掃描幅區304g之後掃描毗鄰幅區(例如，304h至304l)，則第二組晶粒(例如，302d至302f)之 嵌塊影像將不晶粒等效於第一組晶粒(例如，302a至302c)。舉例而言，幅區304g之嵌塊影像不以第一幅區304a之嵌塊影像與第一組晶粒302a至302c之第一邊緣對準之相同方式與第二組晶粒302d至302f之第一邊緣對準。
因此，所圖解說明之第二實施方案包含在將掃描一新組晶粒時重新定位下一掃描。若將在下一掃描中到達一第二組晶粒之第一邊緣，則在操作408中相對於第二組晶粒之第一邊緣將下一幅區之相對位置定義為相同於第一幅區相對於其各別晶粒之相對位置。在掃描幅區304f之後，將把將掃描之下一幅區定義為幅區392a(圖3D)，幅區392a與第二組晶粒302d至302f之第一邊緣306d至306f對準。程序400重複直至掃描最後幅區為止。
往回參考圖2，可在操作204中針對每一嵌塊(或多個嵌塊)判定一影像特性之一積分值(諸如強度)。圖3C係對應於光罩之一幅區之每一嵌塊之多個局部區域(例如，372a至372f)之多個強度資料集之一圖解性圖解說明。在特定實施方案中，可針對每一嵌塊或者兩個或兩個以上嵌塊組判定一平均或中位強度值。如所展示，多個強度值(例如，372a、372b、372c、372d、372e及372f)對應於一光罩之一特定幅區之一特定嵌塊352a之多個像素或點。舉例而言，對應於光罩之一嵌塊之強度資料集352a可包含強度值26、25、25、25、24、25等。可對每一嵌塊之所有強度值共同求平均數以判定此嵌塊之一平均強度值(例如，25)。
在操作206中，針對每一測試嵌塊，基於測試嵌塊之晶粒等效嵌塊之積分值判定一參考值。針對每一測試嵌塊，可接著在操作208中判定此測試嵌塊之經判定積分值與其對應參考值之間的一差值。可接著在操作209中基於針對嵌塊影像經判定之差值產生一差量映射。差量映射在異常數嵌塊之選用排除之情況下指示一特定嵌塊之一圖樣特 性與特定嵌塊之晶粒等效嵌塊之一平均或中位圖樣特性之間的任何變化。
一差量映射之實施例可採取任何適合形式。舉例而言，差量映射可用文字表示為光罩之每一嵌塊之一差值或「差量」值列表。例如，可在對應光罩嵌塊座標旁邊列出每一差量值。可在操作210中視情況或另外藉由一度量(諸如差值之標準偏差或方差)表示映射。另一選擇係或另外，可在視覺上表示一差量映射以使得以不同視覺方式(諸如不同色彩光罩嵌塊、不同條狀圖高度、不同圖值或3維表示等)展示不同差量值或範圍。差量值亦可經正規化。
當來自一單個幅區之晶粒等效嵌塊(或小數目個嵌塊)經處理以形成一差量映射時，可在非缺陷嵌塊中自一缺陷嵌塊產生「假」回波效應。舉例而言，若一缺陷單個嵌塊之一強度值不同於其他非缺陷嵌塊之一平均數，則當非缺陷嵌塊影像中之每一者相對於其晶粒等效其他非缺陷嵌塊影像及缺陷嵌塊影像被評估時，缺陷嵌塊亦將致使子組非缺陷嵌塊影像之平均增大或減小達一小量。參考值之此小增大或減小影響每一非缺陷嵌塊影像之差值。當然，缺陷嵌塊影像將具有帶有與其他非缺陷嵌塊影像之回波效應差相反之一正負號之一較大差。儘管當其他嵌塊影像具有相對大方差時此等回波效應可不是一顯著問題，但差量映射可係帶較多雜訊的。
回波效應以及其他異常數問題之一個解決方案係當判定晶粒等效嵌塊之參考值時排除或下加權晶粒等效嵌塊之特定異常數積分強度值。任何適合技術可用以自每一參考值計算排除或下加權異常值。在一特定實例中，其他晶粒等效嵌塊之中位值(替代平均值)用作參考值。中位數將較少受來自一或多個缺陷區之異常值之影響且將因此具有藉由一或多個缺陷區之參考值之較小毀損。
類似地，異常數嵌塊影像之積分強度值可自用於判定每一參考 值之計算自動排除。一種方式可包含自每一嵌塊之參考值計算消除具有超出一預定義臨限值之一值之積分強度值。在另一實例中，可自每一參考值判定排除與晶粒等效值之平均數超過預定義數目個標準偏差之積分強度值。在一項實例中，可自一參考值計算排除具有5個以上西格瑪(sigma)標準偏差之任何積分值。在其他實施例中，可自參考值判定排除3個西格瑪或4個西格瑪強度值。
回波效應可相對於1/N減小及按比例縮小，其中N係用以判定每一參考值之晶粒之數目。在某些實施方案中，替代一單個列或幅區之晶粒，回波效應可藉由使用一光罩上之所有其他晶粒顯著減小以獲得一參考值以使得對更多晶粒共同求平均數。甚至當一光罩上之所有其他晶粒用以判定一參考值時，具有低數目個晶粒之一光罩將具有比具有低數目個晶粒之一光罩小之一回波效應。
一般而言，亦可在判定每一嵌塊之平均強度值之前或之後組合不同區(諸如一嵌塊之像素)之對應於反射光之強度值與透射光之強度值。例如，可針對每一點或像素判定反射及透射強度值之一平均數。另一選擇係，可針對一嵌塊之反射及透射強度值分離地計算平均數。每一嵌塊之分離計算之反射平均及透射平均亦可經組合或共同求平均數。在一項實例性實施方案中，可藉由(T-R)/2組合反射(R)與透射(T)值不同區。
反射光通常與透射光不同地回應於雜訊源。舉例而言，一表面粗糙度影響反射光且不影響透射光。一般而言，透射光及反射光模式皆含有CD信號但具有不同(不相關)雜訊源。因此，兩種模式可經組合以潛在地達成比任一模式將個別地達成高之一信雜比。在某些情形中，用於特定區之R及T信號可具有一相同正負號而非一相反正負號，該相反正負號可指示結果在相關聯之區中係不一致的且可不是可信的。因此，若不足以可信，則R與T之組合可在此等區中下加權或 自計算移除。
在其他實施例中，可使用反射強度值產生一反射差量映射，且可使用透射強度值產生一透射差量映射。在一特定技術中，對反射及透射差量映射共同求平均數以形成一經組合反射及透射差量映射。例如，可對每一嵌塊之反射差值(R)及透射差值(T)共同求平均數。由於R及T差量值具有一相反正負號，因此藉由方程式(T-R)/2執行求平均數以使得R及T差量值不彼此抵消。亦即，將兩個映射相減將信號有效地相加在一起。
由於雜訊源針對T及R係不同的，因此可往往自所組合信號對雜訊求出平均數。在其他實施例中，特定雜訊源可對R或T差量映射中之一者具有大得多之一效應。例如，當一霧隨時間形成於光罩上時，R差量映射將顯著受影響，而T差量映射不受影響。因此，若僅對R及T差量映射共同求平均數，則由霧引起之強度改變將列入自所組合差量映射因數。在另一技術中，可基於任何適合雜訊指示符(諸如嵌塊之強度值自晶粒等效嵌塊之平均變化多少)相比於透射差量值不同地加權反射差量值。在一特定實施方案中，可使用一倒數方差加權形成所組合差量映射。以下方程式可用以判定一所組合反射及透射差量映射： (1/(σT 2+σR 2))(σT 2△IR/IR-σR 2△IT/IT)
△IR/IR係表達為一百分比改變之反射差量值；△IT/IT係表達為一百分比改變之透射差量值；且σR及σT分別係與晶粒等效嵌塊之平均反射及透射強度之標準偏差。
可使用運用基於一或多個雜訊因數(填充因數、光校準等)之加權之反射與透射積分值之其他組合。可分離地或組合地加權該等雜訊因數。填充因數對應於圖樣密度。圖樣邊緣影響信號以使得在存在大量邊緣之情況下，R或T信號可係較強的且反之亦然。類似地，R或T信 號可基於光校準位準不同地受影響。
可接著在操作211中基於差量映射或一統計映射偵測缺陷。例如，可判定任何差強度值或差量值是否高於一預定義臨限值。代替使用一絕對臨限值來偵測CD缺陷，臨限值可基於自平均數之變化量。例如，自平均偏離達一特定百分比以上之差量值定義為缺陷。例如，若對應晶粒等效嵌塊之強度平均數係100灰階，則1灰階之一差量強度可定義為一缺陷。變化特定數目以上個標準偏差之差量強度值亦可定義為缺陷。
在偵測到缺陷之後，可接著在操作212中基於此映射判定光罩是否通過檢驗。若一強度變化高於預定義值或基於統計之臨限值，則可接著更仔細地再檢測對應嵌塊以判定光罩是否具缺陷且不能再使用。例如，一SEM可用以再檢測缺陷區域以判定臨界尺寸(CD)是否超出規範。
在替代實施方案中，差量強度映射之特定強度改變可與特定CD變化相關聯，可接著判定該特定強度改變符合或超出規範。例如，一1%強度變化可與一1% CD變化相關。特定強度改變可透過具有帶可經量測以判定不同CD改變之間的強度差之多個已知CD值之圖樣區域之校準光罩而與特定CD改變相關聯。
一超出規範CD變化將導致光罩不通過檢驗。若光罩未通過檢驗，則光罩可在操作214中被丟棄或修復或經光微影程序調整。例如，可自光罩清除特定缺陷。在修復之後，可對經清除光罩執行一新參考檢驗且重複程序。
亦可基於差量映射調整光微影程序。在一項實施方案中，差量值△I/I藉由△I/I=-△D/D與分次劑量校正△D/D相關。可藉由可自荷蘭維荷芬(Veldhoven)之ASML購得之DoseMapperTM方法或可自德國Zeiss購得之CDC校正方法判定基於強度變化之劑量校正。
特定差量映射實施例圖解說明跨越光罩之不同區之強度平均改變。例如，一差量映射對應於平均多少光透過光罩之特定區域透射或自光罩之特定區域反射。在不必以一精密標度解析度解析缺陷之情況下，此等差量映射圖解說明平均空間變化。一差量映射可經產生且適用於非重複光罩特徵以及重複光罩特徵。
嵌塊部分可係任何大小及形狀，取決於特定系統及應用要求。儘管參考跨越垂直於幅區掃描方向對準之矩形幅區依序掃描闡述特定實施例，但可以任何適合方式掃描光罩。另一選擇係，可藉由掃描具有帶有不同地塑形之幅區之任何適合圖樣(諸如一圓形或螺旋形圖樣)之光罩獲得影像，只要幅區經定位以達成晶粒等效嵌塊影像即可。當然，可能必須不同地(例如，以一圓形圖樣形式)配置感測器及/或可在掃描期間不同地移動(例如，旋轉)光罩以便自光罩掃描一圓形或螺旋形形狀。
在下文所圖解說明之實例中，在光罩移動通過感測器時，自光罩之一矩形區(本文中稱為一「幅區」)偵測光且將此所偵測光轉換為在每一嵌塊中之多個點處之多個強度值。在此實施例中，掃描器之感測器配置成一矩形圖樣以接收自光罩反射及/或透射之光且自其產生對應於光罩之嵌塊之一幅區之一組強度資料。在一特定實例中，每一幅區可係約1百萬像素寬及約1000至2000像素高，而每一嵌塊可係約2000像素寬及1000像素高。
可使用以任何適合方式設置之一光學檢驗工具獲得每一嵌塊之強度值。光學工具通常設置有一組操作參數或一「配方」。配方設定可包含以下設定中之一或多者：晶粒範圍、晶粒陣列大小、晶粒偏移、用於掃描呈一特定圖樣之光罩之一設定、像素大小、用於自單個信號分組毗鄰信號之一設定、臨限值、一對焦設定、一照射或偵測孔徑設定、一入射光束角度及波長設定、一偵測器設定、所反射或透射 光之量之一設定、空中建模參數等。
可藉由檢驗工具收集透射及反射光兩者。亦較佳地，恰當地校準及補償檢驗光位準。
檢驗工具可通常可操作以將此所偵測光轉換為對應於強度值之所偵測信號。所偵測信號可採取具有對應於在光罩之不同位置處之不同強度值之振幅值之一電磁波形之形式。所偵測信號亦可採取一簡單強度值列表及相關聯之光罩點座標之形式。所偵測信號亦可採取具有對應於光罩上之不同位置或掃描點之不同強度值之一影像之形式。亦可在光罩之所有位置經掃描及轉換為所偵測信號之後產生一光罩影像或可在掃描每一光罩部分時(其中在掃描整個光罩之後最後光罩影像完成)產生一光罩影像之部分。
檢驗工具可設置為一高解析度成像模式或一空中成像模式。亦即，所偵測信號可採取高解析度影像或低解析度空中影像之形式。一般而言，模擬光微影工具之光學器件以便基於來自光罩之所偵測信號產生一空中影像。例如，針對一高解析度模式之一NA(數值孔徑)通常在約0.5與0.9之間，而針對一空中成像(低解析度)模式之一NA通常在約0.1與0.35之間。
針對CD校正方法(諸如可自荷蘭維荷芬之ASML購得之DoseMapperTM方法及可自德國Zeiss購得之CDC校正方法)，在空中成像模式中操作可對差量映射之更準確使用存在某些優點。差量值△I/I藉由△I/I=-△D/D與分率劑量校正△D/D相關。此關係可針對空中檢驗模式比針對高解析度模式更準確地正確，但可在兩種模式中滿足。
入射光或所偵測光可通過任何適合空間孔徑以在任何適合入射角下產生任何入射或所偵測光散佈。以實例之方式，可程式化照射或偵測孔徑可用以產生一特定光束散佈，諸如偶極、四極、類星體、環形等。在一特定實例中，可實施源遮罩最佳化(SMO)或任何像素化照 射技術。
每一組一或多個嵌塊之所偵測信號之資料可發送至平行嵌塊處理器。例如，一第一嵌塊之強度值可發送至一第一處理器，且一第二嵌塊之強度值可發送至一第二處理器。另一選擇係，預定義數目個嵌塊之資料可發送至個別嵌塊處理器。
每一處理器可判定及儲存每一組一或多個嵌塊之平均嵌塊強度值。例如，每一處理器可判定一個嵌塊之一平均數或每一組多個嵌塊之一平均數。當然，針對其判定一平均數之嵌塊之數目影響取樣分散度。亦即，針對每一平均數計算，較高數目個嵌塊與一較低取樣數目相關聯。然而，在更多嵌塊用以判定每一平均數時雜訊減小。
在本發明之一項實例性實施方案中，每一嵌塊(1k×2k)含有經掃描以獲得每一像素之所有2百萬個點之強度值之約2百萬像素。若針對每一嵌塊獲得一平均數，則取樣2百萬個點。在另一實例中，對2個嵌塊中之點求平均數導致針對每2個嵌塊柵格取樣1百萬個點。事實上，可使用係2k×2k之一較大嵌塊。其他嵌塊大小可用於本發明之技術。
嵌塊可在執行差以找到差量信號之前最初內插至具有晶粒等效柵格點之一柵格。在另一實施方案中，差量值在內插至一柵格之前首先經判定。柵格內插可經執行以便產生具有一所期望解析度之輸出資料。舉例而言，可藉由對嵌塊(例如，自一55μm×110μm嵌塊至一200μm×200μm嵌塊)求平均數及內插嵌塊獲得一較低解析度資料組，且此較低解析度可減小資料輸出檔案之雜訊及大小。
本發明之特定實施例可適用於非重複邏輯圖樣以及重複圖樣。由於使用晶粒等效嵌塊而非針對重複單元部分產生強度映射，因此可針對不形成一重複圖樣之部分之嵌塊發現晶粒等效嵌塊之間的強度變化。
可以硬體及/或軟體之任何適合組合形式實施本發明之技術。圖6 係其中可實施本發明之技術之一實例性檢驗系統600之一圖解性表示。檢驗系統600可自一檢驗工具或掃描器(未展示)接收輸入602。檢驗系統亦可包含用於散佈所接收輸入602之一資料散佈系統(例如，604a及604b)、用於處理所接收輸入602之特定部分或嵌塊影像之一強度信號(或嵌塊)處理系統(例如，嵌塊處理器及記憶體606a及606b)、用於產生一差量映射之一映射產生器系統(例如，映射產生器處理器及記憶體612)、用於允許檢驗系統組件之間的通信之一網路(例如，交換網路608)、一選用之大容量儲存裝置616及用於再檢測差量映射之一或多個檢驗控制及/或再檢測情形(例如，610)。檢驗系統600之每一處理器通常可包含一或多個微處理器積體電路且亦可含有介面及/或記憶體積體電路且可另外耦合至一或多個共用及/或全域記憶體裝置。
用於產生輸入資料602之掃描器或資料獲取系統(未展示)可採取用於獲得一光罩之強度信號或影像之任何適合儀器(例如，如本文中進一步所闡述)之形式。舉例而言，掃描器可基於反射、透射或以其他方式引導至一或多個光感測器之所偵測光之一部分來構造一光學影像或產生光罩之一部分之強度值。掃描器可接著輸出強度值或可自掃描器輸出影像。
強度或影像資料602可經由網路608由資料散佈系統接收。資料散佈系統可與一或多個記憶體裝置(諸如用於保持所接收資料602之至少一部分之RAM緩衝器)相關聯。較佳地，總記憶體足夠大以保持資料之一整個幅區。舉例而言，一個十億位元組記憶體針對係1百萬×1000像素或點之一幅區工作良好。
資料散佈系統(例如，604a及604b)亦可控制所接收輸入資料602之部分至處理器(例如，606a及606b)之散佈。舉例而言，資料散佈系統可將一第一嵌塊之資料路由至一第一嵌塊處理器606a，且可將一第 二嵌塊之資料路由至嵌塊處理器606b。多個嵌塊之多個組資料亦可路由至每一嵌塊處理器。
嵌塊處理器可接收強度值或對應於光罩之至少一部分或嵌塊之一影像。嵌塊處理器亦可各自耦合於諸如提供局部記憶體功能(諸如保持所接收資料部分)之DRAM裝置之一或多個記憶體裝置(未展示)或與該一或多個記憶體裝置整合在一起。較佳地，記憶體係足夠大以保持對應於光罩之一嵌塊之資料。舉例而言，八個百萬位元組之記憶體針對強度值或對應於係512×1024像素之一嵌塊影像之一影像工作良好。另一選擇係，嵌塊處理器可共用記憶體。
每一組輸入資料602可對應於光罩之一幅區。一或多個資料組可儲存於資料散佈系統之記憶體中。此記憶體可由資料散佈系統內之一或多個處理器控制，且記憶體可劃分為複數個分割區。舉例而言，資料散佈系統可將對應於一幅區之一部分之資料接收至一第一記憶體分割區(未展示)中，且資料散佈系統可將對應於另一幅區之另一資料接收至一第二記憶體分割區(未展示)中。較佳地，資料散佈系統之記憶體分割區中之每一者僅保持將路由至與此記憶體分割區相關聯之一處理器之資料之部分。舉例而言，資料散佈系統之第一記憶體分割區可將第一資料保持及路由至嵌塊處理器606a，且第二記憶體分割區可將第二資料保持且路由至嵌塊處理器606b。
資料散佈系統可基於任何適合資料參數來定義及散佈資料之每一資料組。舉例而言，可基於光罩上之嵌塊之對應位置定義及散佈資料。在一項實施例中，每一幅區與對應於幅區內之像素之水平位置之一範圍之行位置相關聯。舉例而言，幅區之行0至256可對應於一第一嵌塊，且此等行內之像素將包括路由至一或多個嵌塊處理器之第一影像或強度值組。類似地，幅區之行257至512可對應於一第二嵌塊，且此等行中之像素將包括路由至不同嵌塊處理器之第二影像或強度值 組。
圖7A係根據特定實施例之可用以將一遮罩圖樣自一光遮罩M轉印至一晶圓W上之一典型微影系統700之一簡化示意性表示。此等系統之實例包含掃描器及步進器，更具體而言可自荷蘭維荷芬之ASML購得之PAS 5500系統。一般而言，一照射源703引導一光束穿過一照射光學器件707(例如，透鏡705)至位於一遮罩平面702中之一光遮罩M上。照射透鏡705在彼平面702處具有一數值孔徑701。數值孔徑701之值影響：光遮罩上之哪些缺陷係微影顯著缺陷且哪些缺陷不是。穿過光罩M之光束之一部分形成一圖樣化光學信號，該圖樣化光學信號經引導穿過成像光學件713且至一晶圓W上以起始圖樣轉印。
圖7B提供根據特定實施例之具有照射光學器件751a之一實例性檢驗系統750之一示意性表示，照射光學器件751a包含在一光罩平面752處具有一相對大數值孔徑751b之一成像透鏡。所繪示檢驗系統750包含偵測光學器件753a及753b，包含經設計以提供(舉例而言)用於增強之檢驗之60至200X放大或以上之微觀放大光學器件。舉例而言，在檢驗系統之光罩平面752處之數值孔徑751b可顯著大於在微影系統700之光罩平面702處之數值孔徑701，此將導致測試檢驗影像與實際印刷影像之間的差。然而，檢驗工具亦可包含用於藉由產生具有一較小數值孔徑之空中影像來仿真微影系統之光學元件。
可在各種專門組態檢驗系統(諸如圖7B中示意性地圖解說明之一者)上實施本文中所闡述之檢驗技術。所圖解說明之系統750包含產生透過照射光學器件751a引導至光罩平面752中之一光遮罩M上之一光束之一照射源760。光源之實例包含雷射或濾光燈。在一項實例中，該源係一193nm雷射。如上文所闡釋，檢驗系統750可在光罩平面752處具有可大於對應微影系統之一光罩平面數值孔徑之一數值孔徑751b(例如，圖7A中之元件701)。將待檢驗之光遮罩M放置於一遮罩臺上 於光罩平面752處且曝露至源。
透過光學元件753a之一收集引導來自遮罩M之圖樣化影像，光學元件753a將圖樣化影像投影至一感測器754a上。在一組合反射及透射系統中，光學元件(例如，光束分離器776及偵測透鏡778)亦將反射光引導及擷取至感測器754b上。適合感測器包含電荷耦合裝置(CCD)、CCD陣列、時間延遲積分(TDI)感測器、TDI感測器陣列、光電倍增管(PMT)及其他感測器。
照射光學器件行可相對於遮罩台移動及/或該台以任何適合機制相對於一偵測器或相機移動以便掃描光罩之嵌塊。舉例而言，一馬達機制可用以移動該台。以實例之方式，馬達機制可由一螺桿驅動器及步進器馬達、具有回饋位置之線性驅動器或頻帶致動器及步進器馬達形成。
由每一感測器(例如，754a及/或754b)擷取之信號可由一電腦系統773或更一般而言由一或多個信號處理裝置處理，該等信號處理裝置可各自包含一類比轉數位轉換器經組態以將來自每一感測器之類比信號轉換為用於處理之數位信號。電腦系統773通常具有經由適當匯流排或其他通信機制耦合至輸入/輸出埠及一或多個記憶體之一或多個處理器。
電腦系統773亦可包含用於提供諸如改變對焦及其他檢驗配方參數之諸如輸入陣列大小及晶粒範圍及偏移之使用者輸入之一或多個輸入裝置(例如，一鍵盤、滑鼠、操縱桿)。電腦系統773亦可連接至用於控制(舉例而言)一樣本位置(例如，對焦及掃描)之台且連接至用於控制此等檢驗系統組件之其他檢驗參數及組態之其他檢驗系統組件。
電腦系統773可經組態(例如，運用程式化指令)以提供用於顯示差量映射、所得強度值、影像及其他檢驗結果之一使用者介面(例如，一電腦螢幕)。電腦系統773可經組態以分析反射及/或透射感測 光束之強度、相位及/或其他特性。電腦系統773可經組態(例如，運用程式化指令)以提供用於顯示所得差量映射、強度值、影像及其他檢驗特性之一使用者介面(例如，在一電腦螢幕上)。在特定實施例中，電腦系統773經組態以實施上文所詳述之檢驗技術。
由於此資訊及程式指令可實施於一專門經組態電腦系統上，因此此一系統包含可在一電腦可讀媒體上儲存之用於執行本文中所闡述之各種操作之程式指令/電腦程式碼。機器可讀媒體之實例包括(但不限於)：磁媒體(諸如硬碟磁、軟磁碟及磁帶)；光媒體(諸如CD-ROM磁碟)；磁光媒體(諸如光碟)；及經特別組態以儲存並執行程式指令之硬體裝置(諸如唯讀記憶體裝置(ROM)及隨機存取記憶體(RAM))。程式指令之實例包括諸如由一編譯器產生之機器程式碼及含有可由電腦使用一解譯器來執行之更高階程式碼之檔案兩者。
在特定實施例中，用於檢驗一光遮罩之一系統包含經組態以執行本文中所闡述之技術之至少一個記憶體及至少一個處理器。一檢測系統之一項實例包含可自加利福尼亞州(California)苗比達市(Milpitas)之KLA-Tencor購得之一經特別組態TeraScanTM DUV檢測系統。
儘管出於清晰理解之目的已在某些細節上闡述前述發明，但將明瞭可在隨附申請專利範圍之範疇內實踐特定改變及修改。應注意，存在實施本發明之過程、系統及設備之諸多替代方式。因此，本發明實施例應視為說明性的而非限制性的，且本發明不應僅限於本文中所給出之細節。
100‧‧‧實例性光罩
102a‧‧‧晶粒
102b‧‧‧晶粒
102c‧‧‧晶粒
102d‧‧‧晶粒
102e‧‧‧晶粒
102f‧‧‧晶粒
104a‧‧‧晶粒等效嵌塊/嵌塊
104b‧‧‧嵌塊
104c‧‧‧晶粒等效嵌塊
104d‧‧‧晶粒等效嵌塊
104e‧‧‧晶粒等效嵌塊
104f‧‧‧晶粒等效嵌塊
104g‧‧‧嵌塊

Claims (28)

  1. 一種檢驗一光微影光罩之方法，該方法包括：運用一光學檢驗工具獲得該光罩之複數個晶粒之複數個嵌塊之複數個嵌塊影像，其中該等晶粒係設計為相同的，且其中獲得該等嵌塊影像以使得每一嵌塊影像在其各別晶粒內相對於如該等嵌塊影像中之另一晶粒等效嵌塊影像在該等晶粒中之複數個其他晶粒中之每一者中之一相同參考位置定位；針對每一嵌塊影像，判定此嵌塊影像之複數個子部分之一影像特性之一積分值；針對每一嵌塊影像，基於該嵌塊影像之對應晶粒等效嵌塊影像之該等積分值判定一參考值；及針對每一嵌塊影像，判定彼嵌塊影像之積分值與該嵌塊影像之晶粒等效嵌塊影像之該等積分值之一平均或中位值之間的一差，藉此此差指示任何嵌塊之一圖樣特性與其晶粒等效嵌塊之一平均或中位圖樣特性之間的一差。
  2. 如請求項1之方法，其中該圖樣特性係一臨界尺寸。
  3. 如請求項1之方法，其中藉由使用該光學工具來使一光學光束沿著包含該光罩之所有該等晶粒之複數個幅區掃描而獲得該等嵌塊影像。
  4. 如請求項3之方法，其中每一影像嵌塊之參考位置對應於此影像嵌塊之對應晶粒之一晶粒邊緣，且藉由將該等幅區之一部分定位於一對應晶粒之該晶粒邊緣處而獲得該等嵌塊影像。
  5. 如請求項1之方法，其中藉由使一光學光束沿著運用該光學工具成像之複數個幅區中之每一者進行掃描而自選自該等幅區之一單個幅區獲得該等嵌塊影像，且其中該單個幅區包含該光罩之 所有該等晶粒之一子組之部分，其中該子組之晶粒彼此對準且在該光學光束沿著該單個幅區掃描之一方向上。
  6. 如請求項1之方法，其中每一嵌塊影像之該積分值係此嵌塊影像之該等子部分之複數個強度值之一平均數。
  7. 如請求項1之方法，其中每一嵌塊影像之該積分值係此嵌塊影像之該等子部分之複數個強度值之一中位數。
  8. 如請求項1之方法，其中每一積分值係來自每一對應嵌塊影像之反射及透射強度值兩者之一平均數。
  9. 如請求項1之方法，其進一步包括基於該等經判定差產生一差量強度映射。
  10. 如請求項9之方法，其中該差量強度映射指示每一經判定差之一標準偏差。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包括將高於一預定義臨限值之任何標準偏差定義為一臨界尺寸變化缺陷。
  12. 如請求項9之方法，其中每一經判定差包含一反射強度差值及一透射差值，且其中藉由組合每一反射差值與其對應透射差值而產生該差量強度映射。
  13. 如請求項12之方法，其中藉由對每一反射差值與其對應透射差值求平均數而執行組合每一反射差值與其對應透射差值。
  14. 如請求項12之方法，其中組合每一反射差值與其對應透射差值包含：將每一反射差值自其對應透射差值不同地加權。
  15. 如請求項9之方法，其進一步包括基於該差量強度映射而給使用該光罩之一光微影程序提供一劑量校正。
  16. 如請求項1之方法，其中藉由首先自參考值判定排除具有大於一預定義值之一標準偏差之任何積分值而判定每一參考值。
  17. 如請求項1之方法，其中藉由在一空中模式中使用該光學工具而 獲得該等嵌塊影像。
  18. 一種用於檢驗一光微影光罩之檢驗系統，該系統包括經組態以執行以下操作之至少一個記憶體及至少一個處理器：獲得該光罩之複數個晶粒之複數個嵌塊之複數個嵌塊影像，其中該等晶粒係設計為相同的，且其中獲得該等嵌塊影像以使得每一嵌塊影像在其各別晶粒內相對於如該等嵌塊影像中之另一晶粒等效嵌塊影像在該等晶粒中之複數個其他晶粒中之每一者中之一相同參考位置定位；針對每一嵌塊影像，判定此嵌塊影像之複數個子部分之一影像特性之一積分值；針對每一嵌塊影像，基於該嵌塊影像之對應晶粒等效嵌塊影像之該等積分值判定一參考值；及針對每一嵌塊影像，判定彼嵌塊影像之積分值與該嵌塊影像之晶粒等效嵌塊影像之該等積分值之一平均或中位值之間的一差，藉此此差指示任何嵌塊之一圖樣特性與其晶粒等效嵌塊之一平均或中位圖樣特性之間的一差。
  19. 如請求項18之系統，其中該圖樣特性係一臨界尺寸。
  20. 如請求項18之系統，其中該等嵌塊影像係藉由使用該系統來使一光學光束沿著包含該光罩之所有該等晶粒之複數個幅區掃描而獲得。
  21. 如請求項20之系統，其中每一影像嵌塊之參考位置對應於此影像嵌塊之對應晶粒之一晶粒邊緣，且該等嵌塊影像係藉由將該等幅區之一部分定位於一對應晶粒之該晶粒邊緣處而獲得。
  22. 如請求項18之系統，其中該等嵌塊影像係藉由使一光學光束沿著運用該光學工具成像之複數個幅區中之每一者進行掃描而自選自該等幅區之一單個幅區獲得，且其中該單個幅區包含該光 罩之所有該等晶粒之一子組之部分，其中該子組之晶粒彼此對準且在該光學光束沿著該單個幅區掃描之一方向上。
  23. 如請求項18之系統，其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器進一步經組態以用於基於該等經判定差產生一差量強度映射。
  24. 如請求項23之系統，其中該差量強度映射指示每一經判定差之一標準偏差。
  25. 如請求項24之系統，其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器進一步經組態以用於將高於一預定義臨限值之任何標準偏差定義為一臨界尺寸變化缺陷。
  26. 如請求項23之系統，其中每一經判定差包含一反射強度差值及一透射差值，且其中該差量強度映射係藉由組合每一反射差值與其對應透射差值而產生。
  27. 如請求項26之系統，其中組合每一反射差值與其對應透射差值包含將每一反射差值自其對應透射差值不同地加權。
  28. 一種在其上儲存有用於執行以下操作之指令之電腦可讀媒體：運用一光學檢驗工具獲得光罩之複數個晶粒之複數個嵌塊之複數個嵌塊影像，其中該等晶粒係設計為相同的，且其中獲得該等嵌塊影像以使得每一嵌塊影像在其各別晶粒內相對於如該等嵌塊影像中之另一晶粒等效嵌塊影像在該等晶粒中之複數個其他晶粒中之每一者中之一相同參考位置定位；針對每一嵌塊影像，判定此嵌塊影像之複數個子部分之一影像特性之一積分值；針對每一嵌塊影像，基於該嵌塊影像之對應晶粒等效嵌塊影像之該等積分值判定一參考值；及針對每一嵌塊影像，判定彼嵌塊影像之積分值與該嵌塊影像 之晶粒等效嵌塊影像之該等積分值之一平均或中位值之間的一差，藉此此差指示任何嵌塊之一圖樣特性與其晶粒等效嵌塊之一平均或中位圖樣特性之間的一差。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10401305B2 (en) 2012-02-15 2019-09-03 Kla-Tencor Corporation Time-varying intensity map generation for reticles
WO2013142079A1 (en) 2012-03-20 2013-09-26 Kla-Tencor Corporation Using reflected and transmission maps to detect reticle degradation
US9778205B2 (en) 2014-03-25 2017-10-03 Kla-Tencor Corporation Delta die and delta database inspection
US9816940B2 (en) 2015-01-21 2017-11-14 Kla-Tencor Corporation Wafer inspection with focus volumetric method
JP6244329B2 (ja) * 2015-05-12 2017-12-06 東京エレクトロン株式会社 基板の検査方法、基板処理システム及びコンピュータ記憶媒体
JP2018128406A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 東レエンジニアリング株式会社 外観検査装置
US10474667B2 (en) * 2017-07-29 2019-11-12 Vmware, Inc Methods and systems to detect and correct outliers in a dataset stored in a data-storage device
CN109447989A (zh) * 2019-01-08 2019-03-08 哈尔滨理工大学 基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷检测装置和方法
KR20210018603A (ko) * 2019-08-06 2021-02-18 삼성디스플레이 주식회사 포토 레지스트 패턴의 임계 치수 검사 방법
US11127136B2 (en) * 2019-12-05 2021-09-21 Kla Corporation System and method for defining flexible regions on a sample during inspection
US11293970B2 (en) * 2020-01-12 2022-04-05 Kla Corporation Advanced in-line part average testing
EP3961557A1 (de) * 2020-08-26 2022-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Qualitätsinspektionsverfahren und anordnung für eine qualitätsinspektion
US11960438B2 (en) * 2020-09-08 2024-04-16 Rambus Inc. Methods and circuits for streaming data to processing elements in stacked processor-plus-memory architecture
US11727556B2 (en) 2021-09-29 2023-08-15 KLA Corp. Defect detection for multi-die masks

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6614520B1 (en) 1997-12-18 2003-09-02 Kla-Tencor Corporation Method for inspecting a reticle
US7133549B2 (en) 1999-04-05 2006-11-07 Applied Materials, Inc. Local bias map using line width measurements
US6879390B1 (en) 2000-08-10 2005-04-12 Kla-Tencor Technologies Corporation Multiple beam inspection apparatus and method
US6545829B1 (en) 2000-08-21 2003-04-08 Micron Technology, Inc. Method and device for improved lithographic critical dimension control
US6836560B2 (en) 2000-11-13 2004-12-28 Kla - Tencor Technologies Corporation Advanced phase shift inspection method
US7126681B1 (en) 2002-04-23 2006-10-24 Kla-Tencor Technologies Corporation Closed region defect detection system
JP2004271421A (ja) 2003-03-11 2004-09-30 Nikon Corp 異物検査装置及び方法並びに露光装置
JP4185789B2 (ja) 2003-03-12 2008-11-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン検査方法及びその装置
JP2004354088A (ja) 2003-05-27 2004-12-16 Toshiba Corp 検査装置及びマスク製造方法
US7069155B1 (en) 2003-10-01 2006-06-27 Advanced Micro Devices, Inc. Real time analytical monitor for soft defects on reticle during reticle inspection
JP4351522B2 (ja) * 2003-11-28 2009-10-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン欠陥検査装置およびパターン欠陥検査方法
US7243331B2 (en) 2004-01-28 2007-07-10 Applied Materials, Israel, Ltd. Method and system for controlling the quality of a reticle
JP2005300884A (ja) 2004-04-12 2005-10-27 Sony Corp マスク検査装置およびマスク検査方法
JP2006018054A (ja) 2004-07-02 2006-01-19 Sony Corp マスク検査装置およびマスク検査方法
WO2006023612A2 (en) * 2004-08-19 2006-03-02 Zetetic Institute Sub-nanometer overlay, critical dimension, and lithography tool projection optic metrology systems based on measurement of exposure induced changes in photoresist on wafers
JP2006080437A (ja) 2004-09-13 2006-03-23 Intel Corp マスク・ブランクス検査方法及びマスク・ブランク検査ツール
JP2006220644A (ja) * 2005-01-14 2006-08-24 Hitachi High-Technologies Corp パターン検査方法及びその装置
US7586607B2 (en) * 2006-04-21 2009-09-08 Rudolph Technologies, Inc. Polarization imaging
JP4065893B1 (ja) * 2006-12-04 2008-03-26 東京エレクトロン株式会社 欠陥検出装置、欠陥検出方法、情報処理装置、情報処理方法及びそのプログラム
US7873204B2 (en) 2007-01-11 2011-01-18 Kla-Tencor Corporation Method for detecting lithographically significant defects on reticles
US7564545B2 (en) 2007-03-15 2009-07-21 Kla-Tencor Technologies Corp. Inspection methods and systems for lithographic masks
US7738093B2 (en) 2007-05-07 2010-06-15 Kla-Tencor Corp. Methods for detecting and classifying defects on a reticle
US7796804B2 (en) * 2007-07-20 2010-09-14 Kla-Tencor Corp. Methods for generating a standard reference die for use in a die to standard reference die inspection and methods for inspecting a wafer
US8611639B2 (en) * 2007-07-30 2013-12-17 Kla-Tencor Technologies Corp Semiconductor device property extraction, generation, visualization, and monitoring methods
KR101511158B1 (ko) 2008-12-16 2015-04-13 삼성전자주식회사 레티클 에러 검출 방법
JP5487610B2 (ja) 2008-12-18 2014-05-07 ソニー株式会社 画像処理装置および方法、並びにプログラム
US8150140B2 (en) * 2008-12-22 2012-04-03 Ngr Inc. System and method for a semiconductor lithographic process control using statistical information in defect identification
WO2010130673A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Asml Netherlands B.V. Inspection method for lithography
JP2011022308A (ja) 2009-07-15 2011-02-03 Canon Inc ペリクル検査装置、それを用いた露光装置及びデバイスの製造方法
KR101677522B1 (ko) 2009-09-24 2016-11-18 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이. 시간 차 레티클 검사 방법 및 시스템
US9207530B2 (en) * 2010-02-23 2015-12-08 Carl Zeiss Sms Ltd. Analyses of measurement data
JP2012021959A (ja) * 2010-07-16 2012-02-02 Toshiba Corp パターン検査装置、パターン検査方法、およびパターンを有する構造体
US9389408B2 (en) 2010-07-23 2016-07-12 Zeta Instruments, Inc. 3D microscope and methods of measuring patterned substrates
US8386968B2 (en) * 2010-11-29 2013-02-26 Luminescent Technologies, Inc. Virtual photo-mask critical-dimension measurement
US10401305B2 (en) 2012-02-15 2019-09-03 Kla-Tencor Corporation Time-varying intensity map generation for reticles
WO2013142079A1 (en) 2012-03-20 2013-09-26 Kla-Tencor Corporation Using reflected and transmission maps to detect reticle degradation

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