TW202340870A - 用於多層結構之基於層的影像偵測及處理 - Google Patents

Abstract

本發明描述一種與一自適應權重圖進行影像模板匹配之方法。一影像模板具備一權重圖，該權重圖基於在模板匹配期間基於該影像模板在該影像上之位置自適應地更新。描述一種在一組合模板中模板匹配假影之一分組圖案的方法，其中該圖案包含比該等影像模板加權得更少之去強調區域。描述一種基於一合成影像產生一影像模板的方法。該合成影像可基於程序及影像模型化而產生。描述一種選擇一分組圖案或假影及產生組合模板之方法。描述一種每層影像模板匹配之方法。

Description

用於多層結構之基於層的影像偵測及處理

本發明大體上係關於使用一影像參考方法之影像分析，且更特定言之，係關於具有自適應加權之模板匹配。

製造諸如積體電路之半導體器件通常涉及使用多個製作程序來處理基板(例如，半導體晶圓)以形成該等器件之各種特徵及多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此等層及特徵。可在基板上之複數個晶粒上製作多個器件，且接著將該等器件分離成個別器件。此器件製造程序通常將包括圖案化程序。圖案化程序涉及圖案化步驟，諸如使用微影裝置中之圖案化器件來將圖案化器件上的圖案轉印至基板之光學及/或奈米壓印微影，且圖案化程序通常但視情況涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影裝置進行抗蝕劑顯影、使用烘烤工具來烘烤基板、使用蝕刻裝置使用圖案進行蝕刻等。

微影為在諸如IC之器件之製造時的中心步驟，其中形成於基板上之圖案界定器件之功能元件，諸如微處理器、記憶體晶片等。類似微影技術亦用於形成平板顯示器、微機電系統(MEMS)及其他器件。

微影投影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。圖案化器件(例如遮罩)可包括或提供對應於IC(「設計佈局」)之個別層之圖案，且可由諸如經由圖案化器件上之圖案輻射目標部分的方法，將此圖案轉印至已塗佈有輻射敏感材料(「抗蝕劑」)層之基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包含一或多個晶粒)上。一般而言，單個基板含有由微影投影裝置順次地將圖案轉印至其上的複數個鄰近目標部分，一次一個目標部分。

在將圖案自圖案化器件轉印至基板之前，基板可經受各種工序，諸如上底漆、抗蝕劑塗佈及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其他工序(「曝光後工序」)，諸如曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤，及經轉印圖案之量測/檢測。此一系列工序係用作製造例如IC之器件之個別層的基礎。基板接著可經歷各種程序，諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光等等，該等程序皆意欲精整器件之個別層。若在器件中需要若干層，則針對各層來重複整個工序或其變體。最終，在基板上之各目標部分中將存在器件。接著藉由諸如切割或鋸切之技術來使此等器件彼此分離，使得可將個別器件安裝於載體上，連接至銷釘，等。

出於程序控制原因在高量製造期間及在程序認證期間監測微影步驟。通常藉由由微影步驟生產之產品之量測來監測微影步驟。藉由各種程序生產之器件的影像通常彼此進行比較或與「最高準則」影像進行比較，以便監測程序、偵測缺陷、偵測程序變化等。微影步驟之較佳控制大體上對應於較佳及更合算的器件製造。

隨著半導體製造程序繼續前進，功能元件之尺寸已不斷地減小。同時，每器件功能元件(諸如電晶體)之數目已穩定地增加，此遵循通常被稱作「莫耳定律」之趨勢。在當前技術狀態下，使用微影投影裝置來製造器件之層，該等微影投影裝置使用來自深紫外線照明源之照明將設計佈局投影至基板上，從而產生尺寸遠低於100 nm (亦即，小於來自照明源(例如，193 nm照明源)之輻射的波長之一半)的個別功能元件。

供印刷尺寸小於微影投影裝置之經典解析度限制之特徵的此程序根據解析度公式CD=k ₁×λ/NA而通常被稱為低k ₁微影，其中λ為所使用輻射之波長(當前在大多數狀況下為248奈米或193奈米)，NA為微影投影裝置中之投影光學器件之數值孔徑，CD為「臨界尺寸」(通常為所印刷之最小特徵大小)，且k ₁為經驗解析度因數。大體而言，k ₁愈小，則在基板上再現類似於由設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，將複雜微調步驟應用於微影投影裝置、設計佈局或圖案化器件。此等步驟包括例如但不限於NA及光學相干設定之最佳化、定製照明方案、使用相移圖案化器件、設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦稱為「光學及程序校正」)、源遮罩最佳化(SMO)或一般定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。如本文所使用之術語「投影光學器件」應被廣泛地解譯為涵蓋各種類型之光學系統，包括(例如)折射光學器件、反射光學器件、孔隙及反射折射光學器件。

描述一種與自適應權重圖進行影像模板匹配之方法。根據本發明之實施例，影像模板與量測結構之影像的匹配可藉由將權重圖應用於該影像模板以選擇性地去強調或強調該影像模板之某些區域或該量測結構之該影像而改良。匹配可進一步包含依據該影像模板在該權重圖上之位置而更新及/或調適該權重圖。由於影像模板與量測結構之影像上之各種位置匹配，因此經調適權重圖考慮影像模板被阻擋或以其他方式較不適合於匹配之區域。基於選擇性地且自適應地對影像模板進行加權，可有利地改良影像模板匹配。

模板匹配可經應用以判定在製造期間之特徵之大小或位置，其中特徵位置、形狀、大小及對準知識適用於程序控制、品質評估等。用於多個層之特徵之模板匹配可用以判定或量測疊對(例如，層間移位)，且可與多個疊對度量衡裝置一起使用。模板匹配亦可用以判定特徵之間及特徵之輪廓之間的距離，該等特徵可在相同或不同層中，且可用以判定具有各種類型之度量衡的邊緣置放(EP)、邊緣置放誤差(EPE)及/或臨界尺寸(CD)。

描述一種基於組合模板進行影像模板匹配的方法。下文中之「組合模板」係指由成分影像模板構成之模板，諸如基於某些準則使用分組程序而選擇且在一個模板中分組在一起的多個(相同或不同)圖案，其中至少一個去強調區域填充成分圖案中之任兩者之間的複合模板之欄位。可手動地或自動地執行分組程序。組合模板可由各自包括一或多個圖案之多個模板或包括多個圖案之單一模板構成。根據本發明之實施例，組合模板與量測結構之影像的匹配可藉由將權重圖應用於組合模板以強調及去強調圖案影像模板之某些區域而改良。尤其對於影像上之非重複圖案，可選擇多個圖案及該等圖案之間的關係(諸如在組合模板中)以改良匹配之穩固性。舉例而言，選擇可基於某些度量，例如關於影像品質或雜訊之度量，基於影像分析、圖案分析及/或圖案分組。在一些實施例中，圖案上之去強調區域可在匹配期間被排除或去強調。匹配可進一步包含依據組合模板在該權重圖上之位置而更新及/或調適圖案之權重圖。基於選擇性地選擇圖案以包括於組合模板中，可有利地改良組合模板匹配。

描述一種基於模擬或合成資料而產生合成影像模板的方法。根據本發明之實施例，關於量測結構之層的資訊可用以產生影像模板。運算微影模型、一或多個程序模型(諸如沈積模型、蝕刻模型、CMP (化學機械拋光)模型等)可用以基於GDS或關於量測結構之層的其他資訊而產生合成影像模板或輪廓。掃描電子顯微法模型可用於優化合成模板。描述生產、優化或更新合成影像模板之額外方法。合成影像模板可包括權重圖及/或像素值，及極性值。接著使合成影像模板與用於量測結構之測試影像匹配。匹配可進一步包含依據影像模板之圖案在該權重圖上之位置而更新及/或調適影像模板之權重圖。基於選擇性地選擇特徵及/或合成產生程序以包括於合成影像模板中，可有利地改良合成影像模板匹配。

描述一種基於影像資料產生組合模板的方法。根據本發明之實施例，關於量測結構之層的資訊可用以產生組合模板。組合模板可基於所獲取影像(亦即，自成像工具獲取)、所獲得影像(亦即，自所儲存資料獲得)及/或合成或模型化影像。微影模型、程序工具模型或度量衡工具影像模擬模型(諸如迅子模型、蝕刻模型及/或掃描電子顯微法模型)可用於產生組合模板之合成影像或輪廓。多個所獲得影像或影像平均值可用以諸如基於所獲得影像之對比度及穩定性來產生組合模板。組合模板可包括權重圖及/或像素值。接著將組合模板與用於量測結構之測試影像匹配。匹配可進一步包含基於權重圖進行匹配，且視情況，依據組合模板在權重圖上之位置調適圖案之權重圖。基於選擇性地選擇圖案以包括於組合模板中，可有利地改良非週期性圖案之匹配。

描述一種每層影像模板匹配之方法。根據本發明之實施例，可基於關於多層結構之層的資訊而產生模板。模板可與多層結構之影像匹配，包括藉由使用自適應權重映射。每層影像模板匹配可用於識別影像中之所關注區，執行影像品質增強及使影像分段。複合模板亦可由對應於多層結構之一個層的多個模板產生。

描述一種選擇用於模板匹配之特定大小之模板的方法。根據本發明之實施例，針對影像中之特徵(例如，針對通孔層中之特徵)產生具有不同大小之模板。使用每一模板大小執行模板匹配，且基於與模板匹配相關聯之效能指示符來選擇最佳模板大小。最佳模板大小可接著用以判定特徵在影像中之位置，其可進一步用於各種應用中，包括判定與其他特徵之疊對的量度。效能指示符可為指示影像中之特徵與模板之間的匹配程度的任何屬性。舉例而言，效能指示符可包括指示影像中之特徵與模板之間的類似性的相似性指示符。

參看圖式詳細描述本發明之實施例，該等圖式提供為本發明之說明性實例以便使熟習此項技術者能夠實踐本發明。值得注意地，以下諸圖及實例並不意欲將本發明之範疇限於單一實施例，但藉助於所描述或所說明元件中之一些或全部之互換而使其他實施例為可能的。此外，在可部分地或完全地使用已知組件來實施本發明之某些元件之情況下，將僅描述理解本發明所必需之此類已知組件之彼等部分，且將省略此類已知組件之其他部分之詳細描述以免混淆本發明。除非本文中另外規定，否則如對於熟習此項技術者將顯而易見的是，描述為以軟體實施之實施例不應限於此，但可包括以硬體或軟體與硬體之組合實施之實施例，且反之亦然。在本說明書中，展示單數組件之實施例不應被認為限制性的；實情為，除非本文中另有明確陳述，否則本發明意欲涵蓋包括複數個相同組件之其他實施例，且反之亦然。此外，除非如此明確闡述，否則申請者並不意欲使本說明書或申請專利範圍中之任何術語歸結於不常見或特殊涵義。另外，本發明涵蓋本文中藉助於說明而提及之已知組件的當前及未來已知等效物。

儘管在本文中可特定地參考IC製造，但應明確地理解，本文之描述具有許多其他可能應用。舉例而言，其可被用來製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等等。熟習此項技術者將瞭解，在此類替代應用之內容背景中，本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應被視為可分別與更一般術語「遮罩」、「基板」及「目標部分」互換。

在本文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有約365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm米之波長)及EUV (極紫外線輻射，例如具有在5 nm至100 nm之範圍內之波長)。

(例如，半導體)圖案化器件可包含或可形成一或多個圖案。可利用電腦輔助設計(CAD)程式基於圖案或設計佈局而產生圖案，此程序常常稱為電子設計自動化(EDA)。大多數CAD程式遵循預定設計規則集合，以便產生功能設計佈局/圖案化器件。此等規則係藉由處理及設計限制來設定。舉例而言，設計規則定義器件(諸如閘、電容器等)或互連線之間的空間容許度，以便確保器件或線不會以不合需要的方式彼此相互作用。設計規則可包括及/或指定具體參數、關於參數之限制及/或參數範圍，及/或其他資訊。設計規則限制及/或參數中之一或多者可被稱作「臨界尺寸」(CD)。器件之臨界尺寸可定義為線或孔之最小寬度或兩條線或兩個孔之間的最小空間，或其他特徵。因此，CD決定所設計器件之總體大小及密度。器件製作中之目標中之一者係在基板上如實地再生原始設計意圖(經由圖案化器件)。

如在本文中所使用之術語「遮罩」或「圖案化器件」可廣泛地解釋為係指可用於向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用半導體圖案化器件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案；術語「光閥」亦可用於此上下文中。除經典遮罩(透射性或反射性；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括可程式規劃鏡面陣列及可程式規劃LCD陣列。

如本文中所使用，術語「圖案化程序」通常意謂作為微影程序之部分的藉由施加光之指定圖案來產生經蝕刻基板的程序。然而，「圖案化程序」亦可包括(例如，電漿)蝕刻，此係由於本文中所描述的許多特徵可提供益處至使用蝕刻(例如，電漿)處理形成經印刷圖案。

如本文中所使用，術語「圖案」意謂例如基於上文所描述之設計佈局而待蝕刻於基板(例如，晶圓)上之理想化圖案。圖案可包含例如各種形狀、特徵之配置、輪廓等。

如本文中所使用，「經印刷圖案」意謂基於目標圖案而蝕刻的基板上之實體圖案。經印刷圖案可包括例如接觸孔、凹槽、通道、凹部、邊緣或由微影程序產生之其他兩維及三維特徵。

如本文中所使用，術語「預測模型」、「程序模型」、「電子模型」及/或「模擬模型」(其可互換使用)意謂包括模擬圖案化程序之一或多個模型之模型。舉例而言，模型可包括光學模型(例如，模型化用以在微影程序中遞送光之透鏡系統/投影系統且可包括模型化至光阻上之光的最終光學影像)、抗蝕劑模型(例如，使抗蝕劑之物理效應模型化，諸如由於光而產生之化學效應)、OPC模型(例如，可用於產生目標圖案且可包括子解析度抗蝕劑特徵(sub-resolution resist feature；SRAF)等)、蝕刻(或蝕刻偏壓)模型(例如，模擬蝕刻程序對經印刷晶圓圖案之物理效應)、源遮罩最佳化(source mask optimization；SMO)模型及/或其他模型。

如本文所使用，術語「校準」意謂修改(例如，改良或調節)及/或驗證模型、演算法及/或當前系統及/或方法之其他組件。

圖案化系統可為包含上文所描述之組件中之任一者或所有加經組態以執行與此等組件相關聯之操作中之任一者或所有的其他組件的系統。舉例而言，圖案化系統可包括微影投影裝置、掃描器、經組態以施加及/或移除抗蝕劑之系統、蝕刻系統及/或其他系統。

現參考圖1，其說明符合本發明之實施例之例示性電子射束檢測(EBI)系統100。如圖1中所展示，帶電粒子束檢測系統100包括主腔室110、裝載鎖定腔室120、電子束工具140及裝備前端模組(EFEM) 130。電子束工具140位於主腔室110內。雖然描述及圖式係針對電子束，但應瞭解，實施例並非用以將本發明限制為特定帶電粒子。

EFEM 130包括第一裝載埠130a及第二裝載埠130b。EFEM 130可包括額外裝載埠。第一裝載埠130a及第二裝載埠130b接收含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(wafer front opening unified pod；FOUP) (晶圓及樣本在下文中統稱為「晶圓」)。EFEM 130中之一或多個機器人臂(未展示)將晶圓輸送至裝載鎖定腔室120。

裝載鎖定腔室120連接至裝載/鎖定真空泵系統(未展示)，其移除裝載鎖定腔室120中之氣體分子以達至低於大氣壓力之第一壓力。在達至第一壓力之後，一或多個機器人臂(未展示)將晶圓自裝載鎖定腔室120輸送至主腔室110。主腔室110連接至主腔室真空泵系統(圖中未示)，其移除主腔室110中之氣體分子以達至低於第一壓力之第二壓力。在達至第二壓力之後，晶圓經受電子束工具140之檢測。在一些實施例中，電子束工具140可包含單射束檢測工具。

控制器150可以電子方式連接至電子束工具140，且亦可以電子方式連接至其他組件。控制器150可為經組態以執行帶電粒子束檢測系統100之各種控制的電腦。控制器150亦可包括經組態以實行各種信號及影像處理功能之處理電路系統。雖然控制器150在圖1中經展示為在包括主腔室110、裝載鎖定腔室120及EFEM 130之結構的外部，但應瞭解，控制器150可為該結構之部分。

儘管本發明提供收容電子束檢測系統之主腔室110的實例，但應注意，本發明之態樣在其最廣泛意義上而言不限於收容電子束檢測系統之腔室。實情為，應理解，前述原理亦可應用於其他腔室，諸如深紫外線(DUV)微影或極紫外線(EUV)微影系統之腔室。

現參考圖2，其繪示說明符合本發明之實施例的可為圖1之例示性帶電粒子束檢測系統100之部分的電子束工具140之例示性組態的示意圖。電子束工具140 (在本文中亦被稱作裝置140)可包含電子發射器，該電子發射器可包含陰極203、提取器電極205、槍孔徑220及陽極222。電子束工具140可進一步包括庫侖孔徑陣列224、聚光透鏡226、光束限制孔徑陣列235、物鏡總成232及電子偵測器244。電子束工具140可進一步包括藉由機動載物台234支撐之樣本固持器236以固持待檢測之樣本250。應瞭解，可視需要添加或省略其他相關組件。

在一些實施例中，電子發射器可包括陰極203及陽極222，其中初級電子可自陰極發射且經提取或加速以形成初級電子束204，該初級電子束204形成初級光束交越202。初級電子束204可視覺化為自初級光束交越202發射。

在一些實施例中，電子發射器、聚光透鏡226、物鏡總成232、光束限制孔徑陣列235及電子偵測器244可與裝置40之主光軸201對準。在一些實施例中，電子偵測器244可沿次光軸(未展示)遠離主光軸201置放。

在一些實施例中，物鏡總成232可包含經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括極片232a，控制電極232b，包含偏轉器240a、240b、240d及240e之光束操縱器總成，及激勵線圈232d。在一般成像程序中，自陰極203之尖端發出之初級電子束204藉由施加至陽極222之加速電壓加速。初級電子束204之一部分穿過槍孔徑220及庫侖孔徑陣列224之孔徑，且由聚光器透鏡226聚焦以便完全或部分穿過光束限制孔徑陣列235之孔徑。可聚焦穿過光束限制孔徑陣列235之孔徑的電子以由經修改SORIL透鏡在樣本250之表面上形成探測光點，且由光束操縱器總成之一或多個偏轉器偏轉以掃描樣本250之表面。自樣本表面發出之次級電子可藉由電子偵測器244收集以形成所關注掃描區域之影像。

在物鏡總成232中，激磁線圈232d及極片232a可產生磁場。正由初級電子束204掃描之樣本250之一部分可浸入磁場中，且可帶電，此又產生電場。電場可減小衝擊樣本250附近及該樣本250之表面上的初級電子束204之能量。與極片232a電隔離之控制電極232b可控制例如在樣本250上方及上之電場，以減少物鏡總成232之像差、調整信號電子束之聚焦以實現高偵測效率，或避免電弧作用來保護樣本。光束操縱器總成之一或多個偏轉器可使初級電子射束204偏轉以促進對樣本250之光束掃描。舉例而言，在掃描程序中，可控制偏轉器240a、240b、240d及240e以在不同時間點處使初級電子束204偏轉至樣本250之頂部表面之不同位置上，以為樣本250之不同部分的影像重建構提供資料。應注意，240a至240e之次序在不同實施例中可不同。

在接收初級電子束204之後，可自樣本250之部分發射反向散射電子(BSE)及次級電子(SE)。光束分離器240c可將包含反向散射及次級電子之次級或散射電子束引導至電子偵測器244之感測器表面。經偵測次級電子束可在電子偵測器244之感測器表面上形成對應光束光點。電子偵測器244可產生表示所接收次級電子束光點之強度的信號(例如，電壓、電流)，且將信號提供至處理系統，諸如控制器150。次級或反向散射電子束及所得次級電子束光點之強度可根據樣本250之外部或內部結構而發生變化。此外，如上文所論述，可使初級電子束204偏轉至樣本250之頂表面的不同位置上，以產生不同強度之次級或散射電子束(及所得光束點)。因此，藉由用樣本250之位置來映射次級電子束光點之強度，處理系統可重建構反映樣本250之內部或外部結構的影像，該等內部或外部結構可包含晶圓樣本。

在一些實施例中，控制器150可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(圖中未示)及儲存器(圖中未示)。影像獲取器可包含一或多個處理器。舉例而言，影像獲取器可包含電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算器件及類似者，或其組合。影像獲取器可經由諸如以下各者之媒體通信耦接至裝置40之電子偵測器244：電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電等，或其組合。在一些實施例中，影像獲取器可自電子偵測器244接收信號，且可建構影像。影像獲取器可因此獲取樣本250之區的影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如在所獲取影像上產生輪廓、疊加指示符及類似者。影像獲取器可經組態以執行對所獲取影像之亮度及對比度等的調整。在一些實施例中，儲存器可為諸如硬碟、快閃隨身碟、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體及類似者之儲存媒體。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存作為原始影像之經掃描原始影像資料以及後處理影像。

在一些實施例中，控制器150可包括量測電路(例如類比至數位轉換器)以獲得偵測到之次級電子及反向散射電子之分佈。與入射於樣本(例如，晶圓)表面上之初級電子束204之對應掃描路徑資料組合的在偵測時間窗期間收集之電子分佈資料可用於重建構受檢測之晶圓結構之影像。經重建構影像可用以顯露樣本250之內部或外部結構的各種特徵，且藉此可用以顯露可能存在於晶圓中之任何缺陷。

在一些實施例中，控制器150可控制機動載物台234以在檢測期間移動樣本250。在一些實施例中，控制器150可使得機動載物台234能夠在一個方向上以恆定速度連續地移動樣本250。在其他實施例中，控制器150可使得機動載物台234能夠取決於掃描程序之步驟而隨時間推移改變樣本250之移動速度。

如此項技術中通常已知的，帶電粒子(諸如，初級電子束之電子)與樣本(例如，稍後論述的圖3之樣本315)之相互作用可產生含有關於樣本之所探測區之組成及構形資訊的信號電子。次級電子(SE)可識別為具有低發射能量之信號電子，且反向散射電子(BSE)可識別為具有高發射能量之信號電子。由於其低發射能量，物鏡總成可沿著電子路徑引導SE且將SE聚焦於置放於SEM柱內部之透鏡內電子偵測器之偵測表面上。沿著電子路徑行進之BSE亦可由透鏡內電子偵測器偵測。然而，在一些情況下，具有較大發射角之BSE可使用額外電子偵測器(諸如反向散射電子偵測器)來偵測，或保持未偵測到，從而使得檢測樣本或量測臨界尺寸所需之樣本資訊丟失。

半導體製造程序中的一些缺陷之偵測及檢測(諸如光微影、金屬沈積、乾式蝕刻或濕式蝕刻期間之內埋粒子等)可得益於表面特徵之檢測以及缺陷粒子之組成分析。在此類情境下，自次級電子偵測器及反向散射電子偵測器獲得以識別缺陷、分析缺陷之組成及基於所獲得資訊調整程序參數的資訊等對於使用者而言可為合乎需要的。

SE及BSE之發射遵從朗伯定律且具有較大能量散佈。SE及BSE係在初級電子束與樣本相互作用時自樣本之不同深度產生且具有不同發射能量。例如，次級電子來源於表面，且取決於樣本材料或相互作用體積等可具有≤50eV之發射能量。SE用於提供關於表面特徵及表面幾何結構之資訊。另一方面，BSE主要由初級電子束之入射電子的彈性散射事件產生，且相比於SE通常具有在50eV至大約入射電子之著陸能量範圍內的較高發射能量，且提供正檢測材料的組成及對比度資訊。所產生之BSE之數目可取決於包括但不限於樣本中之材料的原子數、初級電子束之加速電壓等之因素。

基於發射能量或發射角等之差異，可使用單獨電子偵測器、分段式電子偵測器、能量濾光器等來單獨地偵測SE及BSE。舉例而言，透鏡內電子偵測器可經組態為包含以二維或三維配置配置之多個片段的經分段偵測器。在一些情況下，透鏡內電子偵測器之片段可圍繞主光軸(例如，圖3之主光軸300-1)徑向地、周向地或方位地配置。

現參考圖3，其繪示符合本發明之實施例的例示性帶電粒子束裝置300 (亦被稱作裝置300)之示意圖。裝置300可為圖2之例示性電子束工具的一部分及/或圖1之例示性帶電粒子束檢測系統100的一部分。裝置300可包含帶電粒子源，諸如經組態以自陰極301發射初級電子並使用提取器電極302提取電子以沿著主光軸300-1形成初級電子束300B1的電子源。裝置300可進一步包含陽極303，聚光透鏡304，光束限制孔徑陣列305，信號電子偵測器306及312，複合物鏡307，包含初級電子束偏轉器308、309、310及311之掃描偏轉單元，以及控制電極314。在本發明之上下文中，信號電子偵測器306及312中之一者或兩者可為位於SEM之電光學柱內部的透鏡內電子偵測器，且可圍繞主光軸300-1旋轉對稱配置。在一些實施例中，信號電子偵測器312可被稱為第一電子偵測器，且信號電子偵測器306可被稱為貫穿透鏡偵測器、浸沒透鏡偵測器、上部偵測器或第二電子偵測器。應瞭解，可在適當時添加、省略或重排序相關組件。

電子源(圖中未繪示)可包括經組態以在供應熱能後發射電子以克服源之逸出功的熱源、經組態以在曝露於大靜電場後發射電子的場發射源，等。在場發射源之情況下，電子源可電連接至經組態以施加電壓信號並基於所要著陸能量、樣本分析、源特性等調整電壓信號的控制器，諸如圖1之控制器150。提取器電極302可經組態以提取或加速自場發射槍發射的電子，例如以沿著主光軸300-1形成初級電子束300B1，該初級電子束形成虛擬或真實初級光束交越(未說明)。初級電子束300B1可視覺化為自初級光束交越發射。在一些實施例中，控制器可經組態以施加並調整至提取器電極302之電壓信號以提取或加速由電子源產生之電子。施加至提取器電極302之電壓信號的振幅可不同於施加至陰極301之電壓信號的振幅。在一些實施例中，施加至提取器電極302與陰極301的電壓信號之振幅與之間的差異可經組態以加速沿著主光軸300-1在下游之電子，同時還維持電子源之穩定性。如在本發明之上下文中所使用，「下游」係指沿著初級電子束300B1自電子源開始朝向樣本315之路徑的方向。參考帶電粒子束裝置(例如，圖3之裝置300)之元件的定位，「下游」可指沿著初級電子束自電子源開始之路徑的位於另一元件下方或在另一元件之後的元件之位置，且「緊接在下游」係指第二元件沿著初級電子束300B1之路徑在第一元件下方或在第一元件之後的位置，使得在第一元件與第二元件之間不存在其他主動元件。例如，如圖3中所繪示，信號電子偵測器306可緊接地定位於光束限制孔徑陣列305下游處，使得在光束限制孔徑陣列305與電子偵測器306之間未置放有其他光學或電光學元件。如在本發明之上下文中所使用，「上游」可指沿著初級電子束自電子源開始之路徑的位於另一元件上方或在另一元件之前的元件之位置，且「緊接在上游」係指第二元件沿著初級電子束300B1之路徑在第一元件上方或在第一元件之前的位置，使得在第一元件與第二元件之間不存在其他主動元件。如本文所使用「主動元件」可指任何元件或組件，其存在可藉由產生電場、磁場或電磁場改變第一元件與第二元件之間的電磁場。

裝置300可包含經組態以接收初級電子束300B1之一部分或相當大部分並將初級電子束300B1聚焦於射束限制孔徑陣列305上的聚光透鏡304。聚光透鏡304可實質上類似於圖2之聚光透鏡226，且可執行實質上類似的功能。儘管展示為圖3中之磁透鏡，但聚光透鏡304可為靜電、磁性、電磁或複合電磁透鏡等。聚光透鏡304可與諸如圖2之控制器150的控制器電耦接。控制器可將電激勵信號施加至聚光透鏡304，以基於包括操作模式、應用、所要分析或正被檢測之樣本材料等的因素而調整聚光透鏡304之聚焦倍率。

裝置300可進一步包含光束限制孔徑陣列305，其經組態以限制穿過光束限制孔徑陣列305之複數個光束限制孔徑中之一者的初級電子束300B1之光束電流。儘管在圖3中僅繪示一個光束限制孔徑，但光束限制孔徑陣列305可包括具有均一或非均一孔徑大小、橫截面或間距之任何數目個孔徑。在一些實施例中，光束限制孔徑陣列305可安置成在聚光透鏡304下游或緊接在聚光透鏡304下游(如圖3中所繪示)並實質上垂直於主光軸300-1。在一些實施例中，光束限制孔徑陣列305可經組態為包含複數個光束限制孔徑的導電結構。光束限制孔徑陣列305可經由連接器(未示出)與控制器150電連接，該控制器可經組態以指示電壓待供應至光束限制孔徑陣列305。供應電壓可為參考電壓，諸如接地電位。控制器亦可經組態以維持或調整所供應電壓。控制器150可經組態以調整光束限制孔徑陣列305之位置。

裝置300可包含一或多個信號電子偵測器306及312。信號電子偵測器306及312可經組態以基於發射能量、發射極角、反向散射電子之發射方位角等偵測實質上所有次級電子及反向散射電子的一部分。在一些實施例中，信號電子偵測器306及312可經組態以偵測次級電子、反向散射電子或歐傑電子。信號電子偵測器312可安置於信號電子偵測器306下游。在一些實施例中，信號電子偵測器312可安置於初級電子束偏轉器311下游或緊接在其下游。自樣本315發射的具有低發射能量(通常≤50 eV)或較小發射極角之信號電子可包含次級電子束300B4，且具有高發射能量(通常＞50 eV)或中等發射極角之信號電子可包含反向散射電子束300B3。在一些實施例中，300B4可包含次級電子、低能量反向散射電子或具有較小發射極角之高能量反向散射電子。應瞭解，儘管未說明，但可由信號電子偵測器306偵測反向散射電子之一部分，且可由信號電子偵測器312偵測次級電子之一部分。在疊對度量衡及檢測應用中，信號電子偵測器306可用於偵測自表面層產生的次級電子，及自底層較深層(諸如深溝槽或高縱橫比孔)產生的反向散射電子。

裝置300可進一步包括經組態以將初級電子束300B1聚焦於樣本315之表面上的複合物鏡307。控制器可將電激勵信號施加至複合物鏡307之線圈307C，以基於包括但不限於初級光束能量、應用需要、所要分析、被檢測樣本材料等之因素來調整複合物鏡307之聚焦倍率。複合物鏡307可進一步經組態以將信號電子(諸如具有低發射能量之次級電子，或具有高發射能量之反向散射電子)聚焦於信號電子偵測器(例如，透鏡內信號電子偵測器306或偵測器312)之偵測表面上。複合物鏡307可實質上類似於圖2之物鏡總成232或可執行實質上與之類似的功能。在一些實施例中，複合物鏡307可包含電磁透鏡，其包括磁透鏡307M及靜電透鏡307ES，該靜電透鏡由控制電極314、極片307P及樣本315形成。

如本文中所使用，複合物鏡為在樣本附近產生重疊的磁場及靜電場兩者以用於聚焦初級電子束的物鏡。在本發明中，儘管聚光器透鏡304亦可為磁透鏡，但參考諸如307M之磁透鏡係指物鏡磁透鏡，且參考諸如307ES之靜電透鏡係指物鏡靜電透鏡。如圖3中所繪示，協同工作以例如將初級電子束300B1聚焦於樣本315上之磁透鏡307M及靜電透鏡307ES可形成複合物鏡307。磁透鏡307M及線圈307C之透鏡主體可產生磁場，而靜電場可藉由例如在樣本315與極片307P之間產生電位差而產生。在一些實施例中，控制電極314或位於極片307P與樣本315之間的其他電極亦可為靜電透鏡307ES的部分。

在一些實施例中，磁透鏡307M可包含由虛平面307A與307B之間的空間界定之空腔。應瞭解，標記為圖3中之虛線的虛平面307A及307B僅出於說明之目的而為視覺輔助物。較接近聚光器透鏡304定位之虛平面307A可界定空腔之上邊界，且較接近樣本315定位之虛平面307B可界定磁透鏡307M之空腔的下邊界。如本文所使用，磁透鏡之「空腔」係指由經組態以允許初級電子束通過的磁透鏡之元件界定的空間，其中該空間圍繞主光軸旋轉對稱。術語「在磁透鏡之空腔內」或「在磁透鏡之空腔內部」係指限定於虛平面307A及307B以及直接曝露於初級電子束的磁透鏡307M之內表面內的空間。平面307A及307B可實質上垂直於主光軸300-1。儘管圖3繪示圓錐形空腔，但空腔之橫截面可為圓柱形、圓錐形、交錯式圓柱形、交錯式圓錐形或任何合適的橫截面。

裝置300可進一步包括包含初級電子束偏轉器308、309、310及311之掃描偏轉單元，其經組態以將初級電子束300B1動態地偏轉於樣本315之表面上。在一些實施例中，包含初級電子束偏轉器308、309、310及311之掃描偏轉單元可被稱為光束操縱器或光束操縱器總成。初級電子束300B1之動態偏轉可使得例如以光柵掃描圖案掃描樣本315之所要區域或所要關注區，以產生SE及BSE以供樣本檢測。一或多個初級電子束偏轉器308、309、310及311可經組態以在X軸或Y軸或X軸與Y軸之組合中偏轉初級電子束300B1。如本文中所使用，X軸及Y軸形成笛卡爾座標，且初級電子束300B1沿著Z軸或主光軸300-1傳播。

電子為帶負電荷粒子且行進通過電光學柱，且可在高能及高速度下如此執行。偏轉電子之一種方式係將該等電子傳遞通過例如藉由固持於兩個不同電位處之一對板，或將電流傳遞通過偏轉線圈以及其他技術產生的一電場或一磁場。跨越偏轉器(例如，圖3之初級電子束偏轉器308、309、310及311)之電場或磁場變化可基於包括但不限於電子能、所施加電場之量值、偏轉器之尺寸等之因素而使初級電子束300B1中之電子的偏轉角變化。

在一些實施例中，一或多個初級電子束偏轉器308、309、310及311可位於磁透鏡307M之空腔內。如圖3中所繪示，所有初級電子束偏轉器308、309、310及311之整體可位於磁透鏡307M之空腔內。在一些實施例中，至少一個初級電子束偏轉器之整體可位於磁透鏡307M之空腔內。在一些實施例中，藉由使電流穿過線圈307C而產生的磁場之相當大部分可存在於磁透鏡307M中，使得每一偏轉器位於磁透鏡307M之磁場線內部或受磁透鏡307M之磁場影響。在此情境下，樣本315可被視為在磁場線外部且可不受磁透鏡307M之磁場影響。光束偏轉器(例如，圖3之初級電子束偏轉器308)可沿著磁透鏡307M之內表面沿圓周安置。一或多個初級電子束偏轉器可置放於信號電子偵測器306與312之間。在一些實施例中，所有初級電子束偏轉器可置放於信號電子偵測器306與312之間。

如本文中所揭示，磁透鏡(例如，磁透鏡307M)之極片為靠近磁透鏡之磁極的磁性材料塊，而磁極為磁性材料的端部，在該處外部磁場最強。如圖3中所繪示，裝置300包含極片307P及307O。作為一實例，極片307P可為靠近磁透鏡307M之北極的磁性材料塊，且極片307O可為靠近磁透鏡307M之南極的磁性材料塊。當磁透鏡線圈307C中之電流改變方向時，則磁極之極性亦可改變。在本發明之上下文中，可參考最接近主光軸300-1與樣本315相交之點定位的極片307P之位置來描述電子偵測器(例如，圖3之信號電子偵測器312)、光束偏轉器(例如，圖3之光束偏轉器308至311)、電極(例如，圖3之控制電極314)的定位。磁透鏡307M之極片307P可包含由諸如電磁鐵之軟磁材料製成的磁極，其使磁場實質上聚集在磁透鏡307M之空腔內。例如，極片307P及307O可為高解析度極片、多用途極片或高對比度極片。

如圖3中所繪示，極片307P可包含開口307R，其經組態以允許初級電子束300B1穿過且允許信號電子到達信號偵測器306及312。極片307P之開口307R之橫截面可為圓形、實質上圓形或非圓形的。在一些實施例中，極片307P之開口307R的幾何中心可與主光軸300-1對準。在一些實施例中，如圖3中所繪示，極片307P可為磁透鏡307M之最遠下游水平區段，且可實質上平行於樣本315之平面。極片(例如，307P及307O)為磁透鏡優於靜電透鏡之若干區別性特徵中之一者。因為極片為鄰近於磁透鏡之磁極的磁性組件，且因為靜電透鏡並不產生磁場，所以靜電透鏡並不具有極片。

用以基於信號電子(諸如SE及BSE)之發射能量而單獨地偵測信號電子的若干方式中之一者包括使自樣本315上之探測光點產生的信號電子穿過能量濾波器件。在一些實施例中，控制電極314可經組態以充當能量濾波器件且可安置於樣本315與信號電子偵測器312之間。在一些實施例中，控制電極314可沿著主光軸300-1安置於樣本315與磁透鏡307M之間。可參考樣本315偏壓控制電極314以形成用於具有臨限發射能量的信號電子之電位障壁。例如，可參考樣本315負偏壓控制電極314，使得具有低於臨限發射能量之能量的帶負電信號電子的一部分可經偏轉回至樣本315。結果，僅具有高於由控制電極314形成之能量障壁的發射能量之信號電子朝向信號電子偵測器312傳播。應理解，控制電極314亦可執行其他功能，例如基於施加至控制電極之電壓影響信號電子偵測器306及312上的偵測到之信號電子的角度分佈。在一些實施例中，控制電極314可經由連接器(未示出)與控制器(未示出)電連接，該控制器可經組態以將電壓施加至控制電極314。控制器亦可經組態以應用、維持或調整所施加電壓。在一些實施例中，控制電極314可包含一或多對電極，其經組態以提供信號控制之較大靈活性，以例如調整自樣本315發射之信號電子的軌跡。

在一些實施例中，樣本315可安置於實質上垂直於主光軸300-1之平面上。可沿著主光軸300-1調整樣本315之平面的位置，使得可調整樣本315與信號電子偵測器312之間的距離。在一些實施例中，樣本315可經由連接器與控制器(未示出)電連接，該控制器可經組態以將電壓供應至樣本315。控制器亦可經組態以維持或調整所供應電壓。

在當前現有SEM中，藉由偵測次級電子及反向散射電子產生的信號被組合地用於成像表面，偵測及分析缺陷，獲得構形資訊、形態及組成分析等。藉由偵測次級電子及反向散射電子，可同時成像頂部幾層及下面的層，因此可能捕獲底層缺陷，諸如內埋粒子、疊對誤差等。然而，總體影像品質可能受到次級電子以及反向散射電子之偵測效率的影響。雖然高效率次級電子偵測可提供表面之高品質影像，但由於較差之反向散射電子偵測效率，總體影像品質仍可能不足。因此，改良反向散射電子偵測效率以獲得高品質成像，同時還維持高產出量可為有益的。

如圖3中所繪示，裝置300可包含緊接地位於極片307P上游且在磁透鏡307M之空腔內的信號電子偵測器312。信號電子偵測器312可置放於初級電子束偏轉器311與極片307P之間。在一些實施例中，信號電子偵測器312可置放於磁透鏡307M之空腔內，使得在信號電子偵測器312與樣本315之間不存在初級電子束偏轉器。

在一些實施例中，極片307P可電接地或維持處於接地電位，以最小化與樣本315相關聯之延遲靜電場對信號電子偵測器312之影響，因此最小化可能對信號電子偵測器312造成之電損害，諸如電弧作用。在諸如圖3中所示之組態中，信號電子偵測器312與樣本315之間的距離可減小，使得可增強BSE偵測效率及影像品質，同時最小化信號電子偵測器312之電故障或電損害的發生。

在一些實施例中，信號電子偵測器306及312可經組態以偵測具有廣泛範圍之發射極角及發射能量的信號電子。例如，由於信號電子偵測器312與樣本315之接近度，其可經組態以收集具有廣泛範圍之發射極角的反向散射電子，且信號電子偵測器306可經組態以收集或偵測具有低發射能量之次級電子。

信號電子偵測器312可包含經組態以允許初級電子束300B1及信號電子束300B4通過之開口。在一些實施例中，信號電子偵測器312之開口可對準，使得開口之中心軸線可實質上與主光軸300-1重合。信號電子偵測器312之開口可為圓形、矩形、橢圓形或任何其他合適形狀。在一些實施例中，可視需要選擇信號電子偵測器312之開口之大小。例如，在一些實施例中，信號電子偵測器312之開口的大小可小於接近樣本315之極片307P的開口。在一些實施例中，在信號電子偵測器306為單通道偵測器的情況下，信號電子偵測器312之開口與信號電子偵測器306之開口可彼此對準且與主光軸300-1對準。在一些實施例中，信號電子偵測器306可包含複數個電子偵測器，或具有複數個偵測通道之一或多個電子偵測器。在信號電子偵測器306包含複數個電子偵測器之實施例中，一或多個偵測器可相對於主光軸300-1離軸定位。在本發明之上下文中，「離軸」可指諸如偵測器之元件的位置例如使得該元件之主軸與初級電子束之主光軸形成非零角度。在一些實施例中，信號電子偵測器306可進一步包含能量濾波器，其經組態以允許具有臨限能量之傳入信號電子之一部分穿過電子偵測器且待由電子偵測器偵測。

如圖3中所示的信號電子偵測器312在磁透鏡307M之空腔內的位置可進一步實現信號電子偵測器312與裝置300之其他電光學組件的較容易組裝及對準。電接地極片307P可實質上屏蔽信號電子偵測器312免受由極片307P、控制電極314及樣本315形成之靜電透鏡307ES之延遲靜電場的影響。

增強影像品質及信雜比之若干方式中之一種可包括偵測自樣本發射之較多反向散射電子。反向散射電子之發射角度分佈可由發射極角之餘弦相依性表示(cos(ϴ)，其中ϴ為反向散射電子束與主光軸之間的發射極角)。雖然信號電子偵測器可高效地偵測具有中等發射極角之反向散射電子，但較大發射極角反向散射電子可保持未被偵測到或未被充分偵測到以促進總體成像品質。因此，可能需要添加另一信號電子偵測器以捕獲較大角度反向散射電子。

作為簡要介紹，圖4示意性地描繪微影裝置LA。微影裝置LA包括：照射系統(亦稱為照射器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如，UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；遮罩支撐件(例如，遮罩台) T，其經建構以支撐圖案化器件(例如，遮罩) MA且連接至經組態以根據某些參數準確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如，晶圓台) WT，其經組態以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W且耦接至經組態以根據某些參數準確地定位基板支撐件之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上。

在操作中，照射系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照射系統IL可包括用於引導、塑形及/或控制輻射之各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件或其任何組合。照明器IL可用於調節輻射光束B，以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要之空間及角強度分佈。

本文所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更一般術語「投影系統」 PS同義。

微影裝置LA可屬於一種類型，其中基板的至少一部分可由具有相對高折射率之例如水之液體覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間--此亦稱為浸潤式微影。以引用方式併入本文中之US 6,952,253中給出關於浸潤技術之更多資訊。

微影裝置LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT (亦稱為「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在該另一基板W上曝光圖案。

除基板支撐件WT以外，微影裝置LA亦可包含量測載物台。該量測載物台經組態以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。該量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之部分，例如投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。該量測載物台可在基板支架WT遠離該投影系統PS時在該投影系統PS下方移動。

在操作中，輻射光束B入射至固持在遮罩支撐件MT上的圖案化器件(例如遮罩) MA上，且藉由呈現於圖案化器件MA上的圖案(設計佈局)進行圖案化。在已橫穿遮罩MA的情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦於基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統IF，可準確地移動基板支架WT，例如以便在聚焦且對準之位置處在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能的另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用於關於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所繪示之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，將該等基板對準標記P1、P2稱為切割道對準標記。

圖5描繪微影單元LC之示意性綜述。如圖5中所展示，微影裝置LA可形成微影單元LC (有時亦被稱作微影單元(lithocell)或微影(litho)叢集)之部分，該微影單元LC通常亦包括用以對基板W執行曝光前程序及曝光後程序之裝置。習知地，此等裝置包括經組態以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如，用於調節抗蝕劑層中之溶劑)的冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W、在不同程序裝置之間移動基板W且將基板W遞送至微影裝置LA之裝載區LB。微影單元中通常亦統稱為塗佈顯影系統之器件通常處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元TCU自身可藉由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU來控制微影裝置LA。

為正確且一致地曝光由微影裝置LA曝光之基板W (圖4)，需要檢測基板以量測圖案化結構之屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。出於此目的，可在微影單元LC中包括檢測工具(未展示)。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟進行例如調整，在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下尤其如此。

亦可被稱作度量衡裝置之檢測裝置用於判定基板W (圖4)之屬性，且特定言之，判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之屬性在不同層間如何變化。檢測裝置可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影製造單元LC之部分，或可整合至微影裝置LA中，或可甚至為獨立器件。檢測裝置可量測潛像(曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或半潛像(曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已移除)上之屬性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之屬性。

圖6描繪整體微影之示意性表示，其表示用以最佳化半導體製造之三種技術之間的協作。典型地，微影裝置LA中之圖案化程序係在處理中之最關鍵步驟中的一者，其需要基板W (圖1)上之結構之尺寸標定及置放的高準確度。為確保此高準確度，三個系統(在此實例中)可經組合於所謂的「整體」控制環境中，如圖6中示意性地描繪。此等系統中之一者為微影裝置LA，其(虛擬地)連接至度量衡裝置(例如度量衡工具) MT (第二系統)，且連接至電腦系統CL (第三系統)。「整體」環境可經組態以最佳化此等三個系統之間的協作以增強總體程序窗且提供嚴格控制環路，從而確保藉由微影裝置LA進行之圖案化保持在程序窗內。程序窗限定一系列程序參數(例如劑量、焦點、疊對)，在該等製造程序參數內，特定製造程序產生經限定結果(例如功能性半導體器件)--通常在該經限定結果內，允許微影程序或圖案化程序中之程序參數變化。

電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測使用哪些解析度增強技術且進行運算微影模擬及計算，以判定哪些遮罩佈局及微影裝置設定達成圖案化程序之最大總體程序窗(在圖3中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。典型地，解析度增強技術經配置以匹配微影裝置LA之圖案化可能性。亦可使用電腦系統CL偵測微影裝置LA當前在程序窗內之何處操作(例如，使用來自度量衡工具MT之輸入)以預測是否可歸因於例如次佳處理而存在缺陷(在圖3中由第二標度SC2中之指向「0」的箭頭描繪)。

度量衡裝置(工具) MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將回饋提供至微影裝置LA以識別例如微影裝置LA之校準狀態中的可能漂移(在圖6中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。

在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測(例如)以用於程序控制及驗證。用於進行此類量測之不同類型的度量衡工具MT為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之光學度量衡工具、基於影像或基於散射量測術之度量衡工具。對自光學度量衡工具及掃描電子顯微鏡獲得之影像的影像分析可用以量測各種尺寸(例如，CD、疊對、邊緣置放誤差(EPE)等等)及偵測結構之缺陷。在一些情況下，結構之一個層的特徵在影像中可遮蔽結構之另一層或同一層之特徵。舉例而言，此可為一個層在實體上位於另一層之頂部上，或當一個層以電子方式富集且因此比掃描電子顯微法(SEM)影像中之另一層更亮時的情況。在特徵在影像中部分地被遮蔽之情況下，可基於模板匹配判定影像之位置。

模板匹配為影像或圖案辨識方法或演算法，其中比較包含具有像素值之一組像素的影像與影像模板。影像模板可包含具有像素值之一組像素，或可包含區域上方之像素值的函數(諸如平滑函數)。在模板匹配中，比較影像模板與影像上之各種位置，以便判定與影像模板最佳匹配之影像的區域。影像模板可跨越第一維度及第二維度(亦即，跨越影像之x軸及y軸兩者)及在每一位置處判定之相似性指示符以遞增方式跨影像分級。相似性指示符針對影像模板之每一位置比較影像之像素值與影像模板之像素值且量度值匹配之程度。實例相似性指示符，正規化係數，由以下方程式1描述： 其中R為位於影像I上之位置(x,y)處之影像模板T的結果或相似性指示符。接著可基於類似性指示而判定影像模板之位置。舉例而言，影像模板可與具有最高相似性指示符之位置匹配，或影像模板之多次出現可與相似性指示符大於臨限值的多個位置匹配。模板匹配可用於在影像模板與影像上之位置匹配後定位對應於該等影像模板之特徵。基於經匹配影像模板之位置，可識別尺寸、位置及特徵之間的距離，且提供微影資訊、分析及控制。

SEM影像通常為多層結構提供最高解析度及最敏感影像。俯視SEM影像可因此用以判定相同或不同層之特徵之間的相對偏移，但模板匹配亦可用於光學或其他電磁影像上。

使用特定目標之微影參數之總體量測品質至少部分地由用於量測此微影參數的量測配方來判定。術語「基板量測配方」可包括量測自身之一或多個參數、經量測之一或多個圖案之一或多個參數，或此兩者。舉例而言，若用於基板量測配方中之量測為基於繞射的光學量測，則量測之參數中的一或多者可包括輻射之波長、輻射之偏振、輻射相對於基板之入射角、輻射相對於基板上之圖案的定向等。用以選擇量測配方之準則中之一者可例如係量測參數中之一者對於處理變化之靈敏度。更多實例描述於以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案US 2016/0161863及已公開之美國專利申請案US 2016/0370717A1中。

圖7繪示根據一實施例之基於模板匹配之疊對判定的方法。針對參考量測結構700獲得參考影像702。舉例而言，參考結構可為第一量測結構之「理想」或「黃金」版本(例如，不具有層間移位或其他失真)。參考影像702可基於製造程序之模型、基於特徵之GDS的設計結構而產生，或可為較佳或「最佳」對準器件之影像，如在下文更詳細地描述。參考量測結構700可為可獲得影像之IC之結構的任何特徵，量測結構無需為對準結構或光學目標結構，且此處所展示之實例並不被視為限制性的。參考量測結構700由三個層構成：具有特徵706a之頂部層704a；具有特徵706b之中間層704b；及未展示特徵之底部層704c。

獲得用於測試量測結構710之測試影像712，其中測試量測結構710為參考量測結構700之製成(as-fabricated)版本。測試影像712展示測試量測結構710並未以與參考量測結構700對準之方式相同的方式對準。測試量測結構710由三個層構成：具有特徵716a之頂部層714a；具有特徵716b之中間層714b；及未展示特徵之底部層714c。

各特徵(亦即，特徵706a、706b、716a及716b)可藉由模板匹配個別地定位。用於頂部層之特徵的影像模板可與特徵706a及特徵706b兩者匹配。在影像模板匹配後，便判定特徵706a之參考位置與特徵716a之測試位置之間的偏移720。偏移720對應於特徵716a自參考或計劃位置「偏移」之向量。用於中間層之特徵的影像模板可與特徵716b及特徵716b兩者匹配。在影像模板匹配之後，便判定特徵706b之參考位置與特徵716b之測試位置之間的偏移730。在一些實施例中，參考量測結構700之特徵706a及706b可具有已知位置，且偏移可基於已知位置及針對測試位置之模板匹配而判定。

若定位測試影像之兩個層的特徵(例如，藉由模板匹配)，則可判定疊對之量度。「疊對」之量度係相對於同一量測結構之兩個層之特徵而判定，且量測經設計以對準或具有某一或已知關係的層之間的層間移位。由於偏移720為特徵716a自參考物之偏移且偏移730為特徵716b之偏移，因此疊對740之量度可基於偏移向量之和而判定。偏移向量之實例計算展示於以下方程式2中： 其中OL表示以x,y作為向量之疊對的量度，其中D1表示以x,y作為向量之第一層偏移，且D2表示以x,y作為向量之第二層偏移。疊對亦可為一維值(例如，用於半無限線特徵)，或二維值(例如，在x方向及y方向上，在r及θ方向上)。另外，不需要判定偏移以便判定疊對，實情為，可基於兩個層之特徵與參考物之相對位置或彼等特徵之經規劃相對位置而判定疊對。

由於設計容差及結構建築需要，當在諸如SEM影像或光學影像中所捕捉之二維平面中觀察時，結構之一些層可實體地或電子地遮蔽其他層。舉例而言，金屬連接可在多層通孔構造期間遮蔽接觸孔之影像。當特徵被IC之另一特徵阻擋或遮蔽時，用於經阻擋特徵之模板匹配較困難。經阻擋特徵具有減小之表面積及減小之輪廓長度，當在影像中查看時，此減小模板與經阻擋特徵之間的一致性且因此使模板匹配複雜化。應理解，雖然有時參考SEM影像描述，但本發明方法可應用於任何合適影像或在其上應用，諸如SEM影像、X射線影像、超音波影像、來自基於影像之疊對度量衡之光學影像、光學顯微法鏡影像等。另外，可在多個度量衡裝置、步驟或判定中應用模板匹配。舉例而言，可將模板匹配應用於EPE、疊對(OVL)及CD度量衡中。

圖8A描繪根據一實施例之用於具有最小偏移之被阻擋層的模板匹配之示意性表示。圖8A包括對應於例如接近晶圓中心而獲得之SEM影像的實例影像800a。實例影像800a由量測結構802a至802i構成。量測結構802a至802i中之每一者對應於被阻擋層810及阻擋層820中之特徵。被阻擋層810可在量測結構中之阻擋層820上方或下方。被阻擋層810包含具有形狀812之實例特徵。阻擋層包含具有形狀822之實例特徵。亦描繪對應於被阻擋層810之實例特徵之形狀812的實例模板814。實例模板814可用於經由模板匹配定位被阻擋層810之形狀812。然而，由於實例模板814對應於可經阻擋(諸如藉由具有阻擋層820之形狀822的特徵)之特徵，因此實例模板814可能不會與實例影像800a完全匹配。亦即，實例模板814可能並不完全對應於影像800a中之特徵之形狀812。

量測結構802a至802i係週期性的，且其疊對值在小區域內(諸如在SEM影像大小內)實質上相等。疊對值實質上相等之小區域之大小可受到諸如光學透鏡均一性、特徵大小、劑量均一性、焦距均一性等製造參數影響。然而，疊對值在不同晶圓位置處或遍及相對較大區域(諸如晶圓中心與晶圓邊緣位置之間)可相當不同。疊對值可歸因於半導體程序變化而在不同晶圓及不同批次的晶圓當中不同。

為進行說明，圖8B描繪根據一實施例之用於具有偏移之被阻擋層的模板匹配之示意性表示。圖8B包括對應於例如接近晶圓邊緣而獲得之SEM影像的實例影像800b。實例影像800b由量測結構840a至840i構成。在圖8B中(如在圖8A中)，量測結構840a至840i中之每一者對應於被阻擋層810及阻擋層820中之特徵。被阻擋層包含具有形狀812 (如在圖8A中)之實例特徵且阻擋層包含具有形狀822 (如在圖8A中)之實例特徵。展示對應於被阻擋層810之特徵之形狀812的實例模板814。在圖8B之影像800b中可見的形狀812之部分不同於在圖8A之影像800a中可見的形狀812之部分。此可由於晶圓之部分之間(在此實例中，晶圓之中心與更接近於邊緣之位置之間)或晶圓自身之間的對準、聚焦、材料屬性等等而出現。實例模板814歸因於藉由形狀822阻擋之形狀812的部分亦可並不完全對應於影像800b中之特徵的形狀812。另外，改變實例模板814之形狀以僅對應於被阻擋層810之形狀812的可見部分(亦即，被阻擋層810之形狀812的圓形條的一部分減去阻擋層820之形狀822之橢圓形的重疊部分)亦將妨礙模板匹配，此係因為被阻擋層810之特徵之形狀812的可見部分基於被阻擋層810及阻擋層820之特徵之位置、大小、定向等的差異及被阻擋層810與阻擋層820之間的相對位置之差異而改變。此描繪於圖8A及圖8B中，其中阻擋層之形狀812的可見部分在測試影像800a與800b之間並不一致。若程序變化足夠高，則特徵之可見部分之形狀甚至可在測試影像內變化。

根據本發明之實施例，為了改良用於被阻擋層之模板匹配準確度，可使用權重圖。權重圖產生另一加權值，其中可經調整以考慮影像模板之對應於被阻擋區域或無法良好匹配之其他區域的區域。在一些實施例中，亦可基於影像模板在影像上之位置或影像之其他屬性來調整、更新或調適權重圖。舉例而言，用於被阻擋層810之實例模板814的權重圖可在實例模板814不與阻擋層820之特徵重疊的區域中被高度加權，且在實例模板814與阻擋層820之特徵確實重疊的區域中較少被加權。可針對影像模板之每一位置更新權重圖(例如，在影像模板跨越影像滑動或以其他方式與影像上之多個位置進行比較時)以產生自適應加權且使得影像模板能夠與一或多個最佳位置匹配，即使在影像模板被阻擋或遮蔽時。

圖9描繪根據一實施例之用於一組週期性影像之雙層模板匹配的示意性表示。實例影像900對應於三個乘三個柵格中之九個半相同單元(例如，在設計方面實質上相同但製成時可較不相同)。半相同單元中之每一者含有對應於被阻擋影像模板912之內埋或被阻擋特徵902a至902i，及對應於阻擋影像模板914之未內埋、頂部或阻擋特徵904a至904i。用於判定疊對之第一步驟包含匹配阻擋影像模板914與實例影像900上之位置。根據本發明之實施例，匹配阻擋影像模板914與阻擋特徵904a至904i可藉由適當模板匹配或其他影像辨識演算法實現。

在第二步驟中，匹配被阻擋影像模板912與被阻擋特徵902a至902i係藉由權重圖實現。在一些實施例中，權重圖可應用於影像，針對影像判定，或以其他方式應用於影像之特徵。舉例而言，可判定影像之權重圖，且影像模板之權重圖可為對應於影像模板位置之影像的權重圖。在此情況下，影像模板基本上分裂且選擇影像之權重圖的一部分以變成影像模板。舉例而言，可基於阻擋特徵904a至904i之經識別或匹配位置而產生影像900之全部或部分的權重圖。

描繪對應於阻擋影像模板914之實例權重圖920。在一些實施例中，權重圖可為對應於被阻擋影像模板912之權重圖且可自適應地更新。舉例而言，可在每一滑動位置處更新對應於被阻擋影像模板912之權重圖，在模板匹配期間在每一滑動位置處該權重圖與實例影像900進行比較。可基於經測試用於匹配之位置處的實例影像900之像素值(例如，亮度)、基於與先前與實例影像900匹配之被阻擋影像模板912之距離等而更新影像模板之權重圖。

在一些實施例中，可將權重圖應用於影像且可將額外權重圖應用於影像模板。在此情況下，在模板匹配期間，可在基於應用於影像之權重圖及應用於影像模板之額外權重圖兩者的位置處判定總自適應權重圖。舉例而言，可藉由將影像權重圖與模板權重圖求和或相乘來判定針對匹配所測試的每一位置處的總自適應性權重圖。因此，模板匹配可考慮影像之加權(其中某些部分相對於其他部分去強調)及影像模板之加權(其中某些部分可更可靠，例如)兩者。

被阻擋影像模板912接著在一或多次出現時基於權重圖與實例影像900匹配，其中匹配之三個元素係(1)影像、(2)影像模板及(3)權重圖。在一些實施例中，對於在模板匹配期間進行比較的每一位置，判定權重圖相依的相似性指示符。可以多個方式判定相似性指示符(包括在操作期間使用者定義)。在以下方程式3中解釋一個實例相似性指示符： 其中M為針對位置(x,y)之權重圖。

僅出於明確目的而依次標記先前所描述之步驟，且不應將該等步驟之經標記次序視為限制性的，如在一些實施例中，可省略、按不同次序執行或組合一或多個步驟。舉例而言，可藉由分段方法而非藉由模板匹配方法發現阻擋特徵。

圖10A繪示根據一實施例之實例影像模板。圖10A描繪實例影像模板。實例影像模板包含在x方向1002及y方向1004上的像素。每一像素具有像素值，如標度1006中所定義。影像模板無需包含像素，其實際上可表示為將像素值與位置或距離相關的函數(亦即， 像素值)。該函數可為平滑的，但亦可為分離的、逐段的或甚至不連續的或未明確定義的。影像模板可對應於特徵之量測影像、由特徵之多個量測影像構成的複合影像、特徵之合成影像等。影像模板可包括特徵之預期由量測結構中之其他特徵阻擋的部分。影像模板可包含輪廓模板或中空或以其他方式不連續之模板。

圖10B繪示根據一實施例之實例影像模板權重圖。圖10B描繪對應於圖10A之實例影像模板的實例權重圖。實例權重圖包含在x方向1042及y方向1044上之像素。每一像素具有權重值，如標度1046中所定義。如所描繪，實例權重圖具有與圖10A之實例影像模板不同的像素大小。實例權重圖及實例影像模板可替代地具有相同像素大小(或解析度)。實例權重圖及實例影像模板具有相同外部尺寸。在一些情況下，實例權重圖及實例影像模板可具有不同尺寸。權重圖無需包含像素且可替代地描述為函數-例如，隨與影像模板邊緣之距離而變化的S型函數，且可具有類似於影像模板之數學屬性。可基於影像模板相對於影像之相對位置而調整權重圖，因此實例權重圖可為起始或空狀態權重圖，起始或空狀態權重圖接著在影像模板與影像之各種部分匹配時經調整。在一些情況下，可基於影像模板調整權重圖，諸如調整大小、標度、角度或旋度等。

圖11繪示根據一實施例之用於基於經調適權重圖將影像模板與影像匹配的例示性方法1100。下文詳細描述此等操作中之每一者。下文呈現的方法1100之操作意欲為說明性的。在一些實施例中，方法1100可用未描述的一或多個額外操作及/或不用所論述之操作中之一或多者來實現。另外，在圖11中繪示及在下文描述方法1100之操作的次序並不意欲為限制性的。在一些實施例中，方法1100之一或多個部分可(例如藉由模擬、模型化等)實施於一或多個處理器件(例如一或多個處理器)中。一或多個處理器件可包括回應於以電子方式儲存於電子儲存媒體上之指令而執行方法1100的操作中之一些或全部的一或多個器件。一或多個處理器件可包括經由硬體、韌體及/或軟體來組態之一或多個器件，該硬體、韌體及/或軟體經專門設計用於執行例如方法1100之操作中之一或多者。

在操作1101處，獲得量測結構之影像。影像可為測試影像且可經由光學或其他電磁成像或經由掃描電子顯微法獲取。可自其他軟體或資料儲存器獲得影像。在操作1102處，視情況獲得(諸如自類似於SEM或光學影像之成像系統及/或自模板庫或其他資料儲存庫)或以合成方式產生阻擋影像模板。阻擋影像模板可對應於量測結構之阻擋層。在操作1103處，視情況存取阻擋影像模板之權重圖。權重圖可含有基於阻擋影像模板之加權值(如所描繪，像素值係基於與影像模板之邊緣的距離)，及/或加權值可基於阻擋影像模板在影像上或相對於該影像之位置而判定或更新。在操作1104處，將阻擋影像模板與量測結構之影像上之第一位置匹配。可基於模板匹配及視情況基於阻擋影像模板之權重圖而匹配阻擋影像模板。

在操作1105處，獲取、獲得、存取或以合成方式產生內埋或被阻擋影像模板，如先前描述。被阻擋影像模板與權重圖相關聯。在操作1106處，將被阻擋影像模板置放於量測結構之影像上的位置處且使用權重圖作為衰減因數與量測結構之影像進行比較。針對此匹配位置計算相似性指示符。相似性指示符可包括正規化交叉相關、交叉相關、正規化相關係數、相關係數、正規化差值、差值、差值之正規化總和、差值之總和、相關性、正規化相關性、差值之正規化平方、差值之平方及/或其組合。相似性指示符亦可為使用者定義的。在一些實施例中，可使用多個相似性指示符或可針對影像模板或影像自身之不同區域使用不同相似性指示符。

在操作1107處，將阻擋影像模板移動或滑動至量測結構之影像上之新位置。在新滑動位置處，被阻擋特徵與被阻擋影像模板之間的重疊(或相交)區域發生變化。在一實施例中，總加權C可用以計算相似性分數(亦即，被阻擋影像模板與量測結構之影像之間的相似性指示符或另一匹配量度)。總權重C係藉由將影像之權重圖A與被阻擋影像模板之權重圖B相乘來計算。在滑動期間，相交區域改變，且因此A×B改變，從而導致權重C改變。被阻擋影像模板之權重圖B可為初始權重圖B'，其對於被阻擋影像模板保持恆定，但其中自適應權重圖係藉由影像之權重圖A與初始權重圖B'之乘法或其他卷積產生，可針對每一滑動位置計算該乘法或其他卷積。在任一情況下(亦即，若權重圖B變化或若權重圖B為恆定初始權重圖B')，此在每滑動位置產生自適應權重圖且意謂使用自適應權重圖以計算每滑動位置之相似性。在其他實施例中，在新位置處，可基於量測結構之影像(或諸如量測結構之影像的像素值、對比度、清晰度等之屬性)而更新權重圖，可基於阻擋影像模板更新權重圖(諸如，基於重疊或卷積得分而更新)，或可基於被阻擋影像模板更新權重圖(諸如，基於被阻擋影像模板與影像或聚焦中心之距離而更新)。自操作1107，方法1100繼續返回至操作1106，其中基於更新權重圖而比較阻擋影像模板與量測結構之影像上的另一位置。操作1106與1107之間的反覆繼續，直至被阻擋影像模板與量測結構之影像上的位置匹配或滑動穿過所有測試影像位置為止。匹配可基於臨限值或最大相似性指示符而判定。匹配可包含基於臨限相似性得分而匹配多次出現。在操作1108處，將被阻擋影像模板與量測結構之影像上的位置匹配。在匹配被阻擋影像模板之後，可基於匹配位置判定偏移之量度或程序穩定性，諸如疊對、邊緣置放誤差、偏移之量度。如上文所描述，方法1100 (及/或本文中所描述之其他方法及系統)經組態以提供通用框架以基於權重圖而將影像模板與結構之影像上的位置匹配。

圖12繪示根據一實施例之實例輪廓影像模板。輪廓影像模板1200包含內輪廓線1202及外輪廓線1204。內輪廓線1202及外輪廓線1204展示為連續的，但可代替地為非連續的。輪廓影像模板1200可填充有或相關聯於像素值，包括灰度值，且用作用於模板匹配之影像模板。舉例而言，在內輪廓線1202內部，輪廓影像模板1200可具有對應於黑色值之灰度值。在外輪廓線1204外部，輪廓影像模板1200可具有對應於白色值之灰度值。在內輪廓線1202與外輪廓線1204之間，像素值可對應於灰色之灰度值。輪廓影像模板1200之像素值可基於使用者輸入而調整。替代地，輪廓影像模板1200之像素值可由隨位置而變化之函數(諸如S型函數)定義(其中實例位置函數包括與模板邊緣之距離、與模板中心之距離、與輪廓線之距離等)。輪廓影像模板1200亦可包含「熱點」或參考點1206，其用於判定相對於結構之影像的其他模板、圖案或特徵的偏移之量度。

圖13A及圖13B繪示根據一實施例之用於具有極性匹配之模板匹配的實例合成影像模板。圖13A描繪合成影像模板1300，其具有像素值(或灰度上之色彩)。圖13B描繪合成影像模板1310，其對應於圖13A之合成影像模板1300的反轉影像極性版本。由於在不同時間及/或不同位置處獲取影像，因此影像極性可在影像間變化，即使對於同一結構亦如此。在光學影像中，極性可依據照射方向及焦平面位置而變化。在SEM影像中，極性可依據電子能量及層厚度而變化。在一些情況下，影像模板極性可完全反轉。在一些情況下，影像極性可不完全反轉，而是可替代地按比例調整或減小或放大動態範圍。針對按比例調整極性，特徵之間的對比度可減少且黑色及白色特徵可以灰度呈現。影像模板可具有單個極性值(例如，範圍在-1至1之間)，其線性地調整影像模板之像素值(其中像素值通常在0至255之間)。影像模板亦可包含極性圖，其中影像之一部分可具有一個極性且影像之另一部分具有相反極性。此可有助於匹配底層在厚度上變化之影像，此係因為基板厚度可影響極性。極性可為合成影像模板及自一或多個所獲得影像產生的影像模板的特徵。

圖14繪示根據一實施例之用於基於合成影像產生影像模板之例示性方法1400。下文詳細描述此等操作中之每一者。下文呈現之方法1400的操作意欲為說明性的。在一些實施例中，方法1400可用未描述的一或多個額外操作及/或不用所論述之操作中之一或多者來實現。另外，在圖14中繪示及在下文描述方法1400之操作的次序並不意欲為限制性的。在一些實施例中，方法1400之一或多個部分可(例如藉由模擬、模型化等)實施於一或多個處理器件(例如一或多個處理器)中。一或多個處理器件可包括回應於以電子方式儲存於電子儲存媒體上之指令而執行方法1400的操作中之一些或全部的一或多個器件。一或多個處理器件可包括經由硬體、韌體及/或軟體來組態之一或多個器件，該硬體、韌體及/或軟體經專門設計用於執行例如方法1400之操作中之一或多者。

在操作1421處，自量測結構之一層選擇假影。假影或特徵可為實體特徵，諸如接觸孔、金屬線、植入區域等。假影亦可為影像假影，諸如邊緣模糊；或內埋或被阻擋假影。判定用於假影之形狀。形狀可藉由GDS格式、微影模型模擬形狀、偵測到之形狀等等來定義。在操作1422處，使用一或多個程序模型以產生假影之俯視圖。程序模型可包括沈積模型、蝕刻模型、植入模型、應力及應變模型等。一或多個程序模型可產生製成假影之模擬形狀。在平行操作1423處，選擇一或多個圖形輸入用於假影。圖形輸入可為製成假影之影像。圖形輸入亦可為使用者輸入或基於使用者知識，其中使用者部分地基於類似製成元件之經驗而更新製成形狀。舉例而言，圖形輸入可為隅角圓化或平滑的。

在操作1424處，基於圖形輸入或使用者輸入更新假影之俯視圖。在操作1425處，使用掃描電子顯微法模型以產生假影之合成SEM影像。隨後基於合成SEM影像產生影像模板。在操作1426處，基於製成假影之所獲取SEM影像更新影像模板。在操作1427處，將影像模板與製成假影之影像匹配。影像模板可進一步包含權重圖，且即使在假影被部分地阻擋時亦可與製成假影匹配。如上文所描述，方法1400 (及/或本文中所描述的其他方法及系統)經組態以提供通用構架以基於合成影像產生影像模板。

圖15A至圖15E繪示根據一實施例之基於影像產生之實例組合模板。圖15A描繪IC上之非重複器件結構的實例影像1500。然而，應瞭解，本發明不限於此。諸如可在隨機邏輯層中發現之非重複器件結構並不具有可執行模板匹配或偏移量測之常規或週期性假影。對於在同一層上具有多個特徵之影像模板，模板匹配可涉及匹配影像模板之特徵中之多者與測試影像。多個特徵映射可增加匹配穩固性。

為了建立多個匹配點，選擇組合模板。選擇實例影像1500之各種假影用於匹配。假影係基於其用於匹配之適合性而選擇。適合性包括諸如假影穩定性及穩固性之元素，其中不可複製或具有高天然可變性(例如金屬線)之假影較不適用於匹配。適合性包括影像屬性元素，其中假影在影像中應為可見的以便用於模板匹配。可基於大小、平均亮度、與相鄰元素之對比、邊緣厚度、強度對數斜率(ILS)等選擇假影。參考影像(諸如實例影像1500)可經分析以識別用於組合模板之假影。對於含有多個元素之層，可選擇最合適的元素。

可基於圖案大小、對比度、ILS、穩定性等等選擇用於程序層之圖案或假影之群組。該選擇可基於：(1)根據圖案大小之圖案分組，包括根據GDS資料；(2)經由程序模型判定的經預測ILS、橫截面積、邊緣屬性、程序穩定性等中之一或多者；及/或(3)經由SEM模擬器或模型(諸如eScatter或CASINO)估計SEM影像對比度。

組合模板可進一步包含權重圖及去強調區域。對於包括圖案群組之組合模板，可指派指示優先級或重點之變化、ILS之變化、對比度之變化、影像模板之邊緣區或輪廓與中心或經填充部分之間的區別、模板區域中之被阻擋部分等的權重圖。藉由去強調組合模板之區域，例如，藉由相對小於其他區域對其進行加權，產生各種「不關心(do-not-care)」或去強調之區域。此等去強調區域可對應於影像上之未匹配假影，此係因為其並不足夠穩定以匹配，或因為其並非規則的且可例如在不同位置之間變化。實例影像1500含有對應於非重複器件之各種特徵1502a至1502e的線圖。如所描繪，特徵1502a至1502e顯示不同可變性程度，其中長窄特徵顯示波紋及其他可變性(諸如特徵1502a、1502b)，而圓形圖更規則(諸如特徵1502b、1502d、1502e)。可基於針對實例影像之不同經製造版本(例如，針對晶圓上之相同圖案之多個位置或針對含有相同圖案之例項的多個晶圓)獲取之多個影像而判定特徵穩定性之水平。亦展示「熱點」或參考點1510，其中參考點1510可基於影像而選擇(例如，在影像之中心)或添加至影像且可不為結構或影像自身之一部分。

圖15B描繪對應於實例影像1500之結構之第一層的組合模板1520之實例。組合模板1520含有在圖案之間具有經定義空間關係的各種實例圖案1522a至1522e。組合模板1520中之實例圖案1522a至1522e中之每一者為圓形，但可選擇或以其他方式使用任何適當形狀。另外，組合模板134中的圖案1522a至1522e中之每一者可具有如大體上參考影像模板所描述之像素值、輪廓、權重圖、極性等。組合模板1520中之圖案可進一步包含可除了組合模板1520之權重圖以外的權重圖(例如，實例圖案1522a至1522e可各自具有相同或不同權重圖，且組合模板1520可具有完全對應於組合模板1520之額外權重圖)。組合模板1520之權重圖針對(所選)圖案(或經識別假影)經高度加權，且針對圖案外部之區域經輕微強調或加權。因此，加權產生實質上自模板匹配排除之「不關心」區或去強調區，且在成分圖案之匹配時聚焦模板匹配。去強調區或區域可加權為零、實質上等於零，或另外比所選假影或圖案低或更輕微。亦展示「熱點」或參考點1510b，其中參考點1510b可基於影像(亦即，包括多個層之總影像)而選擇或添加至影像且可不為結構自身之部分。舉例而言，對於組合模板1520，參考點1510b並不對應於模板之特徵。

圖15C描繪對應於實例影像132之結構之第二層的組合模板1530之實例。第一層及第二層可具有任何空間或阻擋關係，在一些情況下，第一層及第二層可為量測結構之同一層。組合模板1530含有在圖案之間具有經定義空間關係的各種實例圖案1532a至1532e。實例圖案1532a至1532e中之每一者經展示為圓形矩形，但即使在單一組合模板內亦可選擇任何適當形狀且可選擇多個形狀。圖案中之每一者可具有如大體上參考影像模板所描述之像素值、輪廓、權重圖、極性等。組合模板1530進一步包含如先前參考組合模板1520所描述之權重圖。多於一個組合模板之「不關心」區或去強調區可重疊，且經選擇用於一個組合模板之假影可對應於另一組合模板中之去強調區。亦展示「熱點」或參考點1510c，其中參考點1510c再次可基於影像而選擇或添加至影像中，且可並非結構自身之部分。

圖15D描繪圖15B之實例組合模板1520及圖15C之實例組合模板1530，該等模板在疊對影像1540中與圖15A之實例影像1500上之位置匹配。可基於來自組合模板1520、1530中之每一者的參考點1510b、1510c之相對位置而判定偏移之量度，該偏移之量度可為對準之量度、疊對之量度、EPE之量度等。組合模板(亦即，1520及1530)中之每一者含有參考點或「熱點」1510b、1510c，其中參考點對於結構之參考物或「黃金」影像在x-y平面中重疊。在一些實施例中，疊對或偏移之量度可藉由將組合模板1520及1530中之每一者與實例影像1500匹配而判定。組合模板(亦即，1520及1530)與實例影像1500之獨立匹配識別組合模板之參考點在實例影像1500上的位置。基於已匹配之兩個(或多於兩個)參考點1510b、1510c之比較，可判定偏移或疊對之量度。參考點1510b、1510c無需對應於經選擇以用於在組合模板(亦即，組合模板之圖案)中進行匹配的特徵或假影，參考點1510b、1510c可替代地在去強調或「不關心」區中出現。參考點1510可不對應於參考結構之影像的實體元素。由於參考點1510b、1510c針對「黃金」影像經共置，因此相對層之參考點之間的距離或向量為層間移位之量度。

圖15E描繪組合模板1520之參考點1510b及組合模板1530之參考點1510c。參考點1510b及1510c相對於圖15D之疊對影像1540而放大，但維持相同關係。展示偏移向量1550，其對應於與實例影像1500匹配之組合模板1520與1530之間的層間移位。圖15B之組合模板1520之參考點1510b出現在彼模板之去強調或「不關心」區中。圖15C之組合模板1530之參考點1510c對應於彼模板之特徵。藉由使用組合模板，可在並不具有重疊特徵之層之間執行匹配，而替代地在多個層之特徵被穿插的情況下執行匹配。亦可基於偏移之量度或層間移位之其他量度而判定進行重疊之特徵的疊對之量度。

圖16繪示根據一實施例之用於產生組合模板的例示性方法1600。下文詳細描述此等操作中之每一者。下文呈現之方法1600的操作意欲為說明性的。在一些實施例中，方法1600可用未描述的一或多個額外操作及/或不用所論述之一或多個操作來實現。另外，在圖16中繪示及在下文描述方法1600之操作的次序並不意欲為限制性的。在一些實施例中，方法1600之一或多個部分可(例如藉由模擬、模型化等)實施於一或多個處理器件(例如一或多個處理器)中。一或多個處理器件可包括回應於以電子方式儲存於電子儲存媒體上之指令而執行方法1600的操作中之一些或全部的一或多個器件。一或多個處理器件可包括經由硬體、韌體及/或軟體來組態之一或多個器件，該硬體、韌體及/或軟體經專門設計用於執行例如方法1600之操作中之一或多者。

在操作1641處，獲取或獲得量測結構之影像。影像可為光學影像、掃描電子顯微法影像、另一電磁影像等等。影像可包含多個影像，諸如平均影像。影像可含有關於對比度、強度、穩定性及大小之資訊。在操作1642處，獲得量測結構之合成影像。合成影像可自一或多個模型獲得，基於所獲取影像而優化，或基於任何先前論述之方法產生。在操作1643處，獲得或選擇影像之至少兩個假影。影像可為所獲得影像或已量測影像或合成影像，包括其任何組合。至少兩個假影可包含量測結構之實體元素，或並非量測結構之實體元素或對應於兩個或多於兩個實體元素之間的相互作用但並非實體元素自身的影像假影。假影可基於假影大小、假影對比度、假影程序穩定性、假影強度對數斜率中之至少一者或此等因素之組合來選擇。在操作1644處，判定至少兩個假影之間的空間關係。空間關係可為距離、方向、向量等。空間關係可為固定的，或亦可為對於影像可調整及可匹配的。固定空間關係仍可在模板匹配期間按比例調整或旋轉(亦即，其中組合模板之圖案之間的空間關係經共同線性地調整)。

在操作1645處，基於至少兩個假影及空間關係產生組合模板。在操作1646處，針對組合模板產生權重圖。組合模板包含權重圖及去強調區域。去強調區域比至少兩個假影加權得更少。亦可選擇額外假影用於去強調區域，諸如基於小假影大小、大假影大小、不足假影對比度、假影程序不穩定性、不足假影強度對數斜率或其組合。組合模板可包含用於至少兩個假影中之每一者的影像模板，其可進一步包含用於圖案之個別元素或整個圖案之元素的權重圖。在操作1647處，將組合模板與量測結構之影像上的位置匹配。匹配可包含如先前描述之任何匹配方法。如上文所描述，方法1600 (及/或本文中所描述的其他方法及系統)經組態以提供通用構架以基於合成影像產生影像模板。

圖17繪示根據一實施例之基於多個影像模板判定偏移之量度的示意性表示，其中每一模板自身由圖案之群組構成。描繪第一組合模板1701、第二組合模板1702及第三組合模板1703。亦描繪量測結構之影像集合(例如，影像1710a、1710b及1710c)。針對該等層中之每一者之間的層間層移位判定偏移之量度，其可為疊對之量度。舉例而言，在第一及第二組合模板、第一及第三組合模板以及第二及第三組合模板之間判定偏移或疊對之量度。

組合模板可進一步包含被部分阻擋元素，其中第三組合模板1703之特徵藉由第一組合模板1701之特徵及第二組合模板1702之特徵兩者部分地阻擋，且第二組合模板1702之特徵藉由第一組合模板1701之特徵阻擋。包含去強調區之權重圖可藉由圖案或圖案之個別元素的權重圖補充。在一些實施例中，影像模板之權重圖可在模板匹配期間自適應地更新。舉例而言，第三組合模板1703之權重圖可對描繪為白色空間之區域(亦即，區域1720)進行去強調，但亦可自適應地對模板匹配期間的影像模板之經輕微阻擋部分進行去強調或加權。

圖18A至圖18G描繪每層模板匹配之示意性表示。圖18A描繪用於量測結構之實例示意圖1800。實例示意圖1800可為GDS (或「GDSII」)或用於製造結構之計劃。實例示意圖1800含有各種層，包括未圖案化層1810、金屬層1820、第一特徵層1830及第二特徵層1840。實例示意圖1800係為易於解釋每層模板匹配而提供之實例幾何形狀，且因而該結構僅為例示性的。未圖案化層1810可為並不對基板執行製造步驟之層(例如，裸矽或二氧化矽層)，或可為對基板執行一或多個均勻製造步驟之層(例如，均勻介電質沈積)。金屬層1820可為通孔層，其中金屬層1820之金屬將由實例示意圖1800描述之結構的一或多個層電連接或甚至將實例示意圖1800之結構之一或多個層電連接至另一晶圓或量測結構中之層。第一特徵層1830及第二特徵層1840可由相同或不同材料構成。在實例示意圖1800中，第一特徵層1830及第二特徵層1840可由金屬構成且可具有類似化學、光學或電子屬性。金屬層1820、第一特徵層1830及第二特徵層1840可對應於不同製造步驟，例如，不同微影、蝕刻、沈積、平坦化等步驟。實例示意圖1800之層可包括更多或更少層，包括更多或更少特徵，且可包括多層特徵。在實例示意圖中，金屬層1820及第二特徵層1840之特徵重疊，此可導致一個層之特徵被影像(光學影像、電子顯微法影像等等)中之另一層之特徵阻擋。

圖18B描繪圖18A之實例示意圖1800的橫截面1850。橫截面1850描繪基板1808、第一未圖案化層1812、金屬層1820 (如在圖18A中)、第二未圖案化層1814、第一特徵層1830 (如在圖18A中)、第三未圖案化層1832、第二特徵層1840 (如在圖18A中)及未圖案化頂蓋層1842。橫截面1850之層為僅為易於描述而提供之實例層，且橫截面(或量測結構)可包含更多或更少層。金屬層1820可為內埋於第一未圖案化層1812及第二未圖案化層1814內或貫穿第一未圖案化層1812及第二未圖案化層1814的通孔。金屬層1820可連接基板1808及第二特徵層1840。第一特徵層1830及第二特徵層1840可皆含有內埋於第三未圖案化層1832內或貫穿第三未圖案化層1832之特徵，但第一特徵層1830及第二特徵層1840可使用不同微影遮罩或不同微影步驟來圖案化。因此，第一特徵層1830及第二特徵層1840之特徵可由於對準、曝光、顯影、蝕刻、沈積等變化而經歷自彼此之偏移。

圖18C描繪對應於圖18A之實例示意圖1800的合成影像1860。合成影像1860包括基於示意圖1800中所含有之GDS資訊的所製造特徵形狀之模型化。合成影像1860描繪例如出現在實例示意圖1800之正方形及矩形特徵上的角度圓化。合成影像包含對應於實例示意圖1800之未圖案化層1810的影像區域、對應於示意圖1800之金屬層1820的特徵、對應於示意圖1800之第一特徵層1830的特徵，及對應於示意圖1800之第二特徵層1840的特徵。在合成影像1860中，將金屬層1820之特徵描繪為白色，而將對應於未圖案化層1810之區域描繪為黑色。金屬層1820之特徵的白色可對應於合成影像1860中之預期影像強度，諸如可對應於自與SEM影像中之電子的接地源接觸之金屬反射的散射電子。未圖案化層1810之區域的黑色可對應於合成影像1860中之預期影像強度，諸如可對應於自絕緣層發射的散射電子之缺乏。合成影像1860之色彩僅為實例色彩。第一特徵層1830之特徵係以陰影區段來描繪，而第二特徵層1840之特徵係以灰色圓形矩形來描繪。合成影像1860之形狀與圖18A之實例示意圖1800之間的差異可歸因於光學效應、製造效應等。實例示意圖1800與合成影像1860之間的差異可基於光學模型化、程序模型化、顯微法模型化等而判定。

圖18D描繪對應於圖18A之實例示意圖1800的實例所獲得影像1870。所獲得影像1870可為SEM影像、光學影像等。所獲得影像1870包含可與未圖案化層1810之區域、金屬層1820之特徵以及第一特徵層及第二特徵層(例如，圖18A之實例示意圖1800之第一特徵層1830及第二特徵層1840)之特徵1872相關的特徵。如由黑色填充表示之未圖案化層1810可對應於低電子或光子散射之區域。如由白色填充表示之金屬層1820之特徵可對應於高電子或光子散射之區域。金屬層1820之特徵可如此明亮或產生特徵具有軟邊緣(如所描繪)之如此多的光子或電子散射。第一特徵層及第二特徵層之特徵1872可完全包含不同材料屬性(亦即，相同材料之不同厚度、相同材料之不同粗糙度等等)或不同材料。然而，即使第一特徵層及第二特徵層之特徵1872不同，其仍可具有相同或不同影像品質，例如，亮度、清晰度等等。如由灰色填充表示的第一特徵層及第二特徵層之特徵1872可對應於介質電子或光子散射之區域。金屬層1820之特徵可如此明亮(例如反射或散射)，使得金屬層1820之內埋特徵可遮蔽或以其他方式阻擋第一特徵層及第二特徵層之特徵1872，即使金屬層1820之特徵內埋於第一特徵層及第二特徵層之特徵1872下方。

圖18E描繪用於所獲得影像1870之金屬層1820之特徵的實例模板1880。實例模板1880含有多個個別模板1882或子模板，每一模板對應於在空間上配置成複合模板之所獲得影像1870之金屬層1820的特徵。個別模板1882之間的空間關係可包含儲存於實例模板1880中之資訊。實例模板1880可進一步包含一或多個權重圖，例如個別模板1882中之每一者的權重圖、總權重圖等。實例模板1880可基於模板匹配(包括使用先前所描述之方法)與所獲得影像1870匹配。對應於未被阻擋特徵之實例模板1880可在對應於被阻擋特徵的模板之前與所獲得影像1870匹配。

圖18F描繪用於合成影像1860之第二特徵層1840的特徵(例如，所獲得影像1870之第一特徵層及第二特徵層的特徵1872中之一些)的實例模板1884。實例模板1884含有多個個別模板1886或子模板，每一模板對應於在空間上配置成複合模板之合成影像1860之第二特徵層1840的特徵，該等特徵為所獲得影像1870之第一特徵層及第二特徵層之特徵1872中的一些。個別模板1886之間的空間關係可包含儲存於實例模板1884中之資訊。實例模板1884可進一步包含一或多個權重圖，例如個別模板1886中之每一者的權重圖、總權重圖等。實例模板1884可基於模板匹配(包括使用先前所描述之方法)與所獲得影像1870匹配。對應於被阻擋及未阻擋特徵兩者之實例模板1884可針對金屬層1820之特徵在實例模板1880之後與所獲得影像1870匹配，金屬層1820之該等特徵阻擋合成影像1860之第二特徵層之特徵中的一些但並非所有。即使所獲得影像1870之第一特徵層及第二特徵層之特徵1872具有類似影像屬性，但此等特徵與分離模板匹配。模板之特徵對應於單個微影步驟之特徵(或單個微影步驟之特徵的子集)，其空間關係已知且藉由微影(光學微影、DUV微影、電子束輔助微影等等)設定。

圖18G描繪用於合成影像1860之第一特徵層1830的特徵(例如，所獲得影像1870之第一特徵層及第二特徵層的特徵1872中之一些)的實例模板1888。實例模板1888含有多個個別模板1890或子模板，每一模板對應於在空間上配置成複合模板之合成影像1860之第一特徵層1830的特徵，該等特徵為所獲得影像1870之第一特徵層及第二特徵層之特徵1872中的一些。在實例情況下，個別模板可大致為一維的。個別模板1890之間的空間關係可包含儲存於實例模板1888中之資訊。實例模板1888可進一步包含一或多個權重圖，例如個別模板1890中之每一者的權重圖、總權重圖等。實例模板1888可基於模板匹配(包括使用先前所描述之方法)匹配至所獲得影像1870。對應於未阻擋特徵之實例模板1888可針對金屬層1820的特徵在實例模板1880之前或之後及針對合成影像1860之第二特徵層1840的特徵在實例模板1884之前或之後與所獲得影像1870匹配。即使所獲得影像1870之第一特徵層及第二特徵層之特徵1872具有類似影像屬性，但此等特徵與分離模板匹配，如先前描述。

圖19A至圖19F描繪使用模板匹配以選擇所關注區之示意性表示。圖19A描繪多層結構之實例示意圖1900。實例示意圖1900為易於解釋而提供之示意圖，且並非限制性結構定向。多層結構包含第一層1901、第二層1902、第三層1903及第四層1904。第一層1901之特徵經描繪為關於實例示意圖1900之長軸及短軸成角度的多個重複灰色橢圓。第二層1902之特徵經描繪為具有白色填充及黑色邊界之多個重複橢圓，該等橢圓大致以第一層1901之特徵為中心。第三層1903之特徵經描繪為填充有平行於實例示意圖1900之短軸定向之向上對角影線的多個重複長條。第四層1904之特徵經描繪為填充有平行於實例示意圖1900之長軸而定向之向下對角影線的多個重複長條。第三層1903之多個長條及第四層1904之多個長條在第一層1901及第二層1902之特徵的大致中心處相交。如所描繪，第四層1904之特徵阻擋第一層1901、第二層1902及第三層1903之特徵。第三層1903之特徵阻擋第一層1901及第二層1902之特徵。第二層1902之特徵阻擋第一層1901之特徵。一個層由另一層阻擋可為實體阻擋(亦即，其中第一層1901為內埋層且第四層1904為頂部層)但亦可或代替地為電子阻擋、光學阻擋或其他影像誘發之阻擋(例如，其中第一層1901並非電子散射材料，且其中第四層1904之材料為良好電子散射材料)。

圖19B描繪針對藉由圖19A之實例示意圖1900描述之多層結構獲得的實例影像1910。實例影像1910為灰度影像，但可替代地為彩色影像或其他多波長影像。實例影像含有關於實例示意圖1900之第一層1901、第二層1902、第三層1903及第四層1904之特徵的資訊。第一層1901之未阻擋部分對應於實例影像1910之深灰色區域1911。第二層1902之未阻擋部分對應於實例影像1910之中灰色區域1912。第三層1903之未阻擋部分對應於實例影像1910之淺灰色區域1913。第四層1904之未阻擋部分(亦即，第四層1904之所有區域)對應於實例影像1910之白色區域1914。圖19A之實例示意圖1900之未圖案化區域呈現為實例影像1910中之黑色區域1915。實例影像1910僅為了易於描述而提供，且並非限制性的。實例影像1910經提供為可基於模板匹配識別所關注區的實例影像，與可執行影像品質增強之實例影像一樣。實例影像1910為其中一些特徵難以區分(例如，在色彩或像素值方面接近)之灰度影像。另外，實例影像1910含有極暗的一些區域(例如，黑色區域1915及深灰色區域1911)及極亮的一些區域(例如，白色區域1914)。由於實例影像1910之像素值可具有廣泛範圍，因此僅擴展像素值之範圍(例如，使實例影像1910增亮或暗化)可能不會使特徵更清晰或更可區分。儘管在此實例中顏色飽和度用作用於增強之影像品質因數，但可針對影像銳化、影像軟化及其他影像增強技術進行類似解釋。為了選擇所關注區，對於影像品質增強或出於諸如分段、模板匹配等其他原因，可選擇對應於特定層之影像的區域。

圖19C描繪實例模板匹配1920。實例模板匹配1920包含對應於與圖19B之實例影像1910匹配的圖19A之實例示意圖1900之第四層1904的第一影像模板，其經描繪為虛線矩形1922。實例示意圖1900之第四層1904對應於實例影像1910之白色區域1914。藉由將對應於第四層1904之模板與實例影像1910匹配(例如，與第四層1904之特徵匹配)，可選擇或取消選擇實例影像1910之白色區域1914。實例模板匹配1920可用以選擇矩形1922內之區，以排除虛線矩形1922內之區，基於虛線矩形1922內之區的位置定位區域或區(例如，近接位置)，使影像分段等。可基於虛線矩形1922內之區域識別一或多個所關注區。在以下實例中，將自所關注區域排除虛線矩形1922內之區域。

圖19D描繪基於圖19C之模板匹配1920判定的實例所關注區1930。在此實例中，自所關注區1930排除對應於實例影像1910之白色區域1914及實例示意圖1900之第四層1904的虛線矩形1922之區域。此實例中之所關注區1930包含實例影像1910之並不對應於圖19C之虛線矩形1922的區域，但此僅為了易於描述，且所關注區可實際上較小，或為影像之對應於或不對應於藉由模板匹配識別之層之特徵的區域之子集。自所關注區排除之區係藉由具有黑色填充1935之虛線灰色矩形識別。自所關注區排除一或多個區域可藉由阻擋待排除之部分之影像(諸如藉由掩蔽所排除區中之像素值)來實現。未包括於所關注中之區域可不經掩蔽或阻擋，而是可替代地藉由邊界或其他影像假影識別。所關注區1930可對應於藉由模板匹配識別以對應於單層之特徵、單層之特徵之子集、多層之特徵等的區域。所關注1930可用於提高用於後續層之模板匹配的準確度或速度。舉例而言，所關注區1930可用於產生第一層1901、第二層1902及第三層1903之特徵之位置的機率圖，此係因為此等層中之每一者的特徵很可能與自所關注區1930排除之區域相交。因此，用於第一層1901、第二層1902及第三層1903之特徵的模板匹配可集中於所關注區1930之邊界周圍。

另外，所關注區1930可用以執行影像品質增強(如所描繪)。排除由具有黑色填充1935之虛線灰色矩形識別之區可允許所關注區1930變亮(如所描繪)或以其他方式增強或調整。排除由具有黑色填充1935之虛線灰色矩形所識別之區域被描繪為如同彼等區被阻擋或以其他方式自影像所掩蔽。可接著對剩餘區域(例如，所關注區1930之區域)進行色彩調整，使得進一步使色彩相隔或更可區分。作為一實例，第一層1901之對應於實例影像1910之深灰色區域1911的未阻擋部分可經增亮以對應中灰色區域1931。第二層1902之對應於實例影像1910之中灰色區域1912的未阻擋部分可經增亮以對應於淺灰色區域1932。第三層1903之對應於實例影像1910之淺灰色區域1913的未阻擋部分可經增亮以對應於白色區域1933。圖18A之實例示意性1900之未圖案化區域(其在實例影像1910中呈現為黑色區域1915)可保持為黑色區域1915。所關注區1930可具有如上文所描述應用或使用其他標準演算法的影像品質增強。可藉由模板匹配在影像中識別多於一個所關注區。亦可基於多個模板之匹配來識別所關注重疊區。在一些情況下，多個所關注區之接頭、相交點、補體等可提供甚至更大特異性或進一步識別影像之另一所關注區。

圖19E描繪實例直方圖1940，其描繪針對圖19A之實例影像1910的沿著y軸1944之像素的數目相對於沿著x軸1942之像素值。曲線1946表示針對實例影像1910的像素之數目相對於像素值。由虛線橢圓形1948識別之峰表示實例影像之白色區域1914。由於曲線1946具有表示黑白像素之極低像素值及極高像素值兩者，因此其可難以調整影像品質增強，諸如影像增亮。

圖19F描繪實例直方圖1950，其描繪針對圖19D之所關注區1930的沿著y軸1954之像素的數目相對於沿著x軸1952之像素值。曲線1956表示像素之數目相對於所關注區1930之像素值。黑框1958表示自所關注區1930排除之先前存在於圖19E之實例直方圖1940中的像素值。黑框1958遮蔽影像1910之白色區域1914之像素的像素值。當自直方圖排除彼等值時，可諸如藉由沿箭頭1960之方向或沿箭頭1962之方向擴展像素值之範圍來調整剩餘像素之值。亦可應用其他影像品質增強技術。

圖20描繪影像分段之示意性表示。圖20描繪具有錯誤著色之實例影像2000，其實質上類似於圖18C之合成影像1860。為易於描述而呈現實例影像2000，其中所描述之影像分段方法可應用於其他影像及結構。實例影像2000亦對應於基於圖18A之實例示意圖1800的結構。實例影像2000含有對應於多層結構上之未圖案化區域的黑色區域2001、對應於多層結構之金屬通孔的白色區域2002、對應於多層結構之第一特徵層之特徵的陰影區域2003及對應於多層結構之第二特徵層之特徵的灰色區域2004。在實例影像中，為了易於描述，以不同填充描繪第一特徵層之特徵的陰影區域2003及第二特徵層之特徵的灰色區域2004。在諸如圖18D之所獲得影像1870中所描繪的所獲得影像中，第一特徵層之特徵及第二特徵層之特徵可包含實質上相同的像素值或強度。

對應於白色區域2002之金屬通孔的第一影像模板2010匹配於如第一實例模板匹配2020中所展示之實例影像2000。第一影像模板2010可包含對應於金屬通孔之特徵的多個模板。第一影像模板2010可匹配於實例影像2000上之一個位置，匹配於實例影像2000上之多個位置，或甚至部分匹配於實例影像2000上之位置或位置之部分。第一影像模板2010可藉由使用一或多個自適應權重圖與實例影像2000匹配。含有對應於用「1」標記的第一層的區的第一影像模板2010可用以使實例影像2000分段。第一實例模板匹配2020展示被識別為對應於第一影像模板2010之區或區段，其亦用「1」標記。

對應於第二特徵層之特徵之灰色區域2004的第二影像模板2030匹配於如第二實例模板匹配2040中所展示之實例影像2000。第二影像模板可包含對應於第二特徵層之特徵的多個模板。第二影像模板2030可匹配於實例影像2000上之一個位置，匹配於實例影像2000上之多個位置，或甚至部分匹配於實例影像2000上之位置或位置之部分。第二影像模板2030可替代地或另外匹配於第一實例模板匹配2020上之一或多個位置(例如，第二影像模板2030可匹配於已與第一影像模板2010匹配之實例影像2000)。第二影像模板2030可藉由使用一或多個自適應權重圖與實例影像2000匹配。含有對應於用「2」標記的第二層的區的第二影像模板2030可用以使實例影像2000分段。第二實例模板匹配2040展示被識別為對應於第二影像模板2030之區或區段，其亦用「2」標記。

對應於第一特徵層之特徵之陰影區域2003的第三影像模板2050匹配於如第二實例模板匹配2060中所展示之實例影像2000。第三影像模板可包含對應於第一特徵層之特徵的多個模板。第三影像模板2050可匹配於實例影像2000上之一個位置，匹配於實例影像2000上之多個位置，或甚至部分匹配於實例影像2000上之位置或位置之部分。第三影像模板2050可替代地或另外匹配於第二實例模板匹配2040上之一或多個位置(例如，第三影像模板2050可匹配於已與第一影像模板2010及第二影像模板2030匹配之實例影像2000)。第三影像模板2050可藉由使用一或多個自適應權重圖與實例影像2000匹配。含有對應於用「3」標記的第三層的區的第三影像模板2050可用以使實例影像2000分段。第三實例模板匹配2060展示被識別為對應於第三影像模板2050之區或區段，其亦用「3」標記。

可基於匹配之影像模板來使影像分段。在一些情況下，分段可實質上對應於模板之特徵的組態。在其他情況下，分段可包括一或多個模板之個別元素外部的區域，或不包括一或多個模板之個別元素內部的區域。舉例而言，第二實例模板匹配2040可自在第二影像模板2030之特徵內部且亦在第一影像模板2010之特徵內部的第二分段區排除。在另一實例中，對應於第三影像模板2050之分段可包括第三影像模板2050之特徵外部的邊緣區。

圖21A至圖21B描繪基於先前模板對準之模板對準的示意性表示。圖21A描繪具有圖20之錯誤著色之實例影像2000。為易於描述，再次使用實例影像2000，但所描述方法可應用於任何多層結構之影像。實例影像2000含有對應於多層結構上之未圖案化區域的黑色區域2001、對應於多層結構之金屬通孔的白色區域2002、對應於多層結構之第一特徵層之特徵的陰影區域2003及對應於多層結構之第二特徵層之特徵的灰色區域2004。在實例影像中，為了易於描述，以不同填充描繪第一特徵層之特徵的陰影區域2003及第二特徵層之特徵的灰色區域2004。在諸如圖18D之所獲得影像1870中所描繪的所獲得影像中，第一特徵層之特徵及第二特徵層之特徵可包含實質上相同的像素值或強度。

對應於白色區域2002之金屬通孔的第一影像模板2010使用任何適當方法匹配於實例影像2000，如第一實例模板匹配2020中所展示，包括參考圖20所描述之彼等方法。第一實例模板匹配2020展示被識別為對應於第一影像模板2010之區或區段，其亦用「1」標記。

基於第一影像模板2010與實例影像2000之對準，定位第二影像模板2030之特徵(其對應於第二特徵層之特徵)的潛在區。展示潛在權重圖2110，其描繪第二特徵層之特徵相對於第一影像模板之特徵之位置的機率區域。潛在權重圖2110對於具有定位第二特徵層之特徵之低機率的區為黑色，且對於具有定位第二特徵層之特徵之高機率的區為白色。潛在權重圖2110係基於第一影像模板2010之位置而應用於實例影像2000以產生第二層機率圖2120。含有關於第二層之特徵很可能位於何處之資訊的第二層機率圖2120可用以選擇待匹配於實例影像2000的第二影像模板2030之第一位置，或可用以自模板匹配或搜尋排除第二影像模板2030相對於實例影像2000之潛在位置。在一些實施例中，第二層機率圖2120可用以導引第二影像模板2030與實例影像2000之匹配。第二層機率圖2120可進一步與模板匹配中之權重圖一起使用。

對應於第二特徵層之特徵之灰色區域2004的第二影像模板2030接著匹配於如第二實例模板匹配2040中所展示之實例影像2000。模板匹配可使用任何適當方法進行，包括參考圖20描述之彼等方法。第二實例模板匹配2040展示被識別為對應於第二影像模板2030之區或區段，其亦用「2」標記。

基於先前模板對準之模板對準之示意性表示的描述在圖21B中繼續。基於第一影像模板2010與實例影像2000之對準，可定位第三影像模板2050之特徵(其對應於第一特徵層之特徵)的潛在區。展示潛在權重圖2140，其描繪基於金屬層之特徵之位置的第一特徵層之特徵之位置的機率區域。另外或替代地，基於第二影像模板2030與實例影像2000之對準，定位第三影像模板2050之特徵(其對應於第一特徵層之特徵)的潛在區。展示潛在權重圖2150，其描繪第一特徵層之特徵相對於第二影像模板之特徵之位置的機率區域。潛在權重圖2140、2150對於具有定位第一特徵層之特徵之低機率的區為黑色，且對於具有定位第一特徵層之特徵之高機率的區為白色。潛在權重圖2140、2150中之任一者或兩者可應用於實例影像2000以產生第三層機率圖2160。亦可使用潛在權重圖2140、2150之相交點、接頭等。含有關於第一特徵層之特徵很可能位於何處之資訊的第三層機率圖2160可用以選擇待匹配於實例影像2000的第三影像模板2050之第一位置，或可用以自模板匹配或搜尋排除第三影像模板2050相對於實例影像2000之潛在位置。在一些實施例中，第三層機率圖2160可用以導引第三影像模板2050與實例影像2000之匹配。第三層機率圖2160可進一步與模板匹配中之權重圖一起使用。

對應於第一特徵層之特徵之陰影區域2003的第三影像模板2050使用包括先前參考圖20所描述之彼等方法的任何適當方法匹配於如第二實例模板匹配2060中所展示之實例影像2000。第三影像模板可包含對應於第一特徵層之特徵的多個模板。第三實例模板匹配2060展示被識別為對應於第三影像模板2050之區或區段，其亦用「3」標記。

圖22描繪使用每層模板匹配之影像間比較的示意性表示。圖22描繪具有圖20之錯誤著色之實例影像2000。為易於描述，再次使用實例影像2000，但所描述方法可應用於任何多層結構之影像。實例影像2000含有對應於多層結構上之未圖案化區域的黑色區域2001、對應於多層結構之金屬通孔的白色區域2002、對應於多層結構之第一特徵層之特徵的陰影區域2003及對應於多層結構之第二特徵層之特徵的灰色區域2004。在實例影像中，為了易於描述，以不同填充描繪第一特徵層之特徵的陰影區域2003及第二特徵層之特徵的灰色區域2004。在諸如圖18D之所獲得影像1870中所描繪的所獲得影像中，第一特徵層之特徵及第二特徵層之特徵可包含實質上相同的像素值或強度。

影像間比較可由多個影像形成。影像間比較可用以評估程序控制、微影遮罩、程序隨機性等。諸如實例影像2000之多個影像可基於模板匹配而對準以產生藉由層對準之影像間對準。舉例而言，實例影像2000之多層結構的N個影像可基於模板匹配重疊。可選擇多層結構之層。對應於所選層之模板可接著匹配至影像中之每一者。多個影像可接著基於經匹配模板之位置而重疊，該等經匹配模板與對應於單層之資訊匹配。基於單層之影像對準可固有地移除由非所選層中之非均一性造成的對準誤差，包括任何兩個層中之疊對誤差。使用可改良模板與影像之匹配的自適應權重圖亦可藉由考慮並不對應於所選層的影像之阻擋及被阻擋結構及向下加權部分而改良影像間對準。

用於所選層之影像間對準2200可基於匹配於所選層之模板的多個影像而產生。作為一實例，第二特徵層的模板用以產生影像間對準2200。為簡單起見，影像間對準僅展示所選層之特徵2210。影像間對準2200可進一步包含關於所選層之特徵2210之出現機率、平均值、分散、隨機性等的資訊。在該實例中，展示特徵2210之平均強度或出現機率，其中白色區域2211表示呈現特徵2210之低機率，灰色區域2212表示呈現特徵2210之中間機率，且黑色區域2213表示呈現特徵之高機率。在模板(用於層或特徵)匹配於影像之後，彼影像之像素可標記為對應於模板之特徵或標記為不對應於模板之特徵。舉例而言，在模板之特徵之區域內的像素可經標記為出現(例如，在出現標度或層上標記為值「1」)，而不在模板之特徵之區域內的像素可經標記為不出現(例如，在出現標度或層上標記為值「0」)。藉由對影像間對準之後的多個影像之出現值求和，可產生出現之機率圖。可針對多個影像使用出現機率，即使經成像之影像或區域不穩定(例如，在亮度、厚度等等方面)或經歷程序變化。對於具有良好控制之影像及程序參數之穩定影像，代替發生機率或除了發生機率以外，亦可使用平均強度。在一些情況下，出現機率可與平均強度相比較或與平均強度一起使用，包括以便判定影像及程序穩定性。

平均強度或出現機率可用以量測特徵之隨機性且控制微影及其他程序。沿著y軸2224標繪特徵2210之強度或出現機率作為沿著曲線圖2220中之x軸2222與特徵2210之中心的距離的函數。曲線2226表示特徵2210之平均形狀輪廓，且可用以計算平均特徵大小2228、特徵大小之標準偏差2230等。特徵2210之大小的分佈可用以判定對特徵大小控制之隨機限制且偵測程序漂移、程序限制等等。

基於所選層之影像間對準(諸如影像間對準2200)，可針對除所選層外的層之特徵判定另一影像間對準。一旦影像基於用於所選層之模板匹配而對準，其他非所選層亦可藉由模板匹配而定位，包括使用一或多個權重圖。基於用於非所選層之匹配模板，可將非所選層之特徵疊對以判定平均位置、強度、出現機率等。描繪第二影像間對準2240，非所選層之特徵針對該第二影像對準而展示。由於影像並不基於非所選層之模板匹配而對準，因此第二影像間對準亦含有關於所選層與非所選層之間的相對移位之資訊。第二影像間對準亦可包含關於非所選層上之特徵之平均值、分散、隨機性的資訊。強度圖2250描繪第二影像間對準2240之非所選特徵的平均強度。黑色區域2252對應於多層結構的金屬通孔，而灰色區域2253對應於多層結構的第一特徵層的特徵。填充之強度表示特徵之平均強度或出現機率。平均強度或出現機率可用以量測特徵之隨機性且控制微影及其他程序。沿y軸2282標繪黑色區域2252之特徵的強度或出現機率作為沿曲線圖2272中之x軸2280與第一特徵層之特徵之中心的距離的函數。曲線2294表示第一特徵層之特徵的平均形狀輪廓，且可用以計算平均特徵大小2296、特徵大小之標準偏差2298等。第一特徵層之特徵之大小的分佈可用以判定對特徵大小控制之隨機限制且偵測用於第一特徵層之程序漂移、程序限制等等。沿著y軸2283標繪灰色區域2253之特徵的強度或出現機率作為沿曲線圖2273中之x軸2280與金屬通孔之特徵之中心的距離的函數。曲線2288表示金屬通孔的特徵的平均形狀輪廓，且可用以計算平均特徵大小2290、特徵大小的標準偏差2292等。第一特徵層之特徵之大小的分佈可用以判定對特徵大小控制之隨機限制且偵測用於第一特徵層之程序漂移、程序限制等等。

圖23描繪基於單位單元之模板匹配的示意性表示。圖23描繪用於週期性多層結構之所獲得影像2300。為易於描述，所獲得影像2300之週期性多層結構可被視為圖18D之所獲得影像1870之重複圖案。所獲得影像2300展示對應於結構之未圖案化區域的黑色區域2310、對應於結構之金屬通孔的白色區域2320及對應於結構之經圖案化區域之其他特徵的灰色區域2330。灰色區域2330可表示來自多個特徵層之特徵。可對所獲得影像2300執行模板匹配。模板匹配可基於由多個模板構成之複合模板來執行。舉例而言，可基於對應於區域2341至2345之特徵及層的模板而針對多層結構之層中之任一者執行模板匹配。舉例而言，圖18E至圖18G之模板1880、1884及1888可用以將對應層之特徵定位在區域2341至2345中之每一者處。所用模板不必具有相同大小或含有用於層中之每一者的相同數目個特徵。此外，複合模板可包含關於模板中之每一者之相對位置的資訊。舉例而言，對於週期性結構，複合模板可包含關於重複尺寸及重複大小之預期變化的資訊。對於模板匹配，第一模板可匹配於第一位置，諸如區域2341，且接著包含複合模板之額外模板可匹配於額外區域，諸如區域2342至2345，該等額外區域基於重複大小而定位。舉例而言，區域2341可基於向區域2340之右側移動四個圖案重複及自區域2340向上移動三個圖案重複而定位。區域2340至2345可分散於整個所獲得影像2300上。舉例而言，可選擇中心區域(諸如區域2340)且可選擇較接近於所獲得影像2300之邊緣的區域(諸如區域2341至2345)。在一些實施例中，區域可基於設定數目個重複進行選擇，但若所選擇區域對於模板匹配不夠明顯或含有任何其他類型之缺陷(諸如針對區域2345所展示)，則另一區域可經選擇以包含複合模板。舉例而言，可選擇鄰近區域2345之區域2346而非區域2345。複合模板不必對稱。使用包含複合模板之多個模板可改良模板匹配準確度，同時減少在模板包含影像之許多或實質上所有特徵的情況下將存在之運算需要。

圖24為可用於本文中所描述之操作中之一或多者的實例電腦系統CS之圖。電腦系統CS包括匯流排BS或用於傳達資訊之其他通信機制，及用於處理資訊之與匯流排BS耦接的處理器PRO (或多個處理器)。電腦系統CS亦包括耦接至匯流排BS以用於儲存待由處理器PRO執行之資訊及指令的主記憶體MM，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體MM亦可用於在由處理器PRO執行指令期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統CS進一步包括耦接至匯流排BS以用於儲存用於處理器PRO之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) ROM或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件SD，且將該儲存器件SD耦接至匯流排BS以用於儲存資訊及指令。

電腦系統CS可經由匯流排BS耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器DS，諸如陰極射線管(CRT)，或平板或觸控面板顯示器。包括文數字及其他按鍵之輸入器件ID耦合至匯流排BS以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器PRO。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器PRO且用於控制顯示器DS上之游標移動的游標控制件CC，諸如，滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入器件通常具有在兩個軸線(第一軸(例如，x)及第二軸(例如，y))上之兩個自由度，從而允許該器件指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入器件。

在一些實施例中，本文中所描述之一或多種方法的部分可藉由電腦系統CS回應於處理器PRO執行主記憶體MM中所含有之一或多個指令的一或多個序列而執行。可將此等指令自諸如儲存器件SD之另一電腦可讀媒體讀取至主記憶體MM中。主記憶體MM中所包括之指令序列的執行使處理器PRO執行本文中所描述之程序步驟(操作)。呈多處理佈置之一或多個處理器亦可用於執行主記憶體MM中所含有之指令序列。在一些實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬佈線電路系統。因此，本文之描述不限於硬體電路及軟體之任何特定組合。

如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」及/或「機器可讀媒體」指代參與將指令提供至處理器PRO以供執行之任何媒體。此媒體可呈許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存器件SD。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體MM。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排BS之電線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如，在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間產生之聲波或光波。電腦可讀媒體可為非暫時性的，例如軟碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣。非暫時性電腦可讀媒體可具有記錄於其上之指令。該等指令可在由電腦執行時實施本文中所描述之操作中之任一者。暫時性電腦可讀媒體可包括例如載波或其他傳播電磁信號。

可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器PRO以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，可初始地將指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體內，且使用數據機經由電話線來發送指令。在電腦系統CS本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器將資料轉換為紅外線信號。耦接至匯流排BS之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排BS上。匯流排BS將資料攜載至主記憶體MM，處理器PRO自該主記憶體MM擷取且執行指令。由主記憶體MM接收到之指令可視情況在由處理器PRO執行之前或之後儲存於儲存器件SD上。

電腦系統CS亦可包括耦接至匯流排BS之通信介面CI。通信介面CI提供與連接至區域網路LAN之網路鏈路NDL的雙向資料通信耦接。舉例而言，通信介面CI可為整合服務數位網路(integrated services digital network；ISDN)卡或數據機以提供與對應類型之電話線的資料通信連接。作為另一實例，通信介面CI可為提供與相容LAN之資料通信連接的區域網路(LAN)卡。亦可實施無線鏈路。在任何此實施中，通信介面CI發送及接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光學信號。

網路鏈路NDL通常經由一或多個網路將資料通信提供至其他資料器件。舉例而言，網路鏈路NDL可經由區域網路LAN將連接提供至主電腦HC。此可包括經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」INT)而提供之資料通信服務。區域網路LAN (網際網路)可使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路資料鏈路NDL上且經由通信介面CI之信號為輸送資訊的例示性形式之載波，該等信號將數位資料攜載至電腦系統CS且自該電腦系統攜載數位資料。

電腦系統CS可經由網路、網路資料鏈路NDL及通信介面CI發送訊息及接收資料(包括程式碼)。在網際網路實例中，主機電腦HC可經由網際網路INT、網路資料鏈路NDL、局域網路LAN及通信介面CI傳輸用於應用程式之經請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供本文中所描述之方法中的全部或部分。所接收程式碼可在其被接收時由處理器PRO執行，及/或儲存於儲存器件SD或其他非揮發性儲存器中以供稍後實行。以此方式，電腦系統CS可獲得呈載波形式之應用程式碼。

如上文至少參考圖7至圖11所描述，模板匹配可用於判定不同層之特徵之間的疊對。舉例而言，使用模板匹配來判定影像之第一層中之特徵的第一位置及影像之第二層中之第二特徵的第二位置。可基於與第一特徵相關聯之第一偏移(例如，偏移720——第一特徵之經判定位置自第一特徵之參考位置的移位)及與第二特徵相關聯之第二偏移(例如，偏移730——第二特徵之經判定位置自第二特徵之參考位置的移位)來量測第一特徵與第二特徵之間的疊對(例如，疊對740)。

在習知模板匹配中，可使用固定大小模板。可存在與使用固定大小模板相關聯之一些缺點。在一些實施例中，歸因於由圖案化程序產生之CD變化(例如，全局CD變化(晶粒間)及局部CD變化(晶粒內))，可取決於模板大小與特徵之真實大小之間的差偏置模板匹配結果(例如，特徵之位置)。可將經量測位置相對於特徵之實際位置之差轉譯成疊對量測誤差。舉例而言，較小大小模板(例如，小於特徵之實際大小的模板大小)可導致高估疊對，且較大大小模板(例如，大於特徵之實際大小的模板大小)可導致低估疊對。存在此等及其他缺點。

揭示用於選擇最佳大小模板以最小化在使用模板匹配來判定所關注參數(例如，疊對)中之誤差的實施例。在一些實施例中，針對影像中之特徵(例如，SEM影像中之通孔層之特徵)產生具有不同大小之模板。模板匹配可針對模板大小中之每一者執行，且判定與用於對應模板大小之模板匹配相關聯的效能指示符。可接著基於效能指示符值選擇特定模板大小。所選模板大小可用於模板匹配中以判定特徵在影像中之位置，該位置可進一步用於各種應用中，包括判定與其他特徵之疊對的量度。在一些實施例中，效能指示符可包括指示影像中之特徵與模板之間的相似性的相似性指示符(例如，上文所描述)。舉例而言，相似性指示符可包括模板與影像之間的正規化平方差。藉由動態地選擇模板匹配之模板大小，使經量測位置與特徵之實際位置之間的差最小化，從而在使用模板匹配判定影像中之特徵之位置時最小化任何誤差，由此改良所關注參數(例如，疊對)之判定的準確度。

以下段落描述至少參考圖25A至圖25C及圖26選擇特定大小的模板以用於模板匹配。

圖25A及圖25B展示符合各種實施例的用於自模板大小之庫選擇模板大小以用於模板匹配的方塊圖。圖25C展示符合各種實施例的各種模板大小之效能指示符值的曲線圖。圖26為符合各種實施例的用於自模板大小之庫選擇模板大小以用於模板匹配之方法2600的流程圖。

在程序P2605處，獲得影像2505。影像2505可包括關於圖案之特徵之資訊。影像2505可為測試影像且可經由光學或其他電磁成像或經由SEM獲取，或可自其他軟體或資料儲存器獲得。影像2505包括諸如第一特徵2510及第二特徵2515之特徵。如上文所描述，特徵可來自製造之多個程序層的同一層或不同層。舉例而言，第一特徵2510可在第一層上且第二特徵2515可在第二層上。在一些實施例中，第一特徵2510可為通孔層上之特徵。

在程序P2610處，獲得模板之庫2501，其具有對應於特徵之不同大小的模板。舉例而言，獲得對應於第一特徵2510之不同大小的模板2501a至2501e。在一些實施例中，若第一特徵2510具有圓形形狀，則模板2501a至2501e可具有不同半徑。可使用上文所描述之多種方法中之任一者產生模板2501a至2501e。在一些實施例中，模板可與「熱點」或參考點2512相關聯，該模板可用於判定相對於影像之其他模板、圖案或特徵之偏移(例如，使用如上文至少參考圖7至圖11所描述之模板匹配)。參考點2512可以任何數目個方式判定。在一些實施例中，參考點2512可位於模板中之使用者定義之位置處。在一些實施例中，參考點2512可為模板2501之形狀之質心。舉例而言，若針對具有圓形形狀之第一特徵2510產生第一模板2501a，則第一模板2501a之參考點2512a為圓之質心，亦即，圓之中心。類似地，其他模板2501b至2501e亦可分別與參考點2512b至2512e相關聯。在一些實施例中，亦可以類似方式判定特徵在影像2505中之參考點。應注意，特徵之形狀皆不限於圓形，參考位置亦不限於形狀之質心。

在一些實施例中，模板大小對特徵在影像2505中之位置的判定的準確度具有影響。舉例而言，當用於判定第一特徵2510在影像2505中之位置的模板大小小於第一特徵2510 (例如，模板2501c)之大小時，模板匹配可在實際上參考點2511位於影像2505中之實際位置2531處時判定第一特徵2510之參考點2511位於經量測位置2532處。經量測位置2532可基於模板2501c中之參考點2512c之位置來判定。經量測位置2532與實際位置2531之間的差可導致高估之疊對量測。相似地，當用於判定第一特徵2510在影像2505中之位置的模板大小大於第一特徵2510 (例如，模板2501e)之大小時，模板匹配可在實際上參考點2511位於影像2505中之實際位置2531處時將第一特徵2510之參考點2511判定為位於經量測位置2533處。經量測位置2533可基於模板2501e中之參考點2512e之位置來判定。經量測位置2533與實際位置2531之間的差可導致低估之疊對量測。在一些實施例中，方法2600可判定模板大小，使得經量測位置與特徵之實際位置之間的差(例如，經量測位置與同特徵相關聯的參考點之實際位置之間的差)為零或最小化。此模板大小可在使用模板匹配來判定影像中之特徵之位置時最小化任何誤差，由此改良所關注參數(例如，疊對)之判定中的準確度。

在程序P2615處，選擇來自模板之庫2501的特定大小之模板且使用模板匹配來與影像進行比較以判定特徵在影像中之位置。舉例而言，可執行模板匹配以使用來自模板之庫2501的第一模板2501a判定第一特徵2510在影像2505中之位置。在一些實施例中，可使用上文至少參考圖7至圖11所描述之模板匹配方法。模板匹配可判定第一特徵2510在影像2505中之位置及指示第一模板2501a與第一特徵2510之間的匹配程度的相似性指示符。

在程序P2620處，判定與模板匹配相關聯之效能指示符之值。效能指示符可為指示或描述影像中之特徵與模板之間的匹配程度的任何屬性。在一些實施例中，效能指示符可包括指示影像中之特徵與模板之間的相似性的相似性指示符(例如，上文所描述)。舉例而言，相似性指示符可為模板與影像之間的正規化平方差。

可針對模板之庫2501中之所有或許多模板大小重複程序P2615及P2620，且可針對各種模板大小獲得效能指示符值2560。圖25C中之曲線圖2575繪示用於各種模板大小(由x軸2555表示)之實例效能指示符(由y軸2550表示)的值2560。曲線圖2580繪示用於各種模板大小(由x軸2555表示)之效能指示符(由y軸2570表示)之值2590，諸如相似性指示符。

在程序P2625處，基於滿足指定準則之效能指示符而選擇模板大小。在一些實施例中，指定準則可指示可選擇與最高效能指示符值相關聯之模板大小。舉例而言，如曲線圖2575中所展示，效能指示符值2561可判定為值2560中之最高值，且因此，選擇與效能指示符值2561相關聯之模板大小2565。在一些實施例中，指定準則可指示可選擇與最低效能指示符值相關聯之模板大小。舉例而言，如曲線圖2580中所示，相似性指示符值2562可判定為值2590中之最低值，且因此，選擇與相似性指示符值2562相關聯之模板大小2566。

在選擇模板大小之後，所選模板大小可在模板匹配中使用以判定各種所關注參數。舉例而言，所關注參數可包括以下各者中之一或多者：CD、CD均一性、疊對之量度、疊對均一性之量度、疊對誤差之量度、隨機性之量度、EPE之量度、EPE均一性之量度、EPE隨機性之量度，或缺陷量測。

在以下編號條項中描繪根據本發明之另外實施例： 1.一種方法，其包含：存取包含來自多個程序層之資訊的影像；存取多個程序層之影像模板；存取影像模板之權重圖；及至少部分基於權重圖將影像模板與影像上之位置匹配。 2.如條項1之方法，其中該影像模板包含用於多個程序層中之第一層的影像模板。 3.如條項1之方法，其中匹配影像模板進一步包含：比較影像模板與影像上之多個位置，其中比較包含調適給定位置之權重圖且至少部分地基於給定位置之經調適權重圖而比較影像模板與給定位置；及基於該等比較將影像模板與位置匹配。 4.如條項3之方法，其中調適給定位置之權重圖進一步包含：基於影像之像素值、影像上之阻擋結構、位於影像上之先前識別結構、影像模板之位置、影像模板相對於影像之相對位置或其組合中的至少一者更新給定位置之權重圖。 5.如條項3之方法，其中調適權重圖包含基於影像模板與影像之間的相對位置調適該權重圖。 6.如條項3之方法，其進一步包含：存取影像模板之權重圖；及存取影像之權重圖，其中調適給定位置之權重圖包含基於影像模板之權重圖及影像之權重圖的乘法而調適給定位置之權重圖。 7.如條項3之方法，其中調適該權重圖包含基於給定位置處之影像而改變該權重圖之值。 8.如條項3之方法，其中該權重圖係基於影像模板之形狀。 9.如條項3之方法，其中比較影像模板與多個位置進一步包含：在影像上之多個位置處判定該影像模板之相似性指示符，其中該相似性指示符係至少部分基於給定位置之經調適權重圖而判定；及至少部分基於多個位置之該等相似性指示符將影像模板與該影像上之位置匹配。 10.如條項9之方法，其中判定該相似性指示符包含：對於影像模板在影像上之給定位置，判定該影像模板之像素值與該影像之像素值之間的匹配的量度，其中給定像素之匹配的量度至少部分係基於給定像素處之經調適權重圖之值；及至少部分地基於由影像模板涵蓋之像素的匹配之量度的總和判定該相似性指示符。 11.如條項9之方法，其中該相似性指示符為正規化交叉相關、交叉相關、正規化相關係數、相關係數、正規化差值、差值、差值之正規化總和、差值之總和、相關性、正規化相關性、差值之正規化平方、差值之平方或其組合中的至少一者。 12.如條項9之方法，其中該相似性指示符為使用者定義的。 13.如條項9之方法，其中該相似性指示符針對影像模板或影像之不同區而變化。 14.如條項1之方法，其進一步包含至少部分地基於影像上之給定點與影像模板上之額外點之間的關係而判定偏移之量度，其中影像模板與影像上之位置匹配。 15.如條項14之方法，其中偏移之量度為疊對值。 16. 如條項14之方法，其中偏移之量度為自參考位置之移位，且其中影像上之給定點及影像模板上之額外點具有預期間隔。 17.如條項1之方法，其進一步包含至少部分地基於權重圖將影像模板之第二次出現與影像上之位置匹配，其中該權重圖係獨立地調適以用於影像模板之匹配及影像模板之第二次出現的匹配。 18.如條項1之方法，其進一步包含：存取額外影像模板；存取額外影像模板之額外權重圖；及至少部分地基於額外權重圖將額外影像模板與影像上之額外位置匹配。 19.如條項18之方法，其中該額外影像模板實質上類似於該影像模板。 20. 如條項18之方法，其中該額外影像模板與該影像模板不同。 21.如條項18之方法，其中該影像模板及該額外影像模板包含用於該多個程序層中之第一層的影像模板。 22.如條項18之方法，其中該影像模板包含用於該多個程序層中之第一層的影像模板，且其中該額外影像模板包含用於該多個程序層中之第二層的影像模板。 23.如條項18之方法，其中匹配該額外影像模板進一步包含：比較該額外影像模板與該影像上之多個位置，其中比較包含調適給定位置之額外權重圖及至少部分地基於該給定位置之經調適額外權重圖而比較該額外影像模板與該給定位置；及基於該等比較將該額外影像模板與位置匹配。 24.如條項18之方法，其進一步包含至少部分地基於該影像模板上之給定點與該額外影像模板上之額外點之間的關係來判定偏移之量度，其中該影像模板與該影像上之位置匹配，其中該額外影像模板與該影像上之額外位置匹配。 25.如條項18之方法，其進一步包含判定匹配於該影像上之位置的多個影像模板之間的偏移之多個量度，其中該多個影像模板至少部分地基於其對應權重圖而匹配。 26.如條項1之方法，其中該影像包含至少被阻擋區域及未阻擋區域，且其中該權重圖在被阻擋區域中比在未阻擋區域中加權得較少。 27.如條項26之方法，其中該影像進一步包含至少被部分阻擋區域，其中該權重圖在被部分阻擋區域中比在未阻擋區域中加權得更少，且其中該權重圖在被阻擋區域中比在被部分阻擋區域中加權得更少。 28.如條項1之方法，其中匹配該影像模板進一步包含至少部分基於該權重圖將該影像模板之第一維度之標度、該影像模板之第二維度之標度、該影像模板之旋轉角度或其組合中的至少一者與該影像匹配。 29.如條項28之方法，其中匹配該影像模板進一步包含：基於該影像模板之第一維度的標度、該影像模板之第二維度的標度、該影像模板之旋轉角度或其組合中之至少一者更新該權重圖；及至少部分地基於經更新權重圖將該影像模板與該影像上之位置匹配。 30.如條項1之方法，其中匹配該影像模板進一步包含將該影像模板之極性與該影像匹配。 31.如條項30之方法，其中匹配該影像模板進一步包含：基於該影像模板之該極性更新該權重圖；及至少部分地基於經更新權重圖將該影像模板與該影像上之位置匹配。 32.如條項1之方法，其中存取權重圖包含至少部分地基於該量測結構之影像之像素值判定量測結構之影像的權重圖。 33.如條項1之方法，其進一步包含：存取該影像之影像權重圖，其中匹配該影像模板包含至少部分地基於影像權重圖與該影像模板之該權重圖的乘法來匹配該影像模板。 34.如條項1之方法，其中該影像包含具有像素值之多個像素，其中該影像模板包含具有像素值之多個像素，該等像素可與該影像之多個像素相同或不同，且其中該權重圖包含對應於該影像或該影像模板之像素的權重值。 35.如條項34之方法，其中基於像素位置而定義該權重圖之權重值。 36.如條項34之方法，其中該權重圖之權重值係基於與該影像模板中之特徵的距離而定義。 37.如條項34之方法，其中該權重圖中之權重係使用者定義的。 38.一種方法，其包含：存取包含來自多個程序層之資訊的影像；存取用於多個程序層之組合模板；存取用於組合模板之權重圖，其中該權重圖包含具有較低相對優先級之至少第一區域；及至少部分地基於該權重圖將該組合模板與該影像上之位置匹配。 39.如條項38之方法，其中該組合模板包含用於多個程序層中之第一層的組合模板。 40.如條項38之方法，其中匹配該組合模板進一步包含：比較該組合模板與該影像上之多個位置；及基於該等比較將該組合模板與位置匹配。 41.如條項38之方法，其中匹配組合模板進一步包含：比較組合模板與影像上之多個位置，其中比較包含調適給定位置之權重圖且至少部分地基於給定位置之經調適權重圖而比較組合模板與給定位置；及基於該等比較將組合模板與位置匹配。 42.如條項38之方法，其進一步包含至少部分地基於影像上之給定點與組合模板上之額外點之間的關係而判定偏移之量度，其中組合模板與影像上之位置匹配。 43.如條項42之方法，其中該組合模板上之額外點至少對應於較低相對優先級之第一區域。 44.如條項38之方法，其進一步包含用以進行以下操作之指令：存取額外組合模板；存取該額外組合模板之額外權重圖，其中該額外權重圖包含至少較低相對優先級之第一區域；及至少部分地基於額外權重圖而將額外組合模板與該影像上之額外位匹配置，其中該組合模板包含至少兩個影像模板及該至少兩個影像模板之間的空間關係。 45.如條項44之方法，其進一步包含至少部分地基於該組合模板上之給定點與該額外組合模板上之額外點之間的關係來判定偏移之量度，其中該組合模板與該影像上之位置匹配，其中該額外組合模板與該影像上之額外位置匹配。 46.一種方法，其包含：至少部分地基於該多層結構之合成影像而產生用於多層結構之影像模板；及將該影像模板與該多層結構之測試影像上的位置匹配。 47.如條項46之方法，其中產生該影像模板進一步包含：選擇該合成影像之第一假影；及至少部分地基於該第一假影產生該影像模板。 48.如條項47之方法，其中該第一假影對應於該多層結構之實體特徵。 49.如條項48之方法，其中該第一假影對應於該多層結構之第一層的實體特徵。 50.如條項47之方法，其中該第一假影對應於度量衡工具誘發之假影。 51.如條項47之方法，其中影像模板係基於第一假影之多個合成影像而產生。 52.如條項51之方法，其中至少一個合成影像係自掃描電子顯微法模型獲得。 53.如條項51之方法，其中至少一個合成影像係自微影模型獲得。 54.如條項51之方法，其中自蝕刻模型獲得至少一個合成影像。 55.如條項51之方法，其中至少一個合成影像係自GDS形狀產生。 56.如條項47之方法，其中選擇該合成影像之該第一假影進一步包含基於假影大小、假影對比度、假影程序穩定性、假影強度對數斜率或其組合中之至少一者選擇該第一假影。 57.如條項46之方法，其中該影像模板係輪廓。 58.如條項46之方法，其中產生該影像模板進一步包含產生該影像模板之權重圖，且其中將該影像模板與該多層結構之該測試影像上的位置匹配進一步包含至少部分地基於該權重圖將該影像模板與該多層結構之該測試影像上的該位置匹配。 59.如條項58之方法，產生該權重圖進一步基於假影大小、假影對比度、假影程序穩定性、假影強度對數斜率或其組合中之至少一者產生該權重圖。 60.如條項46之方法，其中產生該影像模板進一步包含產生該影像模板之像素值，且其中將該影像模板與該多層結構之該測試影像上的位置匹配進一步包含至少部分地基於該像素值將該影像模板與該多層結構之該測試影像上的該位置匹配。 61.如條項46之方法，其進一步包含：至少部分地基於該多層結構之合成影像而產生用於該多層結構之至少第二影像模板；及至少將該第二影像模板與該多層結構之該測試影像上的位置匹配。 62.如條項61之方法，其中該第二影像模板對應於該多層結構之與該影像模板相同的層。 63.如條項61之方法，其中該第二影像模板對應於該多層結構之與該影像模板不同的層。 64.如條項61之方法，其進一步包含至少部分地基於與多層結構之測試影像匹配的影像模板上之位置及與多層結構之測試影像匹配的第二影像模板上之第二位置而判定偏移之量度。 65.如條項64之方法，其中偏移之量度為疊對值。 66.如條項61之方法，其進一步包含至少部分地基於與多層結構之測試影像匹配的該影像模板上之位置及與多層結構之測試影像匹配的第二影像模板上之第二位置而判定邊緣置放誤差之量度。 67.一種方法，其包含：選擇多層結構之影像的至少兩個假影；判定多層結構之影像之至少兩個假影之間的第一空間關係；至少部分地基於該至少兩個假影及該第一空間關係而產生影像模板；及將該影像模板與該多層結構之測試影像上的位置匹配。 68.如條項67之方法，其中選擇至少兩個假影包含基於假影大小、假影對比度、假影程序穩定性、假影強度對數斜率或其組合中之至少一者選擇該至少兩個假影。 69.如條項67之方法，其中選擇至少兩個假影包含藉由使用分組演算法來選擇該至少兩個假影。 70.如條項67之方法，其中選擇至少兩個假影包含基於微影模型來選擇該至少兩個假影。 71.如條項67之方法，其中選擇至少兩個假影包含基於程序模型來選擇該至少兩個假影。 72.如條項67之方法，其中選擇至少兩個假影包含基於掃描電子顯微法模擬模型來選擇該至少兩個假影。 73.如條項72之方法，基於掃描電子顯微法模擬模型選擇至少兩個假影包含基於假影對比度來選擇至少兩個假影。 74.如條項67之方法，其中產生影像模板進一步包含基於至少兩個假影之模型產生一或多個合成影像及基於一或多個合成影像產生影像模板。 75.如條項67之方法，其中產生影像模板進一步包含基於掃描電子顯微法影像而優化影像模板。 76.如條項67之方法，其中該影像模板在空間上不連續。 77.如條項67之方法，其中該影像模板為組合模板。 78.如條項67之方法，其中該影像模板進一步包含權重圖，且其中該權重圖包含第一經強調區域及第一去強調區域，其中該第一經強調區域比該第一去強調區域更多地加權，且其中將該影像模板與該多層結構之該測試影像上的位置匹配包含至少部分地基於該權重圖將該影像模板與該位置匹配。 79.如條項78之方法，其中至少部分地基於權重圖將該影像模板與該位置匹配包含：比較該影像模板與多層結構之測試影像上之多個位置，其中比較包含調適給定位置之權重圖及至少部分基於該給定位置之經調適額外權重圖而比較該影像模板與該給定位置；及基於該等比較將該影像模板與位置匹配。 80.如條項78之方法，其中該至少兩個假影對應於經強調區域。 81.如條項67之方法，其進一步包含至少部分地基於該多層結構之測試影像上之第一位置與匹配於該多層結構之該測試影像上之該位置的該影像模板上之第二位置之間的關係而判定偏移之量度。 82.如條項67之方法，其進一步包含：選擇多層結構之影像的至少兩個額外假影；判定該多層結構之該影像的該至少兩個額外假影之間的至少額外空間關係；至少部分地基於至少兩個額外假影及至少額外空間關係而產生額外影像模板；及將該額外影像模板與該多層結構之測試影像上的額外位置匹配。 83.如條項82之方法，其進一步包含至少部分地基於匹配於該多層結構之該測試影像上之該位置的該影像模板上之第一位置與匹配於該多層結構之該測試影像上之該額外位置的該額外影像模板上之額外位置之間的關係而判定偏移之量度。 84.如條項83之方法，其中偏移之量度為疊對值。 85.一種方法，其包含：存取包含來自多個程序層之資訊的影像；存取用於該多個程序層中之第一層的模板；及基於模板與該影像之模板匹配而判定第一層之特徵在該影像上之位置，其中該模板匹配係基於指示第一層由多個程序層中除該第一層外之層阻擋的權重圖。 86.如條項85之方法，其中該第一層為該多個程序層中之內埋層。 87.如條項86之方法，其包含：存取包含來自實質上類似之多個程序層之資訊的至少一個額外影像；及基於該第一層之該特徵之該位置而對準該影像與該至少一個額外影像。 88.如條項87之方法，其中該影像與該至少一個額外影像之該對準包含：基於該模板與該至少一個額外影像之模板匹配而判定第一層之實質上類似特徵在該至少一個額外影像上之位置；及基於第一層之特徵在該影像上之位置及第一層之實質上類似特徵在該至少一個額外影像上之位置而對準該影像與該至少一個額外影像。 89.如條項87之方法，其包含：基於該影像、該至少一個額外影像及該影像與該至少一個額外影像之該對準而產生影像間對準；及基於該影像間對準而判定該多個程序層之所關注參數。 90.如條項89之方法，其中所關注參數包含臨界尺寸、臨界尺寸均一性、疊對之量度、疊對均一性之量度、疊對誤差之量度、隨機性之量度、邊緣置放誤差之量度、邊緣置放誤差均一性之量度、邊緣置放誤差隨機性之量度、缺陷量測或其組合。 91.如條項87之方法，其中該影像與該至少一個額外影像之該對準包含匹配該影像與該至少一個額外影像之旋度、對比度、大小、標度或其組合。 92.如條項85之方法，其包含：存取包含對應於第一層之資訊的圖案設計；及基於該第一層之特徵之位置而對準該影像與該圖案設計。 93.如條項92之方法，其中該影像與該圖案設計之對準包含：判定第一層之實質上類似特徵在該圖案設計上之位置；及基於該第一層之該特徵在該影像上的該位置及該第一層之該實質上類似特徵在該圖案設計上的該位置而對準該影像與該圖案設計。 94. 如條項92之方法，其中該圖案設計係基於對應於該特徵之GDS設計。 95.如條項85之方法，其包含：存取用於該多個程序層中之第二層的第二模板；及基於第二模板與該影像之模板匹配而判定第二層之第二特徵在該影像上之第二位置，其中該模板匹配係基於指示第二層由多個程序層中除該第二層外之層阻擋的權重圖。 96.如條項95之方法，其包含：基於該第一層之該特徵在該影像上之該位置及該第二層之該第二特徵在該影像上之該第二位置而判定疊對之量度。 97.如條項85之方法，其中該影像為經量測SEM影像、經模擬SEM影像或其組合中之至少一者。 98.如條項85之方法，其中該模板係基於該第一層之該特徵之多個影像而產生。 99.如條項85之方法，其中該模板係基於程序模型、成像模型或其組合中之至少一者。 100.如條項85之方法，其中模板為基於來自多個程序層中之至少一者的至少一個GDS設計而產生的合成模板。 101.如條項85之方法，其中用於該第一層之該模板包含用於該第一層之多個模板，且其中判定該特徵在該第一層上之位置進一步包含基於該多個模板與該影像之模板匹配而判定多個特徵在該影像上之位置。 102.如條項101之方法，其中該多個模板以已知距離分離，且其中判定多個特徵之位置包含判定分離達大致已知距離的多個特徵之位置。 103.如條項102之方法，其中多個模板對應於多個程序層中之至少一者的單位單元，且其中已知距離為多個程序層中之至少一者的間距之倍數。 104.如條項101之方法，其中多個模板實質上類似，且其中多個特徵實質上類似。 105.如條項101之方法，其中多個模板不同，且其中多個特徵實質上類似或不同或為其組合。 106.如條項85之方法，其中權重圖為自適應權重圖。 107.如條項106之方法，其中基於該影像之像素值調適該權重圖。 108.如條項85之方法，其進一步包含：基於該模板在該影像上之位置將該影像分段。 109.如條項108之方法，其進一步包含：存取用於該多個程序層中之第二層的第二模板；基於該第二模板與該影像之模板匹配判定該第二層之第二特徵在該影像上之第二位置；及基於該影像之該第一層的該特徵之該位置及該影像之該第二層的該第二特徵之該第二位置將該影像分段。 110.如條項85之方法，其進一步包含：基於該模板在該影像上之位置定位該影像之所關注區；及自該影像選擇所關注區。 111.如條項110之方法，其進一步包含對該影像之所關注區執行影像品質增強。 112.如條項111之方法，其中影像品質增強包含對比度調整、影像去雜訊、影像平滑化、灰階調整或其組合中之至少一者。 113.如條項110之方法，其進一步包含基於該影像之所關注區執行邊緣偵測、邊緣提取、輪廓偵測、輪廓提取、形狀擬合、分段、模板匹配或其組合中之至少一者。 114.如條項110之方法，其中定位所關注區包含基於該模板在該影像上之該位置定位多個所關注區，且其中選擇所關注區包含選擇多個所關注區。 115. 如條項110之方法，其中自該影像選擇所關注區包含掩蔽未在所關注區內之影像的區。 116. 如條項110之方法，其中所關注區至少部分地包括第一層之特徵。 117.如條項110之方法，其中所關注區至少部分地不包括第一層之特徵。 118.一種方法，其包含：存取包含來自多個程序層之一或多個例項之資訊的多個影像；存取用於多個程序層中之第一層的模板；基於該第一層之模板與多個影像之模板匹配而判定該第一層之特徵在多個影像上之位置；及基於特徵在多個影像上之位置比較多個影像。 119.如條項118之方法，其進一步包含基於該比較評估製造程序、模型化程序或度量衡程序中之至少一者。 120.如條項119之方法，其中該評估包含判定評估參數之平均值、分散量度或兩者，其中該評估參數包含臨界尺寸、臨界尺寸平均值、臨界尺寸均一性、輪廓形狀、輪廓帶、輪廓平均值、輪廓分散、特徵均一性之量度、隨機性之量度或其組合中之至少一者。 121. 如條項118之方法，其進一步包含基於多個影像之比較而識別多個影像中之至少一者中之非理想性，其中該非理想性包含缺陷、疊對偏移、臨界尺寸偏差、輪廓偏差、邊緣置放誤差、強度偏差或其組合。 122.一種方法，其包含：存取包含來自多個程序層之資訊的影像；存取用於多個程序層中之第一層的模板；基於模板與影像之模板匹配而判定第一層之特徵在影像上之位置，其中該模板匹配係基於指示第一層由多個程序層中除第一層外之層阻擋的權重圖；及基於第一層之特徵的位置識別影像對應於第一層之區、影像不對應於第一層之區或兩者。 123.如條項122之方法，其包含：存取用於多個程序層中之第二層的第二模板；基於模板與影像之模板匹配而判定第二層之第二特徵在影像上之第二位置，其中模板匹配係基於指示第二層由多個程序層中除第二層外之層阻擋的權重圖；及基於第一層之特徵的位置及第二層之第二特徵的第二位置至少識別影像對應於第二層之第二區、影像不對應於第二層之區、影像不對應於第一層或第二層之區、影像對應於第一層及第二層之區或其組合。 124.如條項123之方法，其中該第二特徵之第二位置的判定包含：基於第一層之特徵在影像上的位置及該特徵與該第二特徵之間的空間關係而判定該第二層之該第二特徵在該影像上的初步位置；及基於該初步位置及模板匹配而識別該第二層之該第二特徵在該影像上的該第二位置。 125.如條項122之方法，其包含執行影像對應於第一層的區或影像不對應於第一層的區之影像品質增強。 126.如條項1之方法，其中匹配該影像模板包括：存取具有不同大小之複數個影像模板，及選擇複數個影像模板中與滿足指定準則之效能指示符相關聯的一者作為該影像模板。 127.如條項126之方法，其進一步包含：在模板匹配方法中將影像模板與影像進行比較以判定特徵在該影像中之位置。 128.如條項127之方法，其中該特徵位於多個程序層中之第一層上。 129.如條項126之方法，其中選擇該等影像模板中之一者包括： 對於該複數個影像模板中之每一者，在模板匹配方法中將影像模板與影像進行比較以判定特徵在該影像中之位置，且判定與該比較相關聯之效能指示符的值。 130.如條項129之方法，其進一步包含：選擇影像模板中與具有滿足指定準則之值的效能指示符相關聯之一者作為該影像模板。 131.如條項126之方法，其中該效能指示符包括相似性指示符，該相似性指示符為該影像模板之像素值與該影像之像素值之間的匹配之量度。 132.如條項85之方法，其中存取模板包括：存取具有不同大小之複數個影像模板，及選擇複數個影像模板中與滿足指定準則之效能指示符相關聯的一者作為該模板。 133.如條項132之方法，其中選擇該等模板中之一者包括：對於該複數個模板中之每一者，在模板匹配方法中比較該模板與該影像以判定特徵之位置，及判定與該比較相關聯之該效能指示符之值。 134.如條項133之方法，其進一步包含：選擇模板中與具有滿足指定準則之值的效能指示符相關聯之一者作為該模板。 135.如條項32之方法，其中該效能指示符包括相似性指示符，該相似性指示符為該模板之像素值與該影像之像素值之間的匹配之量度。 136.一種模板匹配之方法，其包含：存取對應於具有不同大小之特徵的複數個模板；存取包含該特徵之影像；及 選擇複數個模板中與滿足指定準則之效能指示符相關聯的一者作為模板以用於使用模板匹配方法來判定特徵在該影像中之位置。 137. 如條項136之方法，其中選擇該等模板中之一者包括：對於該複數個模板中之每一者，在模板匹配方法中比較該模板與該影像以判定特徵之位置，及判定與該比較相關聯之該效能指示符之值。 138.如條項137之方法，其進一步包含：選擇模板中與具有滿足指定準則之值的效能指示符相關聯之一者作為該模板。 139.如條項136之方法，其中該效能指示符包括相似性指示符，該相似性指示符為該模板之像素值與該影像之像素值之間的匹配之量度。 140.如條項136之方法，其中該影像包括來自多個程序層之資訊，且其中該特徵位於多個程序層中之第一層上。 141.如條項140之方法，其中該模板匹配方法係基於指示第一層由多個程序層中除該第一層外的層阻擋的權重圖。 142.如條項141之方法，其中權重圖為自適應權重圖。 143. 如條項142之方法，其中基於該影像之像素值調適該權重圖。 144.如條項140之方法，其進一步包含：存取用於該多個程序層中之第二層的第二模板；及基於模板匹配方法使用該第二模板判定第二層之第二特徵在該影像上之第二位置， 其中該模板匹配方法係基於指示第二層由多個程序層中除該第二層外的層阻擋的權重圖。 145.如條項144之方法，其進一步包含：基於該第一層之該特徵在該影像上之該位置及該第二層之該第二特徵在該影像上之該第二位置而判定疊對之量度。 146.如條項136之方法，其中該影像為經量測SEM影像、經模擬SEM影像或其組合中之至少一者。 147. 如條項136之方法，其中該模板係基於該第一層之該特徵之多個影像而產生。 148.如條項136之方法，其中該模板係基於程序模型、成像模型或其組合中之至少一者。 149.如條項136之方法，其中模板為基於來自多個程序層中之至少一者的至少一個GDS設計而產生的合成模板。 150.一或多個非暫時性機器可讀媒體，其上具有指令，該等指令在處理器經組態以執行如條項1至149中任一項之方法時執行。 151.一種系統，其包含：處理器；及上面具有指令之一或多個非暫時性機器可讀媒體，該等指令在由該處理器執行時經組態以執行如條項1至149中任一項之方法。

儘管本文中所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上之晶圓製造，但應理解，所揭示概念可供任何類型之製造系統(例如用於在除矽晶圓以外之基板上製造之製造系統)使用。

此外，所揭示元件之組合及子組合可包含分離的實施例。舉例而言，上文所描述之操作中之一或多者可包括於分離實施例中，或其可一起包括於同一實施例中。

以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下如所描述一般進行修改。

40:裝置 100:電子射束檢測系統 110:主腔室 120:裝載鎖定腔室 130:裝備前端模組 130a:第一裝載埠 130b:第二裝載埠 132:影像 140:電子束工具 150:控制器 201:主光軸 202:初級光束交越 203:陰極 204:初級電子束 205:提取器電極 220:槍孔徑 222:陽極 224:庫侖孔徑陣列 226:聚光透鏡 232:物鏡總成 232a:極片 232b:控制電極 232d:激勵線圈 234:機動載物台 235:光束限制孔徑陣列 236:樣本固持器 240a:偏轉器 240b:偏轉器 240c:光束分離器 240d:偏轉器 240e:偏轉器 244:電子偵測器 250:樣本 300:帶電粒子束裝置 300-1:主光軸 300B1:初級電子束 300B3:反向散射電子束 301:陰極 302:提取器電極 303:陽極 304:聚光透鏡 305:光束限制孔徑陣列 306:信號電子偵測器 307:複合物鏡 307A:虛平面 307B:虛平面 307C:線圈 307ES:靜電透鏡 307M:磁透鏡 307O:極片 307P:極片 307R:開口 308:初級電子束偏轉器 309:初級電子束偏轉器 310:初級電子束偏轉器 311:初級電子束偏轉器 312:信號電子偵測器 314:控制電極 315:樣本 700:參考量測結構 702:參考影像 704a:頂部層 704b:中間層 704c:底部層 706a:特徵 706b:特徵 710:測試量測結構 712:測試影像 714a:頂部層 714b:中間層 714c:底部層 716a:特徵 716b:特徵 720:偏移 730:偏移 740:疊對 800a:影像 800b:影像 802a-802i:量測結構 810:被阻擋層 812:形狀 814:模板 820:阻擋層 822:形狀 840a-840i:量測結構 900:影像 902a-902i:被阻擋特徵 904a-904i:阻擋特徵 912:被阻擋影像模板 914:阻擋影像模板 920:權重圖 1002:x方向 1004:y方向 1006:標度 1042:x方向 1044:y方向 1046:標度 1100:方法 1101:操作 1103:操作 1102:操作 1104:操作 1105:操作 1107:操作 1106:操作 1108:操作 1200:輪廓影像模板 1202:內輪廓線 1204:外輪廓線 1206:參考點 1300:合成影像模板 1310:合成影像模板 1400:方法 1421:操作 1422:操作 1423:平行操作 1424:操作 1425:操作 1426:操作 1427:操作 1500:影像 1502a:特徵 1502b:特徵 1502c:特徵 1502d:特徵 1502e:特徵 1510:參考點/熱點 1510b:參考點/熱點 1510c:參考點/熱點 1520:組合模板 1522a-1522e:圖案 1530:組合模板 1532a-1532e:圖案 1540:疊對影像 1600:方法 1641:操作 1642:操作 1643:操作 1644:操作 1645:操作 1646:操作 1647:操作 1701:第一組合模板 1702:第二組合模板 1703:第三組合模板 1710a:影像 1710b:影像 1710c:影像 1720:區域 1800:示意圖 1808:基板 1810:未圖案化層 1812:第一未圖案化層 1814:第二未圖案化層 1820:金屬層 1830:第一特徵層 1832:第三未圖案化層 1840:第二特徵層 1842:未圖案化頂蓋層 1850:橫截面 1860:合成影像 1870:所獲得影像 1872:特徵 1880:模板 1882:個別模板 1884:模板 1886:個別模板 1888:模板 1890:個別模板 1900:示意圖 1901:第一層 1902:第二層 1903:第三層 1904:第四層 1910:影像 1911:深灰色區域 1912:中灰色區域 1913:淺灰色區域 1914:白色區域 1915:黑色區域 1920:模板匹配 1922:虛線矩形 1930:所關注區 1931:中灰色區域 1932:淺灰色區域 1933:白色區域 1935:黑色填充 1940:直方圖 1942:x軸 1944:y軸 1946:曲線 1948:虛線橢圓形 1950:直方圖 1952:x軸 1954:y軸 1956:曲線 1958:黑框 1960:箭頭 1962:箭頭 2000:影像 2001:黑色區域 2002:白色區域 2003:陰影區域 2004:灰色區域 2010:第一影像模板 2020:第一實例模板匹配 2030:第二影像模板 2040:第二實例模板匹配 2050:第三影像模板 2060:第二實例模板匹配 2110:權重圖 2120:第二層機率圖 2140:潛在權重圖 2150:潛在權重圖 2160:第三層機率圖 2200:影像間對準 2210:特徵 2211:白色區域 2220:曲線圖 2222:x軸 2226:曲線 2228:平均特徵大小 2230:標準偏差 2240:第二影像間對準 2250:強度圖 2252:黑色區域 2253:灰色區域 2272:曲線圖 2273:曲線圖 2280:x軸 2282:y軸 2283:y軸 2292:標準偏差 2294:曲線 2296:平均特徵大小 2298:標準偏差 2300:所獲得影像 2310:黑色區域 2320:白色區域 2330:灰色區域 2341:區域 2342:區域 2343:區域 2344:區域 2345:區域 2346:區域 2501:庫 2501a-2501e:模板 2505:影像 2510:第一特徵 2511:參考點 2512:參考點 2512a:參考點 2512b:參考點 2512c:參考點 2512d:參考點 2512e:參考點 2515:第二特徵 2531:實際位置 2532:經量測位置 2533:經量測位置 2550:y軸 2555:x軸 2560:效能指示符值 2561:效能指示符值 2562:相似性指示符值 2565:模板大小 2566:模板大小 2570:y軸 2575:曲線圖 2590:值 2600:方法 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 BS:匯流排 C:目標部分 CC:游標控制件 CH:冷卻板 CI:通信介面 CL:電腦系統 CS:電腦系統 DE:顯影器 DS:顯示器 F:位置量測系統I HC:主電腦 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 I:影像 ID:輸入器件 IL:照射系統 INT:網際網路 LA:微影裝置 LACU:微影控制單元 LAN:區域網路 LB:裝載區 LC:微影單元 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化器件 MM:主記憶體 MT:度量衡工具 NDL:網路鏈路 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 P2605:程序 P2610:程序 P2615:程序 P2620:程序 P2625:程序 PM:第一定位器 PRO:處理器 PS:投影系統 PW:第二定位器 RO:機器人 SC:旋塗器 SC1:第一標度 SC2:第二標度 SC3:第三標度 SCS:監督控制系統 SD:儲存器件 SO:輻射源 T:影像模板/遮罩支撐件 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 WT:基板支撐件

併入於本說明書中且構成本說明書之一部分的附圖說明一或多個實施例且連同本說明書解釋此等實施例。現在將參考隨附示意性圖式而僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應零件，且在該等圖式中：

圖1為根據一實施例繪示例示性電子束檢測(electron beam inspection；EBI)系統之示意圖。

圖2為根據一實施例繪示可為圖1之例示性電子束檢測系統之一部分的例示性電子束工具之示意圖。

圖3為根據一實施例之包含帶電粒子偵測器之例示性帶電粒子束裝置的示意圖。

圖4描繪根據一實施例之微影裝置之示意圖綜述。

圖5描繪根據一實施例之微影單元之示意圖綜述。

圖6描繪根據一實施例之整體微影之示意性表示，其表示用以最佳化半導體製造之三種技術之間的協作。

圖7繪示根據一實施例之基於模板匹配之疊對判定的方法。

圖8A描繪根據一實施例之用於被阻擋層之模板匹配的示意性表示。

圖8B描繪根據一實施例之用於具有偏移之被阻擋層的模板匹配之示意性表示。

圖9描繪根據一實施例之用於一組週期性影像之雙層模板匹配的示意性表示。

圖10A繪示根據一實施例之實例影像模板。

圖10B繪示根據一實施例之實例影像模板權重圖。

圖11繪示根據一實施例之用於基於經調適權重圖將影像模板與影像匹配的例示性方法。

圖12繪示根據一實施例之實例合成輪廓模板。

圖13A及圖13B繪示根據一實施例之用於具有極性匹配之模板匹配的實例合成影像模板。

圖14繪示根據一實施例之用於基於合成影像產生影像模板之例示性方法。

圖15A至圖15E繪示根據一實施例之基於影像產生之實例組合模板。

圖16繪示根據一實施例之用於產生組合模板的例示性方法。

圖17繪示根據一實施例之基於多個影像模板判定偏移之量度的示意性表示，其中每一模板自身包含圖案之群組。

圖18A至圖18G描繪根據一實施例之每層模板匹配的示意性表示。

圖19A至圖19F描繪根據一實施例之使用模板匹配以選擇所關注區之示意性表示。

圖20描繪根據一實施例之影像分段的示意性表示。

圖21A至圖21B描繪根據一實施例之基於先前模板對準之模板對準的示意性表示。

圖22描繪根據一實施例之影像間比較的示意性表示。

圖23描繪根據一實施例之基於單位單元之模板匹配的示意性表示。

圖24為根據本發明之一實施例的實例電腦系統的方塊圖。

圖25A及圖25B展示符合各種實施例的用於自模板大小之庫選擇模板大小以用於模板匹配的方塊圖。

圖25C展示符合各種實施例的模板匹配中之各種模板大小之效能指示符值的曲線圖。

圖26為符合各種實施例的用於自模板大小之庫選擇模板大小以用於模板匹配之方法的流程圖。

900:影像

902a-902i:被阻擋特徵

904a-904i:阻擋特徵

912:被阻擋影像模板

914:阻擋影像模板

920:權重圖

Claims (16)

1. 一種方法，其包含： 存取包含來自多個程序層之資訊的一影像； 存取用於該多個程序層之一影像模板； 存取該影像模板之一權重圖；及 藉由根據一模板匹配程序至少部分地基於該權重圖將該影像模板匹配於該影像上之一位置來比較該影像及該影像模板。
2. 如請求項1之方法，其中該影像模板包含用於該多個程序層中之一第一層的一影像模板，其中匹配該影像模板進一步包含： 在多個位置處比較該影像模板與該影像，其中比較包含調適一給定位置之該權重圖及至少部分地基於該給定位置之經調適權重圖比較該影像模板與該給定位置；及 基於該等比較而將該影像模板匹配於一位置。
3. 如請求項1之方法，其中比較包含藉由以下操作調適該權重圖： 基於該影像之像素值、該影像上之一阻擋結構、位於該影像上之一先前識別結構、該影像模板之一位置、該影像模板相對於該影像之一相對位置或其一組合中之至少一者而更新一給定位置之該權重圖。
4. 如請求項3之方法，其進一步包含： 存取該影像模板之該權重圖；及 存取該影像之一權重圖， 其中調適該給定位置之該權重圖係基於該影像模板之該權重圖與該影像之該權重圖的一乘法。
5. 如請求項3之方法，其中比較該影像模板與多個位置進一步包含： 在該影像上之該多個位置處判定該影像模板之一相似性指示符，其中該相似性指示符係至少部分地基於該給定位置之該經調適權重圖而判定；及 至少部分地基於該多個位置之該等相似性指示符而將該影像模板匹配於該影像上之該位置。
6. 如請求項1之方法，其進一步包含至少部分地基於該影像上之一給定點與該影像模板上之一額外點之間的一關係判定偏移之一量度，其中該影像模板匹配於該影像上之一位置，其中偏移之該量度指示一疊對值或自參考位置之一移位，且其中該影像上之該給定點及該影像模板上之該額外點具有一預期間隔。
7. 如請求項1之方法，其進一步包含判定匹配於該影像上之位置的多個影像模板之間的偏移之多個量度，其中該多個影像模板至少部分地基於其各別權重圖而匹配。
8. 如請求項1之方法，其中該影像包含至少一被阻擋區域及一未阻擋區域，且其中該權重圖指示在該被阻擋區域中比在該未阻擋區域中更低的權重。
9. 如請求項8之方法，其中該影像進一步包含至少一被部分阻擋區域，其中該權重圖在該被部分阻擋區域中比在該未阻擋區域中加權得更少，且其中該權重圖在該被阻擋區域中比在該被部分阻擋區域中加權得更少。
10. 如請求項1之方法，其中匹配該影像模板進一步包含至少部分地基於該權重圖將該影像模板之一第一維度的一標度、該影像模板之一第二維度的一標度、該影像模板之一旋轉角度或其一組合中之至少一者匹配於該影像。
11. 如請求項10之方法，其中匹配該影像模板進一步包含： 基於該影像模板之該第一維度的該標度、該影像模板之該第二維度的該標度、該影像模板之該旋轉角度或其一組合中之至少一者更新該權重圖；及 至少部分地基於經更新權重圖將該影像模板匹配於該影像上之一位置。
12. 如請求項1之方法，其中匹配該影像模板進一步包含基於該影像模板之極性更新該權重圖；且 至少部分地基於經更新權重圖將該影像模板匹配於該影像上之一位置。
13. 如請求項1之方法，其進一步包含至少部分地基於一量測結構之一影像的像素值判定該量測結構之該影像之該權重圖。
14. 如請求項1之方法，其進一步包含： 存取該影像之一影像權重圖， 其中匹配該影像模板包含至少部分地基於該影像權重圖與該影像模板之該權重圖的一乘法而匹配該影像模板。
15. 如請求項1之方法， 其中該影像包含具有像素值之多個像素， 其中該影像模板包含具有像素值之多個像素，該等像素可與該影像之該多個像素相同或不同，且其中該權重圖包含對應於該影像或該影像模板之像素的權重值，其中該權重圖之該等權重值係基於像素位置或與該影像模板中之一特徵的一距離而定義。
16. 一或多個非暫時性機器可讀媒體，其上具有指令，該等指令在由一處理器執行時經組態以執行如請求項1至15中任一項之方法。