TW202349130A - 基於模板輪廓之自適應加權之影像分析 - Google Patents

Abstract

本發明描述一種表徵一影像之特徵之方法。該方法包含存取對應於自該影像提取之一組輪廓點之一模板輪廓。該方法包含基於該模板輪廓上之位置與該等經提取輪廓點之間的複數個距離而比較該模板輪廓與該等經提取輪廓點。該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置及該模板輪廓上之該等位置與該影像中之一阻擋結構的重疊而加權。該方法包含基於該比較判定該模板輪廓與來自該影像之該等經提取輪廓點的一匹配幾何形狀及/或一匹配位置。

Description

基於模板輪廓之自適應加權之影像分析

本發明大體上係關於與度量衡及檢測應用相關聯之影像分析。

微影投影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。圖案化裝置(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，且可藉由諸如通過圖案化裝置上之圖案輻照目標部分之方法將此圖案轉印至已塗佈有輻射敏感材料(「抗蝕劑」)層的基板(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，單一基板含有由微影投影設備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。在一種類型之微影投影設備中，在一個操作中將整個圖案化裝置上之圖案轉印至一個目標部分上。此設備通常稱為步進器。在通常稱為步進掃描設備之替代設備中，在給定參考方向(「掃描」方向)上使投影光束掃描遍及圖案化裝置，同時平行或反平行於此參考方向而同步地移動基板。圖案化裝置上之圖案之不同部分逐漸地轉印至一個目標部分。一般而言，由於微影投影設備將具有縮減比率M (例如4)，因此移動基板之速度F將為投影光束掃描圖案化裝置之速度的1/M倍。關於微影裝置之更多資訊可見於例如以引用之方式併入本文中的US 6,046,792。

在將圖案自圖案化裝置轉印至基板之前，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。此工序陣列用作製造裝置(例如IC)之個別層的基礎。基板可隨後經受各種程序，諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械研磨等，該等程序皆意欲修整裝置之個別層。若在裝置中需要數個層，則針對各層重複整個工序或其變體。最終，基板上之各目標部分中將存在裝置。接著藉由諸如切塊或鋸切之技術來使此等裝置彼此分離，使得可將個別裝置安裝於載體上、連接至銷釘等。

製造諸如半導體裝置之裝置通常涉及使用數個製造程序來處理基板(例如半導體晶圓)以形成該等裝置之各種特徵及多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械研磨及離子植入來製造及處理此類層及特徵。可在基板上之複數個晶粒上製造多個裝置，且接著將該等裝置分離成個別裝置。此裝置製造程序可視為圖案化程序。圖案化程序涉及圖案化步驟，諸如使用微影設備中之圖案化裝置將圖案化裝置上之圖案轉印至基板的光學及/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，諸如藉由顯影設備進行抗蝕劑顯影、使用烘烤工具烘烤基板、使用蝕刻設備使用圖案進行蝕刻等。

微影為在諸如IC之裝置之製造中的中心步驟，其中形成於基板上之圖案限定裝置之功能元件，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)及其他裝置。

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，每裝置功能元件(諸如電晶體)之數目已穩定地增加，此遵循通常稱為「莫耳定律」之趨勢。在當前技術狀態下，使用微影投影設備製造裝置之層，該等微影投影設備使用來自深紫外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設備之經典解析度極限之特徵的此程序根據解析度公式CD = k1×λ/NA而通常被稱為低k1微影，其中λ為所採用輻射之波長(當前在大多數情況下為248 nm或193 nm)，NA為微影投影設備中之投影光學器件之數值孔徑，CD為「關鍵尺寸」(通常為所印刷之最小特徵大小)，且k1為經驗解析度因數。一般而言，k1愈小，則在基板上再生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設備、設計佈局或圖案化裝置。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、使用相移圖案化裝置、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)或通常定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。

在積體電路(IC)之製造程序中，檢測未完成或已完成電路組件以確保其係根據設計而製造且無缺陷。可採用利用光學顯微鏡或帶電粒子(例如電子)束顯微鏡，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)之檢測系統。隨著IC組件之實體大小不斷縮小且其結構不斷變得較複雜，缺陷偵測及檢測之準確度及產出量變得更重要。

本系統及方法可用於表徵掃描電子顯微鏡影像及/或用於度量衡或檢測應用之其他影像之特徵。在一個實施例中，系統及方法包含具有模板輪廓滑動及自適應加權之形狀擬合，例如以找到模板與測試影像之間的匹配位置或形狀。用於任意形狀之一組特徵之模板輪廓跨越自影像提取之一組輪廓點逐漸地移動(例如滑動)。在個別模板輪廓位置處，且沿著各模板輪廓位置(例如，邊緣置放(EP)軌距線)處之法線方向，量測模板輪廓與經提取輪廓點之間的距離(d _j)。各d _j可與權重(W _j)相關聯。舉例而言，權重取決於該點是被影像中之不同特徵阻擋還是在所關注區中，其中不同特徵可在相同程序層或不同層上。模板輪廓與影像之最佳匹配位置及/或模板輪廓與影像之最佳匹配形狀可藉由最佳化基於距離之加權總和而判定之相似性分數來找到。

描述一種表徵一影像之特徵之方法。該方法包含：存取對應於自該影像提取之一組輪廓點之一模板輪廓；及基於該模板輪廓上之位置與該等經提取輪廓點之間的複數個距離而比較該模板輪廓與該等經提取輪廓點。該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置與該影像中之一阻擋結構的重疊而加權。基於該比較，判定該模板輪廓與來自該影像之該等經提取輪廓點的一匹配幾何形狀及/或一匹配位置。

在一些實施例中，該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置而進一步加權。

在一些實施例中，判定該匹配位置包含將該模板輪廓置放於該影像上之各種位置中，及基於該比較自該等各種位置當中選擇該匹配位置。在一些實施例中，判定該匹配幾何形狀包含在該影像上產生該模板輪廓之各種幾何形狀，及基於該比較自該等各種幾何形狀當中選擇該匹配幾何形狀。

在一些實施例中，該比較包含基於該等加權距離而判定該模板輪廓與該等經提取輪廓點之間的相似性。

在一些實施例中，該相似性係基於該複數個距離之一加權總和而判定。在一些實施例中，該加權總和係基於該模板輪廓上之該等位置與該影像中之該阻擋結構的該重疊而判定。

在一些實施例中，該複數個距離係基於與該模板輪廓相關聯之一權重圖而進一步加權。在一些實施例中，該複數個距離係基於與該阻擋結構相關聯之一權重圖而進一步加權。

在一些實施例中，該複數個距離中之各者的一總權重係藉由將與該模板輪廓相關聯之一權重乘以與該阻擋結構相關聯之一對應權重而判定。

在一些實施例中，權重係基於該模板輪廓在該影像上之定位而改變。

在一些實施例中，該比較包含：存取該阻擋結構上之位置之阻擋結構權重；及基於該等阻擋結構權重及與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重而判定該模板輪廓上之各位置之一總權重。

在一些實施例中，該比較包含基於該等總權重而判定一粗略相似性分數。

在一些實施例中，該方法進一步包含針對該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複該判定該粗略相似性分數，以判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一最佳化路線位置。

在一些實施例中，該等阻擋結構權重遵循一步階函數或一S型函數或使用者定義函數。

在一些實施例中，該等阻擋結構權重係基於該影像中之形成該阻擋結構之像素的一強度剖面而判定。

在一些實施例中，該比較包含：調整與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重；及將阻擋結構權重乘以與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的該等經調整權重來判定該輪廓上之各位置的一總權重。

在一些實施例中，該比較進一步包含：基於該複數個距離之一加權總和乘以該等總權重而判定一第一精細相似性分數；及基於該複數個距離之一加權總和乘以僅該輪廓上之並不與該阻擋結構重疊之未阻擋位置的該等總權重而判定一第二精細相似性分數。

在一些實施例中，該比較進一步包含針對該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複該調整及該判定該第一精細相似性及該第二精細相似性，以判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一最佳化精細位置。

在一些實施例中，調整與該模板輪廓上之與該阻擋結構重疊之該等對應位置相關聯的該等權重包含：基於該影像之像素值、該影像中之該阻擋結構相對於該模板輪廓之一位置、位於該影像上之一先前經識別結構、該模板輪廓之一位置、該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一相對位置或其一組合中之至少一者而更新該模板輪廓上之一給定位置之一權重。

在一些實施例中，該輪廓上之並不與該阻擋結構重疊之未阻擋位置的總權重係由與該輪廓上之該等對應位置相關聯之該等權重上的一臨限值定義。

在一些實施例中，判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一匹配幾何形狀或一匹配位置包含該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之平移、縮放及/或旋轉。

在一些實施例中，縮放包含：使用與比例因數等於一之一模板輪廓相同的一EP軌距線方向判定比例因數不等於一之各模板輪廓的對應輪廓位置；判定比例因數範圍中之各比例因數的相似性；及基於該比例因數範圍中之各比例因數的該等相似性而調整該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之該幾何形狀或位置。

在一些實施例中，該模板輪廓上之該等EP軌距線位置為使用者定義的，係基於該模板輪廓之一曲率而判定，及/或係基於該模板輪廓上之所關注關鍵位置而判定。

在一些實施例中，該複數個距離對應於邊緣置放(EP)軌距線，且其中一EP軌距線正交於該模板輪廓。

在一些實施例中，該方法進一步包含基於該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一經調整幾何形狀或位置而判定一度量衡度量(例如，疊對、CD、EPE等)。

在一些實施例中，該方法進一步包含基於該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一經調整幾何形狀或位置而判定一第一測試特徵與一第二測試特徵之間的疊對。

在一些實施例中，與該輪廓上之對應位置相關聯之權重係藉由一輪廓權重圖定義。

在一些實施例中，該模板輪廓係使用輪廓提取技術基於一量測結構之一或多個經獲取或合成影像而判定。

在一些實施例中，該模板輪廓係藉由選擇該量測結構之一合成影像之一第一特徵及至少部分地基於該第一特徵產生該模板輪廓而判定。

在一些實施例中，該模板輪廓係基於一或多個經獲取或合成影像之一或多個像素值而判定。

在一些實施例中，該模板輪廓係基於來自與該影像相關聯之一或多個設計檔案的一或多個參考形狀而判定。

在一些實施例中，該阻擋結構包含該影像之表示一半導體結構之一層中之一實體特徵的一部分，該實體特徵由於其在該半導體結構之該層中相對於一所關注特徵的位置而阻擋該影像中之該所關注特徵之一部分的一視圖，該所關注特徵為自其中提取該等輪廓點之一特徵。

在一些實施例中，該比較包含兩個步驟，例如一粗略判定步驟及一精細判定步驟。

根據另一實施例，提供一種其上具有指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時使得該電腦執行上文所描述之方法操作中之任一者。

根據另一實施例，提供一種用於表徵一影像之特徵之系統。該系統包含經組態以執行上文所描述之方法操作中之任一者的一或多個處理器。

根據另一實施例，提供一種其上具有指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時使得該電腦執行藉由表徵一影像中之特徵而導出度量衡資訊之一方法。該方法包含：存取對應於自該影像提取之一組輪廓點之一模板輪廓；及藉由判定該模板輪廓與該等經提取輪廓點之間的一相似性，基於該模板輪廓上之位置與該等經提取輪廓點之間的複數個距離而比較該模板輪廓與該等經提取輪廓點。該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置及該模板輪廓上之該等位置是否與該影像中之阻擋結構重疊而自適應地加權。比較包含：存取該等阻擋結構上之位置之阻擋結構權重；將該等阻擋結構權重乘以與該輪廓上之與該等阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重以判定該輪廓上之各位置之一總權重；基於該複數個距離之一加權總和乘以該等總權重而判定一粗略相似性分數；及針對該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複該乘法及該判定該等粗略相似性分數運算，以判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一最佳化粗略位置；調整與該輪廓上之與該等阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重；將該等阻擋結構權重乘以與該輪廓上之與該等阻擋結構重疊之對應位置相關聯的該等經調整權重以判定該輪廓上之各位置之一總權重；基於該複數個距離之一加權總和乘以該等總權重而判定一第一精細相似性分數；基於該複數個距離之一加權總和乘以僅該輪廓上之並不與該等阻擋結構重疊之未阻擋位置的該等總權重而判定一第二精細相似性分數；及針對該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複該調整、該乘法及該判定該等第一精細相似性運算及該等第二精細相似性運算，以判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一最佳化精細位置。該方法包含基於該比較判定該模板輪廓與來自該影像之該等經提取輪廓點的一匹配幾何形狀或一匹配位置。

形狀擬合及/或模板匹配可經應用以在製造期間判定半導體或其他結構中之特徵之大小及/或位置，其中特徵位置、形狀、大小及對準知識對於程序控制、品質評估等係有用的。舉例而言，多層特徵之形狀擬合及/或模板匹配可用於判定疊對(例如，層間移位)及/或其他度量。形狀擬合及/或模板匹配亦可用於判定特徵與特徵之輪廓之間的距離，該等特徵可在相同或不同層中，且可用於利用各種類型之度量衡判定疊對(OVL)、邊緣置放(EP)、邊緣置放誤差(EPE)及/或關鍵尺寸(CD)。

形狀擬合及/或模板匹配常常在掃描電子顯微鏡(SEM)影像特徵上執行。模板匹配常常藉由比較所關注影像與模板之間的影像像素灰階值而執行。然而，形狀擬合通常可僅使用圓形或橢圓形而非任意形狀來擬合SEM影像特徵(例如接觸孔)。另外，模板匹配需要模板及所關注影像具有類似像素灰階及類似特徵形狀。若SEM影像具有例如較大灰階變化，則將降低來自模板匹配之位置準確度。

有利地，本系統及方法包含具有模板輪廓滑動及自適應加權之形狀擬合。存取及/或以其他方式判定任意形狀之一組特徵之模板輪廓。模板輪廓跨越例如由一組經提取輪廓點表示之輪廓逐漸地移動(例如滑動)。在個別模板輪廓位置處，且沿著各模板輪廓位置處之某一方向，量測模板輪廓與經提取輪廓點之間的距離(d _j)。該方向可為各輪廓位置(例如EP軌距線)處之法線方向。各d _j與權重(W _j)相關聯，該權重取決於該點是被影像中之不同特徵阻擋還是在所關注區中。模板輪廓與影像之最佳匹配位置及/或模板輪廓與影像之最佳匹配形狀可藉由最佳化基於距離之加權總和而判定之相似性分數來找到。

參考圖式詳細地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謂將本發明之範圍限於單一實施例，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。除非本文中另外指定，否則如對於熟習此項技術者將顯而易見的是，描述為在軟體中實施之實施例不應限於此，但可包括在硬體或軟體與硬體之組合中實施之實施例，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，除非本文中另外明確陳述，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。此外，本發明涵蓋本文中藉助於說明而提及之已知組件的目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，本文中之描述具有許多其他可能應用。舉例而言，其可用於整合式光學系統之製造、磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代應用之上下文中，本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應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」用於涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如具有約365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線輻射(EUV，例如具有約5 nm至100 nm範圍內之波長)。

(例如半導體)圖案化裝置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程式遵循一組預定設計規則，以便產生功能設計佈局/圖案化裝置。此等規則藉由處理及設計限制來設定。舉例而言，設計規則定義裝置(諸如閘極、電容器等)或互連線之間的空間容許度，以便確保裝置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/或指定特定參數、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稱為「關鍵尺寸」(CD)。裝置之關鍵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判定所設計裝置之總大小及密度。裝置製造中之目標中之一者為在基板上如實地再生原始設計意圖(經由圖案化裝置)。

如在本文中所採用之術語「遮罩」或「圖案化裝置」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裝置，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。除經典遮罩(透射性或反射性；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化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，因為本文中所描述之許多特徵可提供使用蝕刻(例如電漿)處理形成經印刷圖案之益處。

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」意謂基於目標圖案蝕刻之基板上之實體圖案。經印刷圖案可包括例如凹槽、通道、凹部、邊緣或由微影程序產生之其他二維及三維特徵。

如本文中所使用，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全部加經組態以執行與此等組件相關聯之操作中之任一者或全部的其他組件的系統。舉例而言，圖案化系統可包括微影投影設備、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。

如本文所使用，術語「繞射」係指當遇到孔徑或系列孔徑(包括週期性結構或光柵)時光束光或其他電磁輻射之行為。「繞射」可包括建設性及破壞性干涉兩者，包括散射效應及干涉法。如本文中所使用，「光柵」為週期性結構，其可為一維(亦即，包含點柱)、二維或三維，且其造成光學干涉、散射或繞射。「光柵」可為繞射光柵。

作為簡要介紹，圖1A示意性地描繪微影設備LA。LA可用於產生如所描述之經圖案化基板(例如晶圓)。經圖案化基板可藉由SEM根據形狀擬合來檢測/量測，該形狀擬合具有例如本文中描述為半導體製造程序之部分的模板輪廓滑動及自適應加權。微影設備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裝置(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裝置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裝置MA賦予輻射光束B的圖案投影至基板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/或控制輻射的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。照射器IL可用於調節輻射光束B以在圖案化裝置MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。

本文中所使用之術語「投影系統」PS應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的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。

微影設備LA可屬於一種類型，其中基板之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，此亦稱為浸潤微影。在以引用之方式併入本文中的US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。

微影設備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實行製備基板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用於在另一基板W上曝光圖案。

除基板支撐件WT以外，微影設備LA亦可包含量測載物台。量測載物台經組態以固持感測器及/或清潔裝置。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。量測載物台可固持多個感測器。清潔裝置可經配置以清潔微影設備之部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸潤液體之系統之一部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。

在操作中，輻射光束B入射於固持於遮罩支撐件MT上之圖案化裝置(例如遮罩) MA上，且藉由呈現於圖案化裝置MA上之圖案(設計佈局)進行圖案化。在已橫穿遮罩MA之情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦至基板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撐件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1A中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置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，但其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，將此等基板對準標記P1、P2稱為切割道對準標記。

圖1B描繪微影單元LC之示意性概述。如圖1B中所展示，微影設備LA可形成微影單元LC (有時亦稱為微影單元(lithocell)或微影(litho)群集)之部分，該微影單元LC常常亦包括用以對基板W執行曝光前程序及曝光後程序之設備。習知地，此等設備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，在不同程序設備之間移動基板W且將基板W遞送至微影設備LA之裝載區LB。微影單元中常常亦統稱為塗佈顯影系統之裝置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來控制微影設備LA。

為了正確且一致地曝光由微影設備LA曝光之基板W (圖1A)，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、關鍵尺寸(CD)等。出於此目的，偵測工具(未展示)可包括於微影單元LC中。若偵測到誤差，則可例如對後續基板之曝光或對待對基板W執行的其他處理步驟進行調整，尤其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。

亦可稱為度量衡設備之檢測設備用於判定基板W (圖1A)之屬性，且特別地，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。檢測設備可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影單元LC之部分，或可整合至微影設備LA中，或可甚至為獨立裝置。舉例而言，檢測設備可量測潛像(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或半潛像(在曝光後烘烤步驟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經移除)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2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。通常，微影設備LA中之圖案化程序為處理中最關鍵步驟中之一者，其要求基板W (圖1A)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3中示意性地描繪。此等系統中之一者為微影設備LA，其(虛擬地)連接至度量衡設備(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，從而確保藉由微影設備LA執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、焦距、疊對)，在該等程序參數內，特定製造程序產生經限定結果(例如功能性半導體裝置)，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執行計算微影模擬及計算，以判定哪些遮罩佈局及微影設備設定達成圖案化程序之最大總體程序窗(在圖2中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。通常，解析度增強技術經配置以匹配微影設備LA之圖案化可能性。亦可使用電腦系統CL來偵測微影設備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)以預測是否可由於例如次佳處理而存在缺陷(在圖2中由第二標度SC2中指向「0」之箭頭描繪)。

度量衡設備(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設備LA以識別例如微影設備LA之校準狀態中的可能漂移(在圖2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及/或其他工具。對自光學度量衡工具及掃描電子顯微鏡(SEM)獲得之影像的影像分析可用於量測各種尺寸(例如CD、疊對、邊緣置放誤差(EPE)等)且偵測結構之缺陷。在一些情況下，結構之一個層之特徵可在影像中遮蔽結構之另一層或同一層之特徵。舉例而言，在掃描電子顯微鏡(SEM)影像中，當一個層實體地位於另一層之頂部上時，或當一個層富含電子且因此比另一層更亮時，可為此情況。在所關注特徵在影像中部分地被遮蔽之情況下，可基於本文中所描述之技術判定影像之位置。

所製造裝置(例如經圖案化基板)可在製造期間之各個點處進行檢測。圖3A示意性地描繪一帶電粒子(電子束)檢測設備(系統) 50之一般化實施例。在一些實施例中，檢測設備50可為一電子束或其他帶電粒子檢測設備(例如，與一掃描電子顯微鏡(SEM)相同或類似)，其產生曝光於或轉印於基板上之一結構(例如，一裝置(諸如一積體電路)之一些或全部結構)之影像。自一電子源54發射之一初級電子束52由聚光透鏡56會聚且接著穿過一光束偏轉器58、一E × B偏轉器60及一物鏡62以在一焦點處輻照一基板台ST上之一基板70。

當用電子束52輻照基板70時，自基板70產生次級電子。次級電子由E × B偏轉器60偏轉且由一次級電子偵測器72偵測到。一二維電子束影像可藉由與以下操作同步地偵測自樣本產生之電子來獲得：例如藉由光束偏轉器58對電子束進行二維掃描或藉由光束偏轉器58在X或Y方向上反覆掃描電子束52，以及藉由基板台ST在X或Y方向中之另一者上連續移動基板70。因此，在一些實施例中，電子束檢測設備具有用於由角度範圍定義之電子束之視場，在該角度範圍內，電子束可由電子束檢測設備提供(例如偏轉器60可藉以提供電子束52之角度範圍)。因此，該視場之空間範圍為電子束之角度範圍可照射於表面上所達之空間範圍(其中該表面可為靜止的或可相對於該場移動)。

如圖3A中所展示，由次級電子偵測器72所偵測之信號可由類比/數位(A/D)轉換器74轉換成數位信號，且數位信號可發送至影像處理系統76。在一些實施例中，影像處理系統76可具有用以儲存數位影像中之全部或部分以供處理單元80處理之記憶體78。處理單元80 (例如經專門設計之硬體或硬體與軟體之組合或包含軟體之電腦可讀媒體)經組態以將數位影像轉換或處理成表示數位影像之資料集。在一些實施例中，處理單元80經組態或經程式化以使得執行本文中所描述之操作(例如，基於模板輪廓之自適應加權的影像分析)。此外，影像處理系統76可具有經組態以將數位影像及對應資料集儲存於參考資料庫中之儲存媒體82。顯示裝置84可與影像處理系統76連接，使得操作者可藉助於圖形使用者介面進行裝備之必需操作。

圖3B示意性地繪示諸如SEM之單一光束帶電粒子檢測設備(系統)之實施例。該設備用於檢測樣本載物台389上之樣本390 (諸如經圖案化基板)且包含帶電粒子束產生器381、聚光透鏡模組399、探針形成物鏡模組383、帶電粒子束偏轉模組388、次級帶電粒子偵測器模組385、影像形成模組386或其他組件。帶電粒子束產生器381產生初級帶電粒子束391。聚光透鏡模組399對所產生初級帶電粒子束391進行聚光。探針形成物鏡模組383將經聚光初級帶電粒子束聚焦為帶電粒子束探針392。帶電粒子束偏轉模組388使所形成帶電粒子束探針392掃描遍及緊固於樣本載物台389上之樣本390上的所關注區域之表面。在一些實施例中，帶電粒子束產生器381、聚光透鏡模組383及探針形成物鏡模組383或其等效設計、替代方案或其任何組合一起形成產生掃描帶電粒子束探針392之帶電粒子束探針產生器。

次級帶電粒子偵測器模組385偵測在由帶電粒子束探針392轟擊後自樣本表面發射之次級帶電粒子393 (亦可能與來自樣本表面之其他反射或散射帶電粒子一起)以產生次級帶電粒子偵測信號394。影像形成模組386 (例如計算裝置)與次級帶電粒子偵測器模組385耦接以自次級帶電粒子偵測器模組385接收次級帶電粒子偵測信號394且因此形成至少一個經掃描影像。在一些實施例中，次級帶電粒子偵測器模組385及影像形成模組386或其等效設計、替代方案或其任何組合一起形成影像形成設備，該影像形成設備自由帶電粒子束探針392轟擊之樣本390發射的所偵測次級帶電粒子形成經掃描影像。

在一些實施例中，監測模組387耦接至影像形成設備之影像形成模組386以對圖案化程序進行監測、控制等，或使用自影像形成模組386所接收之樣本390的經掃描影像來導出用於圖案化程序設計、控制、監測等的參數。在一些實施例中，監測模組387經組態或經程式化以使得執行本文中所描述之操作。在一些實施例中，監測模組387包含計算裝置。在一些實施例中，監測模組387包含經組態以提供本文中所描述之功能性的電腦程式。在一些實施例中，圖3B之系統中的電子束之探測光點大小與例如CD相比顯著更大，使得探測光點足夠大以使得檢測速度可為快速的。然而，解析度可能由於大的探測光點而較低。

圖3C示意性地繪示根據實施例之多電子束檢測設備(例如SEM)之實施例。圖3C為繪示包括多光束檢測工具之例示性電子束工具304之示意圖。應理解，多光束電子束工具意欲為僅說明性的而非為限制性的。本發明亦可與單一帶電粒子束成像系統(例如，如上文所描述)一起工作。如圖3C中所展示，電子束工具304包含經組態以產生初級電子束之電子源301、經組態以減少庫侖效應之庫侖孔徑板(或槍孔徑板) 371、經組態以聚焦初級電子束之聚光透鏡310、經組態以形成初級細光束(例如初級細光束311、312及313)之源轉換單元320、初級投影系統330、機動載物台及由機動載物台支撐以固持待檢測之晶圓308之樣本固持器307。電子束工具304可進一步包含次級投影系統350及電子偵測裝置340。初級投影系統330可包含物鏡331。電子偵測裝置340可包含複數個偵測元件341、342及343。光束分離器333及偏轉掃描單元332可定位於初級投影系統330內部。

電子源301、庫侖孔徑板371、聚光透鏡310、源轉換單元320、光束分離器333、偏轉掃描單元332及初級投影系統330可與工具304之主光軸對準。次級投影系統350及電子偵測裝置340可與工具304之次光軸351對準。

控制器309可連接至各種組件，諸如源轉換單元320、電子偵測裝置340、初級投影系統330或機動載物台。在一些實施例中，如下文進一步詳細解釋，控制器309可執行各種影像及信號處理功能。控制器309亦可產生各種控制信號以控制帶電粒子束檢測系統之一或多個組件之操作。

偏轉掃描單元332在操作中經組態以使初級細光束311、312及313偏轉，以使探測光點321、322及323掃描跨越晶圓308之表面之區段中的個別掃描區域。回應於晶圓308上之初級細光束311、312及313或探測光點321、322及323之入射，電子自晶圓308顯現且產生三個次級電子束361、362及363。次級電子束361、362及363中之各者通常包含次級電子(具有≤ 50 eV之電子能量)及反向散射電子(具有介於50 eV與初級細光束311、312及313之著陸能量之間的電子能量)。光束分離器333經組態以使次級電子束361、362及363朝向次級投影系統350偏轉。次級投影系統350隨後將次級電子束361、362及363聚焦至電子偵測裝置340之偵測元件341、342及343上。偵測元件341、342及343經配置以偵測對應次級電子束361、362及363且產生對應信號，該等信號經發送至控制器309或信號處理系統(未展示)，例如以建構晶圓308之對應經掃描區域之影像。

在一些實施例中，偵測元件341、342及343分別偵測對應次級電子束361、362及363，且產生對應強度信號輸出(未展示)至影像處理系統(例如控制器309)。在一些實施例中，各偵測元件341、342及343可包含一或多個像素。偵測元件之強度信號輸出可為由偵測元件內之所有像素產生之信號的總和。

在一些實施例中，控制器309可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(未展示)及儲存器(未展示)。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裝置及類似者，或其組合。影像獲取器可經由諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電等或其組合之媒體以通信方式耦接至工具304之電子偵測裝置340。在一些實施例中，影像獲取器可自電子偵測裝置340接收信號且可建構影像。影像獲取器可因此獲取晶圓308之影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓、將指示符疊加於經獲取影像上，及類似者。影像獲取器可經組態以執行經獲取影像之亮度及對比度等的調整。在一些實施例中，儲存器可為儲存媒體，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。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存經掃描原始影像資料作為初始影像，及後處理影像。

在一些實施例中，影像獲取器可基於自電子偵測裝置340所接收之一或多個成像信號而獲取樣本之一或多個影像。成像信號可對應於用於進行帶電粒子成像之掃描操作。經獲取影像可為包含複數個成像區域之單一影像，或可涉及多個影像。單一影像可儲存於儲存器中。單一影像可為可劃分成複數個區之原始影像。該等區中之各者可包含含有晶圓308之特徵的一個成像區域。經獲取影像可包含在一時間序列內多次取樣的晶圓308之單一成像區域之多個影像，或可包含晶圓308之不同成像區域之多個影像。多個影像可儲存於儲存器中。在一些實施例中，控制器309可經組態以利用晶圓308之同一位置之多個影像執行影像處理步驟。

在一些實施例中，控制器309可包括量測電路系統(例如，類比至數位轉換器)以獲得所偵測次級電子之分佈。在偵測時間窗期間所收集之電子分佈資料與入射於晶圓表面上之初級細光束311、312及313中之各者的對應掃描路徑資料組合可用於重建構受檢測晶圓結構之影像。經重建構影像可用於顯露晶圓308之內部或外部結構的各種特徵，且藉此可用於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309可控制機動載物台以在晶圓308之檢測期間移動晶圓308。在一些實施例中，控制器309可使得機動載物台能夠在一方向上以恆定速度連續地移動晶圓308。在其他實施例中，控制器309可使得機動載物台能夠取決於掃描程序之步驟而隨時間推移改變晶圓308之移動速度。

儘管如圖3C中所展示之電子束工具304使用三個初級電子束，但應瞭解，電子束工具304可使用單一帶電粒子束成像系統(「單光束系統」)或具有兩個或更多個初級電子束之多帶電粒子束成像系統(「多光束系統」)。本發明並不限制電子束工具304中所使用之初級電子束之數目。亦應理解，本發明之方法雖然有時參考SEM描述，但可應用於判定最佳FOV係有利的任何合適之度量衡工具或在其上應用，諸如SEM、X射線繞射儀、超音波、光學成像裝置等。另外，可在多個度量衡設備、步驟或判定中應用本文中所描述之操作。

可處理來自例如圖3A、圖3B及/或圖3C之系統的影像以提取描述影像中表示半導體裝置結構之物件之邊緣的尺寸、形狀、輪廓或其他資訊。可經由使用者定義之切線處或其他位置中之度量(諸如邊緣置放誤差(EPE)、CD等)來量化該等形狀、輪廓或其他資訊。舉例而言，此等形狀、輪廓或其他資訊可用於最佳化圖案化程序。來自影像之資訊可用於模型校準、缺陷檢測及/或用於其他目的。

舉例而言，模板匹配為影像或圖案辨識方法或演算法，其中將包含具有像素值之一組像素的影像與模板輪廓進行比較。模板可包含具有像素值之一組像素，或可包含沿著輪廓之像素值的函數(諸如平滑函數)。模板輪廓可在第一維度及第二維度(亦即，跨越影像之x軸及y軸兩者)上以增量方式跨越影像模板步進，且在各位置處判定相似性指示符。類似地，對於形狀擬合，模板輪廓之形狀與自影像提取之點位置進行比較，且係基於該等點位置而調整，以便判定最好地匹配影像之模板輪廓之形狀。模板輪廓之形狀可以增量方式迭代地調整，且相似性指示符可針對各形狀進行判定及/或調整。相似性指示符係基於來自影像之經提取輪廓點與模板輪廓上之沿著模板輪廓之各位置的對應位置之間的距離而判定。模板輪廓之匹配位置及/或形狀可接著基於相似性指示判定。舉例而言，模板輪廓可與具有最高相似性指示符之位置匹配，或模板輪廓之多次出現可與相似性指示符大於臨限值之多個位置匹配。模板匹配及/或形狀擬合可用於在模板輪廓與影像上之位置匹配時定位對應於模板輪廓之特徵。經匹配位置、形狀或尺寸可用作對應特徵之經判定位置、形狀或尺寸。因此，可識別尺寸、位置及距離，且提供微影資訊、分析及控制。

SEM影像常常為多層結構提供最高解析度及最敏感影像中之一者。俯視SEM影像可因此用於判定相同或不同層之特徵之間的相對偏移，但模板匹配或形狀擬合亦可用於光學或其他電磁影像上。如上文所描述，SEM可為電子束檢測設備，其產生曝光於或轉印於基板上之結構(例如，裝置(諸如積體電路)之一些或全部結構)之影像。自電子源發射之初級電子束由聚光透鏡會聚且接著穿過光束偏轉器及物鏡以輻照基板。當用電子束輻照基板時，自基板產生次級電子及後向散射電子。次級電子由次級電子偵測器偵測。後向散射電子由反向散射電子偵測器偵測。二維電子束影像可藉由與以下操作同步地偵測自樣本產生之電子來獲得：例如藉由光束偏轉器對電子束進行二維掃描或藉由光束反覆掃描電子束，以及連續移動基板。因此，在一些實施例中，SEM具有用於由角度範圍定義之電子束之視場，在該角度範圍內，電子束可由電子束檢測設備提供(例如偏轉器可藉以提供電子束之角度範圍)。由次級電子偵測器所偵測之信號可由類比/數位(A/D)轉換器轉換為數位信號，且數位信號可發送至影像處理系統以供最終顯示。

圖4繪示根據本發明之實施例的表徵影像之特徵之例示性方法400。在一些實施例中，方法400包含判定及/或以其他方式獲得402模板輪廓、比較404模板輪廓與影像上之特徵之經提取輪廓點、判定406模板輪廓與特徵之匹配幾何形狀及/或匹配位置、判定408度量衡度量，及/或其他操作。在一些實施例中，非暫時性電腦可讀媒體儲存指令，該等指令在由電腦執行時使得電腦執行操作402至408中之一或多者及/或其他操作。方法400之操作意欲為說明性的。在一些實施例中，方法400可在未描述之一或多個額外操作的情況下及/或在無所論述之操作中之一或多者的情況下實現。舉例而言，操作408及/或其他操作可為可選的。另外，方法400之操作在圖4中繪示且在本文中描述的次序並不意欲為限制性的。在一些實施例中，方法400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裝置(例如，一或多個處理器)中。一或多個處理裝置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400之操作中之一些或全部的一或多個裝置。一或多個處理裝置可包括經由硬體、韌體及/或軟體組態之一或多個裝置，該硬體、韌體及/或軟體經專門設計用於執行例如方法400之操作中之一或多者。

由於設計容差、結構建造要求及/或其他因素，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模糊接觸孔之影像。此類特徵包含阻擋結構。當特徵被IC之另一特徵阻擋或遮蔽時，判定經阻擋特徵之位置更加困難。當在影像中觀察時，經阻擋特徵具有減小之輪廓，其傾向於減小模板與經阻擋特徵之間的一致性，且因此使特徵位置判定複雜化。有利地，如上文所描述，方法400包含具有模板輪廓滑動及自適應加權之形狀擬合。

應理解，本發明之方法雖然有時參考SEM影像描述，但可應用於任何合適影像或在其上應用，諸如TEM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、光學顯微鏡影像等。另外，可在多個度量衡設備、步驟或判定中應用本文中所描述之操作。舉例而言，模板輪廓擬合可應用於EPE、疊對(OVL)及CD度量衡中。

藉助於非限制性實例，圖5繪示具有經提取輪廓點502 (以虛線繪示)、模板輪廓504及阻擋結構506之SEM影像500。實例模板輪廓504對應於經阻擋層中之特徵510 (自其中提取經提取輪廓點502)的形狀(例如，大體上卵形或橢圓形)。然而，由於阻擋結構506，僅各卵形之末端為可見的，該阻擋結構506遮蔽各特徵510之中心部分。改變模板輪廓504之形狀以僅對應於特徵510之可見部分(亦即，不具有被阻擋結構506之矩形形狀阻擋之重疊部分的特徵510之各卵形末端之圓形末端)將妨礙經阻擋特徵510之位置之判定，因為經阻擋特徵510之可見部分係基於偏移及疊對兩者而改變。

如圖5中所展示，阻擋結構506可包含影像500之表示半導體結構之層中之實體特徵(例如，在此實例中為線或通道)的一部分。實體特徵由於其在半導體結構之層中相對於所關注特徵510之位置而阻擋影像500中之所關注特徵510之一部分(例如，卵形之中心)的視圖。所關注特徵510為自其中提取輪廓點502之特徵。

返回至圖4，判定及/或以其他方式存取402模板輪廓(例如，圖5中所展示之模板輪廓504)包含判定對應於自影像(例如，圖5中所展示之影像500)提取之一組輪廓點(例如，圖5中所展示之輪廓點502)之輪廓。影像可為經獲取影像或合成影像，例如，經模擬或經合成影像。可經由光學或其他光學成像或經由掃描電子顯微鏡捕捉或獲取影像。可自其他軟體或資料儲存器獲得影像。在一些實施例中，模板輪廓係使用輪廓提取技術基於量測結構之一或多個經獲取或合成影像而判定。在一些實施例中，模板輪廓係藉由選擇量測結構之合成影像之第一特徵及至少部分地基於第一特徵產生模板輪廓而判定。在一些實施例中，模板輪廓係基於一或多個經獲取或合成影像之一或多個像素值，及/或基於來自與影像相關聯之一或多個設計檔案之一或多個參考形狀而判定。

舉例而言，在一些實施例中，模板輪廓可基於多個所獲得影像或影像平均值而判定。此等影像可用於基於所獲得影像之像素對比度及穩定性而產生模板輪廓。在一些實施例中，模板輪廓由構成輪廓模板組成，諸如使用基於某些準則之分組程序選擇且在一個模板中分組在一起的多個(相同或不同)圖案。分組程序可手動地或自動地執行。所組成模板輪廓可由各自包括一或多個圖案之多個模板輪廓或包括多個圖案之單一模板輪廓組成。在一些實施例中，關於半導體結構之層之資訊可用於產生模板輪廓。計算微影模型、一或多個程序模型(諸如沈積模型、蝕刻模型、化學機械研磨(CMP)模型)等可用於基於GDS或關於量測結構之層之其他資訊而產生模板輪廓。掃描電子顯微鏡模型可用於改進模板輪廓。

作為另一實例，特徵可選自半導體結構之層之影像。特徵可為實體特徵(諸如接觸孔、金屬線、植入區域等)之影像。特徵亦可為影像假影，諸如邊緣模糊，或內埋或經阻擋假影。判定特徵之形狀。形狀可藉由GDS格式、微影模型模擬形狀、所偵測形狀等來定義。一或多個程序模型可用於產生特徵之俯視圖。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定義模板輪廓之製成特徵之模擬形狀。

在一些實施例中，特徵之一或多個圖形(例如，基於2D形狀之)輸入可由使用者鍵入或選擇。舉例而言，圖形輸入可為製成特徵之影像。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。掃描電子顯微鏡模型可用於產生特徵之合成SEM影像。接著基於合成SEM影像產生模板輪廓。

比較404模板輪廓(例如，圖5中所展示之模板輪廓504)與經提取輪廓點(例如，圖5中所展示之輪廓點502)係基於模板輪廓上之位置與經提取輪廓點之間的複數個距離。複數個距離係基於模板輪廓上之位置、模板輪廓上之位置與影像中之阻擋結構的重疊及/或其他資訊而加權。在一些實施例中，在模板輪廓上判定距離之位置為使用者定義的，係基於模板輪廓之曲率而自動地判定，係基於模板輪廓504上之所關注關鍵位置而判定，及/或以其他方式判定。舉例而言，在一些實施例中，複數個距離對應於所關注關鍵位置，諸如邊緣置放(EP)軌距線。EP軌距線正交於模板輪廓。在一些實施例中，影像處理領域中之距離(例如d _j)可為歐幾里得距離、『城市街區』距離、棋盤距離等。在一些實施例中，比較404包含基於加權距離而判定模板輪廓與經提取輪廓點之間的相似性(例如，分數及/或其他指示符)。

舉例而言，圖6繪示單一模板輪廓504及模板輪廓504上之位置600與經提取輪廓點602 (其為輪廓點502之部分)之間的一個實例距離d _j。如圖6中所展示，距離d _j對應於正交於模板輪廓504之邊緣置放(EP)軌距線610。在一些實施例中，相似性判定可基於複數個距離d _j之加權總和。與模板輪廓504上之對應位置(諸如位置600)相關聯之權重(下文所描述之E _j)可例如藉由輪廓權重圖定義。在一些實施例中，權重(E _j)及/或在模板輪廓504上判定距離(d _j)之位置可為使用者定義的，係基於模板輪廓504之曲率而判定，係基於模板輪廓504上之所關注關鍵位置而判定，及/或以其他方式判定。

根據本發明之實施例，輪廓權重圖可包括加權值，當模板相對於影像之位置改變時，該等加權值可經調整以考慮模板輪廓504之對應於經阻擋區域(例如，被圖5中所展示之阻擋結構506阻擋之區域)之區域。在一些實施例中，權重圖可基於模板輪廓504在影像(例如，圖5中所展示之影像500)上之位置及/或相對於任何阻擋結構(例如阻擋結構506)而調整、更新或適應。舉例而言，模板輪廓之權重圖可在模板輪廓不與阻擋特徵重疊之區域中相對較高地加權，且在模板輪廓與阻擋特徵重疊之區域中較低地加權。可針對模板輪廓上之各位置更新權重圖(例如，當模板輪廓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模板輪廓匹配至一或多個最佳位置，即使當模板輪廓被阻擋結構阻擋或遮蔽時亦如此。在一些實施例中，模板輪廓之權重圖可基於模板輪廓上之位置處的影像之像素值(例如亮度)，基於自阻擋結構至模板輪廓之距離，及/或基於其他資訊而更新。

藉助於非限制性實例，圖7繪示模板輪廓504、阻擋結構506及沿著模板輪廓504相對較高權重之對應位置700及相對較低權重(例如權重圖)之位置702。沿著模板輪廓504之位置700加權為高，其中模板輪廓504不與阻擋結構506重疊。沿著模板輪廓504之位置702加權為低，其中模板輪廓504與阻擋結構506重疊。此加權考慮模板輪廓504上之對應於阻擋部分(例如，被阻擋結構506阻擋之部分)之位置(例如位置702)。如上文所描述，此加權可基於模板輪廓504在影像(例如，圖5中所展示之影像500)上之位置及/或相對於任何阻擋結構(例如阻擋結構506)而調整、更新或適應。

權重圖不必明確地與像素亮度及/或位置相關聯，且可替代地描述為函數，及/或以其他方式描述。舉例而言，權重圖可描述為步階函數、S型函數及/或基於沿著模板輪廓邊緣距阻擋結構之距離的其他函數。權重圖可基於模板輪廓相對於影像之相對位置而調整，因此權重圖可為起始或零狀態權重圖，接著當模板輪廓匹配於影像之各個部分時對該權重圖進行調整。此進一步描述於下文中。

返回至圖4，比較404可包含粗略判定步驟及精細判定步驟，及/或其他操作。粗略判定步驟包含判定及/或以其他方式獲得阻擋結構(例如，圖5中所展示之阻擋結構506)上之位置之阻擋結構權重(B _j，下文進一步描述)，及將阻擋結構權重乘以與模板輪廓(例如，圖5中所展示之模板輪廓504)上之與阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重(E _j)以判定輪廓上之各位置之總權重(W _j，下文進一步描述)。粗略判定步驟包含基於複數個距離(d _j)之加權總和乘以總權重(W _j)而判定粗略相似性分數及/或其他相似性指示符。接著針對模板輪廓相對於經提取輪廓點(例如，圖5中所展示之經提取輪廓點502)之多個幾何形狀或位置重複該乘法及判定粗略相似性分數(例如)，以判定模板輪廓相對於經提取輪廓點之最佳化路線位置。

在一些實施例中，比較包含在影像上之位置處粗略定位模板輪廓，及使用自適應權重圖(例如，隨模板輪廓上且與任何阻擋結構重疊之位置而改變的權重圖)作為衰減因數來比較模板輪廓與影像中之所關注未阻擋特徵。針對此位置計算粗略相似性分數或其他指示符(且接著針對其他位置類似地重新計算)。粗略相似性指示符可包括d _j*W _j之權重歸一化總和、d _j*d _j*W _j之歸一化權重。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，或可針對模板輪廓及/或影像自身之不同區域使用不同相似性指示符。

在一些實施例中，阻擋結構權重(B _j)係基於影像中之形成阻擋結構之像素的強度剖面及/或其他資訊而判定。在一些實施例中，阻擋結構權重遵循步階函數、S型函數、使用者定義函數及/或其他函數。在一些實施例中，可以電子方式存取阻擋結構之權重圖。權重圖可包括基於阻擋結構形狀、大小及/或其他特性之加權值(例如，權重可基於距阻擋結構之邊緣的距離)，及/或加權值可基於阻擋結構在影像及/或模板輪廓上或相對於影像及/或模板輪廓之位置而判定或更新。

舉例而言，圖8繪示遵循相對於阻擋結構506之S型函數800之實例阻擋結構權重(B _j)。在此實例中，遠離阻擋結構506之位置處的阻擋結構權重B _j(其中影像中之基礎特徵將不被阻擋)等於一，而阻擋結構506之中間附近的阻擋結構權重B _j(其中影像中之基礎特徵將被阻擋)等於零。阻擋結構權重B _j遵循相對於阻擋結構506之邊緣802的S型函數800 (其中基礎特徵可或可不被阻擋)且自等於一轉變為等於零。舉例而言，自一至零之轉變的銳度或陡度可基於影像中之形成阻擋結構之像素的強度剖面及/或其他資訊而判定。

返回至圖4及圖5，在各新的滑動位置處，阻擋結構506與模板輪廓504之間的重疊(或相交)變化。如上文所描述，總加權(W _j乘以距離d _j)可用於判定粗略相似性分數(亦即，相似性指示符或在經阻擋影像模板與量測結構之影像之間匹配之另一度量)。總權重(W _j)係藉由將模板輪廓之權重圖(E _j)與阻擋結構之權重圖(B _j)相乘而計算。在滑動期間，相交區域改變，且因此總權重改變。舉例而言，模板輪廓(E _j)及/或阻擋結構(B _j)之權重圖可保持恆定，但在自適應權重圖藉由模板輪廓之權重圖與阻擋結構之權重圖的乘法或其他卷積而產生之情況下，可針對各滑動位置調整權重圖中之任一者或兩者。

在任何情況下(亦即，若模板輪廓及/或阻擋結構之權重圖變化，或若模板輪廓及/或阻擋結構之權重圖恆定)，則此產生每滑動位置之自適應權重圖，且意謂自適應權重圖用於計算各滑動位置處之粗略相似性。在其他實施例中，在新位置處，權重圖可基於半導體結構之影像(或量測結構之影像之諸如像素值、對比度、銳度等屬性)而更新，權重圖可基於阻擋影像模板而更新(諸如，基於重疊或卷積分數而更新)，或權重圖可基於例如距影像或焦點中心之距離而更新。

藉助於非限制性實例，模板滑動位置k處之粗略相似性分數(在此實例中，S _{k coarse})可判定為： S _{k coarse} ， 在所有EP軌距線(例如，圖5及圖6中所展示之610)上，其中d _j為模板輪廓(如上文所描述)上之EP軌距線j位置處的距離向量，且W _j為總權重。W _j係基於E _j及B _j(例如，藉由其乘法及/或其他組合)而判定。E _j為模板輪廓之權重圖，且B _j為阻擋結構之權重圖。在一些實施例中，W _j經組態以使得其對於沿著模板輪廓之阻擋位置具有較低值，且對於未阻擋位置具有較高值。應注意，W _j取決於模板輪廓在影像上之相對滑動位置。

繼續比較404，精細判定步驟可包含：調整與模板輪廓(例如，圖5中所展示之模板輪廓504)上之與阻擋結構(例如，圖5中所展示之阻擋結構506)重疊之對應位置相關聯的權重(E _{j adjusted})。調整與模板輪廓上之與阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重可包含：基於影像之像素值、影像中之阻擋結構相對於模板輪廓之位置、位於影像上之先前經識別結構、模板輪廓之位置、模板輪廓相對於經提取輪廓點之相對位置或其組合中之至少一者而更新模板輪廓上之給定位置之權重(E _{j adjusted})。在精細判定步驟中， 係藉由嘗試一或多個不同E _j而最小化。此係為了避免並非最佳且可能偏置最佳形狀匹配/擬合位置之初始E _j。

精細判定步驟亦包括將阻擋結構權重(B _j)與同模板輪廓(例如，圖5中所展示之模板輪廓504)上之與阻擋結構(例如，圖5中所展示之阻擋結構506)重疊之對應位置相關聯的經調整權重(E _{j adjusted})組合，以判定模板輪廓上之各位置之總權重(W _j)。在一些實施例中，總權重(W _j)係藉由將B _j與E _{j adjusted}相乘而獲得。然而，應瞭解，本發明不限於此，且可在不脫離本發明之範疇的情況下藉由以任何數學形式組合B _j與E _{j adjusted}的任何合適操作來獲得總權重(W _j)。第一精細相似性分數(S _{k fine})及/或其他指示符可基於複數個距離(d _j)之加權總和乘以總權重(W _j)而判定。第二精細相似性分數(T _{k fine}，下文描述)及/或其他指示符可基於複數個距離(d _j)之加權總和乘以僅模板輪廓上之不與阻擋結構重疊之未阻擋位置的總權重(W _j)而判定。

舉例而言，第一精細相似性分數(在此實例中)可判定為： ， 在所有EP軌距線(例如，圖5及圖6中所展示之610)上，其中d _j為模板輪廓(如上文所描述)上之EP軌距線位置處的距離向量，且W _j為總權重。W _j係基於E _{j adjusted}及B _j(例如，藉由其乘法及/或其他組合)而判定。第二精細相似性分數(在此實例中)可判定為： ， 在所有未阻擋EP軌距線(例如，如上文關於圖5至圖8所展示及描述)上。應注意， 、 、 (精細)及 (精細)之相似性分數等式以及權重 、 及 (調整)可根據使用情況自動地及/或藉由使用者進行微調。

在一些實施例中，可針對模板輪廓相對於經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複調整、乘法及判定第一精細相似性分數及第二精細相似性分數，以判定模板輪廓相對於經提取輪廓點之最佳化精細位置。舉例而言，在不同滑動位置當中，可首先在粗略步驟中在 處找到模板輪廓之粗略最佳擬合位置，且接著在粗略最佳擬合位置附近，執行精細步驟以將模板輪廓之精細最佳擬合位置判定為內插之最小組合的精細步驟相似性分數 ，其中 ，且其中𝑐1及𝑐2為使用者定義之係數。在一些實施例中，c1及c2為S _K與T _K之間的相對權重。舉例而言，若c1=0，則最佳擬合位置係在未阻擋區域中藉由d _j之總和判定。若c2=0，則最佳擬合位置係藉由全部d _j判定。若c1及c2具有大於0之任何值，則使用者可在未阻擋區域中對d _j選擇不同強調位準。取決於不同程序層上之影像品質，使用者可微調c1及c2。舉例而言，若阻擋區域具有極低對比度，則可選擇c2＞＞c1，諸如c1=0，c2=1。

在一些實施例中，模板輪廓上之未阻擋位置之總權重(W _j)由與模板輪廓上之對應位置相關聯之權重的臨限值定義。舉例而言，未阻擋EP軌距位置可由 ＞臨限值定義。臨限值可基於先前程序知識、影像之特性、模板輪廓及阻擋結構之相對位置及/或其他資訊而判定。臨限值可基於上述及/或以其他方式自動地(例如，藉由本文中所描述之一或多個處理器)、由使用者手動地判定。

多個位置之迭代可繼續，直至模板輪廓匹配於影像上之位置，或直至模板輪廓已移動通過所有指定位置。匹配可基於如上文所描述之臨限及/或最大相似性指示符及/或其他資訊而判定。匹配可包含基於臨限相似性分數而匹配多次出現。在模板輪廓匹配之後，可基於所匹配位置判定偏移之度量及/或其他程序穩定性，諸如一疊對、一邊緣置放誤差、一偏移之度量。

判定406模板輪廓與影像之匹配幾何形狀及/或匹配位置係基於比較404及/或其他資訊。判定406可包括例如相對於粗略及精細判定步驟上文所描述之多個位置的迭代、執行一最終位置調整、基於上文所描述之距離及加權而迭代地調整模板輪廓之幾何形狀、調整模板輪廓之一縮放，及/或其他調整。

在一些實施例中，調整模板輪廓之幾何形狀包含改變模板輪廓之一或多個部分之形狀。舉例而言，圖9A繪示模板輪廓504如何藉由整合一矩形900之部分及一橢圓902之部分而形成，其各自分別具有其自有等式901及903，該等等式具有描述模板輪廓504之形狀之部分的幾何形狀參數(例如，長度L、寬度W、周長P、中心位置h k、軸線長度2a、軸線長度2b等)。模板輪廓504之一或多個部分之形狀可藉由改變等式901及/或903及/或其他等式之參數中之一或多者而調整(例如，以更好地匹配經提取輪廓點502)。在此實例中，幾何形狀參數可經更新，且從而又可產生新的模板輪廓。此等步驟可重複，直至 達到一可接受位準，如上文所描述。應注意，圖9A僅為一實例。可在不脫離本發明之範疇的情況下使用其他形狀。此亦適用於其他圖中所展示之形狀。

舉例而言，圖9B繪示一任意形狀模板輪廓951。模板輪廓951包含一內部輪廓線921及一外部輪廓線931。模板輪廓951亦可包含一「熱點」或參考點941，其用於判定相對於結構之影像之其他模板、圖案或特徵的偏移之度量。內部輪廓線921及一外部輪廓線931可用作具有自適應加權之形狀擬合之一經縮放模板輪廓。

返回至圖4，在一些實施例中，判定406模板輪廓相對於影像之匹配位置包含模板輪廓相對於經提取輪廓點之平移、縮放及/或旋轉。平移可包括在x方向、y方向及/或x方向及y方向之組合上相對於影像中之特徵之經提取輪廓點移動模板輪廓(例如，上文所描述之滑動)。模板輪廓之旋轉可包括環繞或圍繞經提取輪廓點及/或影像之其他特徵之一給定軸線旋轉模板輪廓。

在一些實施例中，縮放包含判定一比例因數範圍。舉例而言，一比例因數範圍可包括介於比模板輪廓之當前大小小約2%至比模板輪廓之當前大小大約2%範圍內的數個比例因數。在此實例中，比例因數可為0.98、0.99、1.00、1.01及1.02。縮放包含使用與比例因數等於一之模板輪廓(例如，圖5中所展示之模板輪廓504)相同的線方向(例如，圖5中所展示之EP軌距線610方向之方向)判定比例因數不等於一之各模板輪廓(例如，已按比例因數0.98、0.99、1.01及/或1.02縮放之模板輪廓)的對應輪廓位置。縮放包含判定自經縮放模板輪廓至與經提取輪廓點(例如，圖5中所展示之經提取輪廓點502)之相交點的距離(例如l _j，下文描述)。縮放包含判定比例因數範圍中之各比例因數的相似性(例如相似性分數，諸如上文所描述之S _k，及/或其他指示符)，及基於比例因數範圍中之各比例因數的相似性而調整模板輪廓相對於經提取輪廓點之幾何形狀或位置。

藉助於非限制性實例，圖10繪示x及y縮放模板輪廓504之實例。在圖10中，模板輪廓504具有等於1.00之比例因數。圖10亦繪示已縮放至比模板輪廓504更大之大小的模板輪廓1001。模板輪廓1001係藉由使用判定距離d _j所沿著的EP軌距線610之相同線方向判定沿著模板輪廓504之各位置的對應經縮放輪廓位置而產生。縮放包含判定自經縮放模板輪廓1001至與經提取輪廓點502之相交點之距離l _j。應注意，d _j及l _j在經提取輪廓上共用相同相交點p0，且p1及p2分別為模板輪廓504及模板輪廓1001上之預定義EP軌距位置。縮放包含判定比例因數範圍中之各比例因數的相似性(例如相似性分數，諸如上文所描述之S _k，及/或其他指示符)，及基於比例因數範圍中之各比例因數的相似性而調整模板輪廓相對於經提取輪廓點之幾何形狀或位置。

返回至圖4，判定408度量衡度量係基於模板輪廓相對於經提取輪廓點之經調整幾何形狀或位置及/或其他資訊。此可包括例如基於模板輪廓相對於經提取輪廓點之經調整幾何形狀或位置而判定第一測試特徵與第二測試特徵之間的疊對。特徵可在相同程序層上或在不同層上。疊對之度量判定為經設計以對準或具有某種或已知關係之層之間的層間移位。疊對之度量可基於例如結構之不同層中之對應特徵的偏移向量(例如，描述x、y位置)而判定。疊對亦可為一維值(例如，對於半無限線特徵)，或二維值(例如，在x及y方向上，在r及θ方向上)。此外，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之相對位置及彼等特徵之參考或經規劃相對位置而判定疊對。

在一些實施例中，判定408度量衡度量包括為各種下游應用提供此資訊。在一些實施例中，此包括提供用於調整及/或最佳化圖案、圖案化程序及/或用於其他目之度量衡度量。舉例而言，在一些實施例中，度量衡度量經組態以提供至成本函數以促進與個別圖案化程序變數相關聯之成本之判定。提供可包括以電子方式發送、上載及/或以其他方式輸入度量衡度量至成本函數中。在一些實施例中，此可藉由指令整體地程式化，該等指令引起操作402至408中之其他者(例如，使得不需要「提供」，且實際上資料簡單地直接流動至成本函數)。

可基於度量衡度量、成本函數及/或基於其他資訊進行對圖案之調整、圖案化程序(例如半導體製造程序)及/或其他調整。舉例而言，調整可包括改變一或多個圖案化程序參數。調整可包括圖案參數改變(例如，大小、位置及/或其他設計變數)，及/或任何可調整參數，諸如蝕刻系統、源、圖案化裝置、投影光學器件、劑量、焦距等之可調整參數。參數可自動地或以其他方式由處理器(例如電腦控制器)以電子方式調整，由使用者手動地調變或以其他方式調整。在一些實施例中，可判定參數調整(例如，應改變給定參數之量)，且可例如自先前參數設定點將參數調整至新的參數設定點。

圖11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之圖式。電腦系統CS可與例如圖2中所展示之電腦系統CL類似及/或相同。電腦系統CS包括用於傳達資訊之匯流排BS或其他通信機構及與匯流排BS耦接以供處理資訊之處理器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)或其他動態儲存裝置。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或其他靜態儲存裝置。提供諸如磁碟或光碟之儲存裝置SD，且將其耦接至匯流排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裝置ID耦接至匯流排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裝置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。此輸入裝置通常具有在兩個軸(第一軸(例如x)及第二軸(例如y))上之兩個自由度，此允許該裝置指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入裝置。

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。可將此類指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存裝置SD)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得處理器PRO執行本文中所描述之程序步驟(操作)。呈處理配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，本文中之描述不限於硬體電路系統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」係指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，諸如儲存裝置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之導線。傳輸媒體亦可呈聲波或光波之形式，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。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中，且使用數據機經由電話線發送指令。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裝置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提供對網路鏈路NDL之雙向資料通信耦接，該網路鏈路NDL連接至區域網路LAN。舉例而言，通信介面CI可為提供與對應類型之電話線的資料通信連接之整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機。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裝置。舉例而言，網路鏈路NDL可經由區域網路LAN提供至主機電腦HC之連接。此可包括經由全球封包資料通信網路(現在通常稱為「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且自電腦系統CS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、區域網路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經接收時由處理器PRO執行，及/或儲存於儲存裝置SD或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統CS可獲得呈載波形式之應用程式碼。

本發明之實施例可藉由以下條項進一步描述。 1. 一種表徵影像之特徵之方法，其包含： 存取模板輪廓； 基於該模板輪廓上之位置與經提取輪廓點之間的複數個距離而比較該模板輪廓與該等經提取輪廓點，其中該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置與該影像中之一阻擋結構的重疊而加權；及 基於該比較，判定該模板輪廓與來自該影像之該等經提取輪廓點的一匹配幾何形狀及/或一匹配位置。 2. 如條項1之方法，其中該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置而進一步加權。 3. 如條項1或2之方法，其中判定該匹配位置包含將該模板輪廓置放於該影像上之各種位置中，及基於該比較自該等各種位置當中選擇該匹配位置。 4. 如條項1至3中任一項之方法，其中判定該匹配幾何形狀包含在該影像上產生該模板輪廓之各種幾何形狀，及基於該比較自該等各種幾何形狀當中選擇該匹配幾何形狀。 5. 如條項1至4中任一項之方法，其中該比較包含基於該等加權距離而判定該模板輪廓與該等經提取輪廓點之間的相似性。 6. 如條項5之方法，其中該相似性係基於該複數個距離之一加權總和而判定。 7. 如條項6之方法，其中該加權總和係基於該模板輪廓上之該等位置與該影像中之該阻擋結構的該重疊而判定。 8. 如條項1至7中任一項之方法，其中該複數個距離係基於與該模板輪廓相關聯之權重圖而進一步加權。 9. 如條項1至8中任一項之方法，其中該複數個距離係基於與該阻擋結構相關聯之權重圖而進一步加權。 10.    如條項1至9中任一項之方法，其中該複數個距離中之各者的一總權重係藉由將與該模板輪廓相關聯之權重乘以與該阻擋結構相關聯之對應權重而判定。 11.    如條項1至9中任一項之方法，其中權重係基於該模板輪廓在該影像上之定位而改變。 12.    如條項1至11中任一項之方法，其中該比較包含： 存取該阻擋結構上之位置之阻擋結構權重；及 基於該等阻擋結構權重及與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重而判定該模板輪廓上之各位置之總權重。 13.    如條項12之方法，其中該比較包含基於該等總權重而判定粗略相似性分數。 14.    如條項13之方法，其進一步包含針對該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複該判定該粗略相似性分數，以判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之最佳化粗略位置。 15.    如條項12至14中任一項之方法，其中該阻擋結構權重遵循步階函數或S型函數或使用者定義函數。 16.    如條項12至15之方法，其中該等阻擋結構權重係基於該影像中之形成該阻擋結構之像素的強度剖面而判定。 17.    如條項1至16中任一項之方法，其中該比較包含： 調整與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重；及 將阻擋結構權重乘以與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的該等經調整權重來判定該輪廓上之各位置的總權重。 18.    如條項17之方法，其中該比較進一步包含： 基於該複數個距離之加權總和乘以該等總權重而判定第一精細相似性分數；及 基於該複數個距離之加權總和乘以僅該輪廓上之並不與該阻擋結構重疊之未阻擋位置的該等總權重而判定第二精細相似性分數。 19.    如條項18之方法，其中該比較進一步包含針對該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複該調整及該判定該第一精細相似性及該第二精細相似性，以判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之最佳化精細位置。 20.    如條項17至19中任一項之方法，其中調整與該模板輪廓上之與該阻擋結構重疊之該等對應位置相關聯的該等權重包含：基於該影像之像素值、該影像中之該阻擋結構相對於該模板輪廓之位置、位於該影像上之先前經識別結構、該模板輪廓之位置、該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之相對位置或其組合中之至少一者而更新該模板輪廓上之給定位置之權重。 21.    如條項1至20中任一項之方法，其中該輪廓上之並不與該阻擋結構重疊之未阻擋位置的總權重係由與該輪廓上之該等對應位置相關聯之該等權重上的臨限值定義。 22.    如條項1至21中任一項之方法，其中判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之匹配幾何形狀或匹配位置包含該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之平移、縮放及/或旋轉。 23.    如條項22之方法，其中縮放包含： 使用與比例因數等於一之模板輪廓相同的線方向判定比例因數不等於一之各模板輪廓的對應輪廓位置； 判定比例因數範圍中之各比例因數的相似性；及 基於該比例因數範圍中之各比例因數的該等相似性而調整該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之該幾何形狀或位置。 24.    如條項1至23中任一項之方法，其中該模板輪廓上之該等位置為使用者定義的，係基於該模板輪廓之曲率而判定，及/或係基於該模板輪廓上之所關注關鍵位置而判定。 25.    如條項1至24中任一項之方法，其中該複數個距離對應於邊緣置放(EP)軌距線，且其中EP軌距線正交於該模板輪廓。 26.    如條項1至25中任一項之方法，其中該方法進一步包含基於該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之經調整幾何形狀或位置而判定度量衡度量。 27.    如條項1至26中任一項之方法，其中該方法進一步包含基於該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之經調整幾何形狀或位置而判定第一測試特徵與第二測試特徵之間的疊對。 28.    如條項1至27中任一項之方法，其中與該輪廓上之對應位置相關聯之權重係藉由輪廓權重圖定義。 29.    如條項1至28中任一項之方法，其中該模板輪廓係使用輪廓提取技術基於量測結構之一或多個經獲取或合成影像而判定。 30.    如條項1至29中任一項之方法，其中該模板輪廓係藉由選擇量測結構之合成影像之第一特徵及至少部分地基於該第一特徵產生該模板輪廓而判定。 31.    如條項1至30中任一項之方法，其中該模板輪廓係基於一或多個經獲取或合成影像之一或多個像素值而判定。 32.    如條項1至31中任一項之方法，其中該模板輪廓係基於來自與該影像相關聯之一或多個設計檔案的一或多個參考形狀而判定。 33.    如條項1至32中任一項之方法，其中該阻擋結構包含該影像之表示半導體結構之層中之實體特徵的一部分，該實體特徵由於其在該半導體結構之該層中相對於所關注特徵的位置而阻擋該影像中之該所關注特徵之一部分的視圖，該所關注特徵為自其中提取該等輪廓點之特徵。 34.    如條項1至33中任一項之方法，其中該比較包含粗略判定步驟及精細判定步驟。 35.    一種其上具有指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由電腦執行時使得該電腦執行如條項1至34中任一項之方法。 36.    一種用於表徵影像之特徵之系統，該系統包含藉由機器可讀指令組態以執行如條項1至34中任一項之方法的一或多個處理器。 37.    一種其上具有指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由電腦執行時使得該電腦執行表徵影像中之特徵之方法，該方法包含： 存取對應於自該影像提取之一組輪廓點之模板輪廓； 藉由判定該模板輪廓與該等經提取輪廓點之間的相似性，基於該模板輪廓上之位置與該等經提取輪廓點之間的複數個距離而比較該模板輪廓與該等經提取輪廓點，其中該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置及該模板輪廓上之該等位置是否與該影像中之阻擋結構重疊而自適應地加權；其中比較包含： 存取該等阻擋結構上之位置之阻擋結構權重； 將該等阻擋結構權重乘以與該輪廓上之與該等阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重以判定該輪廓上之各位置之總權重； 基於該複數個距離之加權總和乘以該等總權重而判定粗略相似性分數；及 針對該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複該乘法及該判定該等粗略相似性分數運算，以判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之最佳化粗略位置； 調整與該輪廓上之與該等阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重； 將該等阻擋結構權重乘以與該輪廓上之與該等阻擋結構重疊之對應位置相關聯的該等經調整權重以判定該輪廓上之各位置之總權重； 基於該複數個距離之加權總和乘以該等總權重而判定第一精細相似性分數； 基於該複數個距離之加權總和乘以僅該輪廓上之並不與該等阻擋結構重疊之未阻擋位置的該等總權重而判定第二精細相似性分數；及 針對該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之多個幾何形狀或位置重複該調整、該乘法及該判定該等第一精細相似性運算及該等第二精細相似性運算，以判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之最佳化精細位置；及 基於該比較，判定該模板輪廓與來自該影像之該等經提取輪廓點的匹配幾何形狀或匹配位置。 38.    如條項37之媒體，其中該輪廓上之並不與該等阻擋結構重疊之未阻擋位置的該等總權重係由與該輪廓上之該等對應位置相關聯之該等權重上的臨限值定義。 39.    如條項37之媒體，其中判定匹配幾何形狀或匹配位置包含該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之平移、縮放及/或旋轉。 40.    如條項39之媒體，其中縮放包含： 判定比例因數範圍； 使用與比例因數等於一之模板輪廓相同的線方向判定比例因數不等於一之各模板輪廓的對應輪廓位置； 判定自經縮放模板輪廓至與該等經提取輪廓點之相交點的距離； 判定該比例因數範圍中之各比例因數的相似性；及 基於該比例因數範圍中之各比例因數的該等相似性而調整該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之該幾何形狀或位置。 41.    如條項37之媒體，其中該方法進一步包含基於該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之經調整幾何形狀或位置而判定第一測試特徵與第二測試特徵之間的疊對。

雖然本文中所揭示之概念可用於用諸如矽晶圓之基板進行製造，但應理解，所揭示概念可與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)一起使用。

另外，所揭示元件之組合及子組合可包含單獨實施例。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，熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡述之申請專利範圍之範疇的情況下如所描述進行修改。

50:帶電粒子檢測設備 52:初級電子束 54:電子源 56:聚光透鏡 58:光束偏轉器 60:偏轉器 62:物鏡 70:基板 72:次級電子偵測器 74:類比/數位轉換器 76:影像處理系統 78:記憶體 80:處理單元 82:儲存媒體 84:顯示裝置 301:電子源 304:電子束工具 307:樣本固持器 308:晶圓 309:控制器 310:聚光透鏡 311:初級細光束 312:初級細光束 313:初級細光束 320:源轉換單元 321:探測光點 322:探測光點 323:探測光點 330:初級投影系統 331:物鏡 332:偏轉掃描單元 333:光束分離器 340:電子偵測裝置 341:偵測元件 342:偵測元件 343:偵測元件 350:次級投影系統 351:次光軸 361:次級電子束 362:次級電子束 363:次級電子束 371:庫侖孔徑板 381:帶電粒子束產生器 382:聚光透鏡模組 383:探針形成物鏡模組 385:次級帶電粒子偵測器模組 386:影像形成模組 387:監測模組 388:帶電粒子束偏轉模組 389:樣本載物台 390:樣本 391:初級帶電粒子束 392:帶電粒子束探針 393:次級帶電粒子 394:次級帶電粒子偵測信號 400:方法 402:操作 404:操作 406:操作 408:操作 500:SEM影像 502:經提取輪廓點 504:模板輪廓 506:阻擋結構 510:特徵 600:位置 602:經提取輪廓點 610:邊緣置放軌距線 700:位置 702:位置 800:S型函數 802:邊緣 900:矩形 901:等式 902:橢圓 903:等式 921:內部輪廓線 931:外部輪廓線 941:參考點 951:模板輪廓 1001:模板輪廓 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 d _j:距離 DS:顯示器 HC:主機電腦 ID:輸入裝置 IF:位置量測系統 IL:照射系統/照射器 INT:網際網路 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LAN:區域網路 LB:裝載區 LC:微影單元 l _j:距離 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化裝置/遮罩 MM:主記憶體 MT:度量衡設備 NDL:網路鏈路 p0:相交點 p1:預定義EP軌距位置 P1:基板對準標記 p2:預定義EP軌距位置 P2:基板對準標記 PEB:曝光後烘烤步驟 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 ROM:唯讀記憶體 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:儲存裝置 SO:輻射源 ST:基板台 T: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 X:方向 Y:方向 Z:方向

併入本說明書中且構成本說明書之一部分的隨附圖式繪示一或多個實施例且連同描述解釋此等實施例。現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，對應參考符號指示對應部分，且在該等圖式中：

圖1A描繪根據實施例之微影設備之示意性綜述。

圖1B描繪根據實施例之微影單元之示意性綜述。

圖2描繪根據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3A示意性地描繪根據實施例之帶電粒子(例如電子束)檢測設備之實施例。

圖3B示意性地繪示根據實施例之單一電子束檢測設備之實施例。

圖3C示意性地繪示根據實施例之多電子束檢測設備之實施例。

圖4繪示根據實施例之表徵影像之特徵之方法。

圖5繪示根據實施例之具有經提取輪廓點、模板輪廓及阻擋結構之掃描電子顯微鏡(SEM)影像。

圖6繪示根據實施例之單一模板輪廓及該模板輪廓上之位置與經提取輪廓點(其為圖5中所展示之輪廓點之部分)之間的一個實例距離。

圖7繪示根據實施例之模板輪廓、阻擋結構及沿著模板輪廓之高權重及低權重之對應位置。

圖8繪示根據實施例之遵循相對於阻擋結構之S型函數之實例阻擋結構權重。

圖9A繪示根據實施例之實例模板輪廓如何由矩形之部分及橢圓之部分形成，其各自分別具有其自有等式，該等等式具有描述模板輪廓之形狀之部分的幾何形狀參數。

圖9B繪示根據實施例之任意形狀模板輪廓。

圖10繪示根據實施例之縮放模板輪廓之實例。

圖11為根據實施例之實例電腦系統之方塊圖。

500:SEM影像

502:經提取輪廓點

504:模板輪廓

506:阻擋結構

510:特徵

610:邊緣置放軌距線

Claims (15)

1. 一種表徵一影像之特徵之方法，其包含： 存取與該影像相關聯之一模板輪廓； 基於該模板輪廓上之位置與一經提取輪廓之經提取輪廓點之間的複數個距離而比較該模板輪廓與該影像之該經提取輪廓，其中該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置與該影像中之一阻擋結構的重疊而加權；及 基於該比較，判定該模板輪廓與該影像之該輪廓的一匹配幾何形狀及/或一匹配位置。
2. 如請求項1之方法，其中該複數個距離係基於該模板輪廓上之該等位置而進一步加權。
3. 如請求項1之方法，其中判定該匹配位置包含將該模板輪廓置放於該影像上之各種位置中，及基於該比較自該等各種位置當中選擇該匹配位置。
4. 如請求項1之方法，其中判定該匹配幾何形狀包含在該影像上產生該模板輪廓之各種幾何形狀，及基於該比較自該等各種幾何形狀當中選擇該匹配幾何形狀。
5. 如請求項1之方法，其中該比較包含基於該等加權距離之一總和而判定該模板輪廓與該等經提取輪廓點之間的相似性。
6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該複數個距離係基於以下各者而進一步加權：與該模板輪廓相關聯之一權重圖，及/或 與該阻擋結構相關聯之一權重圖。
7. 如請求項1之方法，其中該複數個加權距離中之各者的一總權重係藉由將與該模板輪廓相關聯之一權重乘以與該阻擋結構相關聯之一對應權重而判定。
8. 如請求項7之方法，其中與該複數個距離相關聯之權重係基於該模板輪廓相對於該影像之定位而改變。
9. 如請求項1之方法，其中該比較包含： 存取該阻擋結構上之位置之阻擋結構權重；及 基於該等阻擋結構權重及與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重而判定該模板輪廓上之各位置之一總權重。
10. 如請求項1之方法，其中該複數個距離對應於正交於該模板輪廓之邊緣置放(EP)軌距線，其中該等阻擋結構權重遵循一步階函數或一S型函數或使用者定義函數，且其中該等阻擋結構權重係基於該影像中之形成該阻擋結構之像素的一強度剖面而判定。
11. 如請求項1之方法，其中該比較包含： 調整與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的權重；及 將阻擋結構權重乘以與該輪廓上之與該阻擋結構重疊之對應位置相關聯的該等經調整權重來判定該輪廓上之各位置的一總權重。
12. 如請求項1之方法，其中調整與該模板輪廓上之與該阻擋結構重疊之該等對應位置相關聯的該等權重包含：基於該影像之像素值、該影像中之該阻擋結構相對於該模板輪廓之一位置、位於該影像上之一先前經識別結構、該模板輪廓之一位置、該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一相對位置或其一組合中之至少一者而更新該模板輪廓上之一給定位置之一權重。
13. 如請求項1之方法，其中判定該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之一匹配幾何形狀或一匹配位置包含該模板輪廓相對於該等經提取輪廓點之平移、縮放及/或旋轉。
14. 如請求項1之方法，其中該方法進一步包含基於該模板輪廓相對於該經提取輪廓之一經調整幾何形狀或位置而判定一度量衡度量。
15. 如請求項1之方法，其中該阻擋結構包含該影像之表示一半導體結構之一層中之一實體特徵的一部分，該實體特徵由於其在該半導體結構之該層中相對於一所關注特徵的位置而阻擋該影像中之該所關注特徵之一部分的一視圖，該所關注特徵為自其中提取該等輪廓點之一特徵。