TWI451513B - 蝕刻顯著污染光罩缺陷之晶圓平面偵測 - Google Patents

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Description

蝕刻顯著污染光罩缺陷之晶圓平面偵測
本申請案係Wihl等人之於01/11/2007提出申請之題為「METHOD FOR DETECTING LITHOGRAPHICALLY SIGNIFICANT DEFECTS ON RETICLES」之第11/622,432號美國專利申請案之部分接續申請案，該美國專利申請案出於各種目的全盤地以引用方式併入本文中。
隨著積體電路(IC)之密度及複雜度繼續增大，檢測光罩圖樣逐漸變得更具挑戰性。每新一代IC皆具有當前達到且超過蝕刻系統之光學限制之更稠密且更複雜之圖樣。為克服此等限制，已引入諸如光學接近校正(OPC)之各種解析度增強技術(RET)。舉例而言，OPC有助於藉由修改光罩圖樣以使得所得印刷圖樣對應於原始所期望圖樣來克服一些繞射限制。此等修改可包括對主IC特徵(即，可印刷特徵)之尺寸及邊緣之擾動。其他修改涉及向圖樣拐角添加襯線及/或提供預計不產生印刷特徵且因此稱作不可印刷特徵之附近次解析度輔助特徵(SRAF)。此等不可印刷特徵預計抵消原本在印刷過程期間出現之圖樣擾動。
向具有一稠密可印刷特徵群體之一遮罩添加不可印刷特徵進一步使光罩檢測變複雜。而且，不可印刷特徵及可印刷特徵對印刷圖樣具有不同影響。因此，對應於此等特徵之缺陷將具有不同蝕刻顯著性，且該等缺陷中之一些缺陷可在檢測期間忽略不計。
提供用於檢測光罩以識別蝕刻顯著污染缺陷之新穎方法及系統。可在不具有自一資料庫或另一晶粒提供之一單獨參考影像之情況下執行檢測。本文中所述之檢測技術涉及捕獲一光罩之一或多個測試影像並使用具體蝕刻及/或抗蝕劑模型建構對應測試「模擬」影像。此等測試模擬影像模擬受檢測光罩之可印刷及/抗蝕劑圖樣。而且，該等初始測試影像在並行操作中用來產生「合成」影像。此等影像表示一無缺陷光罩圖樣。該等合成影像隨後用於產生類似於該等測試模擬影像但沒有該等蝕刻顯著污染缺陷之參考模擬影像。最後，比較該等參考模擬影像與該等測試模擬影像以識別該光罩上之該等蝕刻顯著污染缺陷。
在某些實施例中，一種用於檢測一光罩以識別蝕刻顯著污染缺陷之方法涉及提供具有一或多個可印刷特徵及一或多個不可印刷特徵之光罩、產生一測試透射影像及一測試反射影像、及藉由對該等測試影像應用一蝕刻系統模型建構測試模擬影像。不可印刷特徵之一項實例包括次解析度輔助特徵(SRAF)。在某些實施例中，至少一個不可印刷特徵大於至少一個可印刷特徵。在某些實施例中，將該測試透射影像與該測試反射影像對準。該方法亦涉及自該等測試影像建構合成參考影像，該等合成參考影像又用於藉由應用該蝕刻系統模型自該等合成參考影像建構參考模擬影像。該等合成參考影像係藉由自該等測試影像移除缺陷建構，此又轉化為沒有該等蝕刻顯著污染缺陷之參考模擬影像。該方法隨後以比較該等測試模擬影像與該等參考模擬影像以便識別該等蝕刻顯著缺陷開始。應用該蝕刻系統模型使得能夠捕獲對應測試模擬影像及參考模擬影像中之不可印刷特徵之蝕刻效應。此檢測方法可在不使用一參考晶粒或一參考資料庫(即，自該參考晶粒或該參考資料庫提供之單獨參考影像)之情況下實施。
在某些實施例中，一種蝕刻系統模型包括以下參數中之一者或多者：該蝕刻系統及/或該檢測設備之數值孔徑、該蝕刻系統及/或該檢測設備之波長以及該蝕刻系統及/或該檢測設備之照明條件。在某些實施例中，一種檢測方法亦涉及提供欲在該蝕刻轉印中採用之一光阻劑系統之一模型並使用此模型建構該等測試模擬影像及該等參考模擬影像。該光阻劑系統模型可包括各種抗蝕劑形成過程特性。在某些實施例中，一種方法涉及分類該等蝕刻顯著污染缺陷。
在某些實施例中，參考模擬影像包括一參考模擬透射影像及一參考模擬反射影像，而測試模擬影像包括一測試模擬透射影像及一測試模擬反射影像。在此等實施例中，識別該等蝕刻顯著污染缺陷可涉及比較該參考模擬透射影像與該測試模擬透射影像且比較該參考模擬反射影像與該測試模擬反射影像。
在某些實施例中，建構測試模擬影像涉及建構僅包括線性項之一有限帶寬遮罩圖樣。該遮罩圖樣函數之此簡化可有助於加快檢測過程。然而，若需要額外準確度，則一有限帶寬遮罩圖樣亦可包括非線性(二次)項。建構測試模擬影像可涉及基於該有限帶寬遮罩圖樣之光強度分佈分離可印刷與不可印刷特徵。在某些實施例中，一種方法亦涉及基於該有限帶寬遮罩圖樣建構一幾何圖以將幾何特徵分類成以下類別：邊緣、拐角、線端及其他特徵。該幾何圖可用於分類幾何特徵同時識別該等蝕刻顯著污染缺陷。而且，識別蝕刻顯著污染缺陷可涉及對該幾何圖之至少兩個不同幾何特徵類型應用不同偵測臨限值。
在某些實施例中，一種方法亦涉及基於該等測試模擬影像建置一特徵圖。該特徵圖可包括各自具有一對應遮罩誤差增強因子(MEEF)之多個影像部分。該MEEF可隨後用於例如在識別該等蝕刻污染顯著缺陷期間基於對應MEEF值自動調整每一影像部分之偵測臨限值。在某些實施例中，一種過程亦涉及提供用於識別該等蝕刻顯著污染缺陷之一使用者定義偵測臨限值。
在某些實施例中，提供一種用於檢測一光罩以識別蝕刻顯著污染缺陷之系統，該系統包括至少一個記憶體及至少一個處理器，該至少一個記憶體及該至少一個處理器經組態以執行以下操作：產生該光罩之測試影像、藉由對該等測試影像應用一蝕刻系統模型建構測試模擬影像、藉由自該等測試影像移除缺陷自該等測試影像建構合成參考影像、藉由對該等合成參考影像應用該蝕刻系統之該模型建構參考模擬影像、及比較該等測試模擬影像與該等參考模擬影像以識別該等蝕刻顯著污染缺陷。
下面參考附圖來進一步闡述本發明之此等及其他態樣。
在下文說明中，列舉大量具體細節以便提供對本發明之透徹瞭解。本發明可在沒有此等具體細節中之一些細節或所有細節之情況下實施。在其他情況下，未詳細闡述習知過程操作以免不必要地模糊本發明。儘管將結合具體實施例來闡述本發明，但應瞭解，並非意欲將本發明限定於該等實施例。
簡介本文中所述之新穎方法及系統用於檢測光罩以識別蝕刻顯著污染缺陷。檢測涉及捕獲受檢測光罩之一或多個測試影像及使用此等影像來開發至少兩組單獨模擬影像，其中之一組不具有蝕刻顯著缺陷且用作一參考。該等模擬影像考量蝕刻系統之各種特性及在某些實施例中光阻劑材料之特性。此基於模型之方法著重於蝕刻顯著缺陷而忽略在該蝕刻過程期間未印刷且係蝕刻不顯著缺陷之許多其他缺陷。
在某些具體實施例中，使用一經特別組態檢測系統來捕獲受檢測光罩之兩個或兩個以上光強度影像。多個測試影像表示光罩之不同光學特性，例如，在不同波長下獲取之透射及反射影像。然後共同對準並處理此等影像以恢復係在某些實施例中僅含有線性項之測試影像之一函數表示形式之一「有限帶寬遮罩圖樣」。然後應用含有一步進機及/或掃描機之各種特性之一蝕刻系統模型來產生模擬測試影像，例如一空中影像或一光阻劑影像。在一組並行操作中，處理該等測試影像以自該等影像排除任何缺陷。所得影像稱作「合成」影像。同樣地對該等合成影像及該等測試影像應用該等蝕刻系統模型以便產生合成模擬影像，又比較該等合成模擬影像與該等測試模擬影像以獲得各種缺陷資訊。特定而言，因對測試影像及參考影像兩者應用該蝕刻系統模型，故此缺陷資訊涉及蝕刻顯著缺陷。
不需要自一晶粒對晶粒或資料庫獲得單獨參考影像之一光罩檢測系統之一實例係可自加拿大Milpitas之KLA Tencor購得之StarlightTM 檢測系統。此系統經設計以捕獲一光罩之高解析度透射及反射影像並組合該兩個影像以產生一合成參考遮罩影像。此合成參考影像沒有缺陷(例如，一污染圖徵)，即使在實際光罩具有缺陷時亦應如此。該合成參考遮罩影像隨後用於產生合成參考透射及反射影像，比較該等合成參考透射及反射影像與該等所捕獲測試影像以判定缺陷。雖然此系統可成功地用於識別各種光罩缺陷，但其目的不是要考量晶圓可印刷性缺陷或特別著重於蝕刻顯著缺陷。換言之，此系統未考量蝕刻印刷之缺陷。如上所述，並非所有缺陷皆對所得印刷圖樣具有影響，且因此，此等缺陷中之一些缺陷可且應忽略不計。舉例而言，一平場鉬矽區中之一污染缺陷幾乎不具有可印刷性晶圓影響。同樣地，許多OPC特徵缺陷不具有或具有很少蝕刻顯著性。然而，檢測員很難且通常不可能把蝕刻顯著缺陷與蝕刻不顯著缺陷區分開。現代蝕刻系統使用進階型步進機照明分佈且依賴成像行為之部分相干性質，從而使檢測員手動區分缺陷成為非常艱難的任務。
本文中所述之新穎方法及系統自動考量蝕刻及/或光阻劑系統模型中所提供之可印刷性(或不可印刷性)特性。而且，某些所提議檢測技術不需要自一資料庫或另一晶粒提供之一單獨參考影像。在一生產環境下，此因單獨參考影像通常不可用而提供顯著優點。最後，某些所提議方法實現具有高MEEF之區域中之自動遮罩誤差增強因子(MEEF)增強。現在要依據檢測系統及技術來進一步解釋一些發明性態樣。
檢測系統實例
圖1A係根據某些實施例之一典型蝕刻系統100之一簡化示意圖，該典型蝕刻系統可用於將一遮罩圖樣自一光罩M轉印至一晶圓W。此等系統之實例包括掃描機及步進機，更具體而言可自荷蘭Veldhoven之ASML購得之TWINSCAN系統中之一者(例如，TWINSCAN NXT:1950i步進掃描系統)。一般而言，一照明源103將一光束引導透過一照明透鏡105至位於一遮罩平面102中之一光罩M上。照明透鏡105具有處於彼平面102上之一數值孔徑101。數值孔徑101之值影響光罩上哪些缺陷屬於蝕刻顯著缺陷且哪些缺陷不屬於蝕刻顯著缺陷。透過光罩M之光束之一部分形成一圖樣化光信號，該圖樣化光信號被導引透過成像光學件153且至一晶圓W上以起始圖樣轉印。
圖1B提供根據某些實施例之一檢測系統150之一示意圖，該檢測系統具有一成像透鏡151a，該成像透鏡具有處於一主光罩平面152上之一相對大的數值孔徑151b。所繪示檢測系統150包括經設計以提供例如針對增強檢測之60至200X放大率之顯微鏡放大光學件153。處於該檢測系統之主光罩平面152上之數值孔徑151b通常遠大於處於蝕刻系統100之主光罩平面102上之數值孔徑101，此往往產生測試檢測影像與實際印刷影像之間的差異。此等光學系統(100、150)中之每一者誘發在本文中所述之新穎檢測技術中考量並補償之所產生影像中之不同光學缺陷。
新穎檢測技術可在各種經特別組態檢測系統(諸如圖1B中示意性地圖解說明之經特別組態檢測系統)上實施。系統150包括一照明源160，該照明源產生一光束，該光束被引導透過照明光學件161至處於主光罩平面152中之一光罩M上。光源之實例包括雷射或經濾波燈。在一項實例中，該源係一193 nm雷射。如下文所解釋，檢測系統150具有處於主光罩平面152上之一數值孔徑151a，該數值孔徑可大於對應蝕刻系統之一主光罩平面數值孔徑(例如，圖1A中之元件101)。欲檢測之光罩M置於主光罩平面152上且曝露至該源。來自遮罩M之圖樣化影像被引導透過一集合之放大光學元件153，該集合之放大光學元件將該圖樣化影像投影至一感測器154上。由感測器154捕獲之信號可由一電腦系統173或更通常由一信號處理裝置處理，該信號處理裝置可包括一類比至位數轉換器，該類比至位數轉換器經組態以將來自感測器154之類比信號轉換成數位信號以供處理。電腦系統173可經組態以分析所感測光束之強度、相位及/或其他特性。電腦系統173可經組態(例如，藉助程式化指令)以提供用於顯示所得測試影像及其他檢測特性之一使用者介面(例如，在一電腦螢幕上)。電腦系統173亦可包括用於提供諸如不斷變化之偵測臨限值之使用者輸入之一或多個輸入裝置(例如，鍵盤、滑鼠及/或操縱桿)。在某些實施例中，電腦系統173經組態以執行下文詳細說明之檢測技術。電腦系統173通常具有經由適當匯流排或其他通信機構耦合至輸入/輸出埠及一或多個記憶體之一或多個處理器。
因此類資訊及程式指令可在一經特別組態電腦系統上實施，故此一系統包括可儲存於一電腦可讀媒體上之用於執行本文中所述之各種操作之程式指令/電腦程式碼。機器可讀媒體之實例包括(但不限於)：磁媒體(諸如硬磁碟、軟磁碟及磁帶)；光媒體(諸如CD-ROM磁碟)；磁光媒體(諸如光碟)；及經特別組態以儲存並執行程式指令之硬體裝置(諸如唯讀記憶體裝置(ROM)及隨機存取記憶體(RAM))。程式指令之實例包括諸如由一編譯器產生之機器程式碼及含有可由該電腦使用一解譯器來執行之更高階程式碼之檔案兩者。在某些實施例中，用於檢測一光罩之一系統包括至少一個記憶體及至少一個處理器，該至少一個記憶體及該至少一個處理器經組態以執行以下操作：產生包括一測試透射影像及一測試反射影像之測試影像、藉由對該等測試影像應用該蝕刻系統之一模型建構測試模擬影像、藉由自該等測試影像移除缺陷自該等測試影像建構合成參考影像、藉由對該等合成參考影像應用該蝕刻系統之該模型建構該等合成參考影像之參考模擬影像、及比較該等測試模擬影像與該等參考模擬影像以識別該等蝕刻顯著缺陷。檢測系統之實例包括一經特別組態TeraScanTM DUV檢測系統及一經特別組態Teron 600系列主光罩缺陷檢測系統，這兩個系統可自加利福尼亞Milpitas之KLA-Tencor購得。
檢 測方法實例
圖2圖解說明對應於用於檢測一光罩以識別蝕刻顯著缺陷之一方法之一項實例之一過程流程圖。可使用此方法來檢測包括一或多個可印刷特徵及一或多個不可印刷特徵之各種類型之光罩。舉例而言，可使用由一透明熔融矽石毛坯製成具有由一金屬鉻吸附膜定義之一圖樣之一光罩。一般而言，可使用此方法來檢測諸如主光罩、光罩、半導體晶圓、相移遮罩及嵌入式相移遮罩(EPSM)之各種記憶體基板。如上文所提及，不可印刷特徵可包括用於補償因繞射而引起之成像誤差之各種光學接近校正(OPC)特徵。一種類型之此等特徵係次解析度輔助特徵(SRAF)。在某些實施例中，至少一個不可印刷特徵大於至少一個可印刷特徵。
一旦針對該檢測過程提供該光罩，例如，將該光罩放置於該檢測系統之一檢測平臺上，則該過程可在202處以產生該光罩之一或多個測試影像開始。舉例而言，可照明該光罩以在不同照明及/或收集條件下捕獲兩個或兩個以上光強度影像。在一項具體實施例中，捕獲一透射光強度影像及一反射光強度影像。在其他實施例中，產生兩個或兩個以上反射影像或兩個或兩個以上透射影像同時以不同波長照明該光罩。舉例而言，若光罩材料致使透射為一照明光波長之一強函數，則可使用兩個不同但緊密之波長來產生一對各自感測不同透射位準之透射影像。
通常在操作204中對準所捕獲測試影像。此對準可涉及針對多個測試影像匹配該檢測系統之光學性質。舉例而言，在透射及反射影像之情況下，可對該等影像進行某一調整以補償兩個各別信號之光學路徑中之差異。對準調整可相依於所使用之一檢測系統之具體幾何形狀。
一旦對準，則可在206處處理該等測試影像以恢復一有限帶寬遮罩振幅函數。此函數有時稱作一有限帶寬遮罩圖樣。在一種方法中，可將部分同調光學成像模型化為兩個或兩個以上同調系統之一總和，此進一步更詳細解釋於第11/622,432,號美國專利申請中，該美國專利申請案出於闡述操作206之目的以引用方式併入本文中。特定而言，可使用用於部分同調成像之霍普金斯方程式來形成一透射交叉係數(TCC)矩陣。然後，可將此矩陣分解成充當同調系統之核心之對應特徵向量。來自此等同調系統中之每一者之強度基值之特徵值加權總和產生可用於表示透射信號之強度之影像強度。在某些實施例中，可用僅稱作有限帶寬遮罩振幅函數之線性項來表示該等測試影像之反射及透射強度。在某些實施例中，一有限帶寬遮罩圖樣亦包括特定而言其中需要額外準確度之非線性項。此函數之一實例呈現於方程式1中。
其中a R 係遮罩前景色調與背景色調之間的差異之複數反射振幅；I T (x,y) 描述使用檢測系統之一遮罩之透射強度影像；c T 係遮罩之背景色調之複數透射振幅(例如，在一石英與鉻二元式遮罩中C T 可描述鉻圖樣之性質)；a T 係遮罩前景色調與背景色調之間的差異之複數透射振幅(例如，使用與上述相同之遮罩a T 可描述石英與鉻之間的差異之光學性質；c T 及a T 當然因所描述之材料層之性質而異)；I R (x,y) 描述使用檢測系統之一遮罩之反射強度影像；C R 係遮罩之背景色調之複數反射振幅且a R 係遮罩前景色調與背景色調之間的差異之複數反射振幅；Re(x) 表示x 之實數部分；P(x,y) 定義受檢測光罩之遮罩圖樣；E i 及λ i 分別指代與檢測工具相關聯之一透射交叉係數(TCC)成像矩陣之相關聯元件之特徵向量及特徵值；D i 係E i 及Re(x) 之DC增益。有限帶寬遮罩圖樣M(x,y) 係由與稱作一「恢復核心」之一函數( λ i D i E i (x ,y ))廻旋之遮罩圖樣P(x,y) 定義。因此，該有限帶寬遮罩圖樣係遮罩圖樣函數P(x,y) 之一經修改形式。
然後在操作208中使用該有限帶寬遮罩圖樣來產生諸如測試空中影像及/或測試光阻劑影像之測試模擬影像。為此目的提供蝕刻及/或光阻劑系統模型。一蝕刻系統模型可包括蝕刻與檢測系統之數值孔徑、蝕刻與檢測系統中所使用之波長、蝕刻與檢測系統中所使用之照明條件及其他蝕刻與檢測參數。舉例而言，如第11/622,432號美國專利申請案中進一步解釋，可調整蝕刻系統模型之基礎核心以取消因所恢復遮罩圖樣之有限帶寬性質而引起之蝕刻系統之通帶內之任何跌降。使用定義一組經修改同調基數之一函數(F i (x,y)) 來描述用於實施蝕刻系統模型中之有限帶寬遮罩圖樣之一經修改TCC矩陣。用於蝕刻系統之一TCC矩陣可涉及許多項。然而，因大部分光程度係以前幾項來表示，故可僅使用此等項來獲得準確估計。因此，必要時，可採用顯著減輕計算負擔之一截尾模型。一使用者可藉由在該等級數中採用與每一具體光罩檢測應用所需一樣多的項來獲得一所期望準確度。總的來說，應用一蝕刻系統模型使得能夠捕獲測試模擬影像中之不可印刷特徵之蝕刻效應。
在某些實施例中，建構測試模擬影像涉及基於有限帶寬遮罩圖樣之光強度分佈分離不可印刷特徵與可印刷特徵。一方法亦可涉及基於有限帶寬遮罩圖樣建構一幾何圖以將幾何特徵分類成諸如邊緣、拐角及線端之一或多個幾何特徵類型。而且，可藉由對幾何圖之不同幾何特徵類型應用不同偵測臨限值來增強識別蝕刻顯著缺陷之一過程。
蝕刻及/或光阻劑模型化實質上消除來自所得模擬影像之蝕刻不顯著缺陷。此等缺陷(亦稱作「滋擾缺陷」)對印刷圖樣幾乎沒有影響。為了此揭示之目的，將蝕刻顯著缺陷定義為在最後印刷圖樣中具有蝕刻顯著性之彼等缺陷。換句話說，某些缺陷(「滋擾缺陷」)，儘管存在於遮罩中，但對轉印至一光阻劑層之印刷圖樣沒有顯著影響。實例包括如此小(或在圖樣之一蝕刻不敏感部分上)以致基本上不相關之缺陷。此外，一缺陷可形成於基板之一相對缺陷不敏感部分中。在一些情況下，一缺陷可形成於一輔助或OPC特徵(或其他解析度增強特徵上)但不影像最後印刷圖樣。因此，一蝕刻顯著缺陷係存在於遮罩上且可在蝕刻轉印圖樣中造成一顯著效應之一缺陷。此等蝕刻顯著缺陷可造成與電路失常、次佳效能等等相關之問題。
在某些實施例中，一檢測過程亦包括基於測試模擬影像建置一特徵圖。該特徵圖可包括各自具有一對應遮罩誤差增強因子(MEEF)之多個影像部分。舉例而言，一典型光罩含有成四倍地放大之最後IC之經預校正影像。雖然此因子有助於降低圖樣對成像誤差之敏感度，但現代IC電路之小尺寸特徵(例如，22奈米及以下)因蝕刻曝光期間之光束散射而受到負面影響。因此，MEEF有時超過1，例如，使用一4X光罩曝光之一晶圓上之尺寸誤差可大於該光罩上之尺寸誤差之四分之一。在某些實施例中，一特徵圖中之MEEF值捕獲用於自動調整對應影像區之偵測臨限值。舉例而言，具有較大MEEF值之區可比具有較低MEEF值之區檢測得更仔細。此操作可以一自動化模式實施。一過程亦可涉及提供用於識別該等蝕刻顯著缺陷之一使用者定義偵測臨限值。
如上文所提及，自一資料庫或另一晶粒提供之單獨參考影像通常不可用。一檢測過程可包括用於自測試影像產生內部參考影像之一系列並行操作210及212，該等內部參考影像可用作所對準測試影像及所恢復遮罩圖樣之輸入。此等影像有時稱作合成影像。可使用各種演算法來產生合成影像，例如，可自加拿大Milpitas之KLA Tencor購得之StarlightTM 系統。此系統經組態以在該系統之校準期間取樣一光罩上之各種幾何特徵並建構此等特徵之透射及反射性質之一資料庫。稍後，在檢測期間，當掃描一受測試光罩時，該系統基於該資料庫中之資訊建構合成影像。類似技術闡述於2001年8月28日提出申請之Emery之第6,282,309號美國專利中，該美國專利出於闡述合成成像演算法之目的全盤地以引用方式併入本文中。舉例而言，演算法可基於透射信號及反射信號(於同一檢測點處)在沒有缺陷之情況下始終彼此互為補充之一假定。換言之，透射信號與反射信號之總和在沒有缺陷之情況下沿著該掃描不變。因此，求和信號中之任何觀察到的偏差可視為一缺陷且自合成影像排除。
一旦在操作210中產生合成參考影像，則在212處進一步處理此等影像以產生諸如一參考空中影像及/或一參考測試影像之參考模擬影像。操作212類似於對上文所述之測試影像所執行之操作208。然而，因合成參考影像不包括缺陷，故該等對應參考模擬影像產生為無蝕刻顯著缺陷。
在214處，比較該等測試模擬影像與該等參考模擬影像以識別蝕刻顯著缺陷。在某些實施例中，該等參考模擬影像包括一參考模擬透射影像及一參考模擬反射影像，而該等測試模擬影像包括一測試模擬透射影像及一測試模擬反射影像。在此實施例中，在兩個群組內執行比較，即，比較該參考模擬透射影像與該測試模擬透射影像，同時比較該參考模擬反射影像與該測試模擬反射影像。在某些實施例中，分類所識別蝕刻顯著缺陷。
在某些實施例中，檢測亦適用於多個色調遮罩。此等遮罩之一項實例係具有一最暗區域(例如，一鉻域不透明區域)及一石英或最亮區域以及具有該兩者之間的一暗度之灰階區域之一圖樣之三色調遮罩。此等灰階區域可以多種方式獲得(例如，使用EPSM材料等等)。在此情況下，將該遮罩視為單獨分析之兩個不同遮罩。舉例而言，可使用與上文所述相同之模型來處理三色調遮罩。然而，可將該三色調遮罩視為具有一背景圖樣(例如，鉻)以及被視為前景之灰階圖樣(例如，EPSM材料)之一遮罩。可如同上述使用相同之方程式及過程操作來處理該等影像。使用作為該背景圖樣之EPSM材料及被視為該前景之最亮圖樣(例如，石英)來對該遮罩執行一第二分析。對準可因該等材料中之每一者皆具有表現出可用於對準該等影像之不同邊緣效應之實質上不同之性質而容易實現。然後可對該等遮罩圖樣進行求和且隨後將其與晶粒對晶粒或晶粒對資料庫比較中之參考相比較以驗證貫穿過程窗之晶圓圖樣正確性並識別蝕刻顯著缺陷。
結論
儘管為了理解清楚之目的已相當詳細地闡述了上述發明，但很顯然可在隨附申請專利範圍之範疇內實施某些更改及修改。應注意，存在實施本發明之過程、系統及設備之許多替代方式。因此，本發明實施例應視為例示性的而非限制性的，且本發明不應僅限於本文中所給出之細節。
100．．．蝕刻系統
101．．．數值孔徑
102．．．平面
103．．．照明源
105．．．照明透鏡
150．．．檢測系統
151a．．．成像透鏡
151b．．．數值孔徑
152．．．主光罩平面
153．．．成像光學件
154．．．感測器
160．．．照明源
161．．．照明光學件
173．．．電腦系統
M．．．光罩
W．．．晶圓
圖1A係根據某些實施例用於將一遮罩圖樣自一光罩轉印至一晶圓上之一蝕刻系統之一簡化示意圖。
圖1B提供根據某些實施例之一光罩檢測設備之一示意圖。
圖2圖解說明對應於用於檢測一光罩以識別蝕刻顯著污染缺陷之一方法之一項實例之一過程流程圖。
(無元件符號說明)

Claims (21)

  1. 一種用於檢測一光罩以識別蝕刻顯著污染缺陷之方法，該方法包含：提供包含一或多個可印刷特徵及一或多個不可印刷特徵之光罩，該光罩經組態以達成使用一蝕刻系統將該一或多個可印刷特徵蝕刻轉印至一基板上；使用一檢測設備來產生該光罩之測試影像，該等測試影像包含一測試透射影像及一測試反射影像；提供欲在該蝕刻轉印中採用之該蝕刻系統之一模型；藉由對該等測試影像應用該蝕刻系統之該模型來建構測試模擬影像；藉由自該等測試影像移除缺陷自該等測試影像建構合成參考影像；藉由對該等合成參考影像應用該蝕刻系統之該模型自該等合成參考影像建構參考模擬影像，其中該等參考模擬影像係建構為無該等蝕刻污染顯著缺陷；及比較該等測試模擬影像與該等參考模擬影像以識別該等蝕刻顯著污染缺陷。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含相對於該測試反射影像對準該測試透射影像。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包含：提供欲在該蝕刻轉印中採用之一光阻劑系統之一模型；及藉由除應用該蝕刻系統之該模型以外還應用該光阻劑系統之該模型來建構該等測試模擬影像及該等參考模擬影像。
  4. 如請求項3之方法，其中該光阻劑系統之該模型包含抗蝕劑形成過程特性。
  5. 如請求項1之方法，其中在不使用一參考晶粒或一參考資料庫之情況下識別該等蝕刻顯著污染缺陷。
  6. 如請求項1之方法，其中該等參考模擬影像包含一參考模擬透射影像及一參考模擬反射影像，且其中該等測試模擬影像包含一測試模擬透射影像及一測試模擬反射影像。
  7. 如請求項6之方法，其中比較該等測試模擬影像與該等參考模擬影像包含：比較該參考模擬透射影像與該測試模擬透射影像；及比較該參考模擬反射影像與該測試模擬反射影像。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包含分類該等蝕刻顯著污染缺陷。
  9. 如請求項1之方法，其中該一或多個不可印刷特徵包含次解析度輔助特徵(SRAF)。
  10. 如請求項1之方法，其中在該等測試模擬影像及該等參考模擬影像中捕獲該一或多個不可印刷特徵之蝕刻效應。
  11. 如請求項1之方法，其中該等不可印刷特徵中之至少一者大於該等可印刷特徵中之至少一者。
  12. 如請求項1之方法，其中建構該等測試模擬影像包含建構僅包含線性項之一有限帶寬遮罩圖樣。
  13. 如請求項12之方法，其中建構該等測試模擬影像包含基於該有限帶寬遮罩圖樣之光強度分佈自該一或多個可印刷特徵中分離該一或多個不可印刷特徵。
  14. 如請求項12之方法，其進一步包含基於該有限帶寬遮罩圖樣建構一幾何圖以將幾何特徵分類成選自由邊緣、拐角及線端組成之群組之一或多個幾何特徵類型。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含使用該幾何圖來分類該等幾何特徵，同時識別該等蝕刻顯著污染缺陷。
  16. 如請求項14之方法，其中識別該等蝕刻顯著污染缺陷包含：對該幾何圖之至少兩個不同幾何特徵類型應用不同偵測臨限值。
  17. 如請求項1之方法，其進一步包含基於該等測試模擬影像建置一特徵圖，其中該特徵圖包含各自具有一對應遮罩誤差增強因子(MEEF)之多個影像部分。
  18. 如請求項17之方法，其進一步包含在識別該等蝕刻顯著污染缺陷期間，基於該等對應MEEF自動調整該多個影像部分中之每一影像部分之偵測臨限值。
  19. 如請求項1之方法，其進一步包含提供用於識別該等蝕刻顯著污染缺陷之一使用者定義偵測臨限值。
  20. 如請求項1之方法，其中該蝕刻系統之該模型包含至少一個以下參數：該蝕刻系統及該檢測設備之數值孔徑、該蝕刻系統及該檢測設備之波長以及該蝕刻系統及該檢測設備之照明條件。
  21. 一種用於檢測具有一或多個可印刷特徵及一或多個不可印刷特徵之一光罩以識別蝕刻顯著污染缺陷之系統，其包含至少一個記憶體及至少一個處理器，該至少一個記憶體及該至少一個處理器經組態以執行以下操作：產生該光罩之測試影像，該等測試影像包含一測試透射影像及一測試反射影像；藉由對該等測試影像應用一蝕刻系統之一模型來建構測試模擬影像；藉由自該等測試影像移除缺陷自該等測試影像建構合成參考影像；藉由對該等合成參考影像應用該蝕刻系統之該模型自該等合成參考影像建構參考模擬影像，其中該等參考模擬影像無該等蝕刻顯著污染缺陷；及比較該等測試模擬影像與該等參考模擬影像以識別該等蝕刻顯著污染缺陷。
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