TWI760437B - 檢測一光微影倍縮光罩之方法及系統，以及電腦可讀媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示用於檢測光微影倍縮光罩之方法及系統。獲得使用一相同設計製造之一第一倍縮光罩及一第二倍縮光罩。亦獲得該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩之一第一倍縮光罩影像及一第二倍縮光罩影像。比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像以輸出具有對應於該第一抑或第二倍縮光罩上之候選缺陷之複數個差異事件之一差異影像。接著產生該等候選缺陷之一檢測報告。

Description

檢測一光微影倍縮光罩之方法及系統，以及電腦可讀媒體
本發明大體上係關於倍縮光罩檢測之領域。更特定言之，本發明係關於用於在IC(積體電路)製造內容脈絡中對倍縮光罩檢定合格性或重新檢定合格性之技術。
一般言之，半導體製造行業涉及使用經分層及圖案化至一基板(諸如矽)上之半導體材料製造積體電路之高度複雜技術。歸因於大規模之電路整合及半導體裝置之尺寸減小，所製造之裝置已變得對缺陷愈來愈敏感。即，引起裝置中之故障之缺陷變得愈來愈小。裝置在運送至終端使用者或消費者之前需無故障。
通常由複數個倍縮光罩(亦稱為「光罩」或「遮罩」)製造一積體電路。倍縮光罩之產生及此等倍縮光罩之後續檢測已變為半導體生產中之標準步驟。首先，電路設計者將描述一特定積體電路(IC)設計之電路圖案資料提供至一倍縮光罩生產系統或倍縮光罩曝寫機。電路圖案資料通常呈所製造IC裝置或晶粒之實體層之一代表性佈局之形式。代表性佈局包含IC裝置之各實體層之一代表性層(例如閘極氧化物、多晶矽、金屬化等等)，其中各代表性層由界定特定IC裝置之一層之圖案化之複數個多邊形組成。
倍縮光罩曝寫機使用電路圖案資料以寫入隨後將用於製造特定IC設計之複數個倍縮光罩。例如，一電子束曝寫機或雷射掃描器可用於使一倍縮光罩圖案曝光。一完成倍縮光罩或光罩通常具有至少透明及不透明區域且有時具有半透明及相移區域，該等區域共同界定一電子裝置(諸如一積體電路)中之共面特徵之圖案。在光微影期間使用倍縮光罩以界定用於蝕刻、離子植入或其他製程之一半導體晶圓之指定區域。
在製造各倍縮光罩或倍縮光罩群組之後，各新倍縮光罩通常無缺陷或降級，但有時具有在製造期間引入之缺陷。一倍縮光罩檢測系統可接著用於針對可在倍縮光罩之生產期間出現之缺陷檢測倍縮光罩。然而，倍縮光罩可在使用之後變得有缺陷。因此，需要不斷改良之倍縮光罩檢測技術及設備。
下文呈現本發明之一簡化發明內容，以便提供對本發明之某些實施例之一基本理解。本發明內容並非為本發明之一詳盡概述，且其不識別本發明之決定性/關鍵元件或不界定本發明之範疇。本發明內容之唯一用途為以簡化形式呈現本文中所揭示之一些概念作為隨後呈現之實施方式之一序言。
在一項實施例中，揭示一種檢測光微影倍縮光罩之方法。獲得使用一相同設計製造之一第一倍縮光罩及一第二倍縮光罩。亦獲得該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩之一第一倍縮光罩影像及一第二倍縮光罩影像。比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像以輸出具有對應於該第一倍縮光罩或該第二倍縮光罩上之候選缺陷之複數個差異事件之一差異影像。接著產生該等候選缺陷之一檢測報告。
在一特定實施方案中，藉由將該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩一起裝載至一相同檢測工具中而在此檢測工具中獲得該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像。在又一態樣中，在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前亦針對該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩兩者上之相同位置之聚焦差異及/或光度差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像。在另一態樣中，藉由將該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩相繼連續裝載至一相同檢測工具中而在此檢測工具中獲得該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像。在一額外態樣中，在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前針對該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩兩者上之相同位置之聚焦差異及/或光度差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像。
在另一實施例中，藉由不同檢測工具獲得該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像，且該方法進一步包括在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前針對影響該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之相同位置之工具參數差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像。在另一實例中，比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像以輸出一差異影像包含(i)針對該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之各者之複數個圖塊之各者，判定各圖塊中之複數個位置之一平均或中值強度值；及(ii)比較來自該第一倍縮光罩影像之各圖塊之平均或中值強度值與該第二倍縮光罩中之一相同位置處之該圖塊之平均或中值強度值之一對應者以獲得複數個差異平均或中值強度值，其等經分析以判定是否將此等差異平均或中值強度值定義為候選缺陷。在一進一步態樣中，使該等差異平均或中值強度值與關鍵尺寸(CD)變化相互關聯。在另一實施例中，該第一倍 縮光罩及該第二倍縮光罩各包含一單一晶粒。在另一實例中，比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像包括使該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像彼此對準以具有此第一倍縮光罩影像與此第二倍縮光罩影像之間的一最大匹配對準。
在一替代實施例中，該方法進一步包含(i)在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前對該第一倍縮光罩影像執行一單元對單元檢測；及(ii)消除通過該單元對單元檢測之該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之區域使其等免於彼此比較。在另一實例中，該第一倍縮光罩係新製造的且尚未用於一光微影程序中，且該第二倍縮光罩已用於一光微影程序中。在另一態樣中，該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩皆為新的且尚未用於一光微影程序中，且將在該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩為新時針對其等找到之候選缺陷定義為基線事件。在此態樣中，在定義該等基線事件之後，在一光微影程序中使用第一倍縮光罩及第二倍縮光罩之一者或兩者。在已使用該第一倍縮光罩或該第二倍縮光罩之後藉由自檢測報告排除匹配該等基線事件之任何所得差異事件而重複用於獲得一第一倍縮光罩影像及一第二倍縮光罩影像及比較此第一影像與此第二影像之操作。
在某些實施例中，本發明係關於一種用於檢測一光微影倍縮光罩之系統。該系統包含至少一個記憶體及至少一個處理器，其等經組態以執行至少一些上文描述之操作。在其他實施例中，本發明係關於電腦可讀媒體，其具有儲存於其上用於執行至少一些上文描述之操作之指令。
在下文參考圖進一步描述本發明之此等及其他態樣。
100:倍縮光罩部分
102a:光學近接校正(OPC)前特徵/第一圖案
102b:光學近接校正(OPC)前特徵/第二圖案
104a至104f:裝飾
200:程序
202:操作
204:操作
205:操作
206:操作
208:操作
210:操作
300:檢測程序
302:操作
304:操作
400:檢測程序
404:操作
405:操作
500:倍縮光罩
502a至502f:晶粒
504a至504g:晶粒等效圖塊
520:倍縮光罩
522a至522f:晶粒
524a至524g:晶粒等效圖塊
550:檢測程序
552:操作
554:操作
556:操作
558:操作
560:操作
562:操作
600a:第一倍縮光罩部分/倍縮光罩
600b:第二倍縮光罩部分/倍縮光罩
602a至602h:晶粒
604a至604n:掃描帶
606a至606h:第一邊緣
608a:第二相對邊緣
652a至652d:圖塊
672a至672f:局部區域或子部分/強度值
692a:掃描帶
692b:掃描帶
700:掃描帶管理程序
702:操作
703:操作
704:操作
706:操作
708:操作
710:操作
712:操作
714:操作
800:倍縮光罩
802a至802h:晶粒陣列
804a至804c:點
806a至806c:對準標記
900:流程圖
902:操作
904:操作
906:操作
908:操作
910:操作
1000:檢測及缺陷檢視程序
1002:操作
1006:操作
1008:操作
1010:操作
1100:檢測系統
1102:輸入
1104a:資料分配系統
1104b:資料分配系統
1106a:圖塊處理器及記憶體
1106b:圖塊處理器及記憶體
1108:交換網路
1110:檢測控制及/或檢視站
1112:雙倍縮光罩管理系統
1116:大容量儲存裝置
1200:微影系統
1201:數值孔徑
1202:遮罩平面
1203:照明源
1205:照明透鏡
1207:照明光學器件
1213:成像光學器件
1250:檢測系統
1251a:照明光學器件
1251b:數值孔徑
1252:倍縮光罩平面
1253a:偵測光學器件
1253b:偵測光學器件
1254a:感測器
1254b:感測器
1260:照明源
1273:電腦系統
1276:光束分裂器
1278:偵測透鏡
M:光罩
W:晶圓
圖1A係具有擁有一相同形狀及大小之兩個OPC前特徵之一倍縮光罩 部分之一示意俯視圖。
圖1B繪示添加OPC裝飾之圖1A之兩個相同圖案。
圖2係繪示根據本發明之一項實施例之用於在一相同工具中檢測兩個倍縮光罩之一程序之一流程圖。
圖3係繪示根據本發明之一替代實施例之用於使用連續成像於相同工具中之兩個倍縮光罩偵測缺陷之一檢測程序之一流程圖。
圖4係繪示根據本發明之又一替代實施例之用於使用兩個不同工具中之兩個倍縮光罩偵測缺陷之一檢測程序之一流程圖。
圖5A係具有可根據本發明之另一實施例實施檢測技術之複數個相同設計晶粒之兩個例示性倍縮光罩之一示意俯視圖。
圖5B係繪示根據本發明之一項實施例之在兩個倍縮光罩之內容脈絡中利用晶粒等效圖塊影像之一檢測程序之一流程圖。
圖6A係根據本發明之實施例之一倍縮光罩部分之複數個經掃描/成像「掃描帶(swath)」之一圖示。
圖6B係根據一特定實施方案之對應於被分成圖塊之一倍縮光罩掃描帶之一強度資料集之一圖示。
圖6C繪示根據本發明之一第二實施方案之經配置以在一個以上掃描帶中具有晶粒等效圖塊影像之複數個經掃描掃描帶。
圖6D係根據另一實施方案之對應於倍縮光罩之一掃描帶之各圖塊之多個局部區域之多個強度資料集之一圖示。
圖7係繪示根據本發明之一特定實施方案之用於跨多個經掃描掃描帶達成晶粒等效圖塊影像之一掃描帶管理程序之一流程圖。
圖8繪示根據本發明之一個例示性實施方案之具有一晶粒陣列之一倍 縮光罩，相對於一檢測工具定義晶粒陣列之一範圍、偏移及陣列大小。
圖9係繪示根據本發明之另一實施例之運用過濾之一檢測程序之一流程圖。
圖10繪示根據一項實施例之一檢測及缺陷檢視程序1000之一概述。
圖11係其中可實施本發明之技術之一例示性檢測系統之一圖示。
圖12A係根據某些實施例之用於將一遮罩圖案自一光罩轉印至一晶圓上之一微影系統之一簡化圖示。
圖12B提供根據某些實施例之一光罩檢測設備之一圖示。
在以下描述中，闡述許多特定細節，以便提供對本發明之一透徹理解。可在不具備一些或所有此等特定細節之情況下實踐本發明。在其他例項中，未詳細描述熟知程序操作以免不必要地混淆本發明。雖然將結合特定實施例描述本發明，但應理解，此並不旨在將本發明限於該等實施例。
「倍縮光罩」大體上包含在其上形成有一不透明材料層之一透明基板，諸如玻璃、硼矽酸鹽玻璃、石英或熔融矽石。不透明(或實質上不透明)材料可包含完全或部分阻擋光微影光(例如深UV)之任何適合材料。例示性材料包含鉻、矽化鉬(MoSi)、矽化鉭、矽化鎢、玻璃上不透明MoSi(OMOG)等等。亦可在不透明層與透明基板之間添加多晶矽膜以改良黏著性。可在不透明材料上方形成一低反射膜，諸如氧化鉬(MoO2)、氧化鎢(WO2)、氮化鈦(TiO2)或氧化鉻(CrO2)。
術語倍縮光罩係指不同類型之倍縮光罩，包含(但不限於)亮場倍縮光罩、暗場倍縮光罩、二元倍縮光罩、相移遮罩(PSM)、交替PSM、衰減或半色調PSM、三元衰減PSM及無鉻相位微影PSM。亮場倍縮光罩具有透明 之場或背景區域，且暗場倍縮光罩具有不透明之場或背景區域。二元倍縮光罩係具有透明或不透明之圖案化區域之一倍縮光罩。例如，可使用由具有由鉻金屬吸附膜界定之一圖案之一透明熔融矽石坯料製成之一光罩。二元倍縮光罩不同於相移遮罩(PSM)，PSM之一個類型可包含僅部分透射光之膜，且此等倍縮光罩可被統稱為半色調或嵌入式相移遮罩(EPSM)。若將一相移材料放置於一倍縮光罩之交替浄空間上，則倍縮光罩被稱為交替PSM、ALT PSM或Levenson PSM。應用於任意佈局圖案之相移材料之一個類型被稱為一衰減或半色調PSM，其可藉由用一部分透射或「半色調」膜取代不透明材料而製造。三元衰減PSM係亦包含完全不透明特徵之一衰減PSM。
存在各種方式來檢測可影響所製造裝置中之良率之倍縮光罩缺陷。例示性技術包含晶粒對晶粒檢測、單元對單元檢測及晶粒對資料庫檢測。在一晶粒對晶粒方法中，可使用比較自一個晶粒獲取之影像與自一第二晶粒獲取之影像之技術檢測多晶粒倍縮光罩。一單元對單元檢測大體上包含比較來自經設計成相同之一晶粒之單元部分之影像。一晶粒對資料庫方法包含比較自一晶粒獲得之一影像與自如在設計資料庫中描述之一對應晶粒呈現之一影像。
儘管此等檢測技術在某些應用中良好運作，但各方法具有可導致不精確或低效獲得結果之缺點。晶粒對晶粒方法將不適於單晶粒倍縮光罩。當圖案之區段係重複的或足夠簡單以自參考時，可找到或合成參考圖案。與此等找到或合成參考之比較可用於偵測缺陷。然而，無法針對圖案之所有區段找到或合成適合參考。例如，一典型晶粒之大區域含有非重複邏輯圖案，其等無法藉由一單元對單元檢測加以檢測。另外，通常難以執行一單 元對單元檢測，因為相同單元(即使經設計為相同)歸因於光學近接校正(OPC)結構之細微變化而通常為不可用的。一般言之，本文中互換地使用術語OPC、SRAF、細線及非印刷結構。
光微影遮罩或倍縮光罩可包含由電路及佈局設計者及/或合成工具產生之裝置設計資料。OPC前設計資料大體上包含在將任何OPC結構添加至設計資料之前由一設計者或合成工具針對一倍縮光罩產生之多邊形。OPC前設計資料可被認為表示設計者之意圖且將大體上類似於晶圓上之最終圖案，將使用由倍縮光罩設計資料製成之一倍縮光罩製造晶圓上之最終圖案。應理解，在多圖案化情況中，OPC前可不表示晶圓上之最終圖案。圖1A係具有擁有一相同形狀及大小之兩個OPC前特徵102a及102b之一倍縮光罩部分100之一示意俯視圖。
倍縮光罩設計資料可包含添加至OPC前倍縮光罩設計資料之OPC裝飾。一般言之，使用OPC軟體以分析一倍縮光罩設計且接著基於此分析將OPC裝飾添加至一倍縮光罩設計。可將一或多個OPC產生模型應用於OPC前設計，使得基於此等模型產生OPC結構。該等模型可基於實驗及/或模擬結果。使用OPC裝飾以增強倍縮光罩之製造。例如，若在設計資料中接近隅角添加特定OPC增強，則可在此等隅角上獲得一更清晰影像。
OPC軟體之一個副作用係相對於相同設計圖案放置之OPC裝飾之一高位準不一致性。圖1B繪示添加不同OPC裝飾之圖1A之兩個相同圖案102a及102b。如展示，OPC軟體將裝飾104a至104c添加至第一L形圖案102a，而將OPC裝飾104d至104f添加至相同L形第二圖案102b。在此實例中，圖案102a之裝飾104a及104c具有相同於圖案102b之裝飾104d及104e之一形狀及位置。相比之下，第二圖案102b具有一額外OPC裝飾104f，而第一圖 案102a具有呈L形狀之「鉤」中之經移除凹口部分104b之形式之一裝飾104b，而L形圖案102b在此相同區域中保持完整。
用於添加OPC裝飾之OPC軟體可在一相同OPC前佈局上執行且出於各種原因導致不同OPC裝飾。例如，用於一給定特徵之OPC裝飾之類型及數目可取決於相對於其他特徵分析此特徵之順序。另外，可給予一特徵陣列之一邊緣特徵不同於相同陣列中之一相同中心特徵之一OPC裝飾。OPC軟體可將不同OPC裝飾添加至具有不同內容脈絡特徵或背景之相同特徵。即使具有一相同內容脈絡之特徵亦可基於不同特徵之間之格柵捕捉(grid snap)差異而給予不同OPC修飾。因此，即使相同設計晶粒亦可具有數個可變OPC結構以使單元對單元檢測產生大量假候選缺陷。
在另一實例中，一單晶粒檢測包含用於分析一倍縮光罩之影像特徵以識別異常事件之演算法，其等傾向於包含用於下層設計特徵(例如OPC前特徵)之不同OPC裝飾。例如，單晶粒檢測程序可將不同裝飾(圖案102a之104b、圖案102b之104f)定義為異常或候選事件。由於OPC軟體傾向於導致大量可變OPC裝飾，故通常在此一倍縮光罩圖案之一習知單晶粒檢測期間標記大量候選事件。一事件可包含另一相同晶粒或定位於此其他相同晶粒中之一相同位置之晶粒部分中不存在的任何特徵，不存在存在於另一相同晶粒中之一特徵等等。此等OPC起源候選事件可表示用於定位「真實」可印刷缺陷之大量雜訊。
另外，一倍縮光罩可包含假影(例如額外或缺失材料)，設計者不期望其等成為倍縮光罩設計圖案之部分。然而，某些非預期假影可經判定為不限制使用此倍縮光罩產生之晶圓之良率。單晶粒檢測亦可將非印刷或非良率限制異常事件識別為候選缺陷。
可使用比較自倍縮光罩獲取之影像與自OPC(光學近接校正)後資料庫呈現之影像之技術檢測單晶粒及多晶粒倍縮光罩兩者。此技術需要對OPC後資料庫之存取且通常被視為對於一倍縮光罩之再檢定成本過大且過於複雜而不實際。畢竟，已藉由遮罩工場(mask shop)或即將來臨的品質控制檢測確認倍縮光罩之圖案保真度。再檢定檢測僅需找到在倍縮光罩使用期間增加之缺陷。然而，在不具有一第二晶粒或一資料庫提供之參考之情況下，找到一單晶粒倍縮光罩上之此等缺陷可具有挑戰。
本發明之某些實施例利用通常針對晶圓製造製造一倍縮光罩之一個以上複本之事實。更特定言之，兩個或兩個以上相同倍縮光罩可提供使具有相同設計之兩個倍縮光罩彼此比較之機會。兩個倍縮光罩可一起成像或快速連續成像，藉此消除工具對工具及長期工具變化。在一項實施例中，倍縮光罩一起成像於相同工具中。在另一實施例中，各倍縮光罩經個別裝載至相同工具中且快速連續成像。在另一實施例中，各倍縮光罩經裝載及成像於不同檢測工具中。儘管關於兩個倍縮光罩描述以下實例，但可檢測兩個以上倍縮光罩。儘管關於一倍縮光罩描述以下例示性實施例，但可使用此等技術或系統監測任何適合類型之樣本。
圖2係繪示根據本發明之一項實施例之用於在一相同工具中檢測兩個倍縮光罩之一程序200之一流程圖。首先，可在操作202中獲得使用相同設計製造之包含OPC結構之兩個倍縮光罩。一般言之，可以任何適合方式獲得兩個倍縮光罩之倍縮光罩影像。在所繪示實施例中，在操作204中將倍縮光罩一起裝載至一相同檢測工具中。在操作204中亦可獲得及儲存各倍縮光罩之一影像。在一特定實施方案中，檢測工具之載物台足夠大以容納兩個或兩個以上倍縮光罩。接著可藉由兩個或兩個以上照明及收集通道使倍縮 光罩同時成像。替代地，可藉由相同照明及收集通道使各倍縮光罩依序成像。例如，使載物台上之一第一倍縮光罩成像且接著在第一倍縮光罩之後立即使相同載物台上之一第二倍縮光罩成像。
無論如何獲得倍縮光罩影像，接著在操作205中可使影像彼此對準。可以如下文進一步描述之任何適合方式對準影像。另外，如下文進一步描述，在操作205中可校正兩個倍縮光罩影像之間的聚焦及/或光度差異。
接著可在操作206中將經對準倍縮光罩影像彼此比較以輸出具有差異事件之一差異影像。例如，可自一個倍縮光罩之影像減去另一倍縮光罩影像之影像以獲得一差異影像。例如，可使來自各相同倍縮光罩影像像素之強度值相減。在另一實例中，如下文進一步描述，比較表示多個像素之各對倍縮光罩影像部分中之像素之兩個強度平均值或使該兩個強度平均值相減。差異值在本文中皆被稱為「事件」。
接著可在操作208中基於一或多個臨限值判定該等事件是否為候選缺陷。可對事件執行任何合適類型及數目之缺陷分析以偵測候選缺陷。例如，可視情況對各事件執行降低敏感度(desense)處理。在一降低敏感度程序中，可使用一較不嚴格(或不同)臨限值或演算法以判定各事件是否係已經識別為對假缺陷/假影較不敏感之倍縮光罩之一或多個預定義區域或特徵類型(相較於對假缺陷較敏感之其他區域或特徵類型)之一缺陷。在一個實例中，使用者可設置以一不同方式(諸如使用不同臨限值)分析不同倍縮光罩區域或特徵類型(例如邊緣等等)之一配方。
接著可在操作210中輸出候選缺陷之一缺陷報告。缺陷報告可呈任何適合格式。在一個實施方案中，缺陷報告可含有對各候選缺陷之一影像及位置之一參考。應注意，各候選缺陷對應於倍縮光罩影像之間的一差異， 其對應於來自一個或同時來自兩個倍縮光罩影像之一候選缺陷影像部分或區域。各候選缺陷區域之一影像可經儲存以供隨後檢視。在另一實例中，缺陷報告係包括經定義或標記為潛在缺陷之強度差異之一影像。如下文進一步描述，報告可呈具有對應於候選缺陷之變化強度或平均強度差異之變化顏色之一缺陷圖之形式。
在另一實施例中，在相同工具中相繼依序檢測兩個倍縮光罩。在一些狀況中，無法同時應用該等倍縮光罩或無法取得具有並排容納兩個倍縮光罩之一足夠大載物台之一工具。儘管未要求，但倍縮光罩較佳在彼此相差約1週內檢測且更佳在彼此相差幾小時內檢測。然而，倍縮光罩可在彼此相差4週內或更長時間(例如甚至1年或更長時間)內檢測。應理解，在此兩個檢測之間不應發生檢測工具之預防性維護或操作參數之更改以確保幾乎相同光學條件。
圖3係繪示根據本發明之一替代實施例之用於使用連續成像於相同工具中之兩個倍縮光罩偵測缺陷之一檢測程序300之一流程圖。首先在操作302中，獲得一第一倍縮光罩，且使此第一倍縮光罩成像而儲存所得第一倍縮光罩影像。接著在操作304中，獲得一第二倍縮光罩，且使此第二倍縮光罩成像而儲存所得第二倍縮光罩影像。可類似地執行其他操作及圖2之相同標示操作。然而，應認識到，使用相同工具同時檢測兩個倍縮光罩可需要不同於使兩個倍縮光罩依序成像之一校正量。另外，如本文中進一步描述，可針對各應用利用任何適合校正程序。
在又一實施例中，藉由兩個不同檢測工具檢測倍縮光罩及使倍縮光罩成像。圖4係繪示根據本發明之又一替代實施例之用於使用兩個不同工具中之兩個倍縮光罩偵測缺陷之一檢測程序400之一流程圖。第一操作302類似 於圖3之相同標示操作，其中使用一第一工具獲得一第一倍縮光罩及使一第一倍縮光罩成像，且儲存所得第一倍縮光罩影像。在操作404中亦在一不同第二工具上獲得使用相同於第一倍縮光罩之設計(包含OPC)製造之一第二倍縮光罩及使該第二倍縮光罩成像。在操作405中接著針對工具差異對準及校正影像。可如本文中進一步描述般校正影響兩個倍縮光罩影像之相同位置之任何工具差異(例如聚焦、光度、光學像差等等)。其他操作類似於圖2之相同標籤操作。
在其他實施例中，兩個倍縮光罩之間的強度值或強度改變之比較亦可與關鍵尺寸(CD)之改變相互關聯。在一個實施方案中，分析來自兩個倍縮光罩之對應多像素區域之平均強度值。用於檢測一倍縮光罩之技術及系統可用於偵測倍縮光罩特徵或類似物之關鍵尺寸(CD)之缺陷或變化。儘管本文中描述之例示性技術之任一者亦可應用於偵測CD變化或不均勻性(CDU)，但此等例示性實施方案之任一者亦可應用於監測除CD變化以外的其他例示性特性。
一般言之，將不透明、吸收、部分不透明、相移材料形成為經設計及形成有關鍵尺寸(CD)寬度之圖案結構，此亦導致亦具有一CD之結構之間的浄空間。一特定CD值大體上可影響在光微影程序中將一特定倍縮光罩特徵轉印至晶圓之方式，且此CD經選擇以最佳化此轉印程序。換言之，若某一倍縮光罩特徵之CD值在一指定CD範圍內，則此CD值將導致製造一對應晶圓特徵，其允許根據電路設計者之意圖適當操作所得積體電路。特徵通常形成有亦導致操作電路保存積體晶片區域之最小尺寸。
一新製造的倍縮光罩可包含CD(或其他膜或圖案特性)缺陷問題。例如，倍縮光罩可具有缺陷CD區域，諸如遮罩曝寫機掃描帶誤差。一倍縮光 罩亦可隨時間以數種不同方式受損。在一第一降級實例中，光微影曝光程序可導致倍縮光罩之不透明材料之實體降級。例如，用於倍縮光罩上之一高功率光束(諸如193nm之一高功率深紫外線(UV)光束)可實體地引起倍縮光罩上之不透明材料受損。亦可由其他波長引起損壞，諸如一248nm UV光束。實際上，UV光束可實體地引起倍縮光罩上之不透明圖案因磨毀不透明特徵之隅角且導致特徵平坦化而坍塌。因此，不透明特徵可具有顯著大於原始CD寬度之CD寬度，而此等不透明特徵之間的間距可具有遠小於原始CD寬度之一CD寬度。此類型之降級被稱為「鉻」降級，因為此類型之問題通常發生在鉻型倍縮光罩中。可由倍縮光罩特徵(MoSi)與曝光光之間的化學反應、清潔程序、污染等等引起其他類型之CD降級。此等實體效應亦可隨時間不利地影響倍縮光罩之關鍵尺寸(CD)。由於此降級，特徵CD值可已顯著改變，以致影響晶圓良率。例如，遮罩特徵寬度可顯著大於原始線寬CD。
以下平均強度實施方案可用於單晶粒或多晶粒倍縮光罩上。然而，首先描述多晶粒實例。圖5A係具有複數個相同設計晶粒之兩個例示性倍縮光罩500及520之一示意俯視圖，可根據本發明之另一實施例針對其等實施檢測技術。如展示，各倍縮光罩包含由列及行指定之6x4晶粒陣列。例如，倍縮光罩500及520之各者之第一頂列中之晶粒502a至502f及522a至522f自最左行至最右行分別經指定為(1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,4)、(1,5)及(1,6)。類似地，最後列之晶粒針對各特定列及行具有標號(4,1)、(4,2)、(4,3)、(4,4)、(4,5)及(4,6)。
儘管晶粒可含有與重複記憶體圖案相反之邏輯圖案，但晶粒經設計為彼此相同。因此，預期來自兩個倍縮光罩之任一者之一特定晶粒之各晶粒 部分(稱為一「圖塊」)相同於來自兩個倍縮光罩之各者之其他晶粒之各者之至少一個其他圖塊。經設計為相同之來自相同或不同倍縮光罩中之不同晶粒之不同圖塊在本文中被稱為「晶粒等效」。例如，倍縮光罩500之晶粒502b之圖塊504b具有來自倍縮光罩500之其他晶粒(例如502a、502c、502d、502e及502f)中之晶粒等效圖塊504a、504c、504d、504e及504f及來自倍縮光罩520之其他晶粒(例如522a、522c、522d、522e及522f)中之晶粒等效圖塊524a、524b、524c、524d、524e及524f。
在檢測期間，可使用一檢測工具獲得各倍縮光罩(包含晶粒)之圖塊之複數個圖塊影像。在影像獲取期間，針對各晶粒獲得多個圖塊影像。例如，針對晶粒502a之圖塊504a及504g獲得影像圖塊。在本發明之某些實施例中，獲得影像圖塊，以便導致跨各倍縮光罩(或倍縮光罩之至少一者)之晶粒之晶粒等效圖塊，且處理晶粒等效圖塊以偵測缺陷(諸如CD缺陷或CD變化)。
在一特定實施例中，比較各測試圖塊之平均強度值與測試圖塊之對應晶粒等效圖塊之一平均強度值以獲得與跨一個倍縮光罩或兩個倍縮光罩之間的CD變化相關之一差量映射。可藉由平均化圖塊之像素之反射及/或透射強度值而獲得各圖塊之強度值。若晶粒等效圖塊之倍縮光罩圖案相同且CD(或任何其他圖案特性)未改變，則預期來自晶粒等效圖塊之透射或反射光係相同的。若一特定圖塊之反射或透射強度不同於其他晶粒等效圖塊，則可推斷變化圖塊之圖案具有相較於其對應晶粒等效圖塊之一CD變化。例如，透射強度之一增大推斷不透明倍縮光罩圖案之CD已減小且浄倍縮光罩區域之CD已增大。
圖5B係繪示根據本發明之一項實施例之在兩個倍縮光罩之內容脈絡 中利用晶粒等效圖塊影像之一檢測程序550之一流程圖。可對兩個新製造的倍縮光罩執行以下檢測程序550，以便偵測所製造缺陷區域，或對已在一光微影程序中使用一或多次之兩個倍縮光罩執行檢測程序550，以便偵測降級。替代地，此程序可用於其中一個倍縮光罩係新製造及/或未使用且另一倍縮光罩正使用之兩個倍縮光罩上。在此情況中，若兩個倍縮光罩之間存在大量CD變化，則新倍縮光罩可被視為無缺陷且所使用之倍縮光罩將被視為有缺陷。然而，在進一步檢視缺陷之後，可能的是將新倍縮光罩而非所使用之倍縮光罩視為有缺陷。
在此程序中，可以如下文進一步描述之任何適合方式自倍縮光罩獲得晶粒等效圖塊之影像。例如，可在相同檢測工具中並排掃描兩個倍縮光罩，使得在掃描期間對準晶粒等效圖塊。替代地，各倍縮光罩可同時或在不同時間依序成像於相同工具或不同工具中。圖5B之實例繪示一並排實施方案。如展示，在操作552中獲得來自兩個相同設計倍縮光罩之一組晶粒之各晶粒之圖塊區域之影像。如本文中進一步描述，可在獲得影像期間或之後對準影像。
在一第一實施方案中，自圖塊之一相同經掃描掃描帶獲得各組晶粒等效圖塊。圖6A係根據本發明之實施例之經過一第一倍縮光罩部分600a及一第二倍縮光罩部分600b兩者之複數個經掃描/成像「掃描帶」(例如604a至604n)之一圖示。即，各組晶粒等效強度資料可對應於經過第一倍縮光罩部分600a及第二倍縮光罩部分600b之一「掃描帶」。可藉由依一蛇形或光柵圖案依序掃描來自倍縮光罩600a及600b之掃描帶而獲得各組晶粒等效強度資料。例如，藉由一光學檢測系統之一光束自左至右掃描第一掃描帶604a以獲得一第一組強度資料。接著自右至左掃描第二掃描帶604b以獲得一第 二組強度資料。自兩個倍縮光罩之晶粒之底列(例如602a、602b、602c及602d)至兩個倍縮光罩之晶粒之頂列(例如602e、602f、602g及602h)依序掃描掃描帶。
各經掃描掃描帶將含有晶粒等效圖塊，其等各相對於其對應晶粒(針對其獲得掃描帶)中或附近之一相同參考位置而定位。如展示，掃描帶604a及其圖塊相對於各圖塊之各自晶粒之一底部邊緣(例如分別為晶粒602a至602d之底部邊緣606a至606d)而定位。底部邊緣可被視為掃描帶604a及其圖塊之一參考位置。
在此第一實施方案中，一起處理僅一單一掃描帶之晶粒等效圖塊。圖6B係對應於掃描帶604a之一強度資料集之一圖示。掃描帶604a之強度資料亦被分成對應於複數個圖塊(例如652a、652b、652c及652d)之複數個強度資料集。可針對各掃描帶之各圖塊中之多個點收集強度資料。
在使來自各列或掃描帶之圖塊成像之後，可針對經掃描掃描帶之晶粒等效圖塊之各成像組重複圖5B之影像分析操作。替代地，可在個別地分析圖塊之各列(例如一起分析各掃描帶之圖塊影像)之前收集整個倍縮光罩之影像掃描帶。
在一第二實施方案中，在使倍縮光罩成像之後一起對準及處理所有晶粒之整組經掃描掃描帶之晶粒等效圖塊(其等經設計為相同的)。儘管此第二實施方案提供優於單一掃描帶晶粒等效圖塊之第一實施方案之改良結果，如下文進一步描述，但此第二實施方案需要包含用於相對於晶粒仔細定位掃描帶掃描之技術。關於圖6C描述用於對準晶粒等效掃描帶之一個例示性實施方案，其繪示經配置以在一個以上掃描帶中具有晶粒等效圖塊影像之複數個經掃描掃描帶。如展示，經掃描掃描帶相對於晶粒而定位，使 得跨多個掃描帶達成晶粒等效圖塊影像。例如，掃描帶692a及604a包含晶粒(602a至602h)之一第一組晶粒等效圖塊影像，而掃描帶692b及604b包含晶粒(例如602a至602h)之一第二組晶粒等效圖塊影像。
圖7係繪示根據本發明之一特定實施方案之用於跨多個經掃描掃描帶達成晶粒等效圖塊影像之一掃描帶管理程序之一流程圖。在此實例中，在操作702中可界定各倍縮光罩之各相同晶粒之第一相對邊緣及第二相對邊緣之位置。一般言之，可使用關於各晶粒之範圍、晶粒偏移及一陣列大小之資訊設置檢測工具。
圖8繪示根據本發明之一個例示性實施方案之具有一晶粒陣列(例如802a至802h)之一倍縮光罩800，相對於一檢測工具界定晶粒陣列之一範圍、偏移及陣列大小。在一特定實施方案中，一檢測工具之一設置程序可首先包含用於對準工具中之各倍縮光罩之一機構。可藉由一使用者相對於各倍縮光罩上之任何適合數目及類型之對準標記(諸如806a至806c)定位各倍縮光罩，以便對準倍縮光罩且界定用於掃描之一特定座標系統。由於對準標記與各倍縮光罩上之晶粒圖案一起印刷，故對準標記將具有相對於各倍縮光罩中之晶粒之一相同位置。
透過檢測工具之一設置程序，一使用者可選擇點804a及804b以界定一第一晶粒802a以及各倍縮光罩陣列中之其他晶粒之範圍。在各倍縮光罩中，使用者亦可選擇點804c以界定相對於第一晶粒802a及另一晶粒802f之x及y偏移以藉此界定相鄰晶粒之間的偏移。亦可選擇其他點(未展示)以界定範圍及偏移。可藉由使用者將陣列大小輸入至檢測工具中。
檢測工具可使用經界定晶粒範圍、晶粒偏移及陣列大小以自動界定各掃描帶位置。再次參考圖7，在操作703中可界定一第一掃描帶相對於一第 一組晶粒之第一邊緣之相對位置，使得第一掃描帶包含第一組晶粒之第一邊緣。在圖6C之實例中，相對於來自兩個倍縮光罩600a及600b之第一組晶粒(例如602a至602d)之底部邊緣(例如606a至606d)界定第一掃描帶604a。亦可相對於第一組晶粒之任何其他等效位置界定第一掃描帶。可藉由檢測工具在一特定掃描帶位置處自動初始化一掃描而大體上相對於一特定晶粒位置界定一掃描帶。
接著可在操作704中使檢測工具之入射光束跨第一掃描帶掃描以便獲得第一掃描帶之複數個圖塊之影像。在一個實例中，一光束可跨兩個倍縮光罩掃描且可在此光束跨第一掃描帶之各圖塊掃描時針對各圖塊中之各像素或點收集強度值。換言之，檢測工具可操作以在一入射光束跨第一掃描帶之各圖塊掃描時偵測及收集來自依序掃描之晶粒之反射及/或透射光。回應於此入射光束自第一掃描帶之各圖塊之複數個點或子區域收集光。
在圖6C之實例中，第一掃描帶604a包含晶粒602a之一第一邊緣606a、晶粒602b之一第一邊緣606b、晶粒602c之一第一邊緣606c及晶粒602d之一第一邊緣606d。各晶粒亦具有一第二相對邊緣(例如608a)。在掃描第一掃描帶之後，接著可在操作706中判定下一相鄰掃描帶是否將包含一第二組晶粒之第一邊緣。若尚未到達一第二組晶粒之第一邊緣，則在操作710中可界定下一掃描帶之位置使得下一掃描帶與先前掃描之掃描帶相鄰或重疊。在操作712中亦使入射光束跨此經界定下一掃描帶掃描以便獲得下一掃描帶之複數個圖塊之影像。接著可在操作714中判定是否已掃描所有晶粒。若否，則繼續界定及掃描接下來的掃描帶直至掃描兩個倍縮光罩之所有晶粒且掃描完成。
在圖6C中之第一掃描帶604a之後界定及掃描之下一相鄰掃描帶係掃 描帶604b，其尚未到達第二組晶粒602e至602h之第一邊緣606e至606h。在此圖解中，下一掃描帶604b經定位相鄰於第一掃描帶604a。接著依序界定及掃描掃描帶604c至604f作為接下來的掃描帶，其等各經定位相鄰於先前掃描之掃描帶，且使用檢測工具之光束依序掃描此等接下來的掃描帶以獲得圖塊影像。
若將繼續依一依序及相鄰掃描帶對掃描帶掃描圖案來掃描掃描帶，則晶粒之不同列之掃描帶可在各掃描帶中具有不同晶粒部分，如在圖6A之第一實施方案中展示。例如，後續組晶粒(例如602e至602h)之圖塊影像不會晶粒等效於第一組晶粒(例如602a至602d)。例如，掃描帶604g之圖塊影像未以第一掃描帶604a之圖塊影像對準至第一組晶粒602a至602d之第一邊緣之相同方式對準至第二組晶粒602e至602h之第一邊緣。此第一實施方案可用於獨立於來自晶粒602e至602h之掃描帶處理來自晶粒602a至602d之掃描帶。
然而，可獲得及定位掃描帶以使其等含有跨兩個倍縮光罩之所有晶粒之等效晶粒。為達成跨所有晶粒之晶粒等效圖塊，圖6C及圖7之所繪示第二實施方案包含在下一掃描到達一組新晶粒時重新定位該下一掃描。如在圖7之操作708中說明，若在下一掃描中將到達一第二組晶粒之第一邊緣，則將下一掃描帶相對於第二組晶粒之第一邊緣之相對位置界定為相同於第一掃描帶相對於其對應組晶粒之相對位置。晶粒之各列將具有與一相同相對晶粒位置(例如列中之晶粒之底部)對準之一相同第一掃描帶。在所繪示實例中，針對晶粒602e至602h掃描之第一掃描帶可經定義為掃描帶692a(圖6C)，其以第一掃描帶與第一組晶粒602a至602d之第一邊緣606a至606d對準之相同方式對準至第二組晶粒602e至602h之第一邊緣606e至606h。重 複程序700直至掃描最後一組晶粒(例如602e至602h)之最後掃描帶。
掃描帶管理程序700可用於定義來自經並排掃描之兩個倍縮光罩之所有晶粒之晶粒等效圖塊。然而，若兩個倍縮光罩單獨成像，則可使用任何程序以對準所得兩個倍縮光罩影像。例如，兩個倍縮光罩影像可經疊對及遞增地移動直至在兩個倍縮光罩影像之間獲得一最大匹配對準。若未以相對於與各組倍縮光罩晶粒之對準之一相同方式獲得掃描帶，則可針對兩個倍縮光罩重新界定掃描帶，且可一起分析來自兩個倍縮光罩之所有晶粒等效圖塊。替代地，可單獨分析各對倍縮光罩圖塊。
無論對準技術如何，藉由實例，可接著如圖5B中描述般處理來自兩個倍縮光罩之圖塊。如在圖5B中展示，在操作554中可判定各圖塊(或多個圖塊)之子部分之一影像特性(諸如強度)之一積分值。圖6D係對應於一倍縮光罩之一掃描帶之一圖塊之多個局部區域或子部分(例如672a至672f)之多個強度資料集之一圖示。在某些實施方案中，可針對各圖塊或兩個或兩個以上圖塊組判定一平均或中間強度值。如展示，多個強度值(例如672a、672b、672c、672d、672e及672f)對應於一倍縮光罩之一特定掃描帶之一特定圖塊652a之多個像素或點。例如，對應於倍縮光罩之一圖塊之強度資料集652a可包含強度值26、25、25、25、24、25等等。各圖塊(或圖塊組)之所有強度值可一起經平均化以判定此圖塊之一平均強度值(例如25)。
取決於特定系統及應用要求，圖塊部分可為任何大小及形狀。儘管參考跨垂直於掃描帶掃描方向對準之矩形掃描帶依序掃描來描述某些實施例，但可以任何適合方式掃描倍縮光罩。替代地，可藉由使用不同於光柵之一圖案(諸如一圓形或螺旋圖案，具有不同形狀之掃描帶)掃描倍縮光罩而獲得影像，只要掃描帶經定位以達成晶粒等效圖塊影像即可。當然，感 測器必須經不同配置(例如呈一圓形圖案)及/或倍縮光罩可在掃描期間以不同方式移動(例如旋轉)，以便自倍縮光罩掃描一圓形或螺旋形狀。
隨著一倍縮光罩移動通過檢測工具之感測器，自倍縮光罩之一矩形區域或「掃描帶」偵測光且將此偵測光轉換為各圖塊中之多個點處之多個強度值。在此實施例中，掃描器之感測器經配置成一矩形圖案以接收自倍縮光罩反射及/或透射之光且由此產生對應於倍縮光罩之圖塊之一掃描帶之一強度資料集。在一特定實例中，各倍縮光罩掃描帶可為約1百萬個像素寬及約1000至2000個像素高，而各圖塊可為約2000個像素寬及1000個像素高。
對於各圖塊(或圖塊組)，在操作556中自晶粒等效圖塊之一或多者判定一影像特性之一參考積分值。各特定圖塊之參考積分值可為來自兩個倍縮光罩之所有其他晶粒等效圖塊之一平均值、來自兩個倍縮光罩之晶粒等效圖塊之一子部分或在相同於測試圖塊之位置之晶粒位置中之一單一晶粒等效圖塊。對於各圖塊(或圖塊組)，接著可在操作558中判定此圖塊(或圖塊組)之積分值與其對應參考積分值之間的一差異積分強度值。當然，針對其等判定一平均值或中值之圖塊之數目影響取樣粒度。即，較高數目個圖塊可用於計算各平均值或中值，且用於各計算之圖塊之一較高數目與一較低取樣數目相關聯。然而，由於更多圖塊用於判定各平均值或中值，故雜訊減少。在其他實施例中，各處理器可比較兩個倍縮光罩之不同圖塊部分。
接著可在操作560中基於針對圖塊影像判定之差異積分值產生一差量映射。差量映射將傾向於指示來自兩個倍縮光罩之一特定圖塊之一圖案特性與特定圖塊之晶粒等效圖塊之一參考平均或中間圖案特性之間的任何變化以視情況排除離群圖塊。
差量映射之實施例可採用任何適合形式。例如，差量映射可在文字上表示為倍縮光罩之各圖塊之差異或「差量」值之一列表。各差量值可與對應倍縮光罩圖塊座標一起列出。該映射可視情況或另外由一度量表示，諸如差異積分強度值之標準偏差或方差。替代地或另外，可在視覺上表示一差量映射，使得以不同視覺方式展示不同差量值或範圍，諸如不同色彩之倍縮光罩圖塊、不同柱狀圖高度、不同圖值或三維表示等等。亦可正規化差量值。
當來自一單一掃描帶之晶粒等效圖塊(或少量圖塊)經處理以形成一差量映射時，可在來自一缺陷圖塊之非缺陷圖塊中產生「假」回波效應。例如，若一缺陷單一圖塊之一強度值不同於其他非缺陷圖塊之一平均值，則當非缺陷圖塊影像之各者相對於其晶粒等效其他非缺陷圖塊影像及缺陷圖塊影像進行評估時，缺陷圖塊亦將引起非缺陷圖塊影像之子集之平均值少量增大或減小。參考值之此少量增大或減小影響各非缺陷圖塊影像之差異值。當然，缺陷圖塊影像將具有帶有與其他非缺陷圖塊影像之回波效應差相反之一正負號之一較大差異。儘管當其他圖塊影像具有相對大方差時，此等回波效應可並非一重大問題，但差量映射可含有顯著回波相關之雜訊。
回波效應以及其他離群問題之一個解決方案係在判定晶粒等效圖塊之參考值時排除或向下加權(down weight)晶粒等效圖塊之某些離群積分強度值。可使用任何適合技術以自各參考值計算排除或向下加權離群值。在一特定實例中，使用其他晶粒等效圖塊之中間值(而非平均值)作為參考值。中間值將較少受到來自一或多個缺陷區域之離群值之影響且因此將具有比平均值更少之由一或多個缺陷區域引起之參考值損毀。
類似地，可自用於判定各參考值之計算自動排除離群圖塊影像之積分 強度值。一個方法可包含自具有超過一預定義臨限值之一值之各圖塊之參考值計算消除積分強度值。在另一實例中，可自各參考值判定排除大於自晶粒等效值之平均值之預定義數目個標準偏差之積分強度值。在一個實例中，可自一參考值計算排除具有5個以上σ標準偏差之任何積分值。在其他實施例中，可自參考值判定排除3個σ或4個σ強度值。
回波效應可相對於1/N減小且按比例縮小，其中N係用於判定各參考值之晶粒數目。在一些實施方案中，可藉由使用兩個倍縮光罩上之所有其他晶粒而非晶粒之單一列或掃描帶來顯著減小回波效應以獲得一參考值，使得更多晶粒被一起平均化。甚至在倍縮光罩上之所有其他晶粒用於判定一參考值時，具有少數晶粒之倍縮光罩將具有比具有較高數目個晶粒之倍縮光罩更小之一回波效應。
一般言之，在判定各圖塊之平均強度值之前或之後，亦可將對應於反射光之不同區域(諸如一圖塊之像素)之強度值與透射光之強度值組合。例如，可針對各點或像素判定反射及透射強度值之一平均值。替代地，可針對一圖塊之反射及透射強度值單獨計算平均值。亦可組合或一起平均化各圖塊之單獨計算之反射平均值及透射平均值。在一個例示性實施方案中，可藉由(T-R)/2組合反射(R)及透射(T)值不同區域。
反射光大體上以不同於透射光之方式回應於雜訊源。例如，一表面粗糙度影響反射光而非透射光。一般言之，透射及反射光模式皆含有CD信號但具有不同(非相關)雜訊源。因此，兩個模式可經組合以潛在地達成高於任一模式將個別達成之一信雜比。在一些情況中，特定區域之R及T信號可具有一相同正負號而非一相反正負號，此可指示結果在相關聯區域中不一致且不值得信賴。因此，若不足以信賴，則R及T之組合可在此等區域中向 下加權或自計算移除。
在其他實施例中，可使用反射強度值產生一反射差量映射，且可使用透射強度值產生一透射差量映射。在一特定技術中，反射及透射差量映射被一起平均化以形成一組合反射及透射差量映射。例如，各圖塊之反射差異值(R)及透射差異值(T)可一起經平均化。由於R及T差量值具有一相反正負號，故藉由方程式(T-R)/2執行平均化，使得R及T差量值並未彼此抵消。即，將兩個映射相減使信號有效地相加在一起。
由於雜訊源針對T及R係不同的，故雜訊可傾向於自組合信號平均化。在其他實施例中，某些雜訊源可對R或T差量映射之一者具有較大影響。例如，當霧隨時間形成在倍縮光罩上方時，R差量映射將受到顯著影響，而T差量映射不受影響。因此，若僅R及T差量映射被一起平均化，則由霧引起之強度改變將納入組合差量映射。在另一技術中，可基於任何適合雜訊指示符以不同於透射差量值之方式加權反射差量值，諸如圖塊之強度值自晶粒等效圖塊之平均值改變之程度。在一特定實施方案中，可使用一倒數方差加權形成組合差量映射。以下方程式可用於判定一組合反射及透射差量映射：(1/(σT 2+σR 2))(σT 2△IR/IR-σR 2△IT/IT)
△IR/IR係表達為百分比改變之反射差量值；△IT/IT係表達為百分比改變之透射差量值；且σR及σT分別為自晶粒等效圖塊之平均反射及透射強度之標準偏差。
可使用運用基於一或多個雜訊因數(填充因數、光校準等等)之加權之反射及透射積分值之其他組合。可單獨或組合地加權雜訊因數。填充因數對應於圖案密度。圖案邊緣影響信號，使得若存在許多邊緣，則R或T信號 可更強且反之亦然。同樣地，可基於光校準位準以不同方式影響R或T信號。
接著可在操作562中基於差量映射或一統計映射報告缺陷。例如，可判定任何差異強度值或差量值是否高於一預定義臨限值。代替使用一絕對臨限值來偵測CD缺陷，臨限值可係基於自平均值之方差量。例如，將自平均值偏離某一百分比之差量值定義為缺陷。例如，若對應晶粒等效圖塊之強度中值係100灰階，則可將1灰階之一差量強度定義為一缺陷。亦可將變化大於特定數目個標準偏差之差量強度值定義為缺陷。
可與本文中描述之發明技術之任一者結合實施用於改良檢測效率之一或多個額外方法。例如，可使用一第一倍縮光罩之一單元對單元檢測以自所需檢測過濾一第二倍縮光罩之區域。圖9係繪示根據本發明之另一實施例之運用過濾之一檢測程序之一流程圖900。首先，可在操作902中對一第一倍縮光罩執行一檢測以識別異常事件。在一個簡單實例中，對第一倍縮光罩實施一單元對單元檢測。即，將各晶粒中經設計為相同之影像部分彼此比較以找到差異。在其中倍縮光罩含有多個晶粒之另一實例中，將第一倍縮光罩之晶粒彼此比較。
另一類型之檢測係一單晶粒檢測，其包含對一晶粒之影像特徵實施一統計分析以定位異常事件，異常事件各可對應於一或多個「候選事件或缺陷」。一單晶粒檢測程序可包含用於處理影像特徵以識別候選事件之任何適合操作。例如，影像處理技術之任何適合組合可用於分析影像特徵且鑑於此等特徵之內容脈絡而判定哪些特徵係非典型的。在一個簡單實例中，若幾乎相同之柱之一陣列包含具有形成於側上之一凹口之一單一柱，則可將凹口視為一候選缺陷。
在Chun Guan等人在2016年12月13日發佈之美國專利9,518,935中進 一步描述用於定位異常事件及候選缺陷之一個方法，該案的全部內容以引用的方式併入本文中。一些例示性單晶粒方法包含模板匹配及主成分分析。模板匹配係用於使用共同模板特徵作為參考來定位異常特徵之一影像處理技術。例如，攫取一第一影像特徵且將其與其他特徵比較或匹配。若不存在匹配第一影像特徵之另一特徵(或少量特徵)，則將第一影像特徵定義為一異常或候選事件。可使用一詳盡模板匹配方法以攫取及比較各影像特徵與其他特徵。替代地，亦可實施其他程序以更明智且有效地定位異常特徵。例如，可在分析倍縮光罩影像之前首先界定一組共同特徵模板。可將模板影像特徵變換為一特徵向量以與其他特徵向量比較。另外，即使存在多個類似事件，仍可將某些特徵定義為異常事件。例如，可將出現在其他0D或1D圖案中之小特徵識別為異常事件。
在操作904中，對於對應於一或多個候選缺陷之各經識別異常事件，可保存位置及候選缺陷影像以及標註通過而未經檢測之倍縮光罩區域。在一替代實施例中，可保存各候選缺陷之一位置及強度值而不保存缺陷檢視資料(諸如影像)。所儲存位置及影像/強度缺陷資料可被稱為「基線事件資料」。基線事件資料可關於故意異常事件，諸如由實質上相同設計圖案之OPC裝飾變化引起之異常事件。即，至少一些基線事件通常將對應於倍縮光罩特徵，在對此等倍縮光罩特徵實施一光學近接校正程序(OPC)以添加OPC裝飾使得此等倍縮光罩特徵不再相同之前，該等倍縮光罩特徵經設計為相同。此基線事件資料亦可關於未被視為真實缺陷或引起良率問題之無意或無意義事件。
在其中僅針對各異常事件保存強度而非影像資料之實施方案中，基線事件資料含有用於在隨後的第一倍縮光罩(例如在使用此第一倍縮光罩之 後)或經設計為相同於第一倍縮光罩之一第二倍縮光罩之一後續檢測中識別相同事件之一最小資料集。在後續檢測實例中，此類型之檢測被稱為一「差量時間」檢測。在Carl E.Hess等人於2013年2月1日申請之美國申請案第13/757,103號中進一步描述一差量時間方法之若干實施例，該申請案以引用的方式併入本文中。在強度事件資料實施例中，各候選缺陷之基線事件資料包含一位置，諸如相對於倍縮光罩上之一原點位置之x及y座標。可以任何適合方式(諸如藉由倍縮光罩上之一或多個原始X及/或Y標記)識別倍縮光罩上之一原點位置。例如，十字形標記可允許檢測工具參考各倍縮光罩XY位置相對於此標記之中心部分之位置。其他識別基線事件資料可包含一強度值以及在哪一通道上獲得事件資料之強度值(例如透射或反射通道)。
可藉由首先找到各異常事件之一參考而針對各異常事件找到一或多個候選缺陷。候選缺陷在本文中亦可被稱為異常事件。各獨有區域周圍可擴大一邊限量。接著可自原始影像收集一定製大小之矩形片段或模板。此片段含有對應於擴大獨有區域內之像素之原始影像像素。
一2D權重陣列可經設定為相同於矩形片段之大小。此等權重可用於驅動一參考區域之一加權正規化交叉相關搜尋。權重可經設定為低，其中找到匹配圖案之概率為低。權重可隨著找到匹配圖案之概率增大而增大。由於在組成獨有區域之獨有片段之中心附近存在獨有之處，故在此等模板中心附近找到匹配圖案之概率為低。找到匹配圖案之概率隨著與此等中心之距離而增大且在所添加之非獨有邊限中最高。可設定權重以遵循此等趨勢。可進一步調整權重，使得在平坦區域上強調圖案內之邊緣。在邊限外部但在定界矩形內部之任何像素之權重可經設定為零。
在設定權重之情況下，可針對具有最大化加權NCC(正規化交叉相關)分數之相同大小之一圖塊搜尋倍縮光罩影像。當一格柵上圖塊產生加權NCC分數之一峰值時，可使用內插找到最大化此分數之精細對準。在搜尋倍縮光罩影像之後，具有最高分數之對準圖塊可經選擇為參考。若最佳加權之NCC分數無法超過一最小臨限值，則未找到適合參考。
對於主要為0D或1D之區域，可合成參考而非在倍縮光罩影像中找到參考。若一整個區域已經標記為0D(除了區域之中心附近之弱(及強)軸梯度)，則可合成0D參考。合成參考內之所有像素可經設定為測試區域之邊限像素之中值。此技術可構建最佳擬合測試區域之邊限像素之一純0D參考。若一整個區域已經標記為1D(除了異常測試區域之中心附近之弱軸梯度)，則可合成一1D參考。對於水平圖案，合成參考中之各像素列可經設定為該列之測試區域之邊限像素之中值。對於垂直圖案，合成參考中之各像素行可經設定為該行之測試區域之邊限像素之中值。對於對角線圖案，概念可為相同的(例如構建最佳擬合測試區域之邊界像素之一純1D合成參考)。
若未找到或合成參考，則可將特定異常區域標記為未經檢測且不對該區域進行進一步處理。若找到一參考，則收集及補償參考片段。收集可使用內插以併入精細對準偏移。補償可使用一加權擬合函數以計算校正項。可在區域之不確定區域中使用較輕權重以放寬該等區域中之擬合。一旦計算校正，便將其等應用於參考片段。
可比較各異常事件之測試影像與一對應參考影像(若找到)以判定一差異值。若差異值高於一預定臨限值，則可將此差異(例如各峰值)識別為一候選缺陷。
對於無法針對其找到一參考影像之各異常事件，可將異常事件之影像儲存為一參考影像以用於對相同區域之一後續重新檢定合格性檢測。此一事件可被視為不可檢測。
參考圖9，可在操作906中比較第一倍縮光罩之所儲存候選缺陷影像(或強度)與一第二倍縮光罩上之對應位置處之影像(或強度值)。第二倍縮光罩經設計為相同於第一倍縮光罩。兩個倍縮光罩比較導致在不比較第一倍縮光罩之通過倍縮光罩區域與第二倍縮光罩之對應區域之情況下偵測候選缺陷。例如，對於匹配第一倍縮光罩與第二倍縮光罩之單元對單元區域未執行一影像比較或反之亦然。
在操作908中，對於第一倍縮光罩之未經檢測區域，亦可比較此等區域之影像(或強度值)與第二倍縮光罩之對應區域之影像(或強度值)以偵測候選缺陷。此等未經檢測區域不具有可用於一單元對單元檢測之一對應相同區域。對於來自兩個倍縮光罩之兩個對應位置之各影像部分(或強度值)，可執行用於找到候選缺陷之任何適合比較分析。例如，可視情況對各非匹配影像/強度對執行降低敏感度處理以判定是否已找到一候選缺陷。例如，相較於用於將事件識別為一異常事件之臨限值或演算法，一較不嚴格(或不同)臨限值或演算法可用於判定當前事件是否為已經識別為對異常事件/假影較不敏感之倍縮光罩之特定預定義區域或特徵類型之一候選缺陷。即，一使用者可已設置以一不同方式分析不同特徵類型(例如邊緣等等)之一配方。
接著可在操作910中輸出一缺陷報告。此缺陷報告可包含缺陷影像或強度值及其等位置，且此資料可接著用於例如使用一高解析度成像工具更仔細檢測此等缺陷位置。替代地，可在不進行進一步缺陷分析之情況下將 缺陷資料簡單地寫入至檢測報告。
檢測報告可含有任何適合缺陷檢視資料。例如，缺陷檢視資料可包含兩個反射(R)及透射(T)通道影像、R與T影像之間的一差異影像、(由單晶粒程序產生之)參考R及T影像、縮略影像、找到候選缺陷之中間計算等等。
相比之下，若來自第一倍縮光罩之一基線事件在第二倍縮光罩中具有一匹配事件(或反之亦然)，則可略過進一步缺陷分析。另外，事件之檢視資料未寫入至檢測報告。由於缺陷檢視資料(包含數個影像)未保存為一檢測報告中之一項目，故檢測報告不太可能達到資料大小限制。在一些檢測中，在過濾異常事件之前針對所有此等事件之資料管線可比最終針對檢測報告保存之缺陷檢視資料大99倍。檢測報告之資料保存(其排除類似於基線事件之事件)可為顯著的。
若一基線事件及來自第二倍縮光罩之一對應事件之位置處在相對於倍縮光罩原點之一相同位置或在彼此之一預定距離內(諸如在彼此之0.5um距離內(相對於其等晶粒位置))，則該等事件可經判定為匹配，且若大小值相等或在彼此之30%內，則該等事件具有一類似大小。否則，事件被視為一新事件且保存於檢測報告。
無論兩個倍縮光罩之檢測方法如何，通常調整各組倍縮光罩影像以最小化由檢測工具之操作差異引起之倍縮光罩影像之差異及對所得影像之間的差異之影響。在一特定實例中，最小化由聚焦差異引起之影像差異。例如，一線-空間-線特徵可導致具有一波形之一影像，該波形具有線位置處之一峰值及空間位置處之一最小值。若一個影像離焦，則此波形之頂部及底部可變平。在此情況中，焦距內波形可變平以匹配離焦波形。亦可藉由同時利用透射及反射影像而應用基於模型之聚焦補償方法。
在另一實例中，跨各倍縮光罩適當校準及補償檢測光度。兩個遮罩可具有不同R性質(而T可保持相同)。例如，兩個倍縮光罩坯料可來自不同批次且經歷不同製程。若不同程序工具被使用，則吾人亦可透過倍縮光罩之相同區域看到不同T或R值。若不同檢測工具用於檢測不同倍縮光罩，則亦調整兩個倍縮光罩影像以解決工具之間的像差。一個此方法係以包含工具像差之影響之一恢復遮罩圖案開始，且接著藉由最小化由此無像差遮罩圖案產生之所預測T(透射)影像與所量測T影像之間的誤差而反覆地導出無此影響之一遮罩圖案。在Mark J.Wihl等人之美國專利第7,873,204號中進一步描述用於恢復遮罩圖案之若干技術，該案的全部內容以引用的方式併入本文中。
本發明之某些實施例有效地利用具有相同設計之兩個倍縮光罩。製成相同之兩個不同倍縮光罩通常將不具有相同缺陷，除非程式化至設計中。因此，可藉由比較倍縮光罩影像(或強度值)而有效地定位定位於一個倍縮光罩上而非另一倍縮光罩上之缺陷。此等技術亦可用於單晶粒倍縮光罩上。另外，可在不使用設計資料庫之情況下執行檢測，此在時間、成本及模型化挑戰方面係昂貴的。例如，可操作以執行一資料庫檢測之一檢測工具可遠比使用一比較型檢測之一工具昂貴。
圖10繪示根據一項實施例之一檢測及缺陷檢視程序1000之一概述。如展示，在操作1002中接收一缺陷報告。例如，可實施本文中描述之檢測程序之任一者以自兩個倍縮光罩產生候選缺陷事件之一清單。可單獨或一起分析各倍縮光罩之缺陷報告。
接著可在操作1006中檢視候選缺陷及來自檢測報告之其等檢視資料。例如，一操作者可檢視各缺陷之影像以判定各缺陷是否對應於一顯著 或真實缺陷(其限制良率)。另外，可藉由將缺陷分類為各類別之一分類器工具分析剩餘缺陷使得相對於檢視所有候選缺陷，可藉由一操作者有效檢視各類別之一子集。
接著可在操作1008中基於此映射判定倍縮光罩是否通過檢視。例如，可判定影像(或強度)差異是否高於一預定義臨限值。若影像差異或強度值差異之大小高於預定義臨限值，則接著可更仔細檢視對應倍縮光罩部分以判定倍縮光罩是否有缺陷且無法再用。
若產生一差量強度映射，則可基於此映射判定倍縮光罩是否通過檢測。若一強度變化高於預定義或基於統計之臨限值，則可更仔細檢視對應圖塊以判定倍縮光罩是否有缺陷且無法再用。例如，可使用SEM以檢視缺陷區域以判定關鍵尺寸(CD)是否超出規格。可對所報告候選缺陷之任一者實施此檢視程序。
在替代實施方案中，差量強度映射之特定強度改變可與特定CD變化相關聯，其接著可經判定為符合或超出規格。例如，1%強度變化可與1% CD變化相互關聯。特定強度改變可透過具有擁有多個已知CD值之圖案區域之校準倍縮光罩而與特定CD改變相關聯，已知CD值可經量測以判定不同CD改變之間的強度差異。超出規格之CD變化將導致倍縮光罩未通過檢測。
無論所實施之檢測方法如何，若倍縮光罩未通過檢視，則在操作1010中可修復或丟棄對應倍縮光罩且檢測結束。例如，可自倍縮光罩清除某些缺陷。亦可基於差量映射調整光微影程序。在一個實施方案中，差量值△I/I藉由△I/I=-△D/D與分率劑量校正△D/D相關。可藉由可購自荷蘭費爾德霍芬之ASML之DoseMapperTM方法或可購自德國Zeiss之CDC校正方法判定基於強度變化之劑量校正。
若倍縮光罩通過，則可在不丟棄或修復倍縮光罩之情況下結束檢視程序。通過之倍縮光罩可用於製造晶圓。在再次使用一倍縮光罩(經修復或通過之倍縮光罩)之後，可藉由與經設計為相同於第一倍縮光罩之其對應其他倍縮光罩比較而再次檢測倍縮光罩。
在一替代實施例中，若倍縮光罩通過檢測，則所有候選缺陷可被視為「可接受差異」，且此等可接受差值可經儲存且隨後在已使用此等倍縮光罩之後重新用於對任一個或兩個倍縮光罩快速重新檢定合格性。在此實例中，「可接受差異」被用作一組基線事件。若在一所使用倍縮光罩上存在此等基線事件，則此等基線事件可被視為可接受且不報告為候選缺陷。僅由於偵測到基線事件而發生之差異被判定為候選缺陷且經受缺陷檢視。
可在硬體及/或軟體之任何適合組合中實施本發明之技術。圖11係其中可實施本發明之技術之一例示性檢測系統1100之一圖示。檢測系統1100可自一檢測工具或掃描器(未展示)接收輸入1102。可使用以任何適合方式設置之一檢測工具獲得各倍縮光罩之強度值或影像。通常使用一組操作參數或一「配方」設置工具。配方設定可包含以下設定之一或多者：晶粒範圍、晶粒陣列大小、晶粒偏移、用於依一特定圖案掃描倍縮光罩之設定、像素大小、用於對來自單一信號之相鄰信號分組之設定、聚焦設定、照明或偵測孔徑設定、入射光束角度及波長設定、偵測器設定、反射或透射光量之設定、空中模型化參數等等。
檢測工具通常可操作以將偵測光轉換為對應於強度值之偵測信號。偵測信號可採用具有對應於倍縮光罩之不同位置處之不同強度值之振幅值之一電磁波形之形式。偵測信號亦可採用強度值及相關聯倍縮光罩點座標之一簡單列表之形式。偵測信號亦可採用具有對應於倍縮光罩上之不同位置 或掃描點之不同強度值之一影像之形式。偵測信號亦可採用掃描電子顯微鏡影像或任何其他適合類型之影像之形式。亦可在掃描倍縮光罩之所有位置之後產生一倍縮光罩影像且將其轉換為偵測信號，或可在掃描各倍縮光罩部分時產生一倍縮光罩影像之部分，其中在掃描整個倍縮光罩之後完成最終倍縮光罩影像。
可以一高解析度成像模式或一空中成像模式設置檢測工具。即，偵測信號可採用高解析度影像或低解析度空中影像之形式。一般言之，模擬光微影工具之光學器件，以便基於來自倍縮光罩之偵測信號產生一空中影像。例如，一高解析度模式之一NA(數值孔徑)通常在約0.5與0.9之間，而一空中成像(低解析度)模式之一NA通常在約0.1與0.35之間。
在空中成像模式中操作以更精確使用CD校正方法之差量映射實施方案(諸如可購自荷蘭費爾德霍芬之ASML之DoseMapperTM方法及可購自德國Zeiss之CDC校正方法)可存在一些優點。差量值△I/I藉由△I/I=-△D/D與分率劑量校正△D/D相關。此關係對於空中檢測模式比對於高解析度模式更準確，但可適用於兩個模式。
可使入射光或偵測光穿過任何適合空間孔徑以按任何適合入射角產生任何入射或偵測光輪廓。藉由實例，可利用可程式化照明或偵測孔徑以產生一特定光束輪廓，諸如偶極、四極、類星體、圓環等等。在一特定實例中，可實施光源遮罩最佳化(SMO)或任何像素化照明技術。
可將各組一或多個圖塊之偵測信號之資料發送至平行圖塊處理器。例如，圖11之檢測系統1100亦可包含：一資料分配系統(例如1104a及1104b)，其用於分配所接收輸入1102；一強度/影像信號處理系統(例如圖塊處理器及記憶體1106a及1106b)，其用於處理所接收輸入1102之特定部 分/圖塊；雙倍縮光罩管理系統(例如1112)，其用於管理本文中描述之兩個倍縮光罩程序之任一者；一網路(例如交換網路1108)，其用於允許檢測系統組件之間的通信；一選用大容量儲存裝置1116；及一或多個檢測控制及/或檢視站(例如1110)，其等用於檢視候選缺陷。大容量儲存裝置1116亦可用於儲存來自一第一倍縮光罩之影像，接著「播放」該等影像且比較該等影像與自一第二倍縮光罩接收之影像。檢測系統1100之各處理器通常可包含一或多個微處理器積體電路且亦可含有介面及/或記憶體積體電路，且可另外耦合至一或多個共用及/或全域記憶體裝置。
用於產生輸入資料1102之掃描器或資料獲取系統(未展示)可採用任何適合儀器之形式(例如本文中進一步描述)以獲得一倍縮光罩(或其他樣本)之強度信號或影像。例如，掃描器可基於反射、透射或以其他方式引導至一或多個光感測器之偵測光之一部分而建構一光學影像或產生倍縮光罩之一部分之強度值。掃描器可接著輸出強度值或影像。
可藉由資料分配系統經由網路1108接收強度或影像資料1102。資料分配系統可與用於保持所接收資料1102之至少一部分之一或多個記憶體裝置(諸如RAM緩衝器)相關聯。較佳地，總記憶體足夠大以保持資料之至少一整個掃描帶。例如，對於1百萬乘以1000個像素或點之圖塊之一掃描帶，記憶體之十億位元組運行良好。
資料分配系統(例如1104a及1104b)亦可控制所接收輸入資料1102之部分至處理器(例如1106a及1106b)之分配。例如，資料分配系統可將一第一圖塊之資料投送至一第一圖塊處理器1106a，且可將一第二圖塊之資料投送至圖塊處理器1106b。亦可將多個圖塊之多組資料投送至各圖塊處理器。
圖塊處理器可接收對應於倍縮光罩之至少一部分或圖塊之強度值或 一影像。圖塊處理器亦可各耦合至一或多個記憶體裝置(未展示)(諸如提供局部記憶體功能(諸如保持所接收資料部分)之DRAM裝置)或與一或多個記憶體裝置整合。
各組輸入資料1102可對應於倍縮光罩之一掃描帶。一或多組資料可經儲存於資料分配系統之記憶體中。可由資料分配系統內之一或多個處理器控制此記憶體，且可將該記憶體分成複數個分區。例如，資料分配系統可將對應於一掃描帶之一部分之資料接收至一第一記憶體分區(未展示)中，且資料分配系統可將對應於另一掃描帶之另一資料接收至一第二記憶體分區(未展示)中。較佳地，資料分配系統之記憶體分區之各者僅保持待被投送至與此記憶體分區相關聯之一處理器之資料部分。例如，資料分配系統之第一記憶體分區可保持第一資料且將第一資料投送至圖塊處理器1106a，且第二記憶體分區可保持第二資料且將第二資料投送至圖塊處理器1106b。
資料分配系統可基於資料之任何適合參數而定義及分配資料之各組資料。例如，可基於倍縮光罩上之圖塊之對應位置定義及分配資料。在一項實施例中，各掃描帶與對應於掃描帶內之像素之水平位置之行位置之一範圍相關聯。例如，掃描帶之行0至256可對應於一第一圖塊，且此等行內之像素將包括投送至一或多個圖塊處理器之第一影像或強度值集合。同樣地，掃描帶之行257至512可對應於一第二區塊，且此等行中之像素將包括投送至(若干)不同圖塊處理器之第二影像或強度值集合。當然，可將來自兩個倍縮光罩影像之兩個第一圖塊投送至各處理器以用於一起分析。
圖12A係根據某些實施例之可用於將一遮罩圖案自一光罩M轉印至一晶圓W上之一典型微影系統1200之一簡化圖示。此等系統之實例包含掃描 器及步進器，更特定言之，可購自荷蘭費爾德霍芬之ASML之PAS 5500系統。一般言之，一照明源1203透過一照明光學器件1207(例如透鏡1205)將一光束引導至定位於一遮罩平面1202中之一光罩M上。照明透鏡1205在該平面1202處具有一數值孔徑1201。數值孔徑1201之值影響光罩上之哪些缺陷係微影顯著缺陷及哪些缺陷並非係微影顯著缺陷。穿過光罩M之光束之一部分形成一圖案化光學信號，其經引導穿過成像光學器件1213且至一晶圓W上以起始圖案轉印。
圖12B提供根據某些實施例之具有包含一成像透鏡之照明光學器件1251a之一例示性檢測系統1250之一圖示，該成像透鏡具有在一倍縮光罩平面1252處之一相對大數值孔徑1251b。例如，檢測系統之倍縮光罩平面1252處之數值孔徑1251b可顯著大於微影系統1200之倍縮光罩平面1202處之數值孔徑1201，此將導致測試檢測影像與實際印刷影像之間的差異。
所描繪檢測系統1250包含偵測光學器件1253a及1253b，其等包含經設計以提供例如60至200倍放大率或更大放大率以增強檢測之顯微鏡放大光學器件。可在各種經特別組態之檢測系統(諸如圖12B中示意性繪示之系統)上實施本文中描述之檢測技術。所繪示系統1250包含一照明源1260，其產生透過照明光學器件1251a引導至倍縮光罩平面1252中之一光罩M上之一光束。如上文說明，檢測系統1250可在倍縮光罩平面1252處具有一數值孔徑1251b，其可大於對應微影系統之一倍縮光罩平面數值孔徑(例如圖12A中之元件1201)。待檢測之光罩M經放置於倍縮光罩平面1252處之一遮罩載物台上且曝露至光源。
透過光學元件1253a之一集合引導來自遮罩M之圖案化影像，光學元件1253a將圖案化影像投射至一感測器1254a上。在一反射系統中，光學元 件(例如光束分裂器1276及偵測透鏡1278)將反射光引導及擷取至感測器1254b上。適合感測器包含電荷耦合裝置(CCD)、CCD陣列、時延積分(TDI)感測器、TDI感測器陣列、光電倍增管(PMT)及其他感測器。
可藉由任何適合機構相對於遮罩載物台移動照明光學器件行及/或相對於一偵測器或相機移動載物台，以便掃描倍縮光罩之圖塊。例如，可利用一馬達機構以移動載物台。藉由實例，馬達機構可由一螺桿驅動及步進馬達、具有回饋位置之線性驅動或帶致動器及步進馬達形成。
可由一電腦系統1273或更一般言之由一或多個信號處理裝置處理由各感測器(例如1254a及/或1254b)擷取之信號，該一或多個信號處理裝置可各包含經組態以將來自各感測器之類比信號轉換為用於處理之數位信號之一類比轉數位轉換器。電腦系統1273通常具有耦合至輸入/輸出埠之一或多個處理器及經由適當匯流排或其他通信機構之一或多個記憶體。
電腦系統1273亦可包含用於提供使用者輸入(諸如改變聚焦及其他檢測配方參數)之一或多個輸入裝置(例如鍵盤、滑鼠、操縱桿)。電腦系統1273亦可經連接至用於控制例如一樣本位置(例如聚焦及掃描)之載物台且連接至用於控制此等檢測系統組件之其他檢測參數及組態之其他檢測系統組件。
電腦系統1273可經組態(例如藉由程式化指令)以提供用於顯示所得強度值、影像及其他檢測結果之一使用者介面(例如一電腦螢幕)。電腦系統1273可經組態以分析反射及/或透射感測光束之強度、相位及/或其他特性。電腦系統1273可經組態(藉由具有程式化指令)以(例如在一電腦螢幕上)提供用於顯示所得強度值、影像及其他檢測特性之一使用者介面。在某些實施例中，電腦系統1273經組態以執行上文詳述之檢測技術。
因為可在一經特別組態之電腦系統上實施此等資訊及程式指令，所以此一系統包含用於執行本文中描述之各種操作之程式指令/電腦碼，其等可儲存於一非暫時性電腦可讀媒體上。機器可讀媒體之實例包含(但不限於)：磁性媒體，諸如硬碟、快閃隨身碟及磁帶；光學媒體，諸如CD-ROM光碟；磁性-光學媒體，諸如光碟；及經特別組態以儲存及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)。程式指令之實例包含諸如由一編譯器產生之機器碼及含有可由電腦使用一解譯器來執行之更高階程式碼之檔案兩者。
在某些實施例中，用於檢測一光罩之一系統包含經組態以執行本文中描述之技術之至少一個記憶體及至少一個處理器。一檢測系統之一個實例包含可購自美國加州米爾皮塔斯市之KLA-Tencor之一經特別組態之TheronTM 6XX DUV檢測系統。
對於上文描述之實施例之任一者，任何適合檢測工具可用於獲得一或兩個相同設計倍縮光罩之影像。藉由實例，可使用以下工具之一或多者：任何類型之帶電粒子束工具(例如成像電子顯微鏡、掃描電子或離子顯微鏡，諸如氦離子顯微鏡)、電磁檢測或同調繞射成像工具、EUV檢測工具、掃描穿隧顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM)、光化顯微鏡等等。此等工具之任一者可包含一或多個入射及收集通道，使得兩個或兩個以上光束可同時照射於兩個或兩個以上倍縮光罩上以有效獲得多個倍縮光罩之多個影像。
儘管出於理解清楚之目的已相當詳細地描述本發明，但將明白，可在隨附發明申請專利範圍內實踐某些改變及修改。應注意，存在實施本發明之程序、系統及設備之許多替代方法。因此，本實施例被視為闡釋性而非 限制性，且本發明不限於本文中給出之細節。
200:程序
202:操作
204:操作
205:操作
206:操作
208:操作
210:操作

Claims (28)

  1. 一種檢測一光微影倍縮光罩之方法，該方法包括：將使用一相同設計製造之一第一倍縮光罩及一第二倍縮光罩裝載至一或多個檢測工具中；當裝載該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩至該一或多個檢測工具時，使用該一或多個檢測工具自該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩獲取一第一倍縮光罩影像及一第二倍縮光罩影像；比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像以輸出具有對應於該第一倍縮光罩或該第二倍縮光罩上之候選缺陷之複數個差異事件之一差異影像；及產生該等候選缺陷之一檢測報告。
  2. 如請求項1之方法，其中藉由將該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩一起裝載至一檢測工具中而在此相同檢測工具中獲取該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包括在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前針對該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩兩者上之相同位置之聚焦差異及/或光度差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像。
  4. 如請求項1之方法，其中藉由將該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩相 繼連續裝載至一相同檢測工具中而在此檢測工具中獲取該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包括在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前針對該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩兩者上之相同位置之聚焦差異及/或光度差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像。
  6. 如請求項1之方法，其中藉由不同檢測工具獲取該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像，該方法進一步包括在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前針對影響該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之相同位置之工具參數差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像。
  7. 如請求項1之方法，其中比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像以輸出一差異影像包括：對於該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之各者之複數個圖塊之各者，判定各圖塊中之複數個位置之一平均或中值強度值；及比較來自該第一倍縮光罩影像之各圖塊之平均或中值強度值與該第二倍縮光罩中之一相同位置處之該圖塊之平均或中值強度值之一對應者以獲得複數個差異平均或中值強度值，分析該複數個差異平均或中值強度值以判定此等差異平均或中值強度值是否定義為候選缺陷。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包括使該等差異平均或中值強度值與關鍵尺寸(CD)變化相互關聯。
  9. 如請求項1之方法，其中該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩各包含一單一晶粒。
  10. 如請求項1之方法，其進一步包括：在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前對該第一倍縮光罩影像執行一單元對單元檢測；及消除已通過該單元對單元檢測之該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之區域使其等免於彼此比較。
  11. 如請求項1之方法，其中該第一倍縮光罩係新製造的且尚未用於一光微影程序中，且該第二倍縮光罩已用於一光微影程序中。
  12. 如請求項1之方法，其中該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩皆為新的且尚未用於一光微影程序中，其中在該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩為新時針對其等找到之候選缺陷經定義為基線事件，該方法進一步包括：在定義該等基線事件之後，在一光微影程序中使用第一倍縮光罩及第二倍縮光罩之一者或兩者；及在已使用該第一倍縮光罩或該第二倍縮光罩之後藉由自該檢測報告排除匹配該等基線事件之任何所得差異事件而重複用於獲取一第 一倍縮光罩影像及一第二倍縮光罩影像及比較此第一影像與此第二影像之該等操作。
  13. 如請求項1之方法，其中該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩之各者包含複數個晶粒，該複數個晶粒具有在該等晶粒之至少一些之間不同之光學近接校正(OPC)結構。
  14. 一種用於檢測光微影倍縮光罩之檢測系統，該系統包括至少一個記憶體及至少一個處理器，其等經組態以執行以下操作：接收使用一相同設計製造之一第一倍縮光罩及一第二倍縮光罩至該檢測系統之一或多個檢測工具中；當裝載該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩至該一或多個檢測工具時，使用該一或多個檢測工具自該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩獲取一第一倍縮光罩影像及一第二倍縮光罩影像；比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像以輸出具有對應於該第一倍縮光罩或該第二倍縮光罩上之候選缺陷之複數個差異事件之一差異影像；及產生該等候選缺陷之一檢測報告。
  15. 如請求項14之系統，其中該檢測系統包含一單一檢測工具且藉由將該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩一起裝載至該單一檢測工具中而在此檢測工具中獲取該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像。
  16. 如請求項15之系統，其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器經進一步組態用於在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前針對該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩兩者上之相同位置之聚焦差異及/或光度差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像。
  17. 如請求項14之系統，其進一步包括至少一個儲存裝置，且其中該檢測系統包含一單一檢測工具，其中藉由將該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩相繼連續裝載至該單一檢測工具中而在此檢測工具中獲取該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像，其中在該比較操作期間將該第一倍縮光罩影像儲存於該至少一個儲存裝置中且自該至少一個儲存裝置播放。
  18. 如請求項17之系統，其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器經進一步組態用於在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前針對該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩兩者上之相同位置之聚焦差異及/或光度差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像。
  19. 如請求項14之系統，其中該檢測系統包含不同檢測工具及至少一個儲存裝置，其中藉由該等不同檢測工具獲取該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像，該至少一個記憶體及該至少一個處理器進一步經組態用於在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前，針對影響該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之相同位置之工具參數差異校正此第一倍縮光罩影像及此第二倍縮光罩影像，其中在該比較操作期間將該第一倍縮光罩影像儲存於該至少一個儲存裝置中且自該至少一個儲存裝置播放。
  20. 如請求項14之系統，其中比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像以輸出一差異影像包括：對於該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之各者之複數個圖塊之各者，判定各圖塊中之複數個位置之一平均或中值強度值；及比較來自該第一倍縮光罩影像之各圖塊之平均或中值強度值與該第二倍縮光罩中之一相同位置處之該圖塊之平均或中值強度值之一對應者以獲得複數個差異平均或中值強度值，分析該複數個差異平均或中值強度值以判定此等差異平均或中值強度值是否定義為候選缺陷。
  21. 如請求項20之系統，其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器經進一步組態用於使該等差異平均或中值強度值與關鍵尺寸(CD)變化相互關聯。
  22. 如請求項14之系統，該至少一個記憶體及該至少一個處理器進一步經組態用於比較來自該第一倍縮光罩影像之各圖塊之平均或中值強度值與該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩中之一相同位置處之該等圖塊之平均或中值強度值之複數個對應者以獲得複數個差異平均或中值強度值，分析該複數個差異平均或中值強度值以判定此等差異平均或中值強度值是否定義為候選缺陷。
  23. 如請求項14之系統，其中該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩各包含一 單一晶粒。
  24. 如請求項14之系統，其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器經進一步組態用於：在比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像之前對該第一倍縮光罩影像執行一單元對單元檢測；及消除已通過該單元對單元檢測之該第一倍縮光罩影像及該第二倍縮光罩影像之區域使其等免於彼此比較。
  25. 如請求項14之系統，其中該第一倍縮光罩係新製造的且尚未用於一光微影程序中，且該第二倍縮光罩已用於一光微影程序中。
  26. 如請求項14之系統，其中該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩皆為新的且尚未用於一光微影程序中，其中在該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩為新時針對其等找到之候選缺陷經定義為基線事件，其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器經進一步組態用於：在定義該等基線事件之後及接著在一光微影程序中在使用第一倍縮光罩及第二倍縮光罩之一者或兩者之後，在已使用該第一倍縮光罩或該第二倍縮光罩之後藉由自該檢測報告排除匹配該等基線事件之任何所得差異事件而重複用於獲取一第一倍縮光罩影像及一第二倍縮光罩影像及比較此第一影像與此第二影像之該等操作。
  27. 如請求項14之系統，其中該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩之各者包 含複數個晶粒，該複數個晶粒具有在該等晶粒之至少一些之間不同之光學近接校正(OPC)結構。
  28. 一種電腦可讀媒體，其具有儲存於其上以用於執行以下操作之指令：將使用一相同設計製造之一第一倍縮光罩及一第二倍縮光罩裝載至一或多個檢測工具中；當裝載該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩至該一或多個檢測工具時，使用該一或多個檢測工具自該第一倍縮光罩及該第二倍縮光罩獲取一第一倍縮光罩影像及一第二倍縮光罩影像；比較該第一倍縮光罩影像與該第二倍縮光罩影像以輸出具有對應於該第一倍縮光罩或該第二倍縮光罩上之候選缺陷之複數個差異事件之一差異影像；及產生該等候選缺陷之一檢測報告。
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