TW201719783A - 用於模型化基礎臨界尺寸測量之技術及系統 - Google Patents

用於模型化基礎臨界尺寸測量之技術及系統 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種倍縮光罩，利用一成像系統檢驗該倍縮光罩，以獲得在該倍縮光罩上的一結構之一經測量影像，且該結構具有一未知臨界尺寸(CD)。使用一模型、使用描述用於在該倍縮光罩上形成該結構之一圖案之一設計資料庫來產生一經計算影像。該模型基於以下項產生該經計算影像：該結構之倍縮光罩材料之光學性質、該成像系統之一計算模型及一可調整CD。藉由調整該可調整CD且反覆地重複產生一經計算影像之該操作而最小化該經測量影像與該經計算影像之間之一差值之一範數，以針對該結構之該未知CD獲得一最終CD。對該可調整CD及該成像系統之一或多個不確定參數同時執行最小化該差值之該範數。

Description

用於模型化基礎臨界尺寸測量之技術及系統
本發明大體上係關於半導體量測，諸如倍縮光罩量測。更特定言之，本發明係關於一種用於測量一倍縮光罩上之特徵之尺寸之方法。
一般而言，半導體製造業涉及用於使用分層並圖案化到諸如矽之一基板上之半導體材料來製造積體電路之高度複雜技術。一積體電路通常由複數個倍縮光罩製成。最初，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或一設計資料庫提供到一倍縮光罩生產系統或倍縮光罩曝寫機(reticle writer)。電路圖案資料通常呈經製造IC裝置之實體層之一代表性佈局之形式。代表性佈局包含IC裝置(例如，閘極氧化物、多晶矽、金屬化物等)之每一實體層之一代表性層，其中每一代表性層由定義特定IC裝置之一層之圖案化之複數個多邊形構成。倍縮光罩曝寫機使用電路圖案資料來曝寫(例如，通常，使用一電子束曝寫機或雷射掃描器來曝光一倍縮光罩圖案)稍後將用以製造特定IC設計之複數個倍縮光罩。 通常，每一倍縮光罩或光罩係至少含有透明區域及不透明區域且有時含有半透明區域及相移區域(其等共同定義諸如一積體電路之一電子裝置中之共面特徵之圖案)之一光學元件。倍縮光罩用以在光微影期間定義一半導體晶圓之規定區域以進行蝕刻、離子植入或其他製造程序。 一倍縮光罩檢驗系統可針對可已在倍縮光罩之生產期間或在將此等倍縮光罩用於光微影中之後發生之缺陷(諸如臨界尺寸均勻性問題)而檢驗倍縮光罩。歸因於電路整合之大規模及半導體裝置之大小日益減小，因此經製造裝置已變得對缺陷日益敏感。即，導致裝置中之故障之缺陷正變得越來越小。因此，持續需要用於監測倍縮光罩之特性之經改良檢驗技術。
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。本發明內容並非對本發明之一廣泛概述，且其並不識別本發明之關鍵/緊要元素或描寫本發明之範疇。其唯一目的系以一經簡化形式呈現本文中所揭示之某些概念作為稍後呈現之較詳細說明之一前序。 在一實施例中，揭示用於測量一倍縮光罩上之一臨界尺寸偏差之方法及設備。利用一成像系統檢驗一倍縮光罩以獲得在該倍縮光罩上的一結構之一經測量影像，且該結構具有一未知臨界尺寸(CD)。使用一模型、使用描述用於在該倍縮光罩上形成該結構之一圖案之一設計資料庫來產生一經計算影像。該模型基於以下項產生該經計算影像：該結構之倍縮光罩材料之光學性質、該成像系統之一計算模型及一可調整CD。藉由調整該可調整CD且反覆地重複產生一經計算影像之該操作而最小化該經測量影像與該經計算影像之間之一差值之一範數，以針對該結構之未知CD獲得一最終CD。對該可調整CD及該成像系統之一或多個不確定參數同時執行最小化該差值之該範數。 在一特定實施方案中，該經測量影像包括對應於該經計算影像之複數個xy位置之相同複數個xy位置處之複數個強度值。在一進一步態樣中，該經測量影像包括針對用於該檢驗工具之不同操作參數之複數個視圖獲得的該結構之複數個經測量影像，且該經計算影像經產生以包括用於該複數個視圖之該結構之複數個經計算影像。在另一態樣中，該等視圖包括反射光及經射光偵測。在一進一步實施例中，該等視圖包括用於以下項之一或多者之不同設定：焦點偏移、該照明之一光瞳分佈、該照明之一偏振狀態、聚光光學器件之一數值孔徑、一孔徑形狀、一光瞳濾光器設定或一分析儀設定。 在另一實施例中，該成像系統之該計算模型包含在該成像系統中測量之像差特性。在另一態樣中，該經測量影像與該經計算影像之間之該差值之該範數係經測量影像像素值與經計算影像像素值之差值之一平方和。在一替代性實施例中，該經測量影像與該經計算影像之間之該差值之該範數係經測量影像像素值與經計算影像像素值之差值之絕對值之一和。在另一實施例中，該系統之該一或多個不確定參數包含以下一或多者：焦點及照明強度。在一特定實例中，該經測量影像及該經計算影像各自包括在多個視圖處獲取之一組影像，兩個視圖的區別在於至少一或多個成像參數，該等參數包含一反射或透射模式、一照明光瞳分佈、一照明偏振、一聚光光瞳數值孔徑及形狀、一焦點設定及一光瞳濾光器相位及振幅。 在另一實例中，對於跨倍縮光罩之複數個結構，針對該複數個結構之各者重複檢驗、產生一經計算影像、最小化一範數及定義該未知臨界尺寸之該等操作以獲得跨該倍縮光罩之該複數個結構之複數個最終臨界尺寸，藉此產生一臨界尺寸均勻性(CDU)圖。分析該CDU圖以判定該倍縮光罩是否具有缺陷且是否被修復或捨棄，或該倍縮光罩是否用於製造一半導體晶圓。 在一替代性實施例中，本發明涉及一種用於測量一倍縮光罩上之一臨界尺寸偏差之檢驗系統。該系統包含照明光學器件，其用於產生一入射光束並引導該入射光束朝向該倍縮光罩；及輸出光學器件，其用於回應於該入射光束而偵測來自該倍縮光罩之影像。該系統進一步包含至少一記憶體及至少一處理器，其等經組態以起始上文描述之操作之一或多者。在其他實施例中，本發明涉及一種計算機可讀媒體，其上儲存指令用於執行至少一些上文描述之操作。 下文參考各圖來進一步描述本發明之此等及其他態樣。
相關申請案之交叉參考 本申請案根據35 U.S.C.§119主張Abdurrahman Sezginer等人於2015年9月4日申請之標題為「Model-Based CD Measurement」之先前美國臨時申請案第62/214,472號之優先權，該申請案出於各種目的以其全文引用方式併入本文中。 在以下說明中，陳述眾多具體細節以便提供對本發明之一透徹理解。本發明可在不具有此等具體細節中之一些或所有細節之情況下實踐。在其他例項中，未詳細描述眾所周知之程序操作以免不必要地使本發明模糊。雖然將結合特定實施例來描述本發明，但是將理解，並不意欲將本發明限於此等特定實施例。 本發明之某些實施例提供用於檢驗一倍縮光罩以偵測倍縮光罩特徵之缺陷或(更具體言之)特性(諸如臨界尺寸(CD))變化之技術及系統。雖然相對於一倍縮光罩描述了以下例示性實施例，但是可使用此等技術或系統來監測任何適合類型之樣本(例如，晶圓)。此外，可將以下例示性實施例應用於對除了CD變化以外的其他樣本特性之監測，諸如高度均勻性、側壁角度均勻性、表面粗糙度均勻性、薄膜透射性均勻性、石英透射性均勻性等。 術語「倍縮光罩」通常包含上面形成有一層不透明材料之一透明基板，諸如玻璃、硼矽酸鹽玻璃、石英或熔融矽石。該不透明(或基本上不透明)材料可包含完全地或部分地遮擋光微影光(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。亦可在不透明層與透明基板之間添加一多晶矽膜以改良黏合。可在該不透明材料上方形成諸如氧化鉬(MoO2 )、氧化鎢(WO2 )、氧化鈦(TiO2 )或氧化鉻(CrO2 )之一低反射膜。 術語倍縮光罩係指不同類型之倍縮光罩，包含但不限於一明場倍縮光罩、一暗場倍縮光罩、一個二元倍縮光罩、一相移遮罩(PSM)、一交替PSM、一衰減型或半色調PSM、一個三元衰減型PSM及一無鉻相移微影CPL光罩。一明場倍縮光罩具有透明之場區或背景區，且一暗場倍縮光罩具有不透明之場區或背景區。二元倍縮光罩係具有透明或不透明之經圖案化區之一倍縮光罩。例如，可使用由具有一圖案之一透明熔融矽石坯料製成之一光罩，該圖案由一鉻金屬吸附膜定義。二元倍縮光罩不同於相移遮罩(PSM)，一種類型之相移遮罩可包含僅部分地透射光之膜，且此等倍縮光罩可共同稱為半色調或嵌入式相移遮罩(EPSM)。若在一倍縮光罩之交替透明空間上放置一相移材料，則該倍縮光罩稱為一交替PSM、一ALT PSM或一列文森(Levenson) PSM。施加到任意佈局圖案之一種類型之相移材料稱為一衰減型或半色調PSM，其可藉由用一部分透射或「半色調」膜替換不透明材料而製造。三元衰減型PSM係亦包含完全不透明特徵之一衰減型PSM。 一般而言，不透明、吸收、部分不透明、相移材料形成到經設計且經形成具有臨界尺寸(CD)寬度之圖案結構中，此亦產生該等結構之間的亦具有一CD之透明空間。一特定CD值通常可對如何在光微影程序中將一特定倍縮光罩特徵轉印到晶圓產生影響，且此CD經挑選以最佳化此轉印程序。換言之，若一特定倍縮光罩特徵之CD值在一規定CD範圍內，則此CD值將產生允許所得積體電路如電路設計者所意欲般適當操作之一對應晶圓特徵之製造。特徵通常經形成具有亦產生運算電路以便節省積體晶片面積之最小尺寸。 一新製造之倍縮光罩可包含CD (或其他膜或圖案特性)缺陷問題。例如，該倍縮光罩可具有缺陷CD區域，諸如遮罩曝寫機掃描帶誤差(swath-error)。一倍縮光罩亦可隨著時間以若干種不同方式變得損壞。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物理降級。例如，用於倍縮光罩上之一高功率光束(諸如在193 nm下之一高功率深紫外(UV)光束)可在物理上導致對倍縮光罩上之不透明材料之損壞。損壞亦可由諸如一248 nm UV光束之其他波長導致。實際上，UV光束可物理上導致倍縮光罩上之不透明圖案塌陷，從而導致該等特徵平坦化。因此，不透明特徵與原始CD寬度相比可具有顯著較大CD寬度，而此等不透明特徵之間的間隔與原始CD寬度相比可具有一小得多的CD寬度。其他類型之CD降級可因倍縮光罩特徵(MoSi)之間的化學反應及曝光光、清洗程序、污染等而導致。此等物理效應亦可隨著時間負面地影響倍縮光罩之臨界尺寸(CD)。 由於此降級，因此特徵CD值可已顯著地改變以至於影響跨倍縮光罩之CD均勻性且負面地影響晶圓良率。例如，遮罩之部分中之遮罩特徵寬度可顯著大於原始線寬度CD。例如，可存在CD非均勻性之一徑向圖案，其中倍縮光罩之中心具有不同於倍縮光罩之邊緣之CD。 某些先前CD測量技術利用受測試物體之一數位化影像。一強度臨限值施加於影像，且找到強度影像等於臨限值之邊緣之位置。可接著判定此等邊緣之間之距離。在一實施方案中，臨限值被選擇為iso焦點臨限值使得變化的焦點對測量的擾亂最低。 此尺寸測量技術(對倍縮光罩影像執行)對強度刻度中之誤差及成像系統中之像差係敏感的。此外，一確切iso焦點條件並非總是可實現的。亦並未精確地考量照明與倍縮光罩之相互作用。因此，尤其對於一任意的2維圖案，經測量距離之幾何或物理含義係不清楚的，從而導致CD測量精確度之位準不可接受。 在本發明之某些技術中，受測試物體(例如，倍縮光罩)經照明且其影像形成在一偵測器上。接著可數位化並進一步處理偵測器之輸出。接著可藉由反覆地將由一計算模型計算之影像擬合到由成像系統獲取(測量)之影像來測量一特徵之臨界尺寸(CD)。雖然倍縮光罩具有至少為檢驗工具之解析度界限之圖案，但是該模型可模擬相當於獲自倍縮光罩之此等實際影像之影像。 圖1係根據本發明之一實施例之一倍縮光罩檢驗程序100之一流程圖。如所示，一倍縮光罩102可被提供到一成像系統104以獲得一倍縮光罩影像106。倍縮光罩係基於一設計資料庫製造。可使用任何工具(諸如自加利福尼亞州米爾皮塔斯市之KLA-Tencor公司購得之Teron 640)獲得倍縮光罩影像106。倍縮光罩影像106通常係在影像或場平面中獲得之一模糊影像(例如，倍縮光罩圖案之一模糊複製品)。雖然以下描述涉及一單個倍縮光罩結構及其(其等)對應影像及模擬影像，且該等技術可應用於倍縮光罩上之多個結構之多個影像。 每一倍縮光罩影像(經計算影像及經測量影像)亦將包括複數個xy座標處之複數個強度值或強度像素之一陣列。亦可在各種成像條件或「視圖」或「v 」設定(諸如來自倍縮光罩之反射及/或透射光之偵測、一特定波長、焦點偏移、照明之光瞳分佈、照明的偏振狀態、聚光光學器件之數值孔徑、孔徑形狀、光瞳濾光器設定、分析設定等)下獲得一或多個倍縮光罩影像。例如，針對照明及/或聚光光瞳中之不同位置可設定不同相位及振幅設定。在另一實例中，可選擇不同的S或P偏振。總之，檢驗工具之照明及/或聚光設定之各種組合可用於獲得倍縮光罩影像。 因此，每一組倍縮光罩影像將對應於複數個不同x,y 處之複數個強度值及一或多個視圖設定。當使用多個視圖以獲得多個倍縮光罩影像時，該組倍縮光罩影像可被表示為以不同x,y,v 值為索引之一強度值集。來自一單個視圖之倍縮光罩影像提供一豐富的資料源(即，不同倍縮光罩位置處之強度值)，而在不同視圖處獲得之影像提供更多資料用於如下文進一步描述般找出CD之處理技術。 倍縮光罩上經成像之相同圖案/結構之設計資料庫108亦可被饋送到一計算模型110中以產生用於此圖案/結構之一經計算倍縮光罩影像112。設計資料庫將通常可用於一晶粒-資料庫缺陷檢驗，例如係在製造倍縮光罩之後即刻執行晶粒-資料庫缺陷檢驗。設計資料庫108包含倍縮光罩102上之圖案及結構之一描述。在一實例中，具有灰階值之一資料庫(DB)影像係自資料庫多邊形或二維形狀光柵化。此資料庫通常係由呈OASIS、MEBES或GDSII格式的檔案傳輸。 該模型可以任何合適方式組態以針對結構/圖案及檢驗工具參數(包含常數及一或多個可調整參數(例如，CD))之一給定集合產生不同的經計算影像。可產生每一線結構及其等周圍相鄰者或背景之一模型化影像剪輯。一般而言，該模型模擬將在實際倍縮光罩上使用以獲得倍縮光罩影像之一特定成像工具之光學性質。 每一模型化影像剪輯較佳地係基於一特定目標結構及在相距此特定目標之一特定範圍內之該目標結構之周圍相鄰者而產生。該剪輯之大小取決於目標及遠離此目標之距離，在該距離內，任何相鄰結構皆可或有可能對所得模型化目標影像產生一光學效果。例如，影像剪輯可經調整大小以包含該特徵及任何相鄰特徵或10倍於成像系統與該特徵相距之點擴散函數之一距離內之一區域。該模型將包含將存在於檢驗工具或模型化之任何成像光學工具中之至少一些光學效果。例示性模型包含在KLA-Tencor的倍縮光罩檢驗系統中使用的資料庫演現模型等。 例如，倍縮光罩上受測試圖案之一描述被輸入到該模型。一般而言，受測試結構之一描述及其周圍背景通常係獲自設計資料庫並被輸入到模型。即，受檢驗之一特定結構之位置用於自設計資料庫擷取。用於受測試圖案之其他模型輸入參數可包含倍縮光罩材料之光學性質。 該模型可以任何合適方式組態以針對給定組的圖案參數(包含常數參數及一或多個可調整參數(包含CD))產生不同的經計算影像。例如，倍縮光罩上之圖案之一描述被輸入到模型。圖案模型參數可包含圖案之輪廓尺寸、倍縮光罩材料之光學性質等。在一實施例中，蝕刻在倍縮光罩上之圖案之邊緣之輪廓被假設為恆定的。在最簡單的實施方案中，邊緣被假設為垂直的。圖2係遮罩上之一3維圖案200之實體模型之一表示之一橫截面視圖。遮罩圖案被蝕刻到沈積在倍縮光罩基板上之層之一堆疊中。如所示，圖案表示200具有被圖案化到倍縮光罩之一基板202上之一第一層204a及一第二層204b。每一層之折射率及厚度之實部及虛部可被輸入到計算模型中。實際倍縮光罩之未蝕刻膜堆疊之折射率及厚度(例如，t1及t2)可由一橢偏計測量。遮罩圖案將亦具有一可調整相關聯之CD。 檢驗工具之光學組態亦可被模型化。此外，檢驗工具的像差可經特性化並定期測量且被輸入到模型中。例如，一干涉技術可用於測量檢驗工具的像差。 Qiang Zhang等人在2016年5月10日發佈之美國專利9,335,206號中進一步描述用於使用一診斷結構測量像差之另一方法，該專利出於各種目的以其全文引用方式併入本文中。在一種方法中，診斷測試圖案經設計以將EUV光強度繞射以基本上儘可能均勻地填充光瞳。此外，診斷遮罩實施例包含一測試結構及周圍背景材料，其產生介於經成像測試結構與經成像背景之間的高對比度。 診斷遮罩之測試圖案之臨界橫向尺寸可被設計為相當於或低於投影光學器件之解析度。在一實施例中，測試圖案等於或小於幾十奈米(nm)。診斷遮罩亦可經設計以按照此一精細解析度位準支援微影圖案化，同時在測試結構在EUV光下成像時提供高光學解析度及對比度。 在一實施例中，診斷遮罩係基於一薄的EUV多層(ML)反射體設計，其包括具有高折射率對比度之兩種交替低吸收材料。與一製造倍縮光罩上所見之反射體(其通常包含40到60對Mo/Si雙層)相比，診斷遮罩包含不超過約15或不超過約10 (諸如5)對Mo/Si雙層之一ML柱或氣孔。使用少於10個雙層或10對ML部分之結果係顯著地提高多層反射體之頻寬。此外，雙層(例如，Mo/Si)之厚度或週期可在約7.0 nm到7.5 nm之間之範圍內微調，以進一步使關注的角度範圍中之反射率變平。 一般而言，可藉由一相位擷取方法、基於在診斷測試結構上捕獲之影像、使用檢驗成像系統(其波前有待測量)來測量波前像差。診斷結構之一理想化、無像差影像可經計算並與對應的經測量影像相比較，以獲得檢驗系統之像差之一特性化。可使用一相位擷取技術，諸如P. Dirksen等人在發表於Proceedings of SPIE v4691, 1392 (2002年)的「Characterization of a projection lens using the extended Nijboer-Zernike approach」中描述之技術，該論文係以引用方式併入本文中。 返回參考用於形成一經計算倍縮光罩影像之模型，其他模型參數將通常包含檢驗工具之一描述以及此工具之視圖設定，該等視圖設定可包含來自倍縮光罩之反射及/或透射光之偵測、一特定波長、焦點偏移、照明之光瞳分佈、照明之偏振狀態、聚光光學器件之數值孔徑、孔徑形狀、光瞳濾光器設定、分析儀設定等。可針對用於獲得實際經測量倍縮光罩影像之視圖產生模型倍縮光罩影像。 一般而言，計算模型計算照明如何與倍縮光罩上蝕刻之一特定圖案或結構相互作用。出於此目的，可使用嚴格耦合波分析(RCWA)方法。諸如有限差分時域法(FDTD)、邊界積分方程式、體積積分方程式、有限元素法(FEM)、光譜元素法、基爾霍夫近似之其他方法是可行的。 計算模型具有並非精確已知之可調整參數。最有效的可調整參數係待判定/測量的量：臨界尺寸(CD)。設計資料庫包含具有期望尺寸之圖案化結構，且實際倍縮光罩具有可偏離此等期望尺寸(例如，偏離一CD偏差)之對應圖案化結構。設計資料圖案結構之尺寸可經調整且接著用於計算此經調整圖案之所得影像。 除CD之外，模型亦可具有其他可調整參數。例如，成像系統之一些參數(諸如焦點及光強度)可波動，且因此可為不確定的。其他模型參數可被視為「足夠好」或具有一定高的不確定度。當大部分參數被調整時，結果變為更不可重複且更不精確。因此，被選擇用於模型之可調整參數之數目與實現精確CD結果之目標保持平衡。因此，模型參數經測量並被視為儘可能多的。在一實施例中，僅調整模型中之CD及焦點以產生模型影像。 當不確定參數對影像之影響明顯不同於CD之影響時，同時調整不確定成像參數及CD以擬合經計算影像及經測量影像。在一實施例中，可調整參數係一均勻偏差∆CD使得倍縮光罩資料庫圖案中之全部形狀之全部邊緣偏差∆CD。 返回參考圖1之程序，在操作114中，得出由模型產生之經測量影像106及經計算影像112差值且計算該差值之一範數。例如，影像差值之一範數係逐個像素影像之平方和。影像差值之其他範數包含加權平方和、絕對值之和或逐個像素影像差值之絕對值之最大值。 接著可執行一反覆程序以最小化一或多個不同量。如所示，可在操作116中判定差值之範數是否足夠小。若該量並非適當地為小，則可在操作118中以降低差值之此範數之一方式改變CD及其他一或多個未知參數之估計。當差值之範數足夠小時，可接著在操作120中輸出根據影像比較產生差值之最小化範數之模型CD。接著可將此模型CD (例如，如圖2中所示)定義為對應圖案之實際或經測量CD。 一般而言，經計算影像及經測量影像經擬合以獲得差值之一範數。此擬合程序可藉由最小化經計算影像及經測量影像之差值之一範數來執行。充分作用之合適範數之實例包含如以下項中之加權l1 及l2 範數：等式1等式2l2 範數(平方誤差之和)之使用允許最小化l2 範數之演算法更快地運行。可在多個影像像素x,y 及以v 為索引之視圖內對每一圖案結構進行相加。 若模型具有精確匹配經測量影像之實際參數(諸如CD)之輸入，則等式1及2之以上量將為零。若被選擇作為模型之輸入之CD不同於經成像結構之實際CD，則該量對於等式1及2而言將為一正數。 量w(x,y,v) 係對不同組像素及視圖施加相對值之一正加權。可基於影像之精度針對某些位置及視圖判定特定加權。影像之更多雜訊視圖或部分接收較小加權。 經計算影像可如等式1及2中圖解說明般擬合為一單個視圖或多個視圖之經測量影像。一視圖係指一特定成像條件，諸如由反射光或透射光形成之影像。視圖可在以下一或多個方面有所不同：來自倍縮光罩之反射光及/或透射光之偵測、一特定波長、焦點偏移、照明之光瞳分佈、照明之偏振狀態、聚光光學器件之數值孔徑、孔徑形狀、光瞳濾光器設定、分析儀設定等。 當使用一個以上視圖時，可同時擬合多個視圖之經測量影像及具有一單個可調整CD參數之一實體模型。多個視圖更好地約束可調整CD並降低CD測量不確定性。 在一種方法中，同時擬合反射及透射影像。在一實例中，僅僅存在反射及透射影像所共用之一可調整CD參數及一焦點參數。在另一方法中，同時擬合具有已知焦點偏差之兩個透射影像。在此實例中，僅需要調整一可調整CD參數及一焦點參數。 為判定CD，可以任何合適方式針對一特定CD來最小化模型與經測量影像之間之差值之一範數表達式。最小化諸如圖2之一表達式之方法係眾所周知的。在一特定實施方案中，可由以下項達成最小化：等式3 等式3之最小化係關於CD 及p 。後一個量p 係成像系統之不確定參數之陣列。不確定參數可包含(例如)焦點及照明強度。 在一替代性實施例中，可使用一最大後驗概率(MAP)估計。MAP對經計算倍縮光罩影像及經測量倍縮光罩影像之應用可如等式4表達： σ (x,y,v)係視圖v 中之像素(x,y )處之強度測量中之不確定性，且pi 係成像系統之第i個不確定參數。例如，p1 係焦點及p2 係光強度。E (pi )係pi 之期望值；σ (pi )係pi 中之不確定性。每一量可由其不確定性反向加權。每一不確定參數之不確定性可根據成像儀器之設計容限或藉由測量不確定參數之樣本及計算樣本之方差來判定。此加權技術可正確地設定以上表達式等式4中之項之相對重要性。 MAP之最一般公式包含在給定觀察或pdf(未知參數|觀察)(pdf(unknown parameters | observations))時最小化未知參數之概率散發函數。此公式在全部測量誤差及未知參數係高斯分佈且每個量在統計上獨立時簡化為以上等式4。 本發明之某些實施例允許使用整個影像來根據一最大似然率估計方法來判定CD。舊有方法僅關於一臨限值使用影像之部分。上述技術不一定使用一臨限值。圖3係根據本發明之一實施例之由執行在經計算倍縮光罩影像與經測量倍縮光罩影像之間之一回歸分析產生之結果之一圖形。圖3對應於實際資料且表明模型輸出嚴格匹配實際影像。即，針對一線結構測量之反射強度資料(302a)精確匹配此線結構之經計算(或演現)反射強度資料(302b)。同樣地，經透射測量強度資料(304a)嚴格匹配經透射演現強度資料(304b)。因此，對於反射視圖及透射視圖兩者，一共同CD導致匹配模型及實際強度資料。因此，因為對於一相同倍縮光罩結構之不同視圖參數獲得一相同CD結果，所以該技術表現為提供一精確機制來找出CD偏差。 CD偏差結果可經結合以形成用於整個倍縮光罩之一CD均勻性(CDU)圖。接著，可分析一CDU圖以判定倍縮光罩是否在如本文中進一步描述之規範內。一CDU圖之實施例可採取任何合適形式。例如，一CDU圖可文字地表示為倍縮光罩之每一區域之平均CD變化值之一清單。每一平均CD變化值可列在對應倍縮光罩區域座標旁邊。一CDU圖亦可由諸如格點差值之標準偏差或方差之一度量表示。替代地或此外，一CDU圖可以視覺方式表示使得不同CD變化值或範圍被示為不同視覺方式，諸如不同色彩的倍縮光罩區域、不同的條形圖高度、不同圖形值或3維表示等。一CDU圖可以不同格點取樣大小或藉由到不同函數形式之擬合(諸如一多項式擬合或一傅立葉變換)來表示。 此等CDU圖對於一半導體晶片製造商理解將由倍縮光罩之使用產生之程序窗而言可能係重要的。一CDU圖可允許一晶片製造商判定是否使用倍縮光罩、應用補償微影程序中之誤差或改良一倍縮光罩之製造，以形成一改良之下一個倍縮光罩。可對一新製造倍縮光罩產生並分析一CDU圖，以偵測製造缺陷區域或對已經在一光微影程序中使用一或多次之一倍縮光罩執行一CDU圖，以監測特徵變化及/或偵測降級。 圖4係根據本發明之一實施例之圖解說明一CDU圖分析程序400之一流程圖。首先，可在操作402中獲得一CDU圖。例如，藉由對跨倍縮光罩之多個圖案/結構執行圖1之CD偏差判定程序而獲得一CDU圖。 接著可在操作404中判定CDU圖是否不合規範。例如，可判定一特定倍縮光罩區域之CDU變化是否高於一預定義臨限值。若CDU變化不高於預定義臨限值，則接著可在操作405中使用倍縮光罩來製造晶圓。 若CDU變化高於預定義臨限值，則可在操作408中獲得對應於作為一根本原因之一相關程序或圖案之不合規範CDU圖之一常見圖徵。一CDU圖可用於追蹤倍縮光罩上之問題區域，例如該等問題區域係由倍縮光罩製造/程序問題或一倍縮光罩隨時間降級(諸如鉻、MoSi、護膜、乾淨類型的降級)所致。換言之，一特定不合規範CDU圖可具有先前與一特定根本原因相關聯之某一圖徵。例如，倍縮光罩之先前檢驗及分析或倍縮光罩程序可具有未涉及的根本原因及相關聯之CDU圖徵。 返回參考所圖解說明之實例，接著可在操作410中判定倍縮光罩圖案或程序是否為一根本原因。例如，可判定CDU圖是否具有已經與一特定根本原因(諸如一髒的護膜)相關聯之一圖徵。若倍縮光罩圖案係一根本原因，則接著可在操作414中判定該倍縮光罩是否可修復。若倍縮光罩不可修復，可在操作418中將該倍縮光罩捨棄(且製造一新倍縮光罩)。否則在操作416中修復倍縮光罩。例如，可自倍縮光罩中清除某些缺陷。例如，護膜可被清除或更換，或可蝕刻或去除額外倍縮光罩部分。在修復之後，可對經修復倍縮光罩執行一新檢驗且可重複用於產生並分析一CDU圖之程序。若經修復倍縮光罩符合規範，則接著可在操作405中使用經修復倍縮光罩來製造晶圓。在替代性實例中，微影程序可經調整以(例如)藉由在操作417中修改劑量或焦點來補償不合規範的倍縮光罩，且結合操作405中的倍縮光罩使用新的經處理倍縮光罩。若另一方面，用於製造倍縮光罩之程序係一根本原因，則可在操作412中調整倍縮光罩製造程序(且捨棄倍縮光罩並製造新倍縮光罩)。 在檢驗期間，可使用一光學檢驗工具獲得倍縮光罩之複數個影像。在影像獲取期間，對倍縮光罩上之多個目標結構獲得多個影像。可自一倍縮光罩之一組晶粒中之每一晶粒之個別區域獲得影像。例如，當一入射光學光束掃描橫跨(或移動到)倍縮光罩(之每一晶粒)時，一檢驗工具可操作以偵測並收集反射光或透射光或反射光及透射光兩者。一入射光學光束可掃描橫跨各自包括複數個影像之倍縮光罩掃描帶。回應於此入射光束而自每一影像之複數個點或子區收集光。 該檢驗工具通常可操作以將此經偵測光轉換成對應於強度值之經偵測信號。經偵測信號可採取具有對應於倍縮光罩之一不同位置處之不同強度值之振幅值之一電磁波形之形式。經偵測信號亦可採取強度值及相關聯倍縮光罩點座標之一簡單清單之形式。經偵測信號亦可採取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。在掃描倍縮光罩之所有位置或偵測光之後可產生一倍縮光罩影像，或在掃描每一倍縮光罩部分時可產生一倍縮光罩影像之部分。 可藉由以一蛇形或光柵圖案自倍縮光罩依序掃描影像來獲得每一強度資料集。例如，由一光學檢驗系統之一光學光束沿一正x方向自左到右掃描倍縮光罩部分之一第一掃描帶(例如)以獲得一第一強度資料集。接著沿一y方向相對於光束移動倍縮光罩。接著沿一負x方向自右到左掃描一第二掃描帶以獲得一第二強度資料集。自晶粒之底列到晶粒之頂列依序掃描掃描帶或反之亦然。替代地，倍縮光罩之影像可藉由移動到倍縮光罩之每一個別目標區域而獲得。 在一實施例中，可基於如在倍縮光罩檢驗期間偵測到之反射光、透射光或兩者而產生每一影像之積分強度值。在一例示性實施方案中，可藉由(T-R)/2來組合反射(R)及透射(T)值。反射信號與透射信號之正負號通常相反。因此，減去T及R信號將該等信號相加在一起。因為雜訊源對於T及R不同，所以雜訊可趨向於自該經組合信號中平均掉。可使用對R及/或T值之其他加權來產生一影像之具有相關聯益處之積分強度值。在某些情形中，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可能並不可信。因此，R與T之組合可能在此等區域中下加權或在不充分可信之情況下自計算移除。 可以硬體及/或軟體之任何適合組合實施本發明之技術。圖5係其中可實施本發明之技術之一例示性檢驗系統500之一圖解表示。檢驗系統500可自一檢驗工具或掃描器(未展示)接收輸入502。檢驗系統500亦可自基於設計資料庫將倍縮光罩之影像模型化之一模型接收輸入502 (或系統500可接收設計資料庫且接著產生此等模型化影像)。該檢驗系統亦可包含用於散發所接收輸入502之一資料散發系統(例如，504a及504b)、用於處理所接收輸入502之具體影像/影像部分之一強度信號(或影像)處理系統(例如，影像處理器及記憶體506a及506b)、用於產生∆CD圖之一圖產生器系統(例如，圖產生器處理器及記憶體512)、用於允許檢驗系統組件之間的通信之一網路(例如，交換式網路508)、一選用大容量儲存裝置516及用於再檢驗該等圖之一或多個檢驗控制及/或再檢驗站(例如，510)。檢驗系統500之每一處理器通常可包含一或多個微處理器積體電路且亦可含有介面及/或記憶體積體電路且另外可耦合到一或多個共用及/或全域記憶體裝置。 用於產生輸入資料502之掃描器或資料獲取系統(未展示)可採取用於獲得一倍縮光罩之強度信號或影像之任何適合儀器之形式(例如，如本文中進一步描述)。例如，該掃描器可基於被反射、透射或以其他方式引導到一或多個光感測器之經偵測光之一部分來建構一光學影像或產生該倍縮光罩之一部分之強度值。該掃描器接著可輸出該等強度值或者可自該掃描器輸出影像。 通常將倍縮光罩劃分成自其等獲得來自多個點之多個強度值之複數個影像部分。可掃描倍縮光罩之影像部分以獲得此強度資料。影像部分可取決於特定系統及應用要求而呈任何大小及形狀。一般而言，可藉由以任何適合方式掃描倍縮光罩來獲得每一影像部分之多個強度值。例如，可藉由對倍縮光罩進行光柵掃描而獲得每一影像部分之多個強度值。替代地，可藉由以諸如一圓形或螺旋形圖案之任何適合圖案來掃描倍縮光罩而獲得影像。當然，感測器可必須以不同方式(例如，以一圓形圖案)配置及/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形狀。 在下文所圖解說明之實例中，當倍縮光罩移動經過感測器時，偵測來自倍縮光罩之一矩形區域(本文中稱為一「掃描帶」)之光且將此經偵測光轉換成每一影像中之多個點處之多個強度值。在此實施例中，掃描器之感測器以一矩形圖案配置以接收自倍縮光罩反射及/或透射之光並自該光產生對應於該倍縮光罩之影像之一掃描帶之一強度資料集。 可使用以任何適合方式設定之一光學檢驗工具來獲得每一影像之強度值。該光學工具通常以一操作參數集或一「配方」設定，該「配方」對用於獲得強度值之不同檢驗運行而言基本上相同。配方設定可包含以下設定之一或多者：用於以一特定圖案、像素大小來掃描倍縮光罩之一設定、用於將來自單個信號之相鄰信號分組之一設定、一焦點設定、一照明或偵測孔徑設定、一入射光束角度與波長設定、一偵測器設定、用於反射光或透射光之量之一設定、空中模型化參數等。 可由資料散發系統經由網路508接收強度或影像資料502。該資料散發系統可與用於保存所接收資料502之至少一部分之一或多個記憶體裝置(例如，RAM緩衝器)相關聯。較佳地，總記憶體足夠大以保存一整個資料樣片(swatch)。例如，1G之記憶體極適用於係1百萬乘1000個像素或點之一樣片。 資料散發系統(例如，504a及504b)亦可控制所接收輸入資料502之部分到處理器(例如，506a及506b)之散發。例如，資料散發系統可將一第一影像之資料路由到一第一影像處理器506a，且可將一第二影像之資料路由到影像處理器506b。亦可將多個影像之多個資料集路由到每一影像處理器。 影像處理器可接收對應於倍縮光罩之至少一部分或影像之強度值或一影像。該等影像處理器亦可各自耦合到提供區域記憶體功能(諸如保存所接收資料部分)之一或多個記憶體裝置(諸如DRAM裝置)(未展示)或與該一或多個記憶體裝置整合。較佳地，該記憶體足夠大以保存對應於倍縮光罩之一影像之資料。例如，8G之記憶體極適用於對應於512乘1024像素之一影像之強度值或一影像。該等影像處理器亦可共用記憶體。 每一輸入資料集502可對應於倍縮光罩之一掃描帶。一或多個資料集可儲存於資料散發系統之記憶體中。此記憶體可受控於資料散發系統內之一或多個處理器，且該記憶體可劃分成多個分割區。例如，該資料散發系統可將對應於一掃描帶之一部分之資料接收到一第一記憶體分割區(未展示)中，且該資料散發系統可將對應於另一掃描帶之另一資料接收到一第二記憶體分割區(未展示)中。較佳地，該資料散發系統之記憶體分割區之每一者僅保存將路由到與此記憶體分割區相關聯之一處理器之資料之部分。例如，該資料散發系統之第一記憶體分割區可保存第一資料並將該第一資料路由到影像處理器506a，且第二記憶體分割區可保存第二資料並將該第二資料路由到影像處理器506b。 經偵測信號亦可採取空中影像之形式。亦即，可使用一空中成像技術來模擬光微影系統之光學效應以便產生在晶圓上曝光之抗阻劑圖案之一空中影像。一般而言，仿真光微影工具之光學器件以便基於來自倍縮光罩之經偵測信號而產生一空中影像。該空中影像對應於自通過光微影光學器件及倍縮光罩到達一晶圓之抗阻劑層上之光產生之圖案。另外，亦可仿真特定類型之抗阻劑材料之抗阻劑曝光程序。 可使入射光或經偵測光通過任何適合空間孔徑以依任何適合入射角產生任何入射或經偵測光輪廓。例如，可利用可程式化照明或偵測孔徑來產生一特定光束輪廓，諸如偶極子、四極子、類星體、環形物等。在一特定實例中，可實施源遮罩最佳化(SMO)或任何像素化照明技術。 資料散發系統可基於任何適合資料參數而定義及散發資料之每一資料集。例如，可基於倍縮光罩上之影像之對應位置而定義並散發資料。在一項實施例中，每一掃描帶與對應於該掃描帶內之像素之水平位置之一行位置範圍相關聯。例如，該掃描帶之行0到行256可對應於一第一影像，且此等行內之像素將包括路由到一或多個影像處理器之第一影像或第一強度值集。同樣地，該掃描帶之行257到行512可對應於一第二影像，且此等行中之像素將包括路由到不同影像處理器之第二影像或第二強度值集。 圖6A係根據某些實施例之可用以將一遮罩圖案自一光罩M轉印到一晶圓W上之一典型微影系統600之一簡化示意表示。此等系統之實例包含掃描器及步進機，更具體言之，可自荷蘭費爾德霍芬市之ASML購得之TWINSCAN系統。一般而言，一照明源603將一光束引導穿過一照明光學器件607 (例如，透鏡605)到達位於一遮罩平面602中之一光罩M上。照明透鏡605具有在該平面602處之一數值孔徑601。數值孔徑601之值影響光罩上之哪些缺陷屬於微影顯著缺陷且哪些缺陷不屬於微影顯著缺陷。通過光罩M之光束之一部分形成一經圖案化光學信號，該經圖案化光學信號經引導穿過成像光學器件613且到達一晶圓W上以起始圖案轉印。 圖6B提供根據某些實施例之具有照明光學器件651a之一例示性檢驗系統650之一示意表示，照明光學器件651a包含在一倍縮光罩平面652處具有一相對大之數值孔徑651b之一成像透鏡。所描繪檢驗系統650包含具有經設計以提供(例如) 60X到300X放大率或更大放大率以增強檢驗之顯微放大光學器件之偵測光學器件653a及653b。例如，在該檢驗系統之倍縮光罩平面652處之數值孔徑651b可視為大於在微影系統600之倍縮光罩平面602處之數值孔徑601，此將導致測試檢驗影像與實際印刷影像之間的差異。 可在各種經特別組態之檢驗系統(諸如圖6B中示意地圖解說明之檢驗系統)上實施本文中描述之檢驗技術。所圖解說明系統650包含產生被引導穿過照明光學器件651a到達倍縮光罩平面652中之一光罩M上之一光束之一照明源660。光源之實例包含雷射或濾光式燈。在一實例中，該源為一193 nm雷射。如上文解釋，檢驗系統650可具有倍縮光罩平面652處之可大於對應微影系統之一倍縮光罩平面數值孔徑(例如，圖6A中之元件601)之一數值孔徑651b。將待檢驗之光罩M放置於倍縮光罩平面652處之一遮罩載台上且曝光於該源。 來自遮罩M之經圖案化影像被引導穿過將經圖案化影像投影到一感測器654a上之許多光學元件653a。在一反射系統中，光學元件(例如，光束分離器676及偵測透鏡678)將反射光引導並捕獲到感測器654b上。適合感測器包含電荷耦合裝置(CCD)、CCD陣列、時間延遲積分(TDI)感測器、TDI感測器陣列、光電倍增管(PMT)及其他感測器。 可相對於遮罩載台移動照明光學器件柱及/或藉由任何適合機構相對於一偵測器或相機移動該載台以便掃描倍縮光罩之影像。例如，可利用一馬達機構來移動該載台。例如，該馬達機構可由一螺桿驅動器與步進機馬達、具有回饋位置之線性驅動器或帶式致動器與步進機馬達形成。 可由一電腦系統673或更一般而言由一或多個信號處理裝置(其各自可包含經組態以將來自每一感測器之類比信號轉換成數位信號以供處理之一類比轉數位轉換器)處理由每一感測器(例如，654a及/或654b)捕獲之信號。電腦系統673通常具有經由適當匯流排或其他通信機構耦合到輸入/輸出埠及一或多個記憶體之一或多個處理器。 電腦系統673亦可包含用於提供使用者輸入(諸如改變焦點及其他檢驗配方參數)之一或多個輸入裝置(例如，一鍵盤、滑鼠、操縱桿)。電腦系統673亦可連接到該載台以控制(例如)一樣本位置(例如，聚焦及掃描)且連接到其他檢驗系統組件以控制此等檢驗系統組件之其他檢驗參數及組態。 電腦系統673可經組態(例如，藉助程式化指令)以提供用於顯示所得強度值、影像及其他檢驗結果(諸如CD偏差值及圖)之一使用者介面(例如，一電腦螢幕)。電腦系統673可經組態以分析反射及/或透射所感測光束之強度改變、相位、CDU圖及/或其他特性。電腦系統673可經組態(例如，藉助程式化指令)以提供用於顯示所得強度值、影像及其他檢驗特性之用戶介面(例如，在一電腦螢幕上)。在某些實施例中，電腦系統673經組態以實施上文所詳述之檢驗技術。 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，所以此一系統包含可儲存於一電腦可讀媒體上之用於執行本文中所描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含但不限於：磁性媒體，諸如硬碟機、軟磁碟及磁帶；光學媒體，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)。程式指令之實例包含機器程式碼(諸如由一編譯器產生)及含有可由電腦使用一解譯器來執行之較高階程式碼之檔案兩者。 在某些實施例中，用於檢驗一光罩之一系統包含經組態以執行本文中所闡述之技術之至少一個記憶體及至少一個處理器。一檢驗系統之一實例包含可自加利福尼亞州米爾皮塔斯市之KLA-Tencor購得之一經特別組態之TeraScanTM DUV檢驗系統。 雖然已出於理解清楚之目的而以一些細節描述了前述發明，但是將明白，可在隨附申請專利範圍之範疇內實踐特定改變及修改。應注意，存在實施本發明之程序、系統及設備之諸多替代方式。因此，本發明實施例應視為說明性而非限制性，且本發明不應限於本文中所給出之細節。
100‧‧‧倍縮光罩檢驗程序
102‧‧‧倍縮光罩
104‧‧‧成像系統
106‧‧‧倍縮光罩影像/經測量影像
108‧‧‧設計資料庫
110‧‧‧計算模型
112‧‧‧經計算倍縮光罩影像
114‧‧‧操作
116‧‧‧操作
118‧‧‧操作
120‧‧‧操作
200‧‧‧3維圖案/圖案表示
202‧‧‧基板
204a‧‧‧第一層
204b‧‧‧第二層
302a‧‧‧反射強度資料
302b‧‧‧經計算反射強度資料
304a‧‧‧經透射測量強度資料
304b‧‧‧經透射演現強度資料
400‧‧‧CDU圖分析程序
402‧‧‧操作
404‧‧‧操作
405‧‧‧操作
408‧‧‧操作
410‧‧‧操作
412‧‧‧操作
414‧‧‧操作
416‧‧‧操作
417‧‧‧操作
418‧‧‧操作
500‧‧‧檢驗系統
502‧‧‧輸入/輸入資料集
504a‧‧‧資料散發系統
504b‧‧‧資料散發系統
506a‧‧‧影像處理器/記憶體/第一影像處理器
506b‧‧‧影像處理器/記憶體
508‧‧‧交換式網路
510‧‧‧再檢驗站
512‧‧‧圖產生器處理器/記憶體
516‧‧‧選用大容量儲存裝置
600‧‧‧微影系統
601‧‧‧數值孔徑/元件
602‧‧‧遮罩平面
603‧‧‧照明源
605‧‧‧照明透鏡
607‧‧‧照明光學器件
613‧‧‧成像光學器件
650‧‧‧檢驗系統
651a‧‧‧照明光學器件
651b‧‧‧數值孔徑
652‧‧‧倍縮光罩平面
653a‧‧‧偵測光學器件
653b‧‧‧偵測光學器件
654a‧‧‧感測器
654b‧‧‧感測器
660‧‧‧照明源
673‧‧‧電腦系統
676‧‧‧光束分離器
678‧‧‧偵測透鏡
M‧‧‧ 光罩
t1‧‧‧ 折射率/厚度
t2‧‧‧ 折射率/厚度
W‧‧‧ 晶圓
圖1係根據本發明之一實施例之一臨界尺寸(CD)測量程序之一流程圖。 圖2係遮罩上之一3維圖案之實體模型之一表示之一橫截面視圖。 圖3係根據本發明之一實施例之由執行經計算倍縮光罩影像與經測量倍縮光罩影像之間之一回歸分析產生之結果之一圖形。 圖4係根據本發明之一實施例之圖解說明一CD均勻性(CDU)圖分析程序之一流程圖。 圖5係其中可實施本發明之技術之一例示性檢驗系統之一圖解表示。 圖6A係根據某些實施例之用於將一遮罩圖案自一光罩轉印到一晶圓上之一微影系統之一簡化示意表示。 圖6B提供根據某些實施例之一光罩檢驗設備之一示意表示。
100‧‧‧倍縮光罩檢驗程序
102‧‧‧倍縮光罩
104‧‧‧成像系統
106‧‧‧倍縮光罩影像/經測量影像
108‧‧‧設計資料庫
110‧‧‧計算模型
112‧‧‧經計算倍縮光罩影像
114‧‧‧操作
116‧‧‧操作
118‧‧‧操作
120‧‧‧操作

Claims (23)

  1. 一種測量一倍縮光罩上之一臨界尺寸偏差之方法，該方法包括： 利用一成像系統檢驗該倍縮光罩以獲得在該倍縮光罩上的一結構之一經測量影像，其中該結構具有一未知臨界尺寸值； 使用一模型、使用描述用於在獲得該經測量影像之該倍縮光罩上形成該結構之一圖案之一設計資料庫來產生一經計算影像，其中該模型基於以下項產生該經計算影像：對應於該結構之倍縮光罩材料之光學性質、該成像系統之一計算模型及一可調整臨界尺寸； 藉由調整該可調整臨界尺寸且反覆地重複產生一經計算影像之該操作而最小化該經測量影像與該經計算影像之間之一差值之一範數以導致一最終模型臨界尺寸，其中對該可調整臨界尺寸及該成像系統之一或多個不確定參數同時執行最小化該差值之該範數；及 將該未知臨界尺寸值定義為導致該差值之該範數的一最小化之該最終臨界尺寸。
  2. 如請求項1之方法，其中該經測量影像包括複數個xy位置之對應於該經計算影像之相同複數個xy位置處之複數個強度值。
  3. 如請求項2之方法，其中該經測量影像包括針對用於該檢驗工具之不同操作參數之複數個視圖獲得的該結構之複數個經測量影像，且該經計算影像經產生以包括用於該複數個視圖之該結構之複數個經計算影像。
  4. 如請求項3之方法，其中該等視圖包括反射光及透射光偵測。
  5. 如請求項4之方法，其中該等視圖包括用於以下項之一或多者之不同設定：焦點偏移、該照明之一光瞳分佈、該照明之一偏振狀態、聚光光學器件之一數值孔徑、一孔徑形狀、一光瞳濾光器設定或一分析儀設定。
  6. 如請求項1之方法，其中該成像系統之該計算模型包含在該成像系統中測量之像差特性。
  7. 如請求項1之方法，其中經最小化之該差值之該範數係：，其中：Icalc (x,y,v,CD,p)係依據x,y位置、視圖v 、臨界尺寸CD 及一或多個未知成像系統參數p 而變化之該經計算影像之複數個強度值；Imeas (x,y,v)係依據x,y位置及視圖v 而變化之該經測量影像之複數個強度值；及w (x,y,v)係依據x,y位置及視圖v 而變化之複數個權重。
  8. 如請求項1之方法，其中該經測量影像與該經計算影像之間之該差值之該範數係經測量影像像素值與經計算影像像素值之差值之一平方和。
  9. 如請求項1之方法，其中該經測量影像與該經計算影像之間之該差值之該範數係經測量影像像素值與經計算影像像素值之差值之絕對值之一和。
  10. 如請求項1之方法，其中該系統之該一或多個不確定參數包含以下一或多者：焦點及照明強度。
  11. 如請求項1之方法，其中該經測量影像及該經計算影像各自包括在多個視圖處獲取之一組影像，兩個視圖的區別在於至少一或多個成像參數，該等參數包含一反射或透射模式、一照明光瞳分佈、一照明偏振、一聚光光瞳數值孔徑及形狀、一焦點設定及一光瞳濾光器相位及振幅。
  12. 如請求項1之方法，其中經最小化之該差值之該範數係：，其中：Icalc (x,y,v,CD,p)係依據x,y位置、視圖v 、臨界尺寸CD 及一或多個未知成像系統參數p 而變化之該經計算影像之複數個強度值；Imeas (x,y,v)係依據x,y位置及視圖v 而變化之該經測量影像之複數個強度值； σ(x,y,v)係視圖v 中之像素(x,y )處之該強度測量中之不確定性；pi 係該成像參數之一第i個不確定參數；E (pi )係pi 之期望值；及 σ(pi )係pi 中之該不確定性。
  13. 如請求項1之方法，其進一步包括： 對於跨該倍縮光罩之複數個結構，重複檢驗、產生一經計算影像、最小化一範數及定義該複數個結構之各者之該未知臨界尺寸之該等操作以獲得跨該倍縮光罩之該複數個結構之複數個最終臨界尺寸，藉此產生一臨界尺寸均勻性(CDU)圖；及 分析該CDU圖以判定該倍縮光罩是否具有缺陷且是否被修復或捨棄，或該倍縮光罩是否用於製造一半導體晶圓。
  14. 一種用於測量一倍縮光罩上之一臨界尺寸偏差之檢驗系統，該系統包括： 照明光學器件，其用於產生一入射光束並引導該入射光束朝向該倍縮光罩； 輸出光學器件，其用於回應於該入射光束而偵測來自該倍縮光罩之影像；及 至少一記憶體及至少一處理器，其等經組態以起始以下操作： 利用該檢驗系統檢驗該倍縮光罩以獲得在該倍縮光罩上的一結構之一經測量影像，其中該結構具有一未知臨界尺寸值； 使用一模型、使用描述用於在獲得該經測量影像之該倍縮光罩上形成該結構之一圖案之一設計資料庫來產生一經計算影像，其中該模型基於以下項產生該經計算影像：對應於該結構之倍縮光罩材料之光學性質、該成像系統之一計算模型及一可調整臨界尺寸； 藉由調整該可調整臨界尺寸且反覆地重複產生一經計算影像之該操作而最小化該經測量影像與該經計算影像之間之一差值之一範數以導致一最終模型臨界尺寸，其中對該可調整臨界尺寸及該成像系統之一或多個不確定參數同時執行最小化該差值之該範數；及 將該未知臨界尺寸值定義為導致該差值之該範數的一最小化之該最終臨界尺寸。
  15. 如請求項14之系統，其中該經測量影像包括複數個xy位置之對應於該經計算影像之相同複數個xy位置處之複數個強度值。
  16. 如請求項15之系統，其中該經測量影像包括針對用於該檢驗工具之不同操作參數之複數個視圖獲得之該結構之複數個經測量影像，且該經計算影像經產生以包括用於該複數個視圖之該結構之複數個經計算影像。
  17. 如請求項16之系統，其中該等視圖包括以下項之兩者或更多者：反射光及透射光偵測、用於以下項之一或多者之不同設定：焦點偏移、該照明之一光瞳分佈、該照明之一偏振狀態、聚光光學器件之一數值孔徑、一孔徑形狀、一光瞳濾光器設定或一分析儀設定。
  18. 如請求項14之系統，其中該成像系統之該計算模型包含在該成像系統上測量之像差特性。
  19. 如請求項14之系統，其中該經測量影像與該經計算影像之間之該差值之該範數係經測量影像像素值與經計算影像像素值之差值之一平方和。
  20. 如請求項14之系統，其中該系統之該一或多個不確定參數包含以下一或多者：焦點及照明強度。
  21. 如請求項14之系統，其中該經測量影像及該經計算影像各自包括在多個視圖處獲取之一組影像，兩個視圖的區別在於至少一或多個成像參數，該等參數包含一反射或透射模式、一照明光瞳分佈、一照明偏振、一聚光光瞳數值孔徑及形狀、一焦點設定及一光瞳濾光器相位及振幅。
  22. 如請求項14之系統，其進一步包括： 對於跨該倍縮光罩之複數個結構，重複檢驗、產生一經計算影像、最小化一範數及定義該複數個結構之各者之該未知臨界尺寸之該等操作以獲得跨該倍縮光罩之該複數個結構之複數個最終臨界尺寸，藉此產生一臨界尺寸均勻性(CDU)圖；及 分析該CDU圖以判定該倍縮光罩是否具有缺陷且是否被修復或捨棄，或該倍縮光罩是否用於製造一半導體晶圓。
  23. 一種計算機可讀媒體，其上儲存指令用於執行以下操作： 利用一成像系統檢驗倍縮光罩以獲得在該倍縮光罩上的一結構之一經測量影像，其中該結構具有一未知臨界尺寸值； 使用一模型、使用描述用於在獲得該經測量影像之該倍縮光罩上形成該結構之一圖案之一設計資料庫來產生一經計算影像，其中該模型基於以下項產生該經計算影像：對應於該結構之倍縮光罩材料之光學性質、該成像系統之一計算模型及一可調整臨界尺寸； 藉由調整該可調整臨界尺寸且反覆地重複產生一經計算影像之該操作而最小化該經測量影像與該經計算影像之間之一差值之一範數以導致一最終模型臨界尺寸，其中對該可調整臨界尺寸及該成像系統之一或多個不確定參數同時執行最小化該差值之該範數；及 將該未知臨界尺寸值定義為導致該差值之該範數的一最小化之該最終臨界尺寸。
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