專利名稱：提供掩模缺陷可印刷能力分析的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
討論了提供一種適用于集成電路掩模的缺陷可印刷能力分析的檢測。
背景技術(shù)：
掩模/標(biāo)線缺陷為了能在半導(dǎo)體基片上制造集成電路(IC)，就必須將IC的物理表示能轉(zhuǎn)移到圖形工具上。然后，圖形工具曝光將該圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體基片上。掩模是在IC工藝中使用的標(biāo)準(zhǔn)圖形工具。典型的，掩模都包括能夠在單次曝光中轉(zhuǎn)移到整個半導(dǎo)體基片(例如，晶片)上的圖形。必須逐步和重復(fù)標(biāo)線，另一種標(biāo)準(zhǔn)圖形工具，來曝光整個基片表面。這里為了便于參考，術(shù)語“掩?！笔侵笜?biāo)線或掩模。
典型的掩模在具有鉻涂層的石英平板上制成。一般來說，對于IC設(shè)計的每一層都產(chǎn)生一塊掩模。特別是，把表示物理層(例如，多晶硅層和金屬層)的IC布局?jǐn)?shù)據(jù)文件的一部分蝕刻到鉻層上。于是，每一個掩模都包括了表示它的對應(yīng)層所要求的電路布局的圖形。在高密度的IC中，掩模還可以包括光學(xué)接近校正(0PC)特征，例如，襯線，錘頭，斜線，以及輔助條。這些OPC特征是用于補(bǔ)償工藝的人工效應(yīng)和/或接近效應(yīng)的亞一分辨率特征。
在高密度IC設(shè)計中，IC制造的業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員已經(jīng)意識到使用提供原始設(shè)計布局的精確表示的掩模的重要性。不幸的是，“完美”的掩模在商業(yè)上不是可行的。事實上，即使在最佳的制造條件下，還會在控制工藝以外產(chǎn)生一些掩模缺陷。
掩模上的缺陷是偏離設(shè)計數(shù)據(jù)庫的任何偏差(例如，一種不規(guī)則性)，這種偏差是檢驗工具或檢測工程師所不能接收的。圖1說明了檢驗集成電路的現(xiàn)有技術(shù)方法的流程圖100。在步驟110，設(shè)計IC。在步驟112，創(chuàng)建掩模設(shè)計數(shù)據(jù)(例如，IC的布局)的數(shù)據(jù)文件。在步驟114中使用該數(shù)據(jù)來制造掩模。這時，在步驟116通過采用高分辨率顯微鏡掃描掩模的表面和采集掩模的圖像來檢驗掩模。掩模中的不規(guī)則是以它們的位置列表來識別的。在一個實施例中，掩模具有相關(guān)的柵網(wǎng)圖形，以及列表指出了不規(guī)則在柵網(wǎng)圖形中所座落的方格。采用諸如KLA-Tencor和應(yīng)用材料(Applied Materials)等公司所提供的專用設(shè)備/軟件就能夠進(jìn)行這類檢驗和不規(guī)則識別。
為了能確定掩模是否能通過檢驗(步驟118)，專業(yè)檢驗工程師或半自動化檢驗裝置重新審查在步驟116中識別到的不規(guī)則。值得注意的是，只有在制造者和使用者所設(shè)置的容差范圍以外的不規(guī)則的特征才定為具有缺陷。如果發(fā)現(xiàn)了不規(guī)則并且在容差的范圍以外，則在步驟128中確定所述掩模是否能夠修復(fù)。如果所述掩模是能夠修復(fù)的，則在步驟130中清理和/或修理掩模，并且處理就返回到檢驗掩模的步驟116。如果掩模不能夠修復(fù)，則必須制造新的掩模，并且檢驗處理返回到步驟114。如果掩模通過檢驗，正如在步驟118中所確定的那樣，則在步驟120中使用所述掩模曝光現(xiàn)行的晶片。
為了確保掩模已經(jīng)能在晶片上產(chǎn)生所需要的圖像，一般常在步驟122中對晶片本身進(jìn)行檢驗。如果在檢驗步驟124中發(fā)現(xiàn)不規(guī)則且在確定的容差范圍以外，則在步驟128中確定掩模是否能夠修復(fù)。如果掩模是能夠修復(fù)的，則在步驟130中清理和/或修復(fù)掩模，且處理返回到檢驗掩模的步驟116。如果所述掩模是不能夠修復(fù)的，則必須制造新的掩模，檢驗處理就返回步驟114。如果發(fā)現(xiàn)了晶片上的不規(guī)則，但是確定是在容差的范圍之內(nèi)，則在步驟124中掩模通過檢測，并且在步驟126結(jié)束檢驗處理。
不幸的是，上述處理具有許多明顯的缺點。例如，自動檢測裝置主要以尺寸來測量容差。于是，如果在掩模上的針孔具有預(yù)定的尺寸，則自動檢測裝置就可能將針孔指定為缺陷，而不管它在掩模上的位置。相比之下，專業(yè)檢測工程師可以根據(jù)他/她的經(jīng)驗水平使用其它、更加個性化的方法。特別是，經(jīng)驗豐富的工程師有能力來確定即使小于預(yù)定尺寸但在關(guān)鍵部位上的針孔是否對功能或性能產(chǎn)生負(fù)面的效應(yīng)，因此應(yīng)該定出其特征為缺陷；或者確定大于預(yù)定尺寸但并不在關(guān)鍵部位上的針孔是否不會對功能或性能產(chǎn)生影響。然而，這些技巧一定是根據(jù)經(jīng)驗隨著時間而發(fā)展的。此外，類似于所有的人為活動，即使在培養(yǎng)了這批數(shù)量的技術(shù)人員之后，重新審查的質(zhì)量依舊不可避免會發(fā)生變化。于是，定出不規(guī)則的特征的步驟趨向于產(chǎn)生誤差。
上述過程的另一缺點是誘發(fā)錯誤的缺陷檢測。例如，自動檢驗裝置會錯誤地報告OPC或不完善的OPC特征作為缺陷。正如以上所提到的，OPC特征是用于補(bǔ)償接近效應(yīng)的亞-分辨率持特征的。因此，OPC特征一般是不會構(gòu)成或缺陷的或?qū)θ毕萜鹱饔谩?br> 掩模檢驗系統(tǒng)為了能著手于這些缺點，由Numerical Technologies公司所設(shè)計的掩模檢驗系統(tǒng)提供了掩模質(zhì)量的評估，該評估不需要采取晶片的實際曝光。1998年8月7日提出的美國專利申請序列號No.09/130,996，題為“可視檢驗和驗證系統(tǒng)”這里稱之為“NTI系統(tǒng)”)描述了所述掩模檢驗系統(tǒng)，該專利由本文參考而合并于此。
圖2說明了根據(jù)NTI系統(tǒng)檢驗掩模缺陷的處理工藝200。該處理工藝200采用檢驗工具202和晶片圖像發(fā)生器209。在一個實施例中，檢驗工具202包括圖像采集器203，一般來說，是一種高分辨率圖像設(shè)備，可以用于掃描物理掩模201的全部和一部分。缺陷檢測處理器204將圖像采集器203所提供的掩模圖像與一組潛在的缺陷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，并確定包含潛在缺陷的掩模的區(qū)域。如果識別出潛在的缺陷，則缺陷檢測處理器204就發(fā)信號給缺陷區(qū)域圖像發(fā)生器205，以提供包括和環(huán)繞潛在缺陷的該區(qū)域的缺陷區(qū)域圖像。
在一個實施例中，然后檢驗工具202向晶片圖像發(fā)生器209提供缺陷區(qū)域圖像數(shù)據(jù)206。在另一實施例中，該數(shù)據(jù)可以由數(shù)字化裝置207進(jìn)行數(shù)字化，且存儲于存儲設(shè)備208，然后，在較后的時間點處，該數(shù)據(jù)提供給晶片圖像發(fā)生器209。在還有一個實施例中，該實施例分析了識別為潛在缺陷的區(qū)域和沒有識別為潛在缺陷的區(qū)域兩者，可以將圖像采集器203所提供的掃描圖像直接提供給晶片圖像發(fā)生器209，或間接地通過數(shù)字化設(shè)備207和存儲設(shè)備208提供給晶片圖像發(fā)生器209。
晶片圖像發(fā)生器209包括輸入設(shè)備210，它可以直接接收按實時饋入的來自檢驗工具202的數(shù)據(jù)或者來自存儲設(shè)備208的離線數(shù)據(jù)。圖像仿真器211接收來自輸入設(shè)備210的信息以及其它輸入數(shù)據(jù)，例如，平板印刷的條件212。平板印刷條件212可以包括，但并不局限于，照明的波長，數(shù)值孔徑，相干數(shù)值，散焦(其中，這里使用的術(shù)語“散焦”是指焦點平面的定位)，曝光水平，透鏡象差，基片條件，以及所需的臨界尺寸。使用這些輸入，圖像仿真器211能夠產(chǎn)生晶片圖像213，它可以用于模擬在晶片上曝光的物理掩模201。圖像仿真器211也可以產(chǎn)生仿真處理窗口214，以及性能輸出215。在一個實施例中，圖像仿真器211還考慮了光刻膠和/或蝕刻處理，正如方框216所示。
盡管處理工藝200通過仿真晶片圖像213向用戶提供了有價值的信息，例如，用戶仍必須審查該信息來確定將采取的適當(dāng)?shù)牟僮?例如，修復(fù)掩?；蛑圃煨碌难谀?。于是，處理工藝20可能發(fā)生人為的差錯。因此，產(chǎn)生了對掩模檢驗系統(tǒng)和處理工藝的一種需求，所述處理工藝提供掩模缺陷可印刷能力和掩模質(zhì)量的客觀正確測量。

發(fā)明內(nèi)容
提供了適用于分析缺陷可印刷能力的系統(tǒng)和方法。在該分析中，檢驗了物理掩模和對應(yīng)的無缺陷參考圖像。在一個實施例中，無缺陷參考圖像可以是下列中的一種可以是在制造的處理工藝中的物理掩模的布局的仿真圖像，具有相同圖形的物理掩模的無缺陷區(qū)域，或者物理掩模的仿真圖像。
該檢驗可識別與參考圖像相比較的物理掩模的任何缺陷，即，不規(guī)則。如果識別出缺陷，則向晶片圖像發(fā)生器提供物理掩模的缺陷和環(huán)繞缺陷區(qū)域的缺陷區(qū)域的圖像(以及參考圖像的對應(yīng)的區(qū)域圖像)。晶片圖像發(fā)生器產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的仿真，即，適用于物理掩模和參考掩模的圖像數(shù)據(jù)的仿真。
在一個實施例中，晶片圖像發(fā)生器能夠接收多個平板印刷的條件。這些條件包括所指定的平板印刷條件的數(shù)據(jù)和在用戶曝光物理掩模條件下的系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)能夠包括例如，在系統(tǒng)中所使用的照明的波長()，系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)，系統(tǒng)的相干數(shù)值()，照明類型(即，離軸或環(huán)形)，散焦，曝光水平，透鏡象差，基片條件，以及設(shè)計的臨界尺寸(CD)。在一個實施例中，每一個參數(shù)能夠包括數(shù)值的范圍，從而允許晶片圖像發(fā)生器產(chǎn)生基于在各種不同組合中可能的平板印刷條件范圍的多個仿真。
可以下列方式對高度非線性的亞波長產(chǎn)生流，進(jìn)行補(bǔ)償。特別是，為了能提高在亞波長技術(shù)中晶片圖像的準(zhǔn)確度，晶片圖像發(fā)生也能夠接收一個或多個轉(zhuǎn)換因子。轉(zhuǎn)換因子可以根據(jù)掩模的特征(例如，孤立線，高密度組合的線，以及觸點)而變化。轉(zhuǎn)換因子也可以根據(jù)制造處理工藝，包括各步驟的參數(shù)和光刻膠的某些方面來變化。
在一個實施例中，可以使用晶片圖像發(fā)生器來仿真在測試掩模上所提供的測試圖形。測試圖形可以包括變化寬度的孤立線，變化寬度的高密度組合線，以及各種尺寸的觸點。并且對于在仿真晶片圖像中的每個測試圖形，能夠指出包括臨界尺寸(CD)中的任何變化的缺陷的分析的。值得注意的是，正如本文所使用的，CD是特殊位置的測量和計算的尺寸，它可以是一維或兩維的。各個特征的轉(zhuǎn)換因子都能夠從該信息而準(zhǔn)確地計算。此外，可以使用各種處理工藝(即，平板印刷條件)提供任意數(shù)量的仿真，以獲得適用于這些制造處理工藝的轉(zhuǎn)換因子。在平板條件中也可以包括掩模拍攝的特殊偏差，從而進(jìn)一步提高該實施例所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換因子的準(zhǔn)確度。
提供轉(zhuǎn)換因子的這個方法具有非常高的成本有效性，因為它消除了與印刷晶片有關(guān)的成本以及用于該晶片制造的時間。此外，因為采用了仿真環(huán)境，在實際制造之前的優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)中，所述方法提供了明顯的靈活性。
根據(jù)一個實施例，缺陷可印刷能力分析發(fā)生器接收物理掩模的仿真晶片圖像和來自晶片圖像發(fā)生器的參考圖像。在一個實施例中，兩個仿真的晶片圖像在預(yù)處理操作中對準(zhǔn)?？梢允褂醚谀Ｖ械臒o缺陷圖形或使用掩模中的坐標(biāo)來進(jìn)行該對準(zhǔn)。當(dāng)對準(zhǔn)這些圖形或坐標(biāo)時，也對準(zhǔn)了這些掩模(以及這些掩模的晶片圖像)所提供的特征。
在對準(zhǔn)了之后，就能夠進(jìn)行兩維分析。在兩維分析中，可以識別出在物理掩模的仿真晶片圖像中的缺陷和參考掩模的仿真晶片圖像中的對應(yīng)區(qū)域。于是，就可以識別出物理掩模仿真晶片圖像中的近似缺陷的任何特征(或相鄰特征)。在一個簡單的實施例中，在缺陷的預(yù)定距離內(nèi)的任何特征都可以識別成相鄰特征。在另一實施例中，缺陷的尺寸和離開相鄰性能特征的缺陷距離可與設(shè)計規(guī)則表中的測量數(shù)值相比較。設(shè)計規(guī)則表可以識別出，各種缺陷的尺寸(或尺寸的范圍)，離開缺陷的最大距離，其中，如果該特征位于小于相鄰缺陷的最大距離處，則該特征就是相鄰特征。最后，任何識別的相鄰特征都位于參考掩模的仿真晶片圖像上。
這時，就能進(jìn)行對仿真晶片圖像的缺陷分析。缺陷分析包括確定平均CD偏差(ACD)，相對CD偏差(RCD)，和最大CD偏差(MCD)。為了計算ACD，就要從參考掩模的仿真晶片圖像上的對應(yīng)特征的CD中減去物理掩模的仿真晶片圖像中無缺陷特征的CD。然后，該差值除以參考掩模的仿真晶片圖像上的對應(yīng)特征的CD。這一計算產(chǎn)生了仿真晶片物理圖像與仿真晶片參考圖像之間的CD偏差(即，用于以后計算的定標(biāo)因子)。為了能獲得更大的精度，可以分析多個無缺陷區(qū)域，以提供無缺陷區(qū)域的ACD。在一個實施例中，是對每一次曝光計算ACD。
為了能計算相對CD偏差(RCD)，從對應(yīng)于物理掩模仿真晶片圖像特征的CD中減去參考掩模仿真晶片圖像中所識別的相鄰特征的CD。值得注意的是，該特征可以是一維的，例如，線段或間隔；或者是兩維的，例如，接觸孔，疊片，支柱、襯線，或某些其它基于區(qū)域的結(jié)構(gòu)。然后，該差值除以參考掩模仿真晶片圖像上的對應(yīng)特征的CD。在一個實施例中，可以對每一個相鄰特征和對每一次曝光都計算RCD。然后，能夠?qū)Ω鞔纹毓馑酱_定RCD中的最大CD偏差(MCR)。
根據(jù)一個實施例，缺陷可印刷能力分析發(fā)生器也能夠接收來自臨界區(qū)域識別發(fā)生器的信息。臨界區(qū)域識別發(fā)生器向缺陷印刷能力分析發(fā)生器提供信息，該信息識別指定臨界區(qū)域的各個掩模區(qū)域的信息，例如，柵極，它需要較高等級的精度來保證在最終IC器件中的合適性能。該信息被稱之為CD偏差的容差(TCD)。在臨界區(qū)域中的缺陷一般會具有比在非臨界區(qū)域中的缺陷低的TCD。
根據(jù)一項特征，可以使用平均CD偏差(ACD)，最大CD偏差(MCD)，適用于CD偏差的容差(TCD)，表示所使用曝光的總數(shù)量的可變的N來計算缺陷嚴(yán)重程度的得分(DSS)。一個適用于計算該缺陷嚴(yán)重程度得分的示例公式為DSS=(3/N)×Σ1N(MCDi-(ACDi/3))/TCD]]>在一個實施例中，缺陷印刷能力分析發(fā)生器輸出DSS，它可以在影響報告中具有從1至10的縮放比例。該影響報告可以用于減小在缺陷可印刷能力分析中的人為差錯。例如，也許預(yù)定的DSS得分能夠表示可印刷特征(正如檢驗系統(tǒng)所仿真的那樣)具有明顯的性能結(jié)果，但是物理掩模的修復(fù)也是可能的。另一方面，也許比上述更高的DSS得分不僅能夠表示性能結(jié)果，還可以推薦重新制造物理掩模。于是，通過提供與各個數(shù)值相關(guān)含義的數(shù)值結(jié)果，技術(shù)員能夠有效的進(jìn)行并且不會對下一操作產(chǎn)生任何誤差，例如，物理掩模的修復(fù)或物理掩模的重新制造。
在另一特征中，缺陷可印刷能力也能夠使用各種處理工藝窗口作客觀的評價。所說明的處理工藝窗口可以由散焦與曝光偏差的圖形或聚焦深度與曝光的曝光范圍的曲線圖來提供。在這些曲線圖中的曲線表示了包括缺陷的區(qū)域以及無缺陷的區(qū)域。在這些曲線范圍內(nèi)的最大矩形就是曝光的散焦窗口，其中，共同處理工藝窗口是多個曝光散焦窗口的交叉部分。在共同處理工藝窗口中的聚焦和曝光數(shù)值產(chǎn)生了例如CD之類在容差范圍內(nèi)的承受特征，而在共同處理工藝窗口以外的聚焦和曝光數(shù)值可產(chǎn)生在容差以外的承受特征。于是，分析與特征有關(guān)的處理工藝窗口就能夠基于缺陷的接近程度提供確定該特征的可印刷能力的客觀手段。在一個實施例中，缺陷可印刷能力分析發(fā)生器能夠確定在物理掩模和參考掩模所提供的特征的共同處理工藝窗口，并且在影響報告中提供該信息。
有利地使影響報告來分析在物理掩模上進(jìn)行的修復(fù)。特別是，使用該影響報告(或該報告的一部分)，位圖編輯器能夠指示對物理掩模所進(jìn)行的可能的校正，以消除或明顯減小一個或多個缺陷的效應(yīng)。然后，位圖編輯器能夠輸出包括了這些校正(修復(fù)好的掩模)的仿真掩模。
接著，檢驗工具可以檢驗修復(fù)的掩模，并且晶片圖像發(fā)生器可以使用修復(fù)的掩模來產(chǎn)生新的仿真晶片圖像和新的影響報告，該報告指示了在修復(fù)掩模中所造成的可能校正的成功性。如果校正是可以接收的，則位圖編輯器能夠直接向用于物理掩模修復(fù)的掩模修復(fù)工具提供校正信息。如果用戶希望對不同參數(shù)進(jìn)行另外的優(yōu)化和分析，則可以重復(fù)上述處理工藝，直至認(rèn)為校正在可接收的范圍內(nèi)或者位圖編輯器指示所希望的結(jié)果不可能通過采用修復(fù)物理掩模來獲得。
在一個實施例中，位圖編輯器也能夠指示優(yōu)化掩模寫入的策略，例如，識別用于一定缺陷的一定的工具。另外，位圖編輯器可以接收指示用戶時間和成本限制的輸入，從而允許位圖編輯器可根據(jù)這些用戶參數(shù)來優(yōu)化修復(fù)的處理工藝。在本發(fā)明的還有一個實施例中，位圖編輯器能夠用于向晶片修復(fù)工具提供信息。特別是，位圖編輯器能夠包括將修復(fù)掩模的效能與修復(fù)晶片的效能進(jìn)行比較的程序。
可以對單個缺陷和多個缺陷進(jìn)行缺陷可印刷能力分析。在一個實施例中，檢驗工具和晶片圖像發(fā)生器能夠自動提供與物理掩模上所發(fā)現(xiàn)的所有缺陷有關(guān)的輸出。于是，最終影響報告可以包括所有缺陷的缺陷嚴(yán)重程度得分。
另外，如果希望，影響報告可以只包括在一定數(shù)值以上的缺陷嚴(yán)重程度的得分。其次，也可以將裁減過的影響報告提供給位圖編輯器以及接著提供給掩模修復(fù)工具。因此，檢驗系統(tǒng)就能夠包含著完整的自動缺陷檢測和校正處理工藝，從而可以明顯地減少用于分析和修復(fù)(如果有適當(dāng)?shù)脑?掩模的時間。
缺陷可印刷能力分析也消除了評估不同于其它特征的OPC特征的需要。如果由于缺陷所引起的OPC特征進(jìn)行印刷(正如由仿真晶片圖像所確定的)，則當(dāng)確定CD變化時，缺陷分析的缺陷能夠指示該誤差。于是，通過消除任何與OPC特征有關(guān)的復(fù)雜的設(shè)計規(guī)則檢驗系統(tǒng)就能確保采用迅速可靠和正確的方法來識別對OPC特征具有負(fù)面影響的缺陷。


圖1說明了掩模檢驗處理工藝的原有技術(shù)。
圖2說明了眾所周知的由Numerical Technologies有限公司開發(fā)的掩模檢驗處理工藝和系統(tǒng)。
圖3說明了使用多個掩模分析缺陷的方法。
圖4A和4B說明了基于缺陷相對于掩模上各種特征關(guān)系的位置來分析缺陷。
圖5說明了掩模檢驗的處理工藝和系統(tǒng)。
圖6說明了產(chǎn)生準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換因子的一種方法。
圖7說明了產(chǎn)生準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換因子的另一種方法。
圖8A-8C說明了與缺陷可印刷能力分析發(fā)生器有關(guān)的計算機(jī)實施程序的各種特征。
圖9A和9B分別說明了部分物理掩模和部分參考掩模。
圖10A(1-3)說明了適用于三種曝光的圖9A所示的物理掩模的無缺陷區(qū)域的仿真晶片圖像。
圖10B(1-3)說明了適用于三種曝光的圖9B所示的參考掩模的無缺陷區(qū)域的仿真晶片圖像。
圖11A(1-3)說明了適用于三種曝光的圖9A所示的物理掩模的缺陷區(qū)域的仿真晶片圖像。
圖11B(1-3)說明了適用于三種曝光的圖9B所示的參考掩模的缺陷區(qū)域的仿真晶片圖像。
圖12A說明了包括特征和接近于特征的缺陷的掩模。
圖12B說明了適用于圖12A的特征尺寸對散焦的曲線圖。
圖12C說明了適用于圖12A的特征的曝光偏差對散焦的曲線圖，和共同處理窗口的圖形。
圖12D說明了適用于圖12A的特征的曝光范圍對聚焦深度的曲線圖。
圖13A說明了包括特征和接近特征的缺陷的掩模，其中，該缺陷大于圖12A的缺陷。
圖13B說明了適用于圖13A所示特征的特征尺寸對散焦的曲線圖。
圖13C說明了適用于圖13A所示特征的曝光偏差對散焦的曲線圖。
圖13D說明了適用于圖13A所示特征的曝光的曝光范圍對聚焦深度的曲線。
圖14A說明了包括特征的掩模，所述特征具有整體地形成在其上的缺陷。
圖14B說明了適用于圖14A所示特征的特征尺寸對散焦的曲線圖。
圖14C說明了適用于圖14A所示特征的曝光偏差對散焦的曲線圖。
圖14D說明了適用于圖14A所示特征的曝光范圍對聚焦深度的曲線圖。
圖15A說明了包括具有對其上整體地形成缺陷的特征的掩模，其中，該缺陷大于圖14A的缺陷。
圖15B說明了適用于圖15A所示特征的特征尺寸對散焦的曲線圖。
圖15C說明了適用于圖15A所示特征的曝光偏差對散焦的曲線圖。
圖15D說明了適用于圖15A所示特征的曝光范圍對聚焦深度的曲線圖。
圖16A說明了包括觸點(或通孔或支柱)的掩模。
圖16B說明了適用于圖16A所示觸點的特征尺寸對散焦的曲線圖。
圖16C說明了適用于圖16A所示觸點的曝光偏差與散焦的圖形。
圖16D說明了適用于圖16A所示觸點的曝光偏差對聚焦深度的曲線圖形。
圖17A說明了包括具有明顯臨界尺寸(CD)的觸點(或通孔或支柱)的掩模。
圖17B說明了適用于圖17A所示觸點的特征尺寸對散焦的曲線圖。
圖17C說明了適用于圖17A所示觸點的曝光偏差對散焦的曲線圖。
圖17D說明了適用于圖17A所示觸點的曝光范圍對聚焦深度的曲線圖。
圖18A說明了掩模修復(fù)處理工藝和系統(tǒng)。
圖19A說明了簡化的布局，該布局顯示了具有不可能展現(xiàn)臨界尺寸變化的、線邊緣粗糙度的線。
圖19B說明了簡化的布局，其中，確定線邊緣粗糙度。
圖20A和20B說明了簡化的布局，其中，確定了角的倒角和/或?qū)ΨQ。
附圖的詳細(xì)說明介紹根據(jù)檢驗系統(tǒng)/處理工藝，所有不規(guī)則，即，潛在的缺陷，都具有實際缺陷的特征。在一個實施例中，提供了各個缺陷的嚴(yán)重程度的得分，從而向用戶提供有意義的信息，以便于正確地評估是使用所述掩?；蛐迯?fù)所述掩模的結(jié)果。缺陷嚴(yán)重程度的得分是基于與缺陷接近的特征的臨界尺寸的變化有關(guān)的多個因子來計算的。在另一個實施例中，處理窗口可以用于提供與掩模缺陷可印刷能力有關(guān)的客觀信息。與掩模質(zhì)量有關(guān)的一些其它方面，例如，線邊緣粗糙度和觸點角的倒角，也都能夠用數(shù)量表示的。
IC的布局識別臨界區(qū)域圖3說明了便于識別IC的臨界區(qū)域的特征。特別是，簡化的處理工藝300包括識別在掩模中的缺陷和使用至少一個其它掩模來確定在臨界區(qū)域中是否存在著缺陷。例如，掩模301表示在IC中的一層的多晶硅區(qū)域310。在多晶硅區(qū)域310中，可以識別出兩個缺陷304和305。值得注意的是，這兩個缺陷的尺寸是相同的。掩模302表示在IC中的另一層的擴(kuò)散區(qū)域311。
處理工藝300包括確定與各種掩模(例如，掩模301和302)中的特征有關(guān)的缺陷尺寸和位置。例如，當(dāng)相對于掩模301上的多晶硅區(qū)域310單獨地觀察時，采用現(xiàn)有技術(shù)的檢驗設(shè)備就很難確認(rèn)缺陷304和305為缺陷，因為現(xiàn)有技術(shù)一般通過尺寸來確定缺陷。相反，處理工藝300，除了尺寸以外，還考慮了缺陷304和305的位置與掩模302上提供的擴(kuò)散區(qū)域311的關(guān)系。特別是，處理工藝300使用來自各種掩模的信息來識別IC的臨界區(qū)域。組合的IC布局303將多晶硅區(qū)域310和擴(kuò)散區(qū)域311的重疊區(qū)域識別為臨界區(qū)域306。作為成品IC的關(guān)鍵性能，臨界區(qū)域306，即，柵極，就要求高精確度來確保在成品IC器件中的晶體管的合適性能。于是，通過分析其中的多個掩模以及其特征，就難于確定缺陷305具有缺陷的特征，因為該缺陷很小且在非臨界區(qū)域中(例如，互連區(qū)域)，反之，即使缺陷305很小但因為它在IC的臨界區(qū)域(例如，柵極)中，則該缺陷實質(zhì)上具有缺陷的特征。
正如以下要詳細(xì)討論的那樣，在臨界區(qū)域中的缺陷一般都具有比非臨界區(qū)域中的缺陷具有更高的缺陷嚴(yán)重程度的得分。
CD變化識別缺陷和相鄰特征圖4A說明了一個簡化的掩模400，它表示在IC中一層的各種多晶硅的特征。掩模400包括三個缺陷401，402和403，這些缺陷可能會影響相鄰的多晶硅特征404和405。在該實例中，假定缺陷401，402和403在尺寸上都是相同的。
一般來說，在密集區(qū)域中的缺陷比在非密集區(qū)域中的缺陷具有更大的影響。于是，假定距離X小于距離Y，則在位于離開距離X的特征定義的區(qū)域中的缺陷會比位于離開距離Y的特征所定義的區(qū)域中的缺陷具有更大的可印刷能力的影響。但是，這一普遍的原則也存在著明顯的限制。
參考圖4B，可根據(jù)缺陷相對于相鄰特征的位置來分析各個缺陷。例如，假定缺陷401位于離開特征405的距離為d1(A)和離開特征404的距離為d1(B)的位置上，其中距離d1(A)與距離d1(B)基本相等。進(jìn)一步假定缺陷403位于離開特征405的距離為d2(A)和離開特征404的距離為d3(B)的位置上，其中距離d3(A)與距離d3(B)基本相等。在該實例中，缺陷401比缺陷403在掩模400上具有更大的可印刷能力。因此，普遍的規(guī)則施加于缺陷401和403。
然而，掩模400也包括了位于離開特征405的距離為d2(A)(例如，零)和離開特征404的距離為d2(B)處的缺陷402。在這種情況下，缺陷402可以對特征405具有比缺陷401更大的可印刷能力影響。此外，缺陷402也可能對特征404具有比缺陷403更小的可印刷能力影響。于是，局限于特征空間的普遍規(guī)則就不能提供可印刷能力影響的準(zhǔn)確指示。
該問題的一種可能的解決方法是測量從各個缺陷(諸如各個缺陷401，402和403)到相鄰特征的距離(諸如d1，d2和d3)。這些距離與缺陷尺寸測量的組合可以成為多個具有可印刷能力影響的設(shè)計規(guī)則的因子。然而，該分析的計算強(qiáng)度大，從而增加了向用戶提供有意義的信息所需的時間。此外，即使已知缺陷的尺寸以及到相鄰特征的缺陷的距離，但是只通過掩模的檢驗不能充分預(yù)測相鄰特征上的缺陷的實際影響。
缺陷可印刷能力的分析因此，根據(jù)一個實施例來分析有限數(shù)量的變量。在一個實施例中，這有限數(shù)量的變量可以包括掩模的臨界尺寸(CD)。特別是，由于缺陷的接近性而發(fā)生的特征中的任何CD變化確定的。為了能分析這些CD的變化，可以仿真掩模的圖像，正如參考圖5所描述。
圖5說明了適用于分析缺陷可印刷能力的處理工藝500。在處理工藝500中，可以使用檢驗工具502來分析物理掩模501A和參考掩模501B。在一個實施例中，參考掩模501B可以是與物理掩模501A具有相同布局，但是沒有缺陷的物理掩模。在另一個實施例中，參考掩模501B可以是來自物理掩模501A的布局的仿真圖像。
在一個實施例中，檢驗工具502包括圖像采集器503，用于對物理掩模501A的所有部分或一部分以及參考掩模501B的相對應(yīng)部分進(jìn)行掃描。圖像采集器503可以包括高分辨率圖像設(shè)備，例如，高分辨率光學(xué)顯微鏡，掃描電子顯微鏡(SEM)，聚焦離子束，原子力顯微鏡，或近場光學(xué)顯微鏡。圖像采集器503也可以包括接口設(shè)備，用于使來自成像設(shè)備的圖像信息數(shù)字化。在一個實施例中，接口設(shè)備包括CCD攝像機(jī)，它產(chǎn)生表示圖像的灰度位圖像。
缺陷檢測處理器504比較圖像采集器503所提供的物理掩模501A和參考掩模501B的圖像，并且識別物理掩模501A的任何缺陷。在一個實施例中，缺陷檢測處理器504包括計算機(jī)，所述計算機(jī)運(yùn)行用于掃描掩模501的指令程序。如果識別出缺陷，則缺陷檢測處理器504向圖像發(fā)生器505發(fā)出信號，以提供來自物理掩模501A的缺陷和環(huán)繞該缺陷區(qū)域的圖像以及來自參考掩模501B所對應(yīng)區(qū)域的圖像。圖像發(fā)生器505也能提供來自兩個掩模501的無缺陷區(qū)域的圖像。在一個實施例中，圖像發(fā)生器505能夠提供包括有缺陷區(qū)域和無缺陷區(qū)域的兩者的圖像。為了便于以下詳細(xì)描述缺陷可印刷能力的分析，這些缺陷和無缺陷區(qū)域的坐標(biāo)可以與所產(chǎn)生的區(qū)域圖像數(shù)據(jù)一起發(fā)送。值得注意的是，如果提供參考掩模501B作為仿真布局以及如果要產(chǎn)生物理掩模501A的完整圖像，則能夠把參考掩模501B的仿真布局文件直接提供給圖像發(fā)生器505，正如線506B所指示。
在一個實施例中，檢驗工具502然后將來自物理掩模501A和參考掩模501B的兩種區(qū)域圖像數(shù)據(jù)以實時數(shù)據(jù)饋送的方式提供給晶片圖像發(fā)生器509，正如線506D所指示。在另一實施例中，該數(shù)據(jù)由數(shù)字化設(shè)備507進(jìn)行數(shù)字化，存儲在存儲設(shè)備508中，然后在最后時間點處提供給晶片圖像發(fā)生器509。存儲設(shè)備508能夠以諸如Windows BMP之類的格式在任意類型的適合的媒介中存儲該數(shù)字化信息，其中媒介可以包括計算機(jī)硬盤驅(qū)動器，CDROM和服務(wù)器。在以整體來分析物理掩模501A的再一個實施例中，可以把由圖像采集器503所提供的掃描圖像直接提供給圖像發(fā)生器505，正如線506A所指示的，或者直接提供給數(shù)字化設(shè)備507，正如線506C所指示的。
晶片圖像發(fā)生器509包括輸入設(shè)備510和圖像仿真器511。輸入設(shè)備510一般可包括從檢驗工具502和/或從存儲設(shè)備508讀取圖像數(shù)據(jù)類型的硬件，例如，任何已知的，由MatroxTM，MeteorTM或者PulsarTM等提供的數(shù)字化圖像取集器(適用于實時數(shù)據(jù)輸入)。在一個實施例中，圖像仿真器511包括在適當(dāng)平臺上以200MHz運(yùn)行Windows/Dos的計算機(jī)實施程序，其中平臺可包括至少具有64MB存儲器的個人計算機(jī)或工作站。圖像仿真器511接收來自輸入設(shè)備510的圖像數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的仿真，即，適用于物理掩模510A和參考掩模501B的。在這里參考這些仿真都作為晶片圖像(Phy)(適用于物理掩模)517A和晶片圖像(Ref)(適用于參考掩模)517B。
在一個實施例中，圖像仿真器511還接收多個平板印刷條件512，這些條件包括指定平板印刷條件的數(shù)據(jù)和用戶對物理掩模501A進(jìn)行曝光所依靠的系統(tǒng)參數(shù)。這類數(shù)據(jù)可以包括例如，在系統(tǒng)中所使用的照明的波長()，系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)，系統(tǒng)的相干數(shù)值()，照明類型(例如，離軸或環(huán)形)，散焦，曝光水平，透鏡的象差，基片條件，以及設(shè)計的臨界尺寸(CD)。在一個實施例中，每一個參數(shù)能夠包括數(shù)值的范圍，從而允許圖像模擬器511根據(jù)在不同組合中可能的平板印刷條件范圍而產(chǎn)生多個仿真。例如，這可以采用具有不同類型分布(諸如高斯分布)的蒙特卡洛仿真來進(jìn)行。于是，晶片圖像(Phy)517A和晶片圖像(Ref)517B可以表示仿真圖像，如果在與平板印刷條件512相同的條件下進(jìn)行光學(xué)平板曝光，則物理掩模501A和參考掩模501B(和其中一部分)將產(chǎn)生所述仿真圖像。
轉(zhuǎn)換因子對于上述(或接近)的波長設(shè)計而言，一般通過相同的因子同時對在布局中使用的特征的設(shè)計規(guī)則進(jìn)行定標(biāo)。在有些規(guī)則不能像其它規(guī)則一樣快的地定標(biāo)的情況下，可以對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行一般能在相當(dāng)短的時間內(nèi)執(zhí)行的最小改動。然而，相反，在亞波長制造流程中的制造步驟是非線性較大的。特別是，任何掩模的誤差都可能在晶片上的印刷圖形中被放大，結(jié)果對成品器件的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
因此，為了能提高在亞波長技術(shù)中晶片圖像517的準(zhǔn)確度，根據(jù)一個實施例，圖像仿真器511也能夠接收轉(zhuǎn)換因子513。在一個實例中，把轉(zhuǎn)換因子稱為掩模誤差增強(qiáng)因子(MEEF)。
如果轉(zhuǎn)換因子是“已知”的，則可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換因子和掩模CD的乘法。當(dāng)前，“已知”轉(zhuǎn)換因子一般是理論估計值。然而，由于多種原因，這些理論估計值可能是不準(zhǔn)確的。首先，正如由應(yīng)用程序所識別的那樣，轉(zhuǎn)換因子可以根據(jù)掩模的特征而變化。例如，孤立線的轉(zhuǎn)換因子可以不同于高密度組合線的轉(zhuǎn)換因子。此外，觸點的轉(zhuǎn)換因子可以不同于孤立線或高密度組合線的轉(zhuǎn)換因子。其次，例如，除了在掩模上的設(shè)計結(jié)果以外，包括分檔器和光刻膠的制造處理工藝的所有方面，能夠影響掩模上的特殊特征的轉(zhuǎn)換因子。因此，不計及設(shè)計結(jié)果和處理工藝參數(shù)的理論評估來本就是不準(zhǔn)確的。
另外一種選擇是，如果理論評估是不準(zhǔn)確的，則能夠制造實際晶片并且在晶體上使用SEM可以測量器件CD，以確定轉(zhuǎn)換因子。然而，該處理工藝一般包括印刷和測量數(shù)十個或甚至數(shù)百個掩模的特征，以測量和計算轉(zhuǎn)換因子。因此，該處理工藝是非常昂貴的，并且因此而在商業(yè)上是不可行的。
對上述問題可以提供許多成本有效的解決方法。圖6說明了一種產(chǎn)生準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換因子的方法600。在方法600中，在步驟601可以提供測試掩模上的測試圖形。該測試圖形可以包括變化寬度的絕緣線、變化寬度的高密度組合線以及各種尺寸的觸點。此時，在步驟602中，可以印刷單個晶片。在步驟603中可以注意到晶片的各個測試圖形中包括CD中的任何變化的缺陷分析。在步驟604中可以從該信息準(zhǔn)確地計算出各個特征的轉(zhuǎn)換因子。也可以使用各種處理工藝來印刷有限數(shù)量的其它晶片，以獲得這些制造處理工藝的轉(zhuǎn)換因子。
值得注意的是，從測試掩模印刷的晶片還包括車間指定的信息，該信息也會影響轉(zhuǎn)換因子。特別是，處理工藝變量可以是或者一般從一個車間到另一個車間變化。該變量能導(dǎo)致晶片上的某些CD的變化，這一般采用工業(yè)中的術(shù)語“偏差”。如上所述，通過在車間中印刷晶片或有限數(shù)量的晶片和使用測試掩模，用戶可以驗證該車間所發(fā)布的偏差或單獨地確定車間的偏差。
測試具有上述測試圖形的掩模向用戶提供了準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換因子以及車間的偏差，從而允許用戶能潛在地補(bǔ)償不可接受的CD變化(一般是在設(shè)計處理工藝中，或在掩模校正操作(將在以下作更詳細(xì)的描述)中，或通過選擇不同的車間)。
圖7說明了另一種產(chǎn)生準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換因子的方法700。在方法700中，在步驟701中，能夠在測試掩模上提供測試圖形。類似于方法600，該測試圖形也可以包括變化寬度的孤立線，變化寬度的高密度組合線，和各種尺寸的觸點。這時，可以在步驟702中使用圖像仿真器511(圖5)來仿真來自測試掩模的晶片圖像?？梢宰⒁獾?，在步驟703中，可以注意到仿真晶片圖像上的各個測試圖形中包括CD中的任何變化(將在下文中作更詳細(xì)的解釋)的缺陷分析。在步驟704中，可以從該信息準(zhǔn)確地計算出各個特征的轉(zhuǎn)換因子。值得注意的是，可以使用各種處理工藝(例如，平板印刷條件512)來仿真任意數(shù)量的其它掩模，以獲得適用于這些制造處理工藝的轉(zhuǎn)換因子。還值得注意的是，還可以把參考圖6所描述的車間偏差包括在平板印刷條件512，從而進(jìn)一步提高由該實施例所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換因子的準(zhǔn)確。
方法700具有非常高的成本效率，因為它消除了與印刷晶片有關(guān)的成本以及制造晶片所需要的時間。此外，因為仿真環(huán)境，方法700在實際制造之前優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)方面提供了顯著的靈活性。
圖像仿真通過使用施加于集成電路圖形的Hopking模型的簡化版來圖像仿真器511近似于光學(xué)平板刷的處理工藝。在該簡化版本中，Hopking模型可視為多個施加于輸入數(shù)據(jù)的低通濾波器。添加來自這些低通濾波器的輸出圖像。以產(chǎn)生仿真的圖像(即，仿真的晶片(Phy)圖像517A和仿真的晶片(Ref)圖像517B)。在美國專利序列號No.09/130,996中提供了與圖像仿真器511所使用的Kopking模型有關(guān)的其它信息，因此本文就不再作更詳細(xì)的描述。
缺陷嚴(yán)重程度得分的計算缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515接收來自圖像仿真器511的仿真晶片圖像517。發(fā)生器515包括在適當(dāng)?shù)钠脚_上以200MHz運(yùn)行Windows/DOS的計算機(jī)實施程序，所述平臺諸如具有至少64MB存儲器的個人計算機(jī)或工作站。在一個實施例中，圖像仿真器511和發(fā)生器515在相同的平臺上運(yùn)行。
圖8A-8C說明了與發(fā)生器515有關(guān)的計算機(jī)實施程序的各種特征。圖8A表示了產(chǎn)生缺陷嚴(yán)重程度得分的方法800，所述方法包括預(yù)處理步驟810，兩維分析步驟820，缺陷分析步驟830，以及臨界區(qū)域指定步驟840。
在預(yù)處理步驟810中，對準(zhǔn)仿真晶片(Phy)圖像517A和仿真晶片(Ref)圖像517B。對準(zhǔn)可以使用無缺陷圖形(假定仿真圖像517包括缺陷和無缺陷兩區(qū)域)或由圖像發(fā)生器505所提供的適用于缺陷/無缺陷區(qū)域(以及后續(xù)發(fā)送到輸入設(shè)備510，圖像仿真設(shè)備511，以及最終到缺陷可印刷能力分析515)的坐標(biāo)來進(jìn)行對準(zhǔn)。當(dāng)對準(zhǔn)這些圖形/區(qū)域時，也對準(zhǔn)了在仿真圖像517所提供的特征。
在對準(zhǔn)之后，可以進(jìn)行兩維分析步驟820。特別參考圖8B，該圖更詳細(xì)地描述了兩維分析步驟820，在步驟821中識別出仿真晶片(Phy)圖像517A上的缺陷。然后，在步驟822中，識別出在仿真晶片(Ref)圖像517B上的對應(yīng)區(qū)域。值得注意的是，圖像發(fā)生器505所提供的坐標(biāo)可以用于識別步驟821和822。在步驟823中，識別在仿真晶片(Phy)圖像517A上最接近缺陷的任何特征(也稱之為相鄰特征)。最終，在步驟824中，可以識別出在仿真晶片(Ref)圖像517B上的對應(yīng)的特征。
值得注意的是，術(shù)語“最接近的”可以指CD中的變化的任何特征作為缺陷的接近度的結(jié)果。然而，在一個簡單的實施中，在缺陷的預(yù)定距離以內(nèi)的任何特征都可以作為相鄰特征來識別。在另一個實施例中，將缺陷的尺寸(可以在步驟821中確定)和缺陷離開相鄰特征的距離(可以在步驟823中確定)與設(shè)計規(guī)則表中的測量值相比較。對于各個缺陷的尺寸(或尺寸的范圍)，該設(shè)計規(guī)則表能夠識別，離開缺陷的最大距離，其中如果特征所在的位置小于離開缺陷的最大距離，則定該特征的特征為相鄰特征。
在兩維分析之后，就可以進(jìn)行缺陷分析步驟830。在缺陷分析中，分析無缺陷區(qū)域，以計算出平均CD偏差(ACD)(下文將進(jìn)一步詳細(xì)解釋)，以及分析缺陷區(qū)域，以計算出相對CD偏差(RCD)(下文也將進(jìn)一步詳細(xì)解釋)。值得注意的是，可以按任意次序來進(jìn)行ACD和RCD的計算。圖8C更詳細(xì)地描述了缺陷分析步驟830。特別是，在步驟831中，測量了在仿真晶片圖像517上的無缺陷區(qū)域中的一個或多個特征的CD以及在仿真晶片圖像517上的缺陷區(qū)域中的任何相鄰特征的CD。
為了能確定ACD，首先是從仿真晶片圖像(參考掩模)517B上的對應(yīng)無缺陷特征的CD中減去仿真晶片圖像(物理掩模)517A上的一個無缺陷特征的CD。然后，將該差值除以在仿真晶片圖像(參考)517B上相同的無缺陷特征的CD。為了提高ACD計算的準(zhǔn)確度，可以分析多個特征。特別是，可以加上N個ACD，然后除以N，其中，N是大于或等于1的整數(shù)。例如，如果分析了兩個特征，則可以采用下列公式來計算ACD[(CD(R1)-CD(P1)/CD(R1)]+[(CD(R2)-CD(P2)/CD(R2)]/2式中，R表示參考掩模的仿真晶片圖像以及P表示物理掩模的仿真晶片圖像。值得注意的是，對于不同的無缺陷特征或?qū)τ谙嗤臒o缺陷特征都能夠確定ACD。例如，在一個實施例中，典型的柵極可以在柵極寬度上(并行于FET溝道的片)每間隔2nm切開。值得注意的是，可以使用由KLA-Tencor，AppliedMaterials，LaserTech，或者任何其它標(biāo)線檢驗/計量工具銷售商所提供的標(biāo)準(zhǔn)掩模檢驗設(shè)備來進(jìn)行CD評估。
在一個實施例中，可以使用不同的曝光來提供適用于每一個特征的多個ACD。值得注意的是，所使用的曝光可以是數(shù)值的范圍，該數(shù)值偏離在實際制造處理工藝中所使用的曝光等級，從而可以向用戶提供與最壞情況下的結(jié)果有關(guān)的有價值的信息。還要注意的是，這類曝光條件一般都包括在能夠仿真的平板印刷條件512中(圖5)。因此，再參考圖8C，在步驟832可以計算各次曝光的ACD。
在步驟833中，計算在每次曝光中的各個可識別相鄰特征(正如在仿真圖像的缺陷區(qū)域中可識別)的相對CD偏差(RCD)。例如，每次曝光而言，從仿真晶片圖像901(P)上的缺陷區(qū)域901(P)中的相同特征(在該情況下，904(P))的CD中減去仿真晶片圖像901(R)的缺陷區(qū)域901(R)的可識別相鄰特征(例如，904(R))的CD。然后該差值除以仿真晶片圖像901(R)的可識別相鄰特征的CD(即，(CD(P)-CD(R))/CD(R)。最后，在步驟834中，可以對各次曝光確定可識別相鄰特征的最大RCD(MCD)。
正如參考圖3所描述的那樣，在臨界區(qū)域中的特征(例如，柵極)需要高度的精度來確保在成品IC器件中的晶體管的適當(dāng)性能。于是，通過分析多個掩模和其特征，因為缺陷很小且在非臨界區(qū)域(例如，互連)中，所以可以把缺陷的特征定為非實質(zhì)性的，而即使缺陷很小，但在因為它在IC的臨界區(qū)域(例如，柵極)中，則可以把該缺陷的特征定為實質(zhì)性的。
參考圖5，缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515也接收臨界區(qū)域識別發(fā)生器514的信息。臨界區(qū)域識別發(fā)生器514能夠包括任何標(biāo)準(zhǔn)圖形識別工具(硬件和軟件兩者)來分析用于制造IC的，類似于物理掩模501A那樣的物理掩模。與所使用的特殊工具無關(guān)，臨界區(qū)域識別發(fā)生器514向缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515提供了識別指定臨界區(qū)域的各個掩模的信息。采用該信息，缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515就能夠在步驟840中確定該缺陷是否位于臨界區(qū)域內(nèi)(圖8A)。
在臨界區(qū)域中的缺陷一般對相對CD的變化都具有較低的容差。在一個實施例中，可以通過查詢表來提供CD變化的容差(TCD)。該查詢表可以包括由掩模質(zhì)量控制工程師基于他的經(jīng)驗和各種掩模的指標(biāo)所確定的數(shù)值。例如，臨界區(qū)域可以具有接近3％至5％之間的TCD范圍，而具有非常少的特征的非臨界區(qū)域可以在接近10％至15％之間的TCD范圍內(nèi)。在一個實施例中，臨界區(qū)域ID發(fā)生器514能夠包括該查詢表。
公式1提供了用于確定缺陷嚴(yán)重程度得分的說明性的計算。值得注意的是，公式1包括以上已經(jīng)詳細(xì)描述的ACD，MCD和TCD變量，以及還包括表示特殊曝光的變量i和表示分析的曝光總數(shù)量的變量N。
DSS=(3/N)×Σ1N(MCDi-(ACDi/3))/TCD]]>公式1圖9A說明了物理掩模的一個示例部分900(P)。部分900(P)包括缺陷區(qū)域901(P)和無缺陷區(qū)域902(P)。以類似的方式，圖9B說明了對應(yīng)于部分900(P)的參考掩模的部分900(R)。部分900(R)包括缺陷區(qū)域901(R)和無缺陷區(qū)域902(R)。
通過在預(yù)處理步驟810中使用坐標(biāo)或無缺陷圖形，就能夠?qū)?zhǔn)在仿真晶片圖像中的這些部分/區(qū)域的對應(yīng)位置。特別是，例如，能夠?qū)?zhǔn)無缺陷區(qū)域902(P)和902(R)的仿真晶片圖像。以類似的方式，能夠?qū)?zhǔn)缺陷區(qū)域901(P)和901(R)的仿真晶片圖像。一旦對準(zhǔn)了區(qū)域901和902，也就對準(zhǔn)了在仿真晶片圖像中的特征。于是，例如，可以在預(yù)處理步驟810中，采用缺陷區(qū)域901(R)的特征904(R)和905(R)來對準(zhǔn)缺陷區(qū)域901(P)的特征904(P)和905(P)。
在兩維分析步驟820中，可以識別掩模部分901(P)的仿真晶片圖像的缺陷。在該實施例中，箭頭指向著缺陷區(qū)域901(P)中的缺陷903。然后，識別出特征904(P)和905(P)，作為會受到缺陷903影響的相鄰特征。最后，可以識別掩模部分901(R)的仿真晶片圖像上任何對應(yīng)的特征。在該例子中，識別出特征904(R)和905(R)。
這時，就能進(jìn)行缺陷分析步驟830。圖10(A(1)-A(3)和B(1)-B(3))和圖11(A(1)-A(3))和B(1)-B(3)說明了缺陷嚴(yán)重程度得分計算應(yīng)用于部分900(P)和900(R)的仿真晶片圖像。為了能計算無缺陷特征的平均CD偏差，一般要測量多個特征。例如，圖10A(1-3)表示了三次曝光的物理掩模900(P)的無缺陷區(qū)域902(P)的仿真晶片圖像。線1001(P)-1006(P)表示了對在三次曝光中的仿真晶片圖像的兩個無缺陷特征所產(chǎn)生的割線。特別是，線1001(P)和1002(P)表示了在第一次曝光中兩個特征所產(chǎn)生的割線，線1003(P)和1004(P)表示了在第二次曝光中相同的特征所產(chǎn)生的相同的割線，以及線1005(P)和1006(P)表示了在第三次曝光中相同的特征所產(chǎn)生的相同的割線。
以類似的方式，圖10B(1-3)表示了相同的三次曝光的參考掩模900(R)的無缺陷區(qū)域902(R)的仿真晶片圖像。線1001(R)-1006(R)表示了在三次曝光中的仿真晶片圖像的兩個無缺陷特征所產(chǎn)生的割線，其中這些割線對應(yīng)于割線1001(P)-1006(P)。于是，線1001(R)和1002(R)表示了在第一次曝光中兩個特征所產(chǎn)生的割線，線1003(R)和1004(R)表示了在第二次曝光中相同的特征所產(chǎn)生的相同的割線，以及線1005(R)和1006(R)表示了在第三次曝光中相同的特征所產(chǎn)生的相同的割線。
每一割線1001(P)-1006(P)和1001(R)-1006(R)都提供了相關(guān)的CD。因此，為了便于參考，線1001(P)-1006(P)和1001(R)-1006(R)在下文中被稱之為CD 1001(M)-1006(M)和1001(R)-1006(R)。
對于圖10A(1)和10B(1)所示的第一次曝光來說，可以計算平均CD偏差如下ACD(1)＝[(1001(R)-1001(P))/1001(R)+(1002(R)-1002(P))/1002(R)]/2在一個實施例中，CD 1001(R)，1001(P)，1002(R)，和1002(P)的實際測量值分別為266nm，266nm，322nm和294nm。將這些數(shù)值代入公式求ACD(1)，近似地得到0.043nm。
對于圖10A(2)和10B(2)所示的第二次曝光來說，可以類似的方式來計算平均CD偏差A(yù)CD(2)＝[(1003(R)-1003(P))/1003(R)+(1004(R)-1004(P))/1004(R)]/2在一個實施例中，CD 1003(R)，1003(P)，1004(R)，和1004(P)的實際測量值分別為266nm，266nm，294nm和294nm。將這些數(shù)值代入公式求ACD(2)，得到0.0nm。
最后，對于圖10A(3)和10B(3)所示的第三次曝光來說，也可以相同的方式來計算平均CD偏差A(yù)CD(3)＝[(1005(R)-1005(P))/1005(R)+(1006(R)-1006(P))/1006(R)]/2在一個實施例中，CD 1005(R)，1005(P)，1006(R)，和1006(P)的實際測量值分別為252nm，238nm，294nm和294nm。將這些數(shù)值代入公式求ACD(3)，近似地得為0.028nm。
在缺陷分析中，也可以對各次曝光等級來計算在缺陷區(qū)域中相鄰特征的相對CD偏差(RCD)。圖11A(1-3)說明三次曝光的缺陷區(qū)域901(P)中的特征904(P)和905(P)的仿真晶片圖像。線1101(P)-1106(P)表示了在三次曝光中仿真晶片圖像的這兩個特征所產(chǎn)生的割線。特別是，線1101(P)和1102(P)表示了在第一次曝光中特征904(P)和905(P)所產(chǎn)生的割線，線1103(P)和1104(P)表示了在第二次曝光中特征904(P)和905(P)所產(chǎn)生的割線，以及線1105(P)和1106(P)表示了在第三次曝光中特征904(P)和905(P)所產(chǎn)生的割線。
相類似，圖11B(1-3)說明了同樣三次曝光的特征904(R)和905(R)的仿真晶片圖像。線1101(R)-1106(R)表示了在三次曝光中仿真晶片圖像的這兩個特征所產(chǎn)生的割線。特別是，線1101(R)和1102(R)表示了在第一次曝光中特征904(R)和905(R)所產(chǎn)生的割線，線1103(R)和1104(R)表示了在第二次曝光中特征904(R)和905(R)所產(chǎn)生的割線，以及線1105(R)和1106(R)表示了在第三次曝光中特征904(R)和905(R)所產(chǎn)生的割線。
每一線1101(P)-1106(P)和1101(R)-1106(R)提供了相關(guān)的CD。因此，為了便于參考，下文將線1101(P)-1106(P)和1101(R)-1106(R)稱為CD1101(P)-1106(P)和1101(R)-1106(R)。
對于圖11A(1)和11B(1)所示的第一次曝光而言，可計算特征904的相對CD偏差(RCD)如下RCD(1(904))＝(1101(P)-1101(R))/1101(R)在一個實施例中，CD 1101(R)和1101(P)的實際測量值分別為266nm和364nm。將這些數(shù)值代入適用于RCD(1(904))的公式，近似地得到0.368nm。
以類似的方式，對圖11A(1)和11B(1)所示的第一次曝光而言，可以計算特征905的相對最大CD(RCD)的變化如下RCD(1(905))＝(1102(P)-1102(R))/1102(R)在一個實施例中，CD 1102(R)和1102(P)的實際測量值分別為252nm和322nm。將這些數(shù)值代入適用于RCD(1(905))的公式，近似地得到0.278nm。
以類似的方式計算第二次和第三次曝光的特征904和905的RCD，如下所示。
RCD(2(904))＝(1103(P)-1103(R))/1103(R)RCD(2(905))＝(1104(P)-1104(R))/1104(R)
RCD(3(904))＝(1105(P)-1105(R))/1105(R)RCD(3(905))＝(1106(P)-1106(R))/1106(R)在一個實施例中，CD 1103(R)，1103(P)，1104(R)，1104(P)，1105(R)，1105(P)，1106(R)和1106(P)的實際測量值分別為238nm，350nm，252nm，294nm，224nm和280nm。將這些數(shù)值代入RCD(2(904))，RCD(2(905))，RCD(3(904))和RCD(3(905))的公式中，從而分別近似地得到0.471nm，0.167nm，0.353nm和0.250nm。
為了確定每一次曝光的最大CD偏差(MCD)，要選擇最大的RCD數(shù)值。于是，第一次曝光的最大CD偏差(MCD(1))為0.368nm(0.368＞0.278)。MCD(2)為0.471nm(0.471＞0.167)，以及MCD(3)為0.353nm(0.353＞0.250)。
使用公式1來計算缺陷嚴(yán)重程度得分(DSS)。在給出的實例中，因為分析了三次曝光，所以N＝3。
將這三個數(shù)值代入公式1，則得到DSS=(3/3)×Σ13(MCDi-(ACDi/3))/TCD]]>于是，基于三次曝光，DSS＝(3/3)[MCD(1)(ACD(1)/3)]/TCD(MCD(2)-(ACD(2)/3))/TCD+(MCD(3)-(ACD(3)/3))/TCD]將上述計算三次曝光的MCD和ACD數(shù)值代入，則得到DSS＝[(0.368-(0.043/3))/0.1+(0.473-(0/3))/0.1+(0.353-(0.028/3))/0.1DSS＝3.54+4.73+3.44因此，缺陷903(見圖9A)所具有的DSS近似為11.71。
缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515(圖5)可以在影響報告516中輸出缺陷嚴(yán)重程度得分(DSS)(在一個實施例中，得分從1至10)。該影響報告516可以用于減小在缺陷可印刷能力分析中的人為誤差。例如，或許為5的DSS得分，表示所印刷的特征將具有十分明顯的性能方面的問題，但是該物理掩模的修復(fù)是可能的。另一方面，或許，DSS得分為7以及7以上表示不僅存在著性能方面的問題，而且建議重新制造物理掩模。例如，在一個實施例中，DSS小于3意味著由于缺陷所引起的CD變化在指定的CD容差范圍之內(nèi)；DSS在3和6之間意味著由于缺陷所引起的CD變化大于所指定的CD容差范圍，但CD的變化不會在晶片上產(chǎn)生嚴(yán)重的缺陷(例如，開路和橋接)；而DSS大于6意味著由于缺陷所引起的CD變化會在晶片上產(chǎn)生嚴(yán)重的缺陷。于是，通過提供具有與各個數(shù)值的含義相關(guān)的數(shù)值結(jié)果，技術(shù)人員能夠有效地和無誤差地進(jìn)行下一步操作，例如，物理掩模的修復(fù)或物理掩模的重新制造。
處理工藝窗口也可以使用各種處理工藝的窗口來估計缺陷可印刷能力。處理工藝窗口可以從業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所熟悉的一些圖表中引出。一般來說，特征的處理窗口是在容差范圍內(nèi)且同時仍舊將特征的臨界尺寸(CD)保持在目標(biāo)CD的一定范圍內(nèi)的處理工藝中的變化的量。
眾所周知的一種處理變量是設(shè)置投影工具即，分檔器的焦距。聚距可以明顯地改變保護(hù)層的剖面(CD，側(cè)面角，和保護(hù)層的厚度)，因此在提供可接受的平板印刷處理工藝中是十分關(guān)鍵的。
因為焦距和曝光的影響，這些變量一般都同時在焦距曝光矩陣中變化?？梢詮脑摼仃囍幸鲈撎幚砉に嚧翱?。落在處理工藝窗口中的焦距和曝光數(shù)值產(chǎn)生在容差范圍內(nèi)的保護(hù)特征，例如，CD，而落在處理工藝窗口外的聚距和曝光數(shù)值將產(chǎn)生在容差范圍以外的保護(hù)特征。于是，正如以下將進(jìn)一步詳細(xì)討論的那樣，處理工藝窗口可以提供用于確定缺陷的嚴(yán)重程度和可印刷能力的目標(biāo)裝置。
例如，圖12A說明了具有特性1204和缺陷1203的掩模。如上所示，缺陷1203將影響特征1204的寬度。特別是，在割線1201處的特征1204的寬度將大于在割線1202處的寬度。
圖12B顯示了特征尺寸(也在納米范圍內(nèi))對散焦(在納米范圍內(nèi))的曲線圖。在該圖中，粗水平線表示目標(biāo)CD為200nm，而其它水平線表示該目標(biāo)CD的+/-10％的誤差。曲線1211和1212是曝光(或模擬曝光)掩模所產(chǎn)生的，所述掩模包括了缺陷1223并分析了在各種散焦水平(在這種情況下，為-500nm至500nm)下的割線1201和1202處所印刷的特征的CD。曲線1211和1212分別表示了在割線1201和1202處的CD分析。
從邏輯上說，在曲線1212上各個特征的尺寸都具有在曲線1211上所對應(yīng)的較大特征尺寸。例如，在-300nm散焦時，在割線1202處的特征尺寸(見曲線1212)近似為150nm，而在割線1201處的特征尺寸(見曲線1211)則近似為170nm。值得注意的是，對這兩個曲線來說，即，在水平線CD+/-10％之間，可接受的散焦窗口近似為-208nm和208nm之間。
圖12C說明了百分比曝光偏差對散焦(以納米為單位)的曲線圖。在該圖形中，曲線1221表示割線1201在各種散焦水平下的曝光偏差的上和下邊界，而曲線1222表示割線1202在各種散焦水平下的曝光偏差的上和下邊界。把與該兩個區(qū)域的重疊部分符合的最大可能的矩形定義為共同處理工藝窗口1223。在這個實施例中，共同處理工藝窗口1223表示了散焦可以在近似-150nm和150nm之間變化，而曝光偏差可以在近似-10％和10％之間變化(全部同時保持線CD在容差范圍內(nèi))。
圖12C是曝光范圍(％)對聚焦深度(DOF)(以納米為單位)的曲線圖，在該圖中，曝光范圍是指所進(jìn)行曝光量變化的量，而DOF是指聚焦變化的量。在該圖中，曲線1231表示割線1201在各種DOF下的曝光范圍上和下邊界，而曲線1232則表示割線1202在各種DOF下曝光的曝光程度的上和下邊界。值得注意的是，曲線1231和1232共享著相同的下邊界。滿足共同的下邊界的最大可能矩形定義了共同處理窗口1233。在該實施例中，共同處理窗口233表示DOF可以在大約0nm和300nm之間變化，而曝光范圍可以在大約0％和19％之間變化(再次，同時保持線CD在容差范圍內(nèi))。
值得注意的是，可以從處理窗口1223中得到由處理窗口1233所提供的信息。特別是，DOF范圍等于散焦的總的范圍，而曝光范圍的范圍則等于曝光偏差的總的范圍。
圖13A說明了具有特征1304和缺陷1303的掩模。雖然特征1304與特征1204具有相同的尺寸，但是缺陷1303明顯地大于缺陷1203。于是，可印刷特征1304在割線1301的寬度將比可印刷特征1302在割線1302處的寬度更寬。然而，正如以下進(jìn)一步詳細(xì)討論的那樣，與缺陷1203相比，缺陷1303將明顯地減小處理工藝的窗口。
圖13B顯示了特征尺寸(也以納米為單位)對散焦(以納米為單位)的曲線圖。再次，粗水平線指示了目標(biāo)CD為200nm，而其它水平線指示了該目標(biāo)CD的+/-10％誤差。曲線1311和1312是通過曝光(或模擬曝光)包括缺陷1323的掩模，并分析了在各種散焦水平(在這種情況下，為-500nm至500nm)下可印刷特征在割線1301和1302處的CD而產(chǎn)生的。曲線1311和1312分別表示了在割線1301和1302處的CD分析。
正如早先所討論的，每一個在曲線1312上的特征尺寸在曲線1311上都具有相對較大的特征的尺寸。例如，在-300nm散焦時，在割線1302處的特征尺寸(見曲線1312)近似為150nm，而在割線1301處的特征尺寸(見曲線1311)近似為185nm。值得注意的是，對兩個曲線而言，即，在水平線CD+/-10％之間可接受的散焦窗口是在大約208nm和-100nm之間以及大約100nm和208nm之間。
圖13C說明了百分比曝光偏差對散焦(以納米為單位)的曲線圖。在該圖中，曲線1321表示對應(yīng)于各種散焦水平的割線1301的CD的曝光偏差的上和下邊界，而曲線1322則表示對應(yīng)于各種散焦水平的割線1302的曝光的曝光偏差的上和下邊界。符合于這兩個區(qū)域的重疊中的最大可能矩形定義了共同處理窗口1323。在該實施例中，共同處理窗口1323表示散焦可以在大約-100nm和100nm之間變化，而曝光偏差可以在大約2％和15％之間變化(全部同時保持線CD在容差范圍內(nèi))。
圖13D畫出了曝光范圍(％)對DOF(以納米為單位)的曲線圖。在該圖中，曲線1331表示對應(yīng)于各種DOF的割線1301的曝光范圍的上和下邊界，而曲線1332表示對應(yīng)于各種DOF的割線1302的曝光范圍的上和下邊界。值得注意的是，曲線1331和1332基本共享著相同的上和下邊界。滿足在共同下邊界的最大可能的矩形定義了共同處理工藝窗口1333。在該實施例中，共同處理窗口1333表示DOF可以在大約0nm至200nm之間變化，而曝光范圍則可以在大約0％至12％之間變化(再次，同時保持線CD在容差范圍內(nèi))。
值得注意的是，處理工藝窗口1223/1233都明顯地大于處理工藝窗口1323/1333。正如從該例子所看到的，較大的缺陷尺寸減小了處理工藝窗口。因此，可以比較各種處理工藝窗口來確定缺陷的可印刷能力。特別是，適用于無缺陷特征的處理工藝窗口可以與一個或多個具有接近于該特征的缺陷的特征的處理工藝窗口進(jìn)行比較。在該典型的實施例中，用戶可以設(shè)置適用于無缺陷特征的處理工藝窗口的可接受偏差的范圍。
上述的處理工藝可等同地應(yīng)用于形成部分特征的缺陷。例如，圖14A說明了具有特征1404和整體地形成的缺陷1403的掩模。缺陷1403將會影響特征1404的寬度。特別是，特征1404在割線1401處的寬度將會大于在割線1402處的寬度。
圖14B顯示了特征尺寸(也以納米為單位)對散焦(以納米為單位)的曲線圖。在該圖中，粗水平線表示目標(biāo)CD為200nm，而其它水平線則表示該目標(biāo)CD的+/-10％的誤差。曲線1411和1412是通過曝光(或模擬曝光)包括缺陷1403的掩模，并分析了在各種散焦水平(在這種情況下，為-500nm至500nm)下可印刷特征在割線1401和1402處的CD的產(chǎn)生的。缺陷1411和1412分別表示了在割線1401和1402處的CD分析。在該實施例中，假定用于顯影的能量為3.9mJ/cm2。
從邏輯上說，在曲線1412上的各個特征的尺寸都具有在曲線1411上具有對應(yīng)的較大特征尺寸。例如，在-300nm散焦時，在割線1402處的特征尺寸(見曲線1412)近似為150nm，而在割線1401處的特征尺寸(見曲線1411)則近似為165nm。值得注意的是，對這兩個曲線來說，即，在水平線CD+/-10％之間，可接受的散焦窗口在大約-208nm和208nm之間。
圖14C說明了百分比曝光偏差對散焦(以納米為單位)的曲線圖。在該圖中，曲線1421表示對于各種散焦水平的割線1401的曝光偏差的上和下邊界，而曲線1422則表示對于各種散焦水平的割線1402的曝光偏差的上和下邊界。符合于這兩個區(qū)域的重疊中的最大可能矩形定義了共同處理窗口1423。在該實施例中，共同處理窗口1423表示散焦可以在大約-150nm和150nm之間變化，而曝光偏差可以在大約-5％和9％之間變化(全部同時保持線CD在容差范圍內(nèi))。
圖14D畫出了曝光范圍(％)對DOF(以納米為單位)的曲線圖。在該圖中，曲線1431表示對于各種DOF的割線1401的曝光范圍的上和下邊界，而曲線1432表示對于各種DOF的割線1402曝光范圍的上和下邊界。值得注意的是，曲線1431和1432共享著相同的下邊界。符合于在共同下邊界的最大可能的矩形定義了共同處理工藝窗口1433。在該實施例中，共同處理窗口1433表示DOF可以在大約0nm至300nm之間變化，而曝光范圍則可以在大約0％至14％之間變化(再次，同時保持線CD在容差范圍內(nèi))。
正如以上所注意到的那樣，可以從處理工藝窗口1423中引出由處理工藝窗口1433所提供的信息。特別是，DOF范圍等于散焦的總的范圍，以及曝光范圍的范圍等于曝光偏差的總的范圍。
圖15A說明了具有特征1504和缺陷1503的掩模。雖然特征1504與特征1404具有相同的尺寸，但是缺陷1503明顯地大于缺陷1403。于是，可印刷特征1504在割線1501處的寬度將比可印刷特征1404在割線1401處的寬度更寬。此外，正如以下進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣，與缺陷1403相比，缺陷1503將明顯地減小處理工藝的窗口。
圖15B顯示了特征尺寸(也以納米為單位)對散焦(以納米為單位)的曲線圖。再次，粗水平線指示了目標(biāo)CD為200nm，而其它水平線指示了該目標(biāo)CD的+/-10％誤差。曲線1511和1512是通過曝光(或模擬曝光)包括缺陷1503的掩模，并分析了在各種散焦水平(在這種情況下，為-500nm至500nm)下可印刷特征在割線1501和1502處的CD而產(chǎn)生的。缺陷1511和1512分別表示了在割線1501和1502處的CD分析。
正如早先所接到的，每一個在曲線1512上的特征的尺寸在曲線1511上都具有相對較大的特征的尺寸。例如，在-300nm散焦時，在割線1502處的特征尺寸(見曲線1512)近似為150nm，而在割線1501處的特征尺寸(見曲線1511)近似為198nm。值得注意的是，對兩個曲線而言，即，在水平線CD+/-10％之間，可接受的散焦窗口就不再能獲得。
圖15C說明了百分比曝光偏差對散焦(以納米為單位)的曲線圖。在該圖中，曲線1521表示對應(yīng)于各種散焦水平的割線1501的CD的曝光偏差的上和下邊界，而曲線1522則表示對應(yīng)于各種散焦水平的割線1502的CD的曝光偏差的上和下邊界。在該情況中，由曲線1521和1522所定義的兩個區(qū)域不重疊。因此，就不再存在共同處理工藝窗口。于是，缺陷1503將會有效地阻止特征在容差范圍中印刷。
圖15D畫出了曝光范圍(％)對DOF(以納米為單位)的曲線圖。在該圖中，曲線1531表示對應(yīng)于各種DOF的割線1501的CD的曝光范圍的上和下邊界，而缺陷1532表示對應(yīng)各種DOF的割線1502的CD的曝光范圍的上和下邊界。值得注意的是，曲線1531和1532不共享任何下邊界。因此，不存在共同處理工藝窗口，從而確認(rèn)了從圖15D引出的信息。
在圖12至圖15中，已經(jīng)把使用處理工藝窗口來確定缺陷可印刷能力應(yīng)用于線。然而，處理工藝窗口的這種使用也可應(yīng)用于觸點和通孔的可印刷能力。圖16A至16D分別說明了掩模上的無缺陷觸點1601，特征尺寸對散焦的曲線圖1602，曝光偏差對散焦(和最終處理工藝窗口)的曲線圖1603，以及曝光范圍對DOF(和它的最終處理工藝窗口)的曲線圖1604。
對比之下，圖17A-17D分別說明了掩模上的觸點1701，特征尺寸對散焦的曲線圖1702，曝光偏差對散焦(和最終處理工藝窗口)的曲線圖1703，以及曝光范圍對DOF(和它的最終處理工藝窗口)的曲線圖1704。值得注意的是，觸點1701具有可注意到的明顯的CD變化，并且因此，在現(xiàn)有技術(shù)的分析下，可適度地認(rèn)為是有缺陷的觸點。
然而，圖17C和17D的處理工藝窗口與圖16C和圖16D的處理工藝窗口相比較的分析揭示，盡管觸點1701展現(xiàn)了明顯的CD變化，但它仍具有與觸點1601的處理工藝窗口相當(dāng)類似的處理工藝窗口。特別是，參考圖17D和圖16D，觸點1701和1601兩者都具有從0至600nm的共同聚焦深度，并且具有基本類似的曝光范圍，即，觸點1701的曝光范圍在0和58％之間，而觸點1601的曝光范圍在0和40％之間。然而，盡管觸點1701和1601具有相同的散焦(即，在-300nm和300nm之間)，這些觸點具有明顯不同的百分比曝光偏差。特別是，觸點1701具有在大約22％和80％之間的曝光偏差，而觸點1601具有在大約-3和37％之間的曝光偏差。結(jié)果，共同處理工藝窗口，雖然很小，但對于觸點1701和1601兩者是存在著的。
于是，分析與特征有關(guān)的處理工藝窗口能夠提供確定基于缺陷的特征的可印刷能力的客觀手段。例如，可以從在兩個處理工藝窗口(即，共同的處理工藝窗口)之間重疊的量獲得缺陷的嚴(yán)重程度，其中可從缺陷割線中提取一個處理工藝窗口，而可以從參考割線提取另一個處理工藝窗口。特別是，根據(jù)該實施例，缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515能夠確定適用于掩模501A和501B中所提供特征的共同處理工藝窗口，并且在影響報告中提供該信息。
物理掩模的修復(fù)圖18說明了可以適用于分析可能在物理掩模上進(jìn)行的修復(fù)的一種處理工藝。正如圖18所示的，使用影響報告516(或部分影響報告)，位圖編輯器1801能夠指示對物理掩模(例如，物理掩模501A)所進(jìn)行的可能校正，以消除或明顯地減小一個或多個缺陷的效應(yīng)。位圖編輯器1801然后可以輸出仿真掩模1802，它可以包括上述校正。于是，仿真掩模1802是物理掩模的可能的、修復(fù)的版本。值得注意的是，位圖編輯器1801可以從作為晶片圖像發(fā)生器509的相同工具分離或使用作為晶片圖像發(fā)生器509的相同的工具。
檢驗工具502可以檢驗仿真掩模1802以及晶片圖像發(fā)生器509使用仿真掩模1802來產(chǎn)生新的、仿真的晶片圖像(未顯示)和新的影響報告，該新的影響報告可指示在掩模1802中所提供的可能的校正的成功。如果校正是可以接受的，則位圖編輯器1801就能夠直接向掩模修復(fù)工具1803提供用于修復(fù)物理掩模的校正信息。如果用戶要求對不同參數(shù)的其它優(yōu)化或分析，則可以重復(fù)上述所討論的處理工藝，直至認(rèn)為校正在可接受的范圍內(nèi)或者位圖編輯器1801指示的所要求的結(jié)果不能通過修復(fù)該物理掩模來得到。
在一個實施例中，位圖編輯器1801也可以指示優(yōu)化的掩模寫入策略。例如，可以對不透明的缺陷(例如，消除鉻的缺陷)使用激光工具，也可以使用聚焦離子束工具來消除缺陷(例如，鉻的沉積)。值得注意的是，激光和聚焦離子束工具還可以分別用于沉積和消除。一般來說，聚焦離子束工具提供了比激光工具更高的精度。然而，聚焦離子束工具一般比激光工具慢。位圖編輯器1801能夠接收表示用戶時間和成本限制的輸入(未顯示)，從而允許位圖編輯器1801能夠根據(jù)這些用戶參數(shù)來優(yōu)化修復(fù)處理工藝。
在本發(fā)明的再另一個實施例中，位圖編輯器1801能夠用于向晶片修復(fù)工具(未顯示)提供信息。特別是，位圖編輯器1801能夠包括比較修復(fù)掩模對修復(fù)晶片的效率關(guān)系的程序。在一個實施例中，該程序可以將非光學(xué)(例如，SEM，聚焦離子束)的圖像轉(zhuǎn)換成光學(xué)圖像，以便于進(jìn)一步分析。
批處理很重要的是，可以對單個缺陷和多個缺陷進(jìn)行缺陷可印刷能力分析。在一個實施例中，檢驗工具502和晶片圖像發(fā)生器509都能自動地提供與在物理掩模上所發(fā)現(xiàn)的所有缺陷有關(guān)的輸出。于是，影響報告516可以包括對所有缺陷的缺陷嚴(yán)重程度得分。
另外，如果需要，影響報告516可以只包括在一定數(shù)值以上(例如，在DSS為“5”)以上的缺陷嚴(yán)重程度的得分。該簡潔的影響報告也可以依次提供給位圖編輯器1801(和然后提供給掩模修復(fù)工具1803)。因此，可以提供一個完整的、自動的缺陷檢測和校正處理工藝，從而顯著地減小了分析掩模和修復(fù)掩模的時間(如果適當(dāng)?shù)脑?。
OPC考慮缺陷可印刷能力分析也可以排除從其它特征來分別估計OPC特征的需要。例如，假定位置接近散射條的缺陷并不會影響與孤立特征有關(guān)的印刷。然而，該缺陷可以與散射條發(fā)生光的交互作用，從而印刷至少導(dǎo)致一部分散射條。正如早先所注意到的，例如散射條之類的OPC特征。都是亞分辨率的特征，并且不應(yīng)該印刷。
根據(jù)一個實施例，如果由于缺陷而引起OPC特征印刷(如由仿真掩模所確定)，則當(dāng)確定CD變化時缺陷分析(步驟830)能指出該誤差(步驟831)。于是，通過消除與OPC特征有關(guān)的任何復(fù)雜的設(shè)計規(guī)則，該實施例確保采用迅速、可靠和確準(zhǔn)的方法來識別對OPC特征負(fù)面影響的缺陷。
掩模質(zhì)量問題除了CD變化之外，其它可印刷能力的因素，例如，線邊緣粗糙度，也應(yīng)該是影響掩模質(zhì)量的因素。然而，當(dāng)前沒有有意義的方法來測量掩模上的特征的線邊緣粗糙度。
圖19A說明了簡化的、仿真晶片圖像1900，它包括了兩根線1901和1902。感興趣的是，具有線邊緣粗糙度的線可以不需要呈現(xiàn)出CD的變化。例如，因為線1902具有實質(zhì)上對稱的線邊緣粗糙度，所以線1902可以沒有明顯的CD變化。然而，線1901和1902都應(yīng)該具有呈現(xiàn)出線邊緣粗糙度的特征。
參考圖19B，可以分別分析仿真線的邊緣，從而允許正確測量線邊緣粗糙度。特別是，使用線1902作為例子，可以根據(jù)參考掩模501B(見圖5)來確定線1902的中心線1903。然后，在線1902上產(chǎn)生多個理論上的割線(由線1904來指示)。各個線1904包括了兩個“加強(qiáng)筋”，它從中心線向線的相對地邊緣延伸。例如，加強(qiáng)筋1904R從中心線1903向線1902的右邊緣延伸，而加強(qiáng)筋1904L從中心線1903向線1902的左邊緣延伸。值得注意的是，加強(qiáng)筋1904R和1904L相加時等于線1902的CD。
作為本發(fā)明的一個特征來說，可以單獨測量在中心線1903兩邊的加強(qiáng)筋的長度。如此，就能對線1902的準(zhǔn)確地確定線邊緣粗糙度。在一個實施例中，缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515可以采用參考圖8A到8C所詳細(xì)解釋的公式來計算LER的DSS，但用加強(qiáng)筋的長度取代CD來修改這些公式。因為所有的線都不可避免地具有某些LER，所以缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515能夠包括指示LER閾值的查詢表。如果檢測到不可接受的線邊緣粗糙度(LER)，則缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515就能夠指示線1902的LER作為在影響報告中所列出的“缺陷”。于是，就能以類似于參考圖18的上述方式來修復(fù)LER。
使用中心線和加強(qiáng)筋的方法可以有利地應(yīng)用于掩模的其它特征。例如，由于衍射，甚至使得掩模上的大多數(shù)完美的觸點作為圓或近似圓而印刷于晶片上。使用適用于在晶片上印刷觸點的高功率電子束(e-束)平板印刷可以減小該衍射。然而，e-束平板印刷比工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的激光光柵掃描更為昂貴和更慢。不幸的是，使用光柵掃描使得在布局上的許多，但并不必須所有的觸點變成了圓角的?？梢杂行У貦z測出這類圓角，如下所詳細(xì)描述。
圖20A說明了觸點2000，該觸點具有中心線2001，線2002和線2003，其中，線2002包括加強(qiáng)筋2002TR(右上)，2002BR(右下)，2002TL(左上)和2002BL(左下)，而線2003包括加強(qiáng)筋2003R(右)和2003L(左)。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，可以使對觸點2000作出的多根理論上的水平割線的間隔不相等，從而為特征特殊元件提供了更多的數(shù)據(jù)點。
在該實例中，對觸點的圓角就特別感興趣。因此，修改割線的間隔來確保足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)點來特別分析觸點的圓角。于是，在圖20A中，線2002具有比線2003更密的間隔?？梢酝ㄟ^將加強(qiáng)筋2003L的長度與左上角的加強(qiáng)筋2003TL的長度和左上下角的加強(qiáng)筋2003BL的長度的比較來確定觸點2000的圓角。以同樣的方式，進(jìn)行加強(qiáng)筋2003R的長度與右上角的加強(qiáng)筋2003TR的長度和右下角的加強(qiáng)筋2003BR的長度的比較。值得注意的是，可以有幾種眾所周知的方法來評估圓角的效應(yīng)(例如，失去的區(qū)域，正常的距離組織圖，等等)。
在某些情況下，與觸點有關(guān)的性能問題可以包括是否一致地在晶片上構(gòu)成了對稱的觸點形狀。有利的是，除了線邊緣粗糙度之外，觸點的對稱性也能夠確定。例如，加強(qiáng)筋2002TL，2003L，和2002BL的長度與加強(qiáng)筋2002TR，2003R和2002BR的長度可以進(jìn)行比較，以確定觸點2000離中心線2001的水平對稱性。觸點2000的垂直對稱性也可以使用如圖20B所示的垂直割線并且接著進(jìn)行加強(qiáng)筋比較的類似處理來確定。觸點2000的整體對稱性(即，“方形”)可以通過所選擇的組合水平加強(qiáng)筋(例如，一個加強(qiáng)筋2002TL和一個加強(qiáng)筋2002TR的相加長度，即，CD)與所選擇的組合垂直加強(qiáng)筋的比較來確定。
在一個實施例中，缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515可以通過使用參考圖8A至8C所詳細(xì)解釋的公式來計算對稱性的DSS，但是需要將加強(qiáng)筋的長度取代CD來修改這些公式。因為所有的觸點都難以避免地會存在著某些非對稱性，所以缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515可以包括指示非對稱性閾值的查詢表。如果檢測到不可接受的對稱性，則缺陷可印刷能力分析發(fā)生器515就能指示該觸點/通孔作為在影響報告516中所列出的“缺陷”。于是，采用類似于參考圖18的上述方法來修復(fù)該對稱性。
值得注意的是，在布局上提供了某些結(jié)構(gòu)，例如，錘頭和襯線(外和內(nèi)角)，以便于準(zhǔn)確地將掩模上的線轉(zhuǎn)移到晶片上。這些結(jié)構(gòu)，盡管不能獨立于線來印刷，但會影響在晶片上的這些線CD的變化。因此，由于印刷掩模引起的這些結(jié)構(gòu)的任何變化也會負(fù)面地影響與晶片上的這些結(jié)構(gòu)相關(guān)的線的印刷。通過檢查具有相關(guān)結(jié)構(gòu)有關(guān)的線的CD變化和圓角，也能有效地分析這些結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
其它實施例以上采用各種實施例描述了缺陷可印刷能力分析，缺陷嚴(yán)重程度得分和掩模質(zhì)量評估。很顯然。業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員都會明白，這些實施例都可以進(jìn)行更改和改進(jìn)。例如，如上所述，檢驗物理掩模以及所對應(yīng)的無缺陷參考圖像。在一個實施例中，如上所述，無缺陷參考圖像是物理掩模布局的仿真圖像。在另一個實施例中，無缺陷參考圖像是具有相同圖形的物理掩模的無缺陷區(qū)域。在還有一個實施例中，無缺陷參考圖像是正在制造處理的掩模的仿真圖像。在還有一個實施例中，無缺陷參考圖像是物理掩模圖像，可作為采用顯微鏡(透鏡)效應(yīng)的補(bǔ)償。
在標(biāo)準(zhǔn)的掩模制造工藝中，例如，如圖1所示，上述的缺陷可印刷能力/掩模質(zhì)量分析可以包括在掩模檢驗步驟116中。另外，上述掩模質(zhì)量分析同樣適用于晶片修復(fù)處理工藝。例如，在步驟124中確定對晶片的檢驗失敗之后，不是進(jìn)行掩模修復(fù)步驟128和130，而可以增加修復(fù)晶片的處理工藝步驟。在再另一實施例中，除了缺陷嚴(yán)重程度得分之外，影響報告516(圖5)可以包括其它性能輸出，例如，交叉部分輪廓線，光亮度數(shù)據(jù)，在各種散焦情況下的臨界尺寸，以及包括臨界尺寸效應(yīng)的相位傳輸數(shù)據(jù)。
1.一種適用于確定掩模中特征的邊緣粗糙度的方法，其特征在于，所述方法包括根據(jù)掩模的表示來確定特征的中心線；測量從中心線向特征的一個邊緣延伸的第一加強(qiáng)筋的第一長度；測量從中心線向特征的一個邊緣延伸的第二加強(qiáng)筋的第二長度；以及比較第一和第二長度來確定邊緣的粗糙度。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述表示包括掩模的布局。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述表示包括集成電路的一層的布局。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述特征是線。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述特征是觸點。
6.一種修復(fù)掩模的方法，所述方法包括確定掩模上的特征的邊緣粗糙度，其特征在于，如果邊緣粗糙度是在預(yù)定數(shù)值之外，則使用平板印刷工具來修復(fù)掩模。
7.如權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，預(yù)定數(shù)值是由用戶來選擇的。
8.如權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，確定邊緣粗糙度包括根據(jù)特征的無缺陷表示來確定特征的中心線。
9.如權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，特征包括線和觸點中的至少一個。
10.一種修復(fù)晶片的方法，其特征在于，所述方法包括確定在晶片上的特征的邊緣粗糙度，其中，如果邊緣粗糙度在預(yù)定數(shù)值之外，則使用平板印刷工具來修復(fù)晶片。
11.如權(quán)利要求10所述方法，其特征在于，預(yù)定數(shù)值是由用戶來選擇的。
12.如權(quán)利要求10所述方法，其特征在于，確定邊緣粗糙度包括根據(jù)特征的無缺陷表示來確定特征的中心線。
13.如權(quán)利要求10所述方法，其特征在于，特征包括線和觸點中的至少一個。
14.一種確定在平板印刷掩模中的觸點的圓角的方法，所述方法包括在第一方向上確定觸點的中心線；在基本垂直于第一方向的第二方向上提供通過觸點的多根理論上的割線；其特征在于，各個割線都提供了從中心線延伸至觸點邊緣的加強(qiáng)筋；以及比較至少兩個加強(qiáng)筋，以確定圓角，一個加強(qiáng)筋位于觸點的角附近，而另一加強(qiáng)筋不位于觸點的角附近。
15.一種確定在平板印刷掩模上的觸點的對稱性的方法，所述方法包括在第一方向上確定觸點的第一中心線；在基本垂直于第一方向的第二方向上提供通過觸點的多根理論上的割線；其特征在于，各根割線提供了從觸點的第一邊緣延伸至觸點的第二邊緣的第一臨界尺寸；在第二方向上確定觸點的中心線；在基本垂直于第一方向的第一方向上提供通過觸點的多個理論上的割線；其特征在于，各根割線提供了從觸點的第三邊緣延伸至觸點的第四邊緣的第二臨界尺寸；以及比較第一和第二臨界尺寸來確定觸點的對稱性。
16.一種修復(fù)掩模的方法，其特征在于，所述方法包括確定晶片上觸點的任何圓角，其中，如果邊緣粗糙度是在預(yù)定數(shù)值之外，則使用平板印刷工具來修復(fù)晶片。
17.如權(quán)利要求16所述方法，其特征在于，預(yù)定數(shù)值是由用戶來選擇的。
18.如權(quán)利要求16所述方法，其特征在于，確定邊緣粗糙度包括根據(jù)特征的無缺陷表示來確定特征的中心線。
19.一種集成電路，其特征在于，它包括多個執(zhí)行功能的特征；以及至少一個修復(fù)的特征，其中，至少一個修復(fù)的特征是從自動缺陷嚴(yán)重程度的評價得分產(chǎn)生的。
20.如權(quán)利要求19所述集成電路，其特征在于，至少一個修復(fù)的特征包括線。
21.如權(quán)利要求19所述集成電路，其特征在于，至少一個修復(fù)的特征包括觸點。
22.如權(quán)利要求19所述集成電路，其特征在于，至少一個修復(fù)的特征包括OPC特征。
23.如權(quán)利要求19所述集成電路，其特征在于，至少一個修復(fù)的特征包括錘頭、襯線以及斜線。
24.一種掩模檢驗系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生掩模上的特征的仿真晶片圖像的裝置；用于根據(jù)特征的無缺陷表示來確定仿真晶片圖像的中心線的裝置；以及用于根據(jù)中心線來測量仿真晶片圖像的一個方面的裝置。
25.如權(quán)利要求24所述系統(tǒng)，其特征在于，所述方面包括線邊緣粗糙度。
26.如權(quán)利要求25所述系統(tǒng)，還進(jìn)一步包括用于根據(jù)線邊緣粗糙度來估計對掩模所進(jìn)行的可能修復(fù)的裝置。
27.如權(quán)利要求26所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括掩模修復(fù)工具，它接收來自估計可能修復(fù)的裝置的信號。
28.如權(quán)利要求25所述系統(tǒng)，其特征在于，所述方面包括圓角。
29.如權(quán)利要求28所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括用于根據(jù)圓角來估計對掩模所進(jìn)行的可能修復(fù)的裝置。
30.如權(quán)利要求29所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括掩模修復(fù)工具，它接收來自估計可能修復(fù)的裝置的信號。
31.一種用于分析掩模上的特征的檢驗系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生特征的仿真晶片圖像的裝置；用于根據(jù)特征的無缺陷表示來確定仿真晶片圖像的中心線的裝置；以及用于確定特征是否能通過預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的裝置。
32.如權(quán)利要求31所述系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括仿真晶片圖像的線邊緣粗糙度。
33.如權(quán)利要求32所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括用于根據(jù)線邊緣粗糙度來估計對掩模所進(jìn)行的可能修復(fù)的裝置。
34.如權(quán)利要求33所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括掩模修復(fù)工具，它接收來自估計可能修復(fù)的裝置的信號。
35.如權(quán)利要求31所述系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括仿真晶片圖像的對稱性。
36.如權(quán)利要求35所述系統(tǒng)，其特征在于，對稱性指示仿真晶片圖像的圓角。
37.如權(quán)利要求36所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括用于根據(jù)仿真晶片圖像的圓角來估計對掩模所進(jìn)行的可能修復(fù)的裝置。
38.如權(quán)利要求37所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括掩模修復(fù)工具，它接收來自估計可能修復(fù)的裝置的信號。
39.一種對掩模上的特征的質(zhì)量進(jìn)行定量的方法，所述方法包括(a)確定特征的中心線；(b)測量從特征的中心線延伸至其一個邊緣的第一加強(qiáng)筋的第一長度；(c)測量從特征的中心線延伸至其一個邊緣的第二加強(qiáng)筋的第二長度；(d)比較第一和第二長度；(e)繼續(xù)步驟(b)，(c)，和(d)多次；以及(f)根據(jù)步驟(a)-(e)，計算特征的質(zhì)量得分。
40.一種物理掩模，所述掩模包括
根據(jù)對特征的仿真晶片圖像的中心線所進(jìn)行的分析改進(jìn)至少一個特征，該中心線是由特征的無缺陷表示所確定的；以及根據(jù)對中心線所進(jìn)行的分析，對至少一個特征不進(jìn)行改動。
41.如權(quán)利要求40所述掩模，其特征在于，特征的無缺陷表示包括參考掩模，該參考掩模對應(yīng)于無缺陷物理掩模。
42.用于確定掩模中特征的邊緣粗糙度的計算機(jī)軟件，所述軟件包括用于根據(jù)掩模的表示來確定特征的中心線的手段；用于測量從特征的中心線延伸至一個邊緣的第一加強(qiáng)筋的第一長度的手段裝置；用于測量從特征的中心線延伸至一個邊緣的第二加強(qiáng)筋的第二長度的手段裝置；以及用于比較第一和第二長度來確定邊緣粗糙度的手段。
43.用于確定在平板印刷掩模中的觸點圓角的計算機(jī)軟件，所述軟件包括用于在第一方向上確定觸點的中心線的手段；用于在基本垂至于第一方向的第二方向上提供通過觸點的多根理論割線的手段，其特征在于，各根割線提供了從觸點的中心線延伸至一個邊緣的加強(qiáng)筋；以及用于比較至少兩個加強(qiáng)筋來確定圓角的手段，一個加強(qiáng)筋位于觸點的角附近，而另一個加強(qiáng)筋則不位于角附近。
44.用于確定在平板印刷掩模中的觸點對稱性的計算機(jī)軟件，其特征在于，所述軟件包括用于在第一方向上確定觸點的第一中心線的手段；用于在基本垂至于第一方向的第二方向上提供通過觸點的多根理論割線的手段，其中，各根割線提供了從觸點的第一邊緣延伸至第二邊緣的第一臨界尺寸；用于在第二方向上確定觸點的中心線的；用于在基本垂至于第一方向的第一方向上提供通過觸點的多根理論割線的手段，其中，各個割線提供了從觸點的第三邊緣延伸至第四邊緣的第二臨界尺寸；以及用于比較第一和第二臨界尺寸來確定觸點的對稱性的手段。
因此，本發(fā)明只受所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種提供適用于物理掩模缺陷的可印刷能力分析的方法，所述方法包括產(chǎn)生物理掩模的仿真晶片圖像；產(chǎn)生參考掩模的仿真晶片圖像，參考掩模對應(yīng)于無缺陷物理掩模；識別接近于物理掩模的仿真晶片圖像上的缺陷的第一特征；識別參考掩模的仿真晶片圖像上的第二特征，該第二特征對應(yīng)于第一特征；以及比較第一和第二特征來提供可印刷能力分析。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述比較包括確定第一特征的第一臨界尺寸和第二特征的第二臨界尺寸。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述比較包括計算第一和第二特征的相對臨界尺寸偏差。
4.如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，計算相對臨界尺寸偏差包括從第一臨界尺寸減去第二臨界尺寸，并且其結(jié)果除以第二臨界尺寸。
5.如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括識別接近于物理掩模的仿真晶片圖像的缺陷的第一多個特征；識別參考掩模的仿真晶片圖像上的第二多個特征，該第二多個特征對應(yīng)于第一多個特征；以及計算適用于第一和第二多個特征的多個相對臨界尺寸偏差。
6.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括確定多個相對臨界尺寸偏差中最大的偏差，從而提供最大的臨界尺寸偏差。
7.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括識別在物理掩模的仿真晶片圖像上的第三無缺陷特征；識別參考掩模的仿真晶片圖像上的第四特征，該第四特征對應(yīng)于第三特征；以及比較第三和第四特征。
8.如權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，比較第三和第四特征包括確定第三特征的第一臨界尺寸和第四特征的第二臨界尺寸。
9.如權(quán)利要求8所述方法，其特征在于，所述比較包括計算適用于第一和第二特征的臨界尺寸偏差。
10.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，計算臨界尺寸偏差包括從第二臨界尺寸中減去第一臨界尺寸，并且其結(jié)果除以第二臨界尺寸。
11.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括計算適用于物理掩模仿的真晶片圖像的N個無缺陷特征的臨界尺寸偏差，其中N是等于或大于2的整數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述方法，其特征在于，加上適用于各個無缺陷特征的臨界尺寸偏差，并且其結(jié)果除以N，從而提供平均臨界尺寸偏差。
13.一種提供適用于物理掩模上的缺陷的可印刷能力分析的方法，所述方法包括產(chǎn)生物理掩模的仿真晶片圖像；產(chǎn)生參考掩模的仿真晶片圖像，參考掩模對應(yīng)于無缺陷物理掩模；以及比較物理掩模和參考掩模的仿真晶片圖像，以提供可印刷能力分析。
14.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括根據(jù)比較步驟確定缺陷嚴(yán)重程度的得分。
15.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，所述比較步驟包括根據(jù)物理掩模的仿真晶片圖像的第一特征來產(chǎn)生第一處理工藝窗口；根據(jù)參考掩模的仿真晶片圖像的第二特征來產(chǎn)生第二處理工藝窗口，其中第二特征對應(yīng)于第一特征；以及根據(jù)第一和第二處理工藝窗口來確定共同處理工藝窗口。
16.如權(quán)利要求15所述方法，其特征在于，共同處理工藝窗口是基于曝光偏差對散焦的曲線圖的。
17.如權(quán)利要求15所述方法，其特征在于，共同處理工藝窗口是基于曝光范圍對聚焦深度的曲線圖的。
18.一種提供適用于物理掩模上的缺陷的可印刷能力分析的方法，所述方法包括產(chǎn)生物理掩模的仿真晶片圖像；識別受缺陷影響的仿真晶片圖像上的第一特征；識別不受缺陷影響的仿真晶片圖像上的第二特征，其中在不存在缺陷的條件下，第一和第二特征具有基本相同臨界尺寸；以及比較第一和第二特征。
19.如權(quán)利要求18所述方法，其特征在于，所述比較包括提供適用于第一特征的第一處理工藝窗口；提供適用于第二特征的第二處理工藝窗口；以及根據(jù)第一和第二處理工藝窗口來確定共同處理工藝窗口。
20.如權(quán)利要求19所述方法，其特征在于，共同處理工藝窗口是基于曝光偏差對散焦的曲線圖的。
21.如權(quán)利要求19所述方法，其特征在于，共同處理工藝窗口是基于曝光范圍對聚焦深度的曲線圖的。
22.一種制造物理掩模的方法，所述方法包括設(shè)計集成電路；創(chuàng)建適用于集成電路一層的掩模設(shè)計數(shù)據(jù)；制造符合掩模設(shè)計數(shù)據(jù)的物理掩模；根據(jù)物理掩模的仿真晶片圖像和參考掩模的仿真晶片圖像來檢驗物理掩模，其中，參考掩模對應(yīng)于無缺陷的物理掩模；以及確定物理掩模是否通過檢驗。
23.如權(quán)利要求22所述方法，其特征在于，所述檢驗包括比較物理和參考掩模的仿真晶片圖像。
24.如權(quán)利要求23所述方法，其特征在于，所述檢驗進(jìn)一步包括根據(jù)比較步驟來確定缺陷嚴(yán)重程度的得分。
25.如權(quán)利要求23所述方法，其特征在于，所述檢驗進(jìn)一步包括根據(jù)物理掩模的仿真晶片圖像的第一特征來產(chǎn)生第一處理工藝窗口；根據(jù)參考掩模的仿真晶片圖像的第二特征來產(chǎn)生第二處理工藝窗口，其中，第二特征對應(yīng)于第一特征；以及根據(jù)第一和第二處理工藝窗口來確定共同處理工藝窗口。
26.如權(quán)利要求25所述方法，其特征在于，共同處理工藝窗口是基于曝光偏差對散焦的曲線圖的。
27.如權(quán)利要求25所述方法，其特征在于，共同處理工藝窗口是基于曝光范圍對聚焦深度的曲線圖的。
28.一種產(chǎn)生適用于掩模上的缺陷的缺陷嚴(yán)重程度得分的方法，所述方法包括提供對掩模的缺陷和第一特征的兩維分析，第一特征與缺陷接近；提供掩模的第一晶片圖像；以及提供晶片圖像的第二特征的缺陷分析，第二特征對應(yīng)于仿真的第一特征。
29.如權(quán)利要求28所述方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括識別掩模的無缺陷參考圖像的第三特征，其第三特征表示了第一特征；提供參考圖像的第二晶片圖像，該第二晶片圖像包括第四特征，該第四特征對應(yīng)于在仿真的第三特征；以及提供對第四特征的缺陷分析。
30.如權(quán)利要求29所述方法，其特征在于，所述提供對第二和第四特征的缺陷分析包括比較第二和第四特征的臨界尺寸。
31.如權(quán)利要求30所述方法，其特征在于，所述提供缺陷分析進(jìn)一步包括確定在不同曝光下的臨界尺寸的變化。
32.如權(quán)利要求31所述方法，其特征在于，所述提供缺陷分析進(jìn)一步包括確定在各種曝光下的最大臨界尺寸的變化。
33.如權(quán)利要求32所述方法，其特征在于，所述提供缺陷分析進(jìn)一步包括計算各種曝光下的相對最大臨界尺寸的變化。
34.如權(quán)利要求29所述方法，還進(jìn)一步包括提供在第一和第二晶片圖像之間的校正。
35.一種適用于分析在物理掩模上的缺陷的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括適用于從物理掩模產(chǎn)生掩模圖像和從參考掩模產(chǎn)生參考圖像的檢驗工具；適用于仿真來自掩模圖像的分檔器掩模圖像和來自參考圖像的分檔器參考圖像的晶片圖像發(fā)生器；以及適用于比較分檔器掩模圖像和分檔器參考圖像的缺陷可印刷能力分析發(fā)生器。
36.如權(quán)利要求35所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括臨界區(qū)域識別發(fā)生器適用于確定如果缺陷位于物理掩模的臨界區(qū)域中則臨界區(qū)域識別發(fā)生器向缺陷可印刷能力分析發(fā)生器提供輸出。
37.如權(quán)利要求35所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括位圖編輯器，適用于接收來自缺陷可印刷能力分析發(fā)生器的數(shù)據(jù)，并提供修復(fù)缺陷的建議。
38.如權(quán)利要求37所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括適用于響應(yīng)所建議修復(fù)的掩模修復(fù)工具。
39.如權(quán)利要求38所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括系統(tǒng)自動分析缺陷，并且掩模修復(fù)工具自動響應(yīng)所建議的修復(fù)。
40.如權(quán)利要求35所述系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)自動分析缺陷，并且缺陷可印刷能力分析發(fā)生器自動提供適用于缺陷的嚴(yán)重程度得分。
41.一種適用于產(chǎn)生物理掩模上的缺陷的缺陷嚴(yán)重程度得分的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生接近于缺陷的物理掩模上的特征的第一圖像和參考掩模上的特征的第二圖像的裝置；用于仿真第一圖像的第一晶片圖像和第二圖像的第二晶片圖像的裝置；以及用于根據(jù)第一和第二晶片圖像來產(chǎn)生缺陷嚴(yán)重程度得分的裝置。
42.如權(quán)利要求41所述系統(tǒng)，其特征在于，還進(jìn)一步包括適用于識別缺陷是否在臨界區(qū)域內(nèi)的裝置，其中，該識別裝置向產(chǎn)生缺陷嚴(yán)重程度得分的裝置提供數(shù)據(jù)。
43.如權(quán)利要求41所述系統(tǒng)，其特征在于，用于仿真的裝置包括適用于響應(yīng)多個平板印刷條件的裝置。
44.一種物理掩模，所述掩模包括根據(jù)對物理掩模的仿真晶片圖像和參考掩模的仿真晶片圖像的分析，改進(jìn)至少一個缺陷，所述參考掩模對應(yīng)于無缺陷物理掩模；以及根據(jù)對物理掩模的仿真晶片圖像和參考掩模的仿真晶片圖像的分析，至少有一個缺陷沒有被改動。
45.一種物理掩模，所述掩模包括根據(jù)對物理掩模的仿真晶片圖像的分析，改進(jìn)至少一個不規(guī)則；以及根據(jù)對物理掩模的仿真晶片圖像的分析，至少有一個不規(guī)則沒有被改動。
46.一種物理掩模，所述掩模包括根據(jù)對物理掩模的仿真晶片圖像和參考掩模的仿真晶片圖像的比較，改進(jìn)至少一個特征，其中參考掩模對應(yīng)于無缺陷物理掩模；以及根據(jù)對物理掩模的仿真晶片圖像和參考掩模的仿真晶片圖像的比較，至少有一個特征沒有被改動。
47.一種使用物理掩模制造的集成電路，所述集成電路包括根據(jù)對物理掩模的仿真晶片圖像和參考掩模的仿真晶片圖像的比較，改進(jìn)至少一個特征，所述參考掩模對應(yīng)于無缺陷物理掩模；以及根據(jù)對物理掩模的仿真晶片圖像和參考掩模的仿真晶片圖像的比較，至少有一個特征沒有被改動。
48.一種使用物理掩模制造的集成電路，所述集成電路制造步驟包括產(chǎn)生物理掩模的仿真晶片圖像；產(chǎn)生參考掩模的仿真晶片圖像，參考掩模對應(yīng)于無缺陷物理掩模；以及比較物理掩模和參考掩模的仿真晶片圖像。
49.用于分析第一掩模上的缺陷的計算機(jī)軟件，所述軟件包括用于產(chǎn)生第一掩模的仿真晶片圖像的手段；用于產(chǎn)生第二掩模的仿真晶片圖像的手段，第二掩模對應(yīng)于無缺陷的第一掩模；以及用于比較第一和第二掩模的仿真晶片圖像以分析缺陷的可印刷能力的手段。
50.如權(quán)利要求49所述計算機(jī)軟件，其特征在于，用于比較的手段包括用于產(chǎn)生缺陷的缺陷嚴(yán)重程度得分的手段。
51.如權(quán)利要求49所述計算機(jī)軟件，其特征在于，還進(jìn)一步包括用于根據(jù)可印刷能力提供對缺陷修復(fù)信息的手段。
52.如權(quán)利要求50所述計算機(jī)軟件，還進(jìn)一步包括用于根據(jù)缺陷嚴(yán)重程度得分來提供缺陷的修復(fù)信息的手段。
53.一種檢驗物理掩模的方法，所述物理掩模包括缺陷，所述方法包括下列步驟產(chǎn)生物理掩模的仿真晶片圖像；產(chǎn)生參考掩模的仿真晶片圖像，參考掩模對應(yīng)于無缺陷物理掩模；以及比較物理掩模和參考掩模的仿真晶片圖像，以提供缺陷的信息。
54.如權(quán)利要求53所述方法，其特征在于，所述比較包括產(chǎn)生缺陷嚴(yán)重程度的得分。
55.如權(quán)利要求53所述方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括將缺陷的信息傳遞給掩模修復(fù)工具。
56.如權(quán)利要求54所述方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括將缺陷嚴(yán)重程度的得分傳遞給掩模修復(fù)工具。
57.如權(quán)利要求53所述方法，其特征在于，參考掩模包括下列之一物理掩模的布局的仿真圖像；物理掩模的無缺陷區(qū)域，它具有的圖形基本與包括缺陷的區(qū)域相同；以及當(dāng)在制造中處理物理掩模時的物理掩模的仿真圖。
58.如權(quán)利要求53所述方法，其特征在于，所產(chǎn)生的物理掩模的仿真圖像補(bǔ)償在圖像采集期間所產(chǎn)生的圖像畸變。
全文摘要
使用物理掩模的仿真晶片圖像和無缺陷參考圖像以產(chǎn)生各個缺陷的嚴(yán)重程度的得分，從而向用戶提供有意義信息以準(zhǔn)確地評估使用所述掩模或修復(fù)所述掩模的結(jié)果?？梢愿鶕?jù)多種因素來計算缺陷嚴(yán)重程度的得分，這些因素可以涉及缺陷的相鄰特征的臨界尺寸的變化。也可以使用共同處理工藝窗口來提供有關(guān)缺陷可印刷能力的客觀信息。通過采用物理掩模的仿真晶片圖像可以對一些與掩模質(zhì)量有關(guān)的其它方面，例如，線邊緣粗糙度和觸點的圓角定量。
文檔編號G03F1/00GK1498418SQ02806995
公開日2004年5月19日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月20日
發(fā)明者L·卡伊, L·卡爾克林, L·龐, L 卡伊, 肆 申請人:數(shù)字技術(shù)股份有限公司