提供掩模缺陷可印刷能力分析的系统和方法

专利名称：提供掩模缺陷可印刷能力分析的系统和方法
技术领域：
讨论了提供一种适用于集成电路掩模的缺陷可印刷能力分析的检测。
背景技术：
掩模/标线缺陷为了能在半导体基片上制造集成电路(IC)，就必须将IC的物理表示能转移到图形工具上。然后，图形工具曝光将该图形转移到半导体基片上。掩模是在IC工艺中使用的标准图形工具。典型的，掩模都包括能够在单次曝光中转移到整个半导体基片(例如，晶片)上的图形。必须逐步和重复标线，另一种标准图形工具，来曝光整个基片表面。这里为了便于参考，术语“掩模”是指标线或掩模。
典型的掩模在具有铬涂层的石英平板上制成。一般来说，对于IC设计的每一层都产生一块掩模。特别是，把表示物理层(例如，多晶硅层和金属层)的IC布局数据文件的一部分蚀刻到铬层上。于是，每一个掩模都包括了表示它的对应层所要求的电路布局的图形。在高密度的IC中，掩模还可以包括光学接近校正(0PC)特征，例如，衬线，锤头，斜线，以及辅助条。这些OPC特征是用于补偿工艺的人工效应和/或接近效应的亚一分辨率特征。
在高密度IC设计中，IC制造的业内专业技术人员已经意识到使用提供原始设计布局的精确表示的掩模的重要性。不幸的是，“完美”的掩模在商业上不是可行的。事实上，即使在最佳的制造条件下，还会在控制工艺以外产生一些掩模缺陷。
掩模上的缺陷是偏离设计数据库的任何偏差(例如，一种不规则性)，这种偏差是检验工具或检测工程师所不能接收的。图1说明了检验集成电路的现有技术方法的流程图100。在步骤110，设计IC。在步骤112，创建掩模设计数据(例如，IC的布局)的数据文件。在步骤114中使用该数据来制造掩模。这时，在步骤116通过采用高分辨率显微镜扫描掩模的表面和采集掩模的图像来检验掩模。掩模中的不规则是以它们的位置列表来识别的。在一个实施例中，掩模具有相关的栅网图形，以及列表指出了不规则在栅网图形中所座落的方格。采用诸如KLA-Tencor和应用材料(Applied Materials)等公司所提供的专用设备/软件就能够进行这类检验和不规则识别。
为了能确定掩模是否能通过检验(步骤118)，专业检验工程师或半自动化检验装置重新审查在步骤116中识别到的不规则。值得注意的是，只有在制造者和使用者所设置的容差范围以外的不规则的特征才定为具有缺陷。如果发现了不规则并且在容差的范围以外，则在步骤128中确定所述掩模是否能够修复。如果所述掩模是能够修复的，则在步骤130中清理和/或修理掩模，并且处理就返回到检验掩模的步骤116。如果掩模不能够修复，则必须制造新的掩模，并且检验处理返回到步骤114。如果掩模通过检验，正如在步骤118中所确定的那样，则在步骤120中使用所述掩模曝光现行的晶片。
为了确保掩模已经能在晶片上产生所需要的图像，一般常在步骤122中对晶片本身进行检验。如果在检验步骤124中发现不规则且在确定的容差范围以外，则在步骤128中确定掩模是否能够修复。如果掩模是能够修复的，则在步骤130中清理和/或修复掩模，且处理返回到检验掩模的步骤116。如果所述掩模是不能够修复的，则必须制造新的掩模，检验处理就返回步骤114。如果发现了晶片上的不规则，但是确定是在容差的范围之内，则在步骤124中掩模通过检测，并且在步骤126结束检验处理。
不幸的是，上述处理具有许多明显的缺点。例如，自动检测装置主要以尺寸来测量容差。于是，如果在掩模上的针孔具有预定的尺寸，则自动检测装置就可能将针孔指定为缺陷，而不管它在掩模上的位置。相比之下，专业检测工程师可以根据他/她的经验水平使用其它、更加个性化的方法。特别是，经验丰富的工程师有能力来确定即使小于预定尺寸但在关键部位上的针孔是否对功能或性能产生负面的效应，因此应该定出其特征为缺陷；或者确定大于预定尺寸但并不在关键部位上的针孔是否不会对功能或性能产生影响。然而，这些技巧一定是根据经验随着时间而发展的。此外，类似于所有的人为活动，即使在培养了这批数量的技术人员之后，重新审查的质量依旧不可避免会发生变化。于是，定出不规则的特征的步骤趋向于产生误差。
上述过程的另一缺点是诱发错误的缺陷检测。例如，自动检验装置会错误地报告OPC或不完善的OPC特征作为缺陷。正如以上所提到的，OPC特征是用于补偿接近效应的亚-分辨率持特征的。因此，OPC特征一般是不会构成或缺陷的或对缺陷起作用。
掩模检验系统为了能着手于这些缺点，由Numerical Technologies公司所设计的掩模检验系统提供了掩模质量的评估，该评估不需要采取晶片的实际曝光。1998年8月7日提出的美国专利申请序列号No.09/130,996，题为“可视检验和验证系统”这里称之为“NTI系统”)描述了所述掩模检验系统，该专利由本文参考而合并于此。
图2说明了根据NTI系统检验掩模缺陷的处理工艺200。该处理工艺200采用检验工具202和晶片图像发生器209。在一个实施例中，检验工具202包括图像采集器203，一般来说，是一种高分辨率图像设备，可以用于扫描物理掩模201的全部和一部分。缺陷检测处理器204将图像采集器203所提供的掩模图像与一组潜在的缺陷标准进行比较，并确定包含潜在缺陷的掩模的区域。如果识别出潜在的缺陷，则缺陷检测处理器204就发信号给缺陷区域图像发生器205，以提供包括和环绕潜在缺陷的该区域的缺陷区域图像。
在一个实施例中，然后检验工具202向晶片图像发生器209提供缺陷区域图像数据206。在另一实施例中，该数据可以由数字化装置207进行数字化，且存储于存储设备208，然后，在较后的时间点处，该数据提供给晶片图像发生器209。在还有一个实施例中，该实施例分析了识别为潜在缺陷的区域和没有识别为潜在缺陷的区域两者，可以将图像采集器203所提供的扫描图像直接提供给晶片图像发生器209，或间接地通过数字化设备207和存储设备208提供给晶片图像发生器209。
晶片图像发生器209包括输入设备210，它可以直接接收按实时馈入的来自检验工具202的数据或者来自存储设备208的离线数据。图像仿真器211接收来自输入设备210的信息以及其它输入数据，例如，平板印刷的条件212。平板印刷条件212可以包括，但并不局限于，照明的波长，数值孔径，相干数值，散焦(其中，这里使用的术语“散焦”是指焦点平面的定位)，曝光水平，透镜象差，基片条件，以及所需的临界尺寸。使用这些输入，图像仿真器211能够产生晶片图像213，它可以用于模拟在晶片上曝光的物理掩模201。图像仿真器211也可以产生仿真处理窗口214，以及性能输出215。在一个实施例中，图像仿真器211还考虑了光刻胶和/或蚀刻处理，正如方框216所示。
尽管处理工艺200通过仿真晶片图像213向用户提供了有价值的信息，例如，用户仍必须审查该信息来确定将采取的适当的操作(例如，修复掩模或制造新的掩模)。于是，处理工艺20可能发生人为的差错。因此，产生了对掩模检验系统和处理工艺的一种需求，所述处理工艺提供掩模缺陷可印刷能力和掩模质量的客观正确测量。

发明内容
提供了适用于分析缺陷可印刷能力的系统和方法。在该分析中，检验了物理掩模和对应的无缺陷参考图像。在一个实施例中，无缺陷参考图像可以是下列中的一种可以是在制造的处理工艺中的物理掩模的布局的仿真图像，具有相同图形的物理掩模的无缺陷区域，或者物理掩模的仿真图像。
该检验可识别与参考图像相比较的物理掩模的任何缺陷，即，不规则。如果识别出缺陷，则向晶片图像发生器提供物理掩模的缺陷和环绕缺陷区域的缺陷区域的图像(以及参考图像的对应的区域图像)。晶片图像发生器产生图像数据的仿真，即，适用于物理掩模和参考掩模的图像数据的仿真。
在一个实施例中，晶片图像发生器能够接收多个平板印刷的条件。这些条件包括所指定的平板印刷条件的数据和在用户曝光物理掩模条件下的系统参数数据。这类数据能够包括例如，在系统中所使用的照明的波长()，系统的数值孔径(NA)，系统的相干数值()，照明类型(即，离轴或环形)，散焦，曝光水平，透镜象差，基片条件，以及设计的临界尺寸(CD)。在一个实施例中，每一个参数能够包括数值的范围，从而允许晶片图像发生器产生基于在各种不同组合中可能的平板印刷条件范围的多个仿真。
可以下列方式对高度非线性的亚波长产生流，进行补偿。特别是，为了能提高在亚波长技术中晶片图像的准确度，晶片图像发生也能够接收一个或多个转换因子。转换因子可以根据掩模的特征(例如，孤立线，高密度组合的线，以及触点)而变化。转换因子也可以根据制造处理工艺，包括各步骤的参数和光刻胶的某些方面来变化。
在一个实施例中，可以使用晶片图像发生器来仿真在测试掩模上所提供的测试图形。测试图形可以包括变化宽度的孤立线，变化宽度的高密度组合线，以及各种尺寸的触点。并且对于在仿真晶片图像中的每个测试图形，能够指出包括临界尺寸(CD)中的任何变化的缺陷的分析的。值得注意的是，正如本文所使用的，CD是特殊位置的测量和计算的尺寸，它可以是一维或两维的。各个特征的转换因子都能够从该信息而准确地计算。此外，可以使用各种处理工艺(即，平板印刷条件)提供任意数量的仿真，以获得适用于这些制造处理工艺的转换因子。在平板条件中也可以包括掩模拍摄的特殊偏差，从而进一步提高该实施例所产生的转换因子的准确度。
提供转换因子的这个方法具有非常高的成本有效性，因为它消除了与印刷晶片有关的成本以及用于该晶片制造的时间。此外，因为采用了仿真环境，在实际制造之前的优化系统参数中，所述方法提供了明显的灵活性。
根据一个实施例，缺陷可印刷能力分析发生器接收物理掩模的仿真晶片图像和来自晶片图像发生器的参考图像。在一个实施例中，两个仿真的晶片图像在预处理操作中对准。可以使用掩模中的无缺陷图形或使用掩模中的坐标来进行该对准。当对准这些图形或坐标时，也对准了这些掩模(以及这些掩模的晶片图像)所提供的特征。
在对准了之后，就能够进行两维分析。在两维分析中，可以识别出在物理掩模的仿真晶片图像中的缺陷和参考掩模的仿真晶片图像中的对应区域。于是，就可以识别出物理掩模仿真晶片图像中的近似缺陷的任何特征(或相邻特征)。在一个简单的实施例中，在缺陷的预定距离内的任何特征都可以识别成相邻特征。在另一实施例中，缺陷的尺寸和离开相邻性能特征的缺陷距离可与设计规则表中的测量数值相比较。设计规则表可以识别出，各种缺陷的尺寸(或尺寸的范围)，离开缺陷的最大距离，其中，如果该特征位于小于相邻缺陷的最大距离处，则该特征就是相邻特征。最后，任何识别的相邻特征都位于参考掩模的仿真晶片图像上。
这时，就能进行对仿真晶片图像的缺陷分析。缺陷分析包括确定平均CD偏差(ACD)，相对CD偏差(RCD)，和最大CD偏差(MCD)。为了计算ACD，就要从参考掩模的仿真晶片图像上的对应特征的CD中减去物理掩模的仿真晶片图像中无缺陷特征的CD。然后，该差值除以参考掩模的仿真晶片图像上的对应特征的CD。这一计算产生了仿真晶片物理图像与仿真晶片参考图像之间的CD偏差(即，用于以后计算的定标因子)。为了能获得更大的精度，可以分析多个无缺陷区域，以提供无缺陷区域的ACD。在一个实施例中，是对每一次曝光计算ACD。
为了能计算相对CD偏差(RCD)，从对应于物理掩模仿真晶片图像特征的CD中减去参考掩模仿真晶片图像中所识别的相邻特征的CD。值得注意的是，该特征可以是一维的，例如，线段或间隔；或者是两维的，例如，接触孔，叠片，支柱、衬线，或某些其它基于区域的结构。然后，该差值除以参考掩模仿真晶片图像上的对应特征的CD。在一个实施例中，可以对每一个相邻特征和对每一次曝光都计算RCD。然后，能够对各次曝光水平确定RCD中的最大CD偏差(MCR)。
根据一个实施例，缺陷可印刷能力分析发生器也能够接收来自临界区域识别发生器的信息。临界区域识别发生器向缺陷印刷能力分析发生器提供信息，该信息识别指定临界区域的各个掩模区域的信息，例如，栅极，它需要较高等级的精度来保证在最终IC器件中的合适性能。该信息被称之为CD偏差的容差(TCD)。在临界区域中的缺陷一般会具有比在非临界区域中的缺陷低的TCD。
根据一项特征，可以使用平均CD偏差(ACD)，最大CD偏差(MCD)，适用于CD偏差的容差(TCD)，表示所使用曝光的总数量的可变的N来计算缺陷严重程度的得分(DSS)。一个适用于计算该缺陷严重程度得分的示例公式为DSS=(3/N)×Σ1N(MCDi-(ACDi/3))/TCD]]>在一个实施例中，缺陷印刷能力分析发生器输出DSS，它可以在影响报告中具有从1至10的缩放比例。该影响报告可以用于减小在缺陷可印刷能力分析中的人为差错。例如，也许预定的DSS得分能够表示可印刷特征(正如检验系统所仿真的那样)具有明显的性能结果，但是物理掩模的修复也是可能的。另一方面，也许比上述更高的DSS得分不仅能够表示性能结果，还可以推荐重新制造物理掩模。于是，通过提供与各个数值相关含义的数值结果，技术员能够有效的进行并且不会对下一操作产生任何误差，例如，物理掩模的修复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够使用各种处理工艺窗口作客观的评价。所说明的处理工艺窗口可以由散焦与曝光偏差的图形或聚焦深度与曝光的曝光范围的曲线图来提供。在这些曲线图中的曲线表示了包括缺陷的区域以及无缺陷的区域。在这些曲线范围内的最大矩形就是曝光的散焦窗口，其中，共同处理工艺窗口是多个曝光散焦窗口的交叉部分。在共同处理工艺窗口中的聚焦和曝光数值产生了例如CD之类在容差范围内的承受特征，而在共同处理工艺窗口以外的聚焦和曝光数值可产生在容差以外的承受特征。于是，分析与特征有关的处理工艺窗口就能够基于缺陷的接近程度提供确定该特征的可印刷能力的客观手段。在一个实施例中，缺陷可印刷能力分析发生器能够确定在物理掩模和参考掩模所提供的特征的共同处理工艺窗口，并且在影响报告中提供该信息。
有利地使影响报告来分析在物理掩模上进行的修复。特别是，使用该影响报告(或该报告的一部分)，位图编辑器能够指示对物理掩模所进行的可能的校正，以消除或明显减小一个或多个缺陷的效应。然后，位图编辑器能够输出包括了这些校正(修复好的掩模)的仿真掩模。
接着，检验工具可以检验修复的掩模，并且晶片图像发生器可以使用修复的掩模来产生新的仿真晶片图像和新的影响报告，该报告指示了在修复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，则位图编辑器能够直接向用于物理掩模修复的掩模修复工具提供校正信息。如果用户希望对不同参数进行另外的优化和分析，则可以重复上述处理工艺，直至认为校正在可接收的范围内或者位图编辑器指示所希望的结果不可能通过采用修复物理掩模来获得。
在一个实施例中，位图编辑器也能够指示优化掩模写入的策略，例如，识别用于一定缺陷的一定的工具。另外，位图编辑器可以接收指示用户时间和成本限制的输入，从而允许位图编辑器可根据这些用户参数来优化修复的处理工艺。在本发明的还有一个实施例中，位图编辑器能够用于向晶片修复工具提供信息。特别是，位图编辑器能够包括将修复掩模的效能与修复晶片的效能进行比较的程序。
可以对单个缺陷和多个缺陷进行缺陷可印刷能力分析。在一个实施例中，检验工具和晶片图像发生器能够自动提供与物理掩模上所发现的所有缺陷有关的输出。于是，最终影响报告可以包括所有缺陷的缺陷严重程度得分。
另外，如果希望，影响报告可以只包括在一定数值以上的缺陷严重程度的得分。其次，也可以将裁减过的影响报告提供给位图编辑器以及接着提供给掩模修复工具。因此，检验系统就能够包含着完整的自动缺陷检测和校正处理工艺，从而可以明显地减少用于分析和修复(如果有适当的话)掩模的时间。
缺陷可印刷能力分析也消除了评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特征进行印刷(正如由仿真晶片图像所确定的)，则当确定CD变化时，缺陷分析的缺陷能够指示该误差。于是，通过消除任何与OPC特征有关的复杂的设计规则检验系统就能确保采用迅速可靠和正确的方法来识别对OPC特征具有负面影响的缺陷。


图1说明了掩模检验处理工艺的原有技术。
图2说明了众所周知的由Numerical Technologies有限公司开发的掩模检验处理工艺和系统。
图3说明了使用多个掩模分析缺陷的方法。
图4A和4B说明了基于缺陷相对于掩模上各种特征关系的位置来分析缺陷。
图5说明了掩模检验的处理工艺和系统。
图6说明了产生准确转换因子的一种方法。
图7说明了产生准确转换因子的另一种方法。
图8A-8C说明了与缺陷可印刷能力分析发生器有关的计算机实施程序的各种特征。
图9A和9B分别说明了部分物理掩模和部分参考掩模。
图10A(1-3)说明了适用于三种曝光的图9A所示的物理掩模的无缺陷区域的仿真晶片图像。
图10B(1-3)说明了适用于三种曝光的图9B所示的参考掩模的无缺陷区域的仿真晶片图像。
图11A(1-3)说明了适用于三种曝光的图9A所示的物理掩模的缺陷区域的仿真晶片图像。
图11B(1-3)说明了适用于三种曝光的图9B所示的参考掩模的缺陷区域的仿真晶片图像。
图12A说明了包括特征和接近于特征的缺陷的掩模。
图12B说明了适用于图12A的特征尺寸对散焦的曲线图。
图12C说明了适用于图12A的特征的曝光偏差对散焦的曲线图，和共同处理窗口的图形。
图12D说明了适用于图12A的特征的曝光范围对聚焦深度的曲线图。
图13A说明了包括特征和接近特征的缺陷的掩模，其中，该缺陷大于图12A的缺陷。
图13B说明了适用于图13A所示特征的特征尺寸对散焦的曲线图。
图13C说明了适用于图13A所示特征的曝光偏差对散焦的曲线图。
图13D说明了适用于图13A所示特征的曝光的曝光范围对聚焦深度的曲线。
图14A说明了包括特征的掩模，所述特征具有整体地形成在其上的缺陷。
图14B说明了适用于图14A所示特征的特征尺寸对散焦的曲线图。
图14C说明了适用于图14A所示特征的曝光偏差对散焦的曲线图。
图14D说明了适用于图14A所示特征的曝光范围对聚焦深度的曲线图。
图15A说明了包括具有对其上整体地形成缺陷的特征的掩模，其中，该缺陷大于图14A的缺陷。
图15B说明了适用于图15A所示特征的特征尺寸对散焦的曲线图。
图15C说明了适用于图15A所示特征的曝光偏差对散焦的曲线图。
图15D说明了适用于图15A所示特征的曝光范围对聚焦深度的曲线图。
图16A说明了包括触点(或通孔或支柱)的掩模。
图16B说明了适用于图16A所示触点的特征尺寸对散焦的曲线图。
图16C说明了适用于图16A所示触点的曝光偏差与散焦的图形。
图16D说明了适用于图16A所示触点的曝光偏差对聚焦深度的曲线图形。
图17A说明了包括具有明显临界尺寸(CD)的触点(或通孔或支柱)的掩模。
图17B说明了适用于图17A所示触点的特征尺寸对散焦的曲线图。
图17C说明了适用于图17A所示触点的曝光偏差对散焦的曲线图。
图17D说明了适用于图17A所示触点的曝光范围对聚焦深度的曲线图。
图18A说明了掩模修复处理工艺和系统。
图19A说明了简化的布局，该布局显示了具有不可能展现临界尺寸变化的、线边缘粗糙度的线。
图19B说明了简化的布局，其中，确定线边缘粗糙度。
图20A和20B说明了简化的布局，其中，确定了角的倒角和/或对称。
附图的详细说明介绍根据检验系统/处理工艺，所有不规则，即，潜在的缺陷，都具有实际缺陷的特征。在一个实施例中，提供了各个缺陷的严重程度的得分，从而向用户提供有意义的信息，以便于正确地评估是使用所述掩模或修复所述掩模的结果。缺陷严重程度的得分是基于与缺陷接近的特征的临界尺寸的变化有关的多个因子来计算的。在另一个实施例中，处理窗口可以用于提供与掩模缺陷可印刷能力有关的客观信息。与掩模质量有关的一些其它方面，例如，线边缘粗糙度和触点角的倒角，也都能够用数量表示的。
IC的布局识别临界区域图3说明了便于识别IC的临界区域的特征。特别是，简化的处理工艺300包括识别在掩模中的缺陷和使用至少一个其它掩模来确定在临界区域中是否存在着缺陷。例如，掩模301表示在IC中的一层的多晶硅区域310。在多晶硅区域310中，可以识别出两个缺陷304和305。值得注意的是，这两个缺陷的尺寸是相同的。掩模302表示在IC中的另一层的扩散区域311。
处理工艺300包括确定与各种掩模(例如，掩模301和302)中的特征有关的缺陷尺寸和位置。例如，当相对于掩模301上的多晶硅区域310单独地观察时，采用现有技术的检验设备就很难确认缺陷304和305为缺陷，因为现有技术一般通过尺寸来确定缺陷。相反，处理工艺300，除了尺寸以外，还考虑了缺陷304和305的位置与掩模302上提供的扩散区域311的关系。特别是，处理工艺300使用来自各种掩模的信息来识别IC的临界区域。组合的IC布局303将多晶硅区域310和扩散区域311的重叠区域识别为临界区域306。作为成品IC的关键性能，临界区域306，即，栅极，就要求高精确度来确保在成品IC器件中的晶体管的合适性能。于是，通过分析其中的多个掩模以及其特征，就难于确定缺陷305具有缺陷的特征，因为该缺陷很小且在非临界区域中(例如，互连区域)，反之，即使缺陷305很小但因为它在IC的临界区域(例如，栅极)中，则该缺陷实质上具有缺陷的特征。
正如以下要详细讨论的那样，在临界区域中的缺陷一般都具有比非临界区域中的缺陷具有更高的缺陷严重程度的得分。
CD变化识别缺陷和相邻特征图4A说明了一个简化的掩模400，它表示在IC中一层的各种多晶硅的特征。掩模400包括三个缺陷401，402和403，这些缺陷可能会影响相邻的多晶硅特征404和405。在该实例中，假定缺陷401，402和403在尺寸上都是相同的。
一般来说，在密集区域中的缺陷比在非密集区域中的缺陷具有更大的影响。于是，假定距离X小于距离Y，则在位于离开距离X的特征定义的区域中的缺陷会比位于离开距离Y的特征所定义的区域中的缺陷具有更大的可印刷能力的影响。但是，这一普遍的原则也存在着明显的限制。
参考图4B，可根据缺陷相对于相邻特征的位置来分析各个缺陷。例如，假定缺陷401位于离开特征405的距离为d1(A)和离开特征404的距离为d1(B)的位置上，其中距离d1(A)与距离d1(B)基本相等。进一步假定缺陷403位于离开特征405的距离为d2(A)和离开特征404的距离为d3(B)的位置上，其中距离d3(A)与距离d3(B)基本相等。在该实例中，缺陷401比缺陷403在掩模400上具有更大的可印刷能力。因此，普遍的规则施加于缺陷401和403。
然而，掩模400也包括了位于离开特征405的距离为d2(A)(例如，零)和离开特征404的距离为d2(B)处的缺陷402。在这种情况下，缺陷402可以对特征405具有比缺陷401更大的可印刷能力影响。此外，缺陷402也可能对特征404具有比缺陷403更小的可印刷能力影响。于是，局限于特征空间的普遍规则就不能提供可印刷能力影响的准确指示。
该问题的一种可能的解决方法是测量从各个缺陷(诸如各个缺陷401，402和403)到相邻特征的距离(诸如d1，d2和d3)。这些距离与缺陷尺寸测量的组合可以成为多个具有可印刷能力影响的设计规则的因子。然而，该分析的计算强度大，从而增加了向用户提供有意义的信息所需的时间。此外，即使已知缺陷的尺寸以及到相邻特征的缺陷的距离，但是只通过掩模的检验不能充分预测相邻特征上的缺陷的实际影响。
缺陷可印刷能力的分析因此，根据一个实施例来分析有限数量的变量。在一个实施例中，这有限数量的变量可以包括掩模的临界尺寸(CD)。特别是，由于缺陷的接近性而发生的特征中的任何CD变化确定的。为了能分析这些CD的变化，可以仿真掩模的图像，正如参考图5所描述。
图5说明了适用于分析缺陷可印刷能力的处理工艺500。在处理工艺500中，可以使用检验工具502来分析物理掩模501A和参考掩模501B。在一个实施例中，参考掩模501B可以是与物理掩模501A具有相同布局，但是没有缺陷的物理掩模。在另一个实施例中，参考掩模501B可以是来自物理掩模501A的布局的仿真图像。
在一个实施例中，检验工具502包括图像采集器503，用于对物理掩模501A的所有部分或一部分以及参考掩模501B的相对应部分进行扫描。图像采集器503可以包括高分辨率图像设备，例如，高分辨率光学显微镜，扫描电子显微镜(SEM)，聚焦离子束，原子力显微镜，或近场光学显微镜。图像采集器503也可以包括接口设备，用于使来自成像设备的图像信息数字化。在一个实施例中，接口设备包括CCD摄像机，它产生表示图像的灰度位图像。
缺陷检测处理器504比较图像采集器503所提供的物理掩模501A和参考掩模501B的图像，并且识别物理掩模501A的任何缺陷。在一个实施例中，缺陷检测处理器504包括计算机，所述计算机运行用于扫描掩模501的指令程序。如果识别出缺陷，则缺陷检测处理器504向图像发生器505发出信号，以提供来自物理掩模501A的缺陷和环绕该缺陷区域的图像以及来自参考掩模501B所对应区域的图像。图像发生器505也能提供来自两个掩模501的无缺陷区域的图像。在一个实施例中，图像发生器505能够提供包括有缺陷区域和无缺陷区域的两者的图像。为了便于以下详细描述缺陷可印刷能力的分析，这些缺陷和无缺陷区域的坐标可以与所产生的区域图像数据一起发送。值得注意的是，如果提供参考掩模501B作为仿真布局以及如果要产生物理掩模501A的完整图像，则能够把参考掩模501B的仿真布局文件直接提供给图像发生器505，正如线506B所指示。
在一个实施例中，检验工具502然后将来自物理掩模501A和参考掩模501B的两种区域图像数据以实时数据馈送的方式提供给晶片图像发生器509，正如线506D所指示。在另一实施例中，该数据由数字化设备507进行数字化，存储在存储设备508中，然后在最后时间点处提供给晶片图像发生器509。存储设备508能够以诸如Windows BMP之类的格式在任意类型的适合的媒介中存储该数字化信息，其中媒介可以包括计算机硬盘驱动器，CDROM和服务器。在以整体来分析物理掩模501A的再一个实施例中，可以把由图像采集器503所提供的扫描图像直接提供给图像发生器505，正如线506A所指示的，或者直接提供给数字化设备507，正如线506C所指示的。
晶片图像发生器509包括输入设备510和图像仿真器511。输入设备510一般可包括从检验工具502和/或从存储设备508读取图像数据类型的硬件，例如，任何已知的，由MatroxTM，MeteorTM或者PulsarTM等提供的数字化图像取集器(适用于实时数据输入)。在一个实施例中，图像仿真器511包括在适当平台上以200MHz运行Windows/Dos的计算机实施程序，其中平台可包括至少具有64MB存储器的个人计算机或工作站。图像仿真器511接收来自输入设备510的图像数据，并且产生图像数据的仿真，即，适用于物理掩模510A和参考掩模501B的。在这里参考这些仿真都作为晶片图像(Phy)(适用于物理掩模)517A和晶片图像(Ref)(适用于参考掩模)517B。
在一个实施例中，图像仿真器511还接收多个平板印刷条件512，这些条件包括指定平板印刷条件的数据和用户对物理掩模501A进行曝光所依靠的系统参数。这类数据可以包括例如，在系统中所使用的照明的波长()，系统的数值孔径(NA)，系统的相干数值()，照明类型(例如，离轴或环形)，散焦，曝光水平，透镜的象差，基片条件，以及设计的临界尺寸(CD)。在一个实施例中，每一个参数能够包括数值的范围，从而允许图像模拟器511根据在不同组合中可能的平板印刷条件范围而产生多个仿真。例如，这可以采用具有不同类型分布(诸如高斯分布)的蒙特卡洛仿真来进行。于是，晶片图像(Phy)517A和晶片图像(Ref)517B可以表示仿真图像，如果在与平板印刷条件512相同的条件下进行光学平板曝光，则物理掩模501A和参考掩模501B(和其中一部分)将产生所述仿真图像。
转换因子对于上述(或接近)的波长设计而言，一般通过相同的因子同时对在布局中使用的特征的设计规则进行定标。在有些规则不能像其它规则一样快的地定标的情况下，可以对数据库进行一般能在相当短的时间内执行的最小改动。然而，相反，在亚波长制造流程中的制造步骤是非线性较大的。特别是，任何掩模的误差都可能在晶片上的印刷图形中被放大，结果对成品器件的性能产生负面影响。
因此，为了能提高在亚波长技术中晶片图像517的准确度，根据一个实施例，图像仿真器511也能够接收转换因子513。在一个实例中，把转换因子称为掩模误差增强因子(MEEF)。
如果转换因子是“已知”的，则可以进行转换因子和掩模CD的乘法。当前，“已知”转换因子一般是理论估计值。然而，由于多种原因，这些理论估计值可能是不准确的。首先，正如由应用程序所识别的那样，转换因子可以根据掩模的特征而变化。例如，孤立线的转换因子可以不同于高密度组合线的转换因子。此外，触点的转换因子可以不同于孤立线或高密度组合线的转换因子。其次，例如，除了在掩模上的设计结果以外，包括分档器和光刻胶的制造处理工艺的所有方面，能够影响掩模上的特殊特征的转换因子。因此，不计及设计结果和处理工艺参数的理论评估来本就是不准确的。
另外一种选择是，如果理论评估是不准确的，则能够制造实际晶片并且在晶体上使用SEM可以测量器件CD，以确定转换因子。然而，该处理工艺一般包括印刷和测量数十个或甚至数百个掩模的特征，以测量和计算转换因子。因此，该处理工艺是非常昂贵的，并且因此而在商业上是不可行的。
对上述问题可以提供许多成本有效的解决方法。图6说明了一种产生准确转换因子的方法600。在方法600中，在步骤601可以提供测试掩模上的测试图形。该测试图形可以包括变化宽度的绝缘线、变化宽度的高密度组合线以及各种尺寸的触点。此时，在步骤602中，可以印刷单个晶片。在步骤603中可以注意到晶片的各个测试图形中包括CD中的任何变化的缺陷分析。在步骤604中可以从该信息准确地计算出各个特征的转换因子。也可以使用各种处理工艺来印刷有限数量的其它晶片，以获得这些制造处理工艺的转换因子。
值得注意的是，从测试掩模印刷的晶片还包括车间指定的信息，该信息也会影响转换因子。特别是，处理工艺变量可以是或者一般从一个车间到另一个车间变化。该变量能导致晶片上的某些CD的变化，这一般采用工业中的术语“偏差”。如上所述，通过在车间中印刷晶片或有限数量的晶片和使用测试掩模，用户可以验证该车间所发布的偏差或单独地确定车间的偏差。
测试具有上述测试图形的掩模向用户提供了准确的转换因子以及车间的偏差，从而允许用户能潜在地补偿不可接受的CD变化(一般是在设计处理工艺中，或在掩模校正操作(将在以下作更详细的描述)中，或通过选择不同的车间)。
图7说明了另一种产生准确转换因子的方法700。在方法700中，在步骤701中，能够在测试掩模上提供测试图形。类似于方法600，该测试图形也可以包括变化宽度的孤立线，变化宽度的高密度组合线，和各种尺寸的触点。这时，可以在步骤702中使用图像仿真器511(图5)来仿真来自测试掩模的晶片图像。可以注意到，在步骤703中，可以注意到仿真晶片图像上的各个测试图形中包括CD中的任何变化(将在下文中作更详细的解释)的缺陷分析。在步骤704中，可以从该信息准确地计算出各个特征的转换因子。值得注意的是，可以使用各种处理工艺(例如，平板印刷条件512)来仿真任意数量的其它掩模，以获得适用于这些制造处理工艺的转换因子。还值得注意的是，还可以把参考图6所描述的车间偏差包括在平板印刷条件512，从而进一步提高由该实施例所产生的转换因子的准确。
方法700具有非常高的成本效率，因为它消除了与印刷晶片有关的成本以及制造晶片所需要的时间。此外，因为仿真环境，方法700在实际制造之前优化系统参数方面提供了显著的灵活性。
图像仿真通过使用施加于集成电路图形的Hopking模型的简化版来图像仿真器511近似于光学平板刷的处理工艺。在该简化版本中，Hopking模型可视为多个施加于输入数据的低通滤波器。添加来自这些低通滤波器的输出图像。以产生仿真的图像(即，仿真的晶片(Phy)图像517A和仿真的晶片(Ref)图像517B)。在美国专利序列号No.09/130,996中提供了与图像仿真器511所使用的Kopking模型有关的其它信息，因此本文就不再作更详细的描述。
缺陷严重程度得分的计算缺陷可印刷能力分析发生器515接收来自图像仿真器511的仿真晶片图像517。发生器515包括在适当的平台上以200MHz运行Windows/DOS的计算机实施程序，所述平台诸如具有至少64MB存储器的个人计算机或工作站。在一个实施例中，图像仿真器511和发生器515在相同的平台上运行。
图8A-8C说明了与发生器515有关的计算机实施程序的各种特征。图8A表示了产生缺陷严重程度得分的方法800，所述方法包括预处理步骤810，两维分析步骤820，缺陷分析步骤830，以及临界区域指定步骤840。
在预处理步骤810中，对准仿真晶片(Phy)图像517A和仿真晶片(Ref)图像517B。对准可以使用无缺陷图形(假定仿真图像517包括缺陷和无缺陷两区域)或由图像发生器505所提供的适用于缺陷/无缺陷区域(以及后续发送到输入设备510，图像仿真设备511，以及最终到缺陷可印刷能力分析515)的坐标来进行对准。当对准这些图形/区域时，也对准了在仿真图像517所提供的特征。
在对准之后，可以进行两维分析步骤820。特别参考图8B，该图更详细地描述了两维分析步骤820，在步骤821中识别出仿真晶片(Phy)图像517A上的缺陷。然后，在步骤822中，识别出在仿真晶片(Ref)图像517B上的对应区域。值得注意的是，图像发生器505所提供的坐标可以用于识别步骤821和822。在步骤823中，识别在仿真晶片(Phy)图像517A上最接近缺陷的任何特征(也称之为相邻特征)。最终，在步骤824中，可以识别出在仿真晶片(Ref)图像517B上的对应的特征。
值得注意的是，术语“最接近的”可以指CD中的变化的任何特征作为缺陷的接近度的结果。然而，在一个简单的实施中，在缺陷的预定距离以内的任何特征都可以作为相邻特征来识别。在另一个实施例中，将缺陷的尺寸(可以在步骤821中确定)和缺陷离开相邻特征的距离(可以在步骤823中确定)与设计规则表中的测量值相比较。对于各个缺陷的尺寸(或尺寸的范围)，该设计规则表能够识别，离开缺陷的最大距离，其中如果特征所在的位置小于离开缺陷的最大距离，则定该特征的特征为相邻特征。
在两维分析之后，就可以进行缺陷分析步骤830。在缺陷分析中，分析无缺陷区域，以计算出平均CD偏差(ACD)(下文将进一步详细解释)，以及分析缺陷区域，以计算出相对CD偏差(RCD)(下文也将进一步详细解释)。值得注意的是，可以按任意次序来进行ACD和RCD的计算。图8C更详细地描述了缺陷分析步骤830。特别是，在步骤831中，测量了在仿真晶片图像517上的无缺陷区域中的一个或多个特征的CD以及在仿真晶片图像517上的缺陷区域中的任何相邻特征的CD。
为了能确定ACD，首先是从仿真晶片图像(参考掩模)517B上的对应无缺陷特征的CD中减去仿真晶片图像(物理掩模)517A上的一个无缺陷特征的CD。然后，将该差值除以在仿真晶片图像(参考)517B上相同的无缺陷特征的CD。为了提高ACD计算的准确度，可以分析多个特征。特别是，可以加上N个ACD，然后除以N，其中，N是大于或等于1的整数。例如，如果分析了两个特征，则可以采用下列公式来计算ACD[(CD(R1)-CD(P1)/CD(R1)]+[(CD(R2)-CD(P2)/CD(R2)]/2式中，R表示参考掩模的仿真晶片图像以及P表示物理掩模的仿真晶片图像。值得注意的是，对于不同的无缺陷特征或对于相同的无缺陷特征都能够确定ACD。例如，在一个实施例中，典型的栅极可以在栅极宽度上(并行于FET沟道的片)每间隔2nm切开。值得注意的是，可以使用由KLA-Tencor，AppliedMaterials，LaserTech，或者任何其它标线检验/计量工具销售商所提供的标准掩模检验设备来进行CD评估。
在一个实施例中，可以使用不同的曝光来提供适用于每一个特征的多个ACD。值得注意的是，所使用的曝光可以是数值的范围，该数值偏离在实际制造处理工艺中所使用的曝光等级，从而可以向用户提供与最坏情况下的结果有关的有价值的信息。还要注意的是，这类曝光条件一般都包括在能够仿真的平板印刷条件512中(图5)。因此，再参考图8C，在步骤832可以计算各次曝光的ACD。
在步骤833中，计算在每次曝光中的各个可识别相邻特征(正如在仿真图像的缺陷区域中可识别)的相对CD偏差(RCD)。例如，每次曝光而言，从仿真晶片图像901(P)上的缺陷区域901(P)中的相同特征(在该情况下，904(P))的CD中减去仿真晶片图像901(R)的缺陷区域901(R)的可识别相邻特征(例如，904(R))的CD。然后该差值除以仿真晶片图像901(R)的可识别相邻特征的CD(即，(CD(P)-CD(R))/CD(R)。最后，在步骤834中，可以对各次曝光确定可识别相邻特征的最大RCD(MCD)。
正如参考图3所描述的那样，在临界区域中的特征(例如，栅极)需要高度的精度来确保在成品IC器件中的晶体管的适当性能。于是，通过分析多个掩模和其特征，因为缺陷很小且在非临界区域(例如，互连)中，所以可以把缺陷的特征定为非实质性的，而即使缺陷很小，但在因为它在IC的临界区域(例如，栅极)中，则可以把该缺陷的特征定为实质性的。
参考图5，缺陷可印刷能力分析发生器515也接收临界区域识别发生器514的信息。临界区域识别发生器514能够包括任何标准图形识别工具(硬件和软件两者)来分析用于制造IC的，类似于物理掩模501A那样的物理掩模。与所使用的特殊工具无关，临界区域识别发生器514向缺陷可印刷能力分析发生器515提供了识别指定临界区域的各个掩模的信息。采用该信息，缺陷可印刷能力分析发生器515就能够在步骤840中确定该缺陷是否位于临界区域内(图8A)。
在临界区域中的缺陷一般对相对CD的变化都具有较低的容差。在一个实施例中，可以通过查询表来提供CD变化的容差(TCD)。该查询表可以包括由掩模质量控制工程师基于他的经验和各种掩模的指标所确定的数值。例如，临界区域可以具有接近3％至5％之间的TCD范围，而具有非常少的特征的非临界区域可以在接近10％至15％之间的TCD范围内。在一个实施例中，临界区域ID发生器514能够包括该查询表。
公式1提供了用于确定缺陷严重程度得分的说明性的计算。值得注意的是，公式1包括以上已经详细描述的ACD，MCD和TCD变量，以及还包括表示特殊曝光的变量i和表示分析的曝光总数量的变量N。
DSS=(3/N)×Σ1N(MCDi-(ACDi/3))/TCD]]>公式1图9A说明了物理掩模的一个示例部分900(P)。部分900(P)包括缺陷区域901(P)和无缺陷区域902(P)。以类似的方式，图9B说明了对应于部分900(P)的参考掩模的部分900(R)。部分900(R)包括缺陷区域901(R)和无缺陷区域902(R)。
通过在预处理步骤810中使用坐标或无缺陷图形，就能够对准在仿真晶片图像中的这些部分/区域的对应位置。特别是，例如，能够对准无缺陷区域902(P)和902(R)的仿真晶片图像。以类似的方式，能够对准缺陷区域901(P)和901(R)的仿真晶片图像。一旦对准了区域901和902，也就对准了在仿真晶片图像中的特征。于是，例如，可以在预处理步骤810中，采用缺陷区域901(R)的特征904(R)和905(R)来对准缺陷区域901(P)的特征904(P)和905(P)。
在两维分析步骤820中，可以识别掩模部分901(P)的仿真晶片图像的缺陷。在该实施例中，箭头指向着缺陷区域901(P)中的缺陷903。然后，识别出特征904(P)和905(P)，作为会受到缺陷903影响的相邻特征。最后，可以识别掩模部分901(R)的仿真晶片图像上任何对应的特征。在该例子中，识别出特征904(R)和905(R)。
这时，就能进行缺陷分析步骤830。图10(A(1)-A(3)和B(1)-B(3))和图11(A(1)-A(3))和B(1)-B(3)说明了缺陷严重程度得分计算应用于部分900(P)和900(R)的仿真晶片图像。为了能计算无缺陷特征的平均CD偏差，一般要测量多个特征。例如，图10A(1-3)表示了三次曝光的物理掩模900(P)的无缺陷区域902(P)的仿真晶片图像。线1001(P)-1006(P)表示了对在三次曝光中的仿真晶片图像的两个无缺陷特征所产生的割线。特别是，线1001(P)和1002(P)表示了在第一次曝光中两个特征所产生的割线，线1003(P)和1004(P)表示了在第二次曝光中相同的特征所产生的相同的割线，以及线1005(P)和1006(P)表示了在第三次曝光中相同的特征所产生的相同的割线。
以类似的方式，图10B(1-3)表示了相同的三次曝光的参考掩模900(R)的无缺陷区域902(R)的仿真晶片图像。线1001(R)-1006(R)表示了在三次曝光中的仿真晶片图像的两个无缺陷特征所产生的割线，其中这些割线对应于割线1001(P)-1006(P)。于是，线1001(R)和1002(R)表示了在第一次曝光中两个特征所产生的割线，线1003(R)和1004(R)表示了在第二次曝光中相同的特征所产生的相同的割线，以及线1005(R)和1006(R)表示了在第三次曝光中相同的特征所产生的相同的割线。
每一割线1001(P)-1006(P)和1001(R)-1006(R)都提供了相关的CD。因此，为了便于参考，线1001(P)-1006(P)和1001(R)-1006(R)在下文中被称之为CD 1001(M)-1006(M)和1001(R)-1006(R)。
对于图10A(1)和10B(1)所示的第一次曝光来说，可以计算平均CD偏差如下ACD(1)＝[(1001(R)-1001(P))/1001(R)+(1002(R)-1002(P))/1002(R)]/2在一个实施例中，CD 1001(R)，1001(P)，1002(R)，和1002(P)的实际测量值分别为266nm，266nm，322nm和294nm。将这些数值代入公式求ACD(1)，近似地得到0.043nm。
对于图10A(2)和10B(2)所示的第二次曝光来说，可以类似的方式来计算平均CD偏差ACD(2)＝[(1003(R)-1003(P))/1003(R)+(1004(R)-1004(P))/1004(R)]/2在一个实施例中，CD 1003(R)，1003(P)，1004(R)，和1004(P)的实际测量值分别为266nm，266nm，294nm和294nm。将这些数值代入公式求ACD(2)，得到0.0nm。
最后，对于图10A(3)和10B(3)所示的第三次曝光来说，也可以相同的方式来计算平均CD偏差ACD(3)＝[(1005(R)-1005(P))/1005(R)+(1006(R)-1006(P))/1006(R)]/2在一个实施例中，CD 1005(R)，1005(P)，1006(R)，和1006(P)的实际测量值分别为252nm，238nm，294nm和294nm。将这些数值代入公式求ACD(3)，近似地得为0.028nm。
在缺陷分析中，也可以对各次曝光等级来计算在缺陷区域中相邻特征的相对CD偏差(RCD)。图11A(1-3)说明三次曝光的缺陷区域901(P)中的特征904(P)和905(P)的仿真晶片图像。线1101(P)-1106(P)表示了在三次曝光中仿真晶片图像的这两个特征所产生的割线。特别是，线1101(P)和1102(P)表示了在第一次曝光中特征904(P)和905(P)所产生的割线，线1103(P)和1104(P)表示了在第二次曝光中特征904(P)和905(P)所产生的割线，以及线1105(P)和1106(P)表示了在第三次曝光中特征904(P)和905(P)所产生的割线。
相类似，图11B(1-3)说明了同样三次曝光的特征904(R)和905(R)的仿真晶片图像。线1101(R)-1106(R)表示了在三次曝光中仿真晶片图像的这两个特征所产生的割线。特别是，线1101(R)和1102(R)表示了在第一次曝光中特征904(R)和905(R)所产生的割线，线1103(R)和1104(R)表示了在第二次曝光中特征904(R)和905(R)所产生的割线，以及线1105(R)和1106(R)表示了在第三次曝光中特征904(R)和905(R)所产生的割线。
每一线1101(P)-1106(P)和1101(R)-1106(R)提供了相关的CD。因此，为了便于参考，下文将线1101(P)-1106(P)和1101(R)-1106(R)称为CD1101(P)-1106(P)和1101(R)-1106(R)。
对于图11A(1)和11B(1)所示的第一次曝光而言，可计算特征904的相对CD偏差(RCD)如下RCD(1(904))＝(1101(P)-1101(R))/1101(R)在一个实施例中，CD 1101(R)和1101(P)的实际测量值分别为266nm和364nm。将这些数值代入适用于RCD(1(904))的公式，近似地得到0.368nm。
以类似的方式，对图11A(1)和11B(1)所示的第一次曝光而言，可以计算特征905的相对最大CD(RCD)的变化如下RCD(1(905))＝(1102(P)-1102(R))/1102(R)在一个实施例中，CD 1102(R)和1102(P)的实际测量值分别为252nm和322nm。将这些数值代入适用于RCD(1(905))的公式，近似地得到0.278nm。
以类似的方式计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)在一个实施例中，CD 1103(R)，1103(P)，1104(R)，1104(P)，1105(R)，1105(P)，1106(R)和1106(P)的实际测量值分别为238nm，350nm，252nm，294nm，224nm和280nm。将这些数值代入RCD(2(904))，RCD(2(905))，RCD(3(904))和RCD(3(905))的公式中，从而分别近似地得到0.471nm，0.167nm，0.353nm和0.250nm。
为了确定每一次曝光的最大CD偏差(MCD)，要选择最大的RCD数值。于是，第一次曝光的最大CD偏差(MCD(1))为0.368nm(0.368＞0.278)。MCD(2)为0.471nm(0.471＞0.167)，以及MCD(3)为0.353nm(0.353＞0.250)。
使用公式1来计算缺陷严重程度得分(DSS)。在给出的实例中，因为分析了三次曝光，所以N＝3。
将这三个数值代入公式1，则得到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]将上述计算三次曝光的MCD和ACD数值代入，则得到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(见图9A)所具有的DSS近似为11.71。
缺陷可印刷能力分析发生器515(图5)可以在影响报告516中输出缺陷严重程度得分(DSS)(在一个实施例中，得分从1至10)。该影响报告516可以用于减小在缺陷可印刷能力分析中的人为误差。例如，或许为5的DSS得分，表示所印刷的特征将具有十分明显的性能方面的问题，但是该物理掩模的修复是可能的。另一方面，或许，DSS得分为7以及7以上表示不仅存在着性能方面的问题，而且建议重新制造物理掩模。例如，在一个实施例中，DSS小于3意味着由于缺陷所引起的CD变化在指定的CD容差范围之内；DSS在3和6之间意味着由于缺陷所引起的CD变化大于所指定的CD容差范围，但CD的变化不会在晶片上产生严重的缺陷(例如，开路和桥接)；而DSS大于6意味着由于缺陷所引起的CD变化会在晶片上产生严重的缺陷。于是，通过提供具有与各个数值的含义相关的数值结果，技术人员能够有效地和无误差地进行下一步操作，例如，物理掩模的修复或物理掩模的重新制造。
处理工艺窗口也可以使用各种处理工艺的窗口来估计缺陷可印刷能力。处理工艺窗口可以从业内技术人员所熟悉的一些图表中引出。一般来说，特征的处理窗口是在容差范围内且同时仍旧将特征的临界尺寸(CD)保持在目标CD的一定范围内的处理工艺中的变化的量。
众所周知的一种处理变量是设置投影工具即，分档器的焦距。聚距可以明显地改变保护层的剖面(CD，侧面角，和保护层的厚度)，因此在提供可接受的平板印刷处理工艺中是十分关键的。
因为焦距和曝光的影响，这些变量一般都同时在焦距曝光矩阵中变化。可以从该矩阵中引出该处理工艺窗口。落在处理工艺窗口中的焦距和曝光数值产生在容差范围内的保护特征，例如，CD，而落在处理工艺窗口外的聚距和曝光数值将产生在容差范围以外的保护特征。于是，正如以下将进一步详细讨论的那样，处理工艺窗口可以提供用于确定缺陷的严重程度和可印刷能力的目标装置。
例如，图12A说明了具有特性1204和缺陷1203的掩模。如上所示，缺陷1203将影响特征1204的宽度。特别是，在割线1201处的特征1204的宽度将大于在割线1202处的宽度。
图12B显示了特征尺寸(也在纳米范围内)对散焦(在纳米范围内)的曲线图。在该图中，粗水平线表示目标CD为200nm，而其它水平线表示该目标CD的+/-10％的误差。曲线1211和1212是曝光(或模拟曝光)掩模所产生的，所述掩模包括了缺陷1223并分析了在各种散焦水平(在这种情况下，为-500nm至500nm)下的割线1201和1202处所印刷的特征的CD。曲线1211和1212分别表示了在割线1201和1202处的CD分析。
从逻辑上说，在曲线1212上各个特征的尺寸都具有在曲线1211上所对应的较大特征尺寸。例如，在-300nm散焦时，在割线1202处的特征尺寸(见曲线1212)近似为150nm，而在割线1201处的特征尺寸(见曲线1211)则近似为170nm。值得注意的是，对这两个曲线来说，即，在水平线CD+/-10％之间，可接受的散焦窗口近似为-208nm和208nm之间。
图12C说明了百分比曝光偏差对散焦(以纳米为单位)的曲线图。在该图形中，曲线1221表示割线1201在各种散焦水平下的曝光偏差的上和下边界，而曲线1222表示割线1202在各种散焦水平下的曝光偏差的上和下边界。把与该两个区域的重叠部分符合的最大可能的矩形定义为共同处理工艺窗口1223。在这个实施例中，共同处理工艺窗口1223表示了散焦可以在近似-150nm和150nm之间变化，而曝光偏差可以在近似-10％和10％之间变化(全部同时保持线CD在容差范围内)。
图12C是曝光范围(％)对聚焦深度(DOF)(以纳米为单位)的曲线图，在该图中，曝光范围是指所进行曝光量变化的量，而DOF是指聚焦变化的量。在该图中，曲线1231表示割线1201在各种DOF下的曝光范围上和下边界，而曲线1232则表示割线1202在各种DOF下曝光的曝光程度的上和下边界。值得注意的是，曲线1231和1232共享着相同的下边界。满足共同的下边界的最大可能矩形定义了共同处理窗口1233。在该实施例中，共同处理窗口233表示DOF可以在大约0nm和300nm之间变化，而曝光范围可以在大约0％和19％之间变化(再次，同时保持线CD在容差范围内)。
值得注意的是，可以从处理窗口1223中得到由处理窗口1233所提供的信息。特别是，DOF范围等于散焦的总的范围，而曝光范围的范围则等于曝光偏差的总的范围。
图13A说明了具有特征1304和缺陷1303的掩模。虽然特征1304与特征1204具有相同的尺寸，但是缺陷1303明显地大于缺陷1203。于是，可印刷特征1304在割线1301的宽度将比可印刷特征1302在割线1302处的宽度更宽。然而，正如以下进一步详细讨论的那样，与缺陷1203相比，缺陷1303将明显地减小处理工艺的窗口。
图13B显示了特征尺寸(也以纳米为单位)对散焦(以纳米为单位)的曲线图。再次，粗水平线指示了目标CD为200nm，而其它水平线指示了该目标CD的+/-10％误差。曲线1311和1312是通过曝光(或模拟曝光)包括缺陷1323的掩模，并分析了在各种散焦水平(在这种情况下，为-500nm至500nm)下可印刷特征在割线1301和1302处的CD而产生的。曲线1311和1312分别表示了在割线1301和1302处的CD分析。
正如早先所讨论的，每一个在曲线1312上的特征尺寸在曲线1311上都具有相对较大的特征的尺寸。例如，在-300nm散焦时，在割线1302处的特征尺寸(见曲线1312)近似为150nm，而在割线1301处的特征尺寸(见曲线1311)近似为185nm。值得注意的是，对两个曲线而言，即，在水平线CD+/-10％之间可接受的散焦窗口是在大约208nm和-100nm之间以及大约100nm和208nm之间。
图13C说明了百分比曝光偏差对散焦(以纳米为单位)的曲线图。在该图中，曲线1321表示对应于各种散焦水平的割线1301的CD的曝光偏差的上和下边界，而曲线1322则表示对应于各种散焦水平的割线1302的曝光的曝光偏差的上和下边界。符合于这两个区域的重叠中的最大可能矩形定义了共同处理窗口1323。在该实施例中，共同处理窗口1323表示散焦可以在大约-100nm和100nm之间变化，而曝光偏差可以在大约2％和15％之间变化(全部同时保持线CD在容差范围内)。
图13D画出了曝光范围(％)对DOF(以纳米为单位)的曲线图。在该图中，曲线1331表示对应于各种DOF的割线1301的曝光范围的上和下边界，而曲线1332表示对应于各种DOF的割线1302的曝光范围的上和下边界。值得注意的是，曲线1331和1332基本共享着相同的上和下边界。满足在共同下边界的最大可能的矩形定义了共同处理工艺窗口1333。在该实施例中，共同处理窗口1333表示DOF可以在大约0nm至200nm之间变化，而曝光范围则可以在大约0％至12％之间变化(再次，同时保持线CD在容差范围内)。
值得注意的是，处理工艺窗口1223/1233都明显地大于处理工艺窗口1323/1333。正如从该例子所看到的，较大的缺陷尺寸减小了处理工艺窗口。因此，可以比较各种处理工艺窗口来确定缺陷的可印刷能力。特别是，适用于无缺陷特征的处理工艺窗口可以与一个或多个具有接近于该特征的缺陷的特征的处理工艺窗口进行比较。在该典型的实施例中，用户可以设置适用于无缺陷特征的处理工艺窗口的可接受偏差的范围。
上述的处理工艺可等同地应用于形成部分特征的缺陷。例如，图14A说明了具有特征1404和整体地形成的缺陷1403的掩模。缺陷1403将会影响特征1404的宽度。特别是，特征1404在割线1401处的宽度将会大于在割线1402处的宽度。
图14B显示了特征尺寸(也以纳米为单位)对散焦(以纳米为单位)的曲线图。在该图中，粗水平线表示目标CD为200nm，而其它水平线则表示该目标CD的+/-10％的误差。曲线1411和1412是通过曝光(或模拟曝光)包括缺陷1403的掩模，并分析了在各种散焦水平(在这种情况下，为-500nm至500nm)下可印刷特征在割线1401和1402处的CD的产生的。缺陷1411和1412分别表示了在割线1401和1402处的CD分析。在该实施例中，假定用于显影的能量为3.9mJ/cm2。
从逻辑上说，在曲线1412上的各个特征的尺寸都具有在曲线1411上具有对应的较大特征尺寸。例如，在-300nm散焦时，在割线1402处的特征尺寸(见曲线1412)近似为150nm，而在割线1401处的特征尺寸(见曲线1411)则近似为165nm。值得注意的是，对这两个曲线来说，即，在水平线CD+/-10％之间，可接受的散焦窗口在大约-208nm和208nm之间。
图14C说明了百分比曝光偏差对散焦(以纳米为单位)的曲线图。在该图中，曲线1421表示对于各种散焦水平的割线1401的曝光偏差的上和下边界，而曲线1422则表示对于各种散焦水平的割线1402的曝光偏差的上和下边界。符合于这两个区域的重叠中的最大可能矩形定义了共同处理窗口1423。在该实施例中，共同处理窗口1423表示散焦可以在大约-150nm和150nm之间变化，而曝光偏差可以在大约-5％和9％之间变化(全部同时保持线CD在容差范围内)。
图14D画出了曝光范围(％)对DOF(以纳米为单位)的曲线图。在该图中，曲线1431表示对于各种DOF的割线1401的曝光范围的上和下边界，而曲线1432表示对于各种DOF的割线1402曝光范围的上和下边界。值得注意的是，曲线1431和1432共享着相同的下边界。符合于在共同下边界的最大可能的矩形定义了共同处理工艺窗口1433。在该实施例中，共同处理窗口1433表示DOF可以在大约0nm至300nm之间变化，而曝光范围则可以在大约0％至14％之间变化(再次，同时保持线CD在容差范围内)。
正如以上所注意到的那样，可以从处理工艺窗口1423中引出由处理工艺窗口1433所提供的信息。特别是，DOF范围等于散焦的总的范围，以及曝光范围的范围等于曝光偏差的总的范围。
图15A说明了具有特征1504和缺陷1503的掩模。虽然特征1504与特征1404具有相同的尺寸，但是缺陷1503明显地大于缺陷1403。于是，可印刷特征1504在割线1501处的宽度将比可印刷特征1404在割线1401处的宽度更宽。此外，正如以下进一步详细描述的那样，与缺陷1403相比，缺陷1503将明显地减小处理工艺的窗口。
图15B显示了特征尺寸(也以纳米为单位)对散焦(以纳米为单位)的曲线图。再次，粗水平线指示了目标CD为200nm，而其它水平线指示了该目标CD的+/-10％误差。曲线1511和1512是通过曝光(或模拟曝光)包括缺陷1503的掩模，并分析了在各种散焦水平(在这种情况下，为-500nm至500nm)下可印刷特征在割线1501和1502处的CD而产生的。缺陷1511和1512分别表示了在割线1501和1502处的CD分析。
正如早先所接到的，每一个在曲线1512上的特征的尺寸在曲线1511上都具有相对较大的特征的尺寸。例如，在-300nm散焦时，在割线1502处的特征尺寸(见曲线1512)近似为150nm，而在割线1501处的特征尺寸(见曲线1511)近似为198nm。值得注意的是，对两个曲线而言，即，在水平线CD+/-10％之间，可接受的散焦窗口就不再能获得。
图15C说明了百分比曝光偏差对散焦(以纳米为单位)的曲线图。在该图中，曲线1521表示对应于各种散焦水平的割线1501的CD的曝光偏差的上和下边界，而曲线1522则表示对应于各种散焦水平的割线1502的CD的曝光偏差的上和下边界。在该情况中，由曲线1521和1522所定义的两个区域不重叠。因此，就不再存在共同处理工艺窗口。于是，缺陷1503将会有效地阻止特征在容差范围中印刷。
图15D画出了曝光范围(％)对DOF(以纳米为单位)的曲线图。在该图中，曲线1531表示对应于各种DOF的割线1501的CD的曝光范围的上和下边界，而缺陷1532表示对应各种DOF的割线1502的CD的曝光范围的上和下边界。值得注意的是，曲线1531和1532不共享任何下边界。因此，不存在共同处理工艺窗口，从而确认了从图15D引出的信息。
在图12至图15中，已经把使用处理工艺窗口来确定缺陷可印刷能力应用于线。然而，处理工艺窗口的这种使用也可应用于触点和通孔的可印刷能力。图16A至16D分别说明了掩模上的无缺陷触点1601，特征尺寸对散焦的曲线图1602，曝光偏差对散焦(和最终处理工艺窗口)的曲线图1603，以及曝光范围对DOF(和它的最终处理工艺窗口)的曲线图1604。
对比之下，图17A-17D分别说明了掩模上的触点1701，特征尺寸对散焦的曲线图1702，曝光偏差对散焦(和最终处理工艺窗口)的曲线图1703，以及曝光范围对DOF(和它的最终处理工艺窗口)的曲线图1704。值得注意的是，触点1701具有可注意到的明显的CD变化，并且因此，在现有技术的分析下，可适度地认为是有缺陷的触点。
然而，图17C和17D的处理工艺窗口与图16C和图16D的处理工艺窗口相比较的分析揭示，尽管触点1701展现了明显的CD变化，但它仍具有与触点1601的处理工艺窗口相当类似的处理工艺窗口。特别是，参考图17D和图16D，触点1701和1601两者都具有从0至600nm的共同聚焦深度，并且具有基本类似的曝光范围，即，触点1701的曝光范围在0和58％之间，而触点1601的曝光范围在0和40％之间。然而，尽管触点1701和1601具有相同的散焦(即，在-300nm和300nm之间)，这些触点具有明显不同的百分比曝光偏差。特别是，触点1701具有在大约22％和80％之间的曝光偏差，而触点1601具有在大约-3和37％之间的曝光偏差。结果，共同处理工艺窗口，虽然很小，但对于触点1701和1601两者是存在着的。
于是，分析与特征有关的处理工艺窗口能够提供确定基于缺陷的特征的可印刷能力的客观手段。例如，可以从在两个处理工艺窗口(即，共同的处理工艺窗口)之间重叠的量获得缺陷的严重程度，其中可从缺陷割线中提取一个处理工艺窗口，而可以从参考割线提取另一个处理工艺窗口。特别是，根据该实施例，缺陷可印刷能力分析发生器515能够确定适用于掩模501A和501B中所提供特征的共同处理工艺窗口，并且在影响报告中提供该信息。
物理掩模的修复图18说明了可以适用于分析可能在物理掩模上进行的修复的一种处理工艺。正如图18所示的，使用影响报告516(或部分影响报告)，位图编辑器1801能够指示对物理掩模(例如，物理掩模501A)所进行的可能校正，以消除或明显地减小一个或多个缺陷的效应。位图编辑器1801然后可以输出仿真掩模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、修复的版本。值得注意的是，位图编辑器1801可以从作为晶片图像发生器509的相同工具分离或使用作为晶片图像发生器509的相同的工具。
检验工具502可以检验仿真掩模1802以及晶片图像发生器509使用仿真掩模1802来产生新的、仿真的晶片图像(未显示)和新的影响报告，该新的影响报告可指示在掩模1802中所提供的可能的校正的成功。如果校正是可以接受的，则位图编辑器1801就能够直接向掩模修复工具1803提供用于修复物理掩模的校正信息。如果用户要求对不同参数的其它优化或分析，则可以重复上述所讨论的处理工艺，直至认为校正在可接受的范围内或者位图编辑器1801指示的所要求的结果不能通过修复该物理掩模来得到。
在一个实施例中，位图编辑器1801也可以指示优化的掩模写入策略。例如，可以对不透明的缺陷(例如，消除铬的缺陷)使用激光工具，也可以使用聚焦离子束工具来消除缺陷(例如，铬的沉积)。值得注意的是，激光和聚焦离子束工具还可以分别用于沉积和消除。一般来说，聚焦离子束工具提供了比激光工具更高的精度。然而，聚焦离子束工具一般比激光工具慢。位图编辑器1801能够接收表示用户时间和成本限制的输入(未显示)，从而允许位图编辑器1801能够根据这些用户参数来优化修复处理工艺。
在本发明的再另一个实施例中，位图编辑器1801能够用于向晶片修复工具(未显示)提供信息。特别是，位图编辑器1801能够包括比较修复掩模对修复晶片的效率关系的程序。在一个实施例中，该程序可以将非光学(例如，SEM，聚焦离子束)的图像转换成光学图像，以便于进一步分析。
批处理很重要的是，可以对单个缺陷和多个缺陷进行缺陷可印刷能力分析。在一个实施例中，检验工具502和晶片图像发生器509都能自动地提供与在物理掩模上所发现的所有缺陷有关的输出。于是，影响报告516可以包括对所有缺陷的缺陷严重程度得分。
另外，如果需要，影响报告516可以只包括在一定数值以上(例如，在DSS为“5”)以上的缺陷严重程度的得分。该简洁的影响报告也可以依次提供给位图编辑器1801(和然后提供给掩模修复工具1803)。因此，可以提供一个完整的、自动的缺陷检测和校正处理工艺，从而显著地减小了分析掩模和修复掩模的时间(如果适当的话)。
OPC考虑缺陷可印刷能力分析也可以排除从其它特征来分别估计OPC特征的需要。例如，假定位置接近散射条的缺陷并不会影响与孤立特征有关的印刷。然而，该缺陷可以与散射条发生光的交互作用，从而印刷至少导致一部分散射条。正如早先所注意到的，例如散射条之类的OPC特征。都是亚分辨率的特征，并且不应该印刷。
根据一个实施例，如果由于缺陷而引起OPC特征印刷(如由仿真掩模所确定)，则当确定CD变化时缺陷分析(步骤830)能指出该误差(步骤831)。于是，通过消除与OPC特征有关的任何复杂的设计规则，该实施例确保采用迅速、可靠和确准的方法来识别对OPC特征负面影响的缺陷。
掩模质量问题除了CD变化之外，其它可印刷能力的因素，例如，线边缘粗糙度，也应该是影响掩模质量的因素。然而，当前没有有意义的方法来测量掩模上的特征的线边缘粗糙度。
图19A说明了简化的、仿真晶片图像1900，它包括了两根线1901和1902。感兴趣的是，具有线边缘粗糙度的线可以不需要呈现出CD的变化。例如，因为线1902具有实质上对称的线边缘粗糙度，所以线1902可以没有明显的CD变化。然而，线1901和1902都应该具有呈现出线边缘粗糙度的特征。
参考图19B，可以分别分析仿真线的边缘，从而允许正确测量线边缘粗糙度。特别是，使用线1902作为例子，可以根据参考掩模501B(见图5)来确定线1902的中心线1903。然后，在线1902上产生多个理论上的割线(由线1904来指示)。各个线1904包括了两个“加强筋”，它从中心线向线的相对地边缘延伸。例如，加强筋1904R从中心线1903向线1902的右边缘延伸，而加强筋1904L从中心线1903向线1902的左边缘延伸。值得注意的是，加强筋1904R和1904L相加时等于线1902的CD。
作为本发明的一个特征来说，可以单独测量在中心线1903两边的加强筋的长度。如此，就能对线1902的准确地确定线边缘粗糙度。在一个实施例中，缺陷可印刷能力分析发生器515可以采用参考图8A到8C所详细解释的公式来计算LER的DSS，但用加强筋的长度取代CD来修改这些公式。因为所有的线都不可避免地具有某些LER，所以缺陷可印刷能力分析发生器515能够包括指示LER阈值的查询表。如果检测到不可接受的线边缘粗糙度(LER)，则缺陷可印刷能力分析发生器515就能够指示线1902的LER作为在影响报告中所列出的“缺陷”。于是，就能以类似于参考图18的上述方式来修复LER。
使用中心线和加强筋的方法可以有利地应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数完美的触点作为圆或近似圆而印刷于晶片上。使用适用于在晶片上印刷触点的高功率电子束(e-束)平板印刷可以减小该衍射。然而，e-束平板印刷比工业标准的激光光栅扫描更为昂贵和更慢。不幸的是，使用光栅扫描使得在布局上的许多，但并不必须所有的触点变成了圆角的。可以有效地检测出这类圆角，如下所详细描述。
图20A说明了触点2000，该触点具有中心线2001，线2002和线2003，其中，线2002包括加强筋2002TR(右上)，2002BR(右下)，2002TL(左上)和2002BL(左下)，而线2003包括加强筋2003R(右)和2003L(左)。
根据本发明的一个特征，可以使对触点2000作出的多根理论上的水平割线的间隔不相等，从而为特征特殊元件提供了更多的数据点。
在该实例中，对触点的圆角就特别感兴趣。因此，修改割线的间隔来确保足够数量的数据点来特别分析触点的圆角。于是，在图20A中，线2002具有比线2003更密的间隔。可以通过将加强筋2003L的长度与左上角的加强筋2003TL的长度和左上下角的加强筋2003BL的长度的比较来确定触点2000的圆角。以同样的方式，进行加强筋2003R的长度与右上角的加强筋2003TR的长度和右下角的加强筋2003BR的长度的比较。值得注意的是，可以有几种众所周知的方法来评估圆角的效应(例如，失去的区域，正常的距离组织图，等等)。
在某些情况下，与触点有关的性能问题可以包括是否一致地在晶片上构成了对称的触点形状。有利的是，除了线边缘粗糙度之外，触点的对称性也能够确定。例如，加强筋2002TL，2003L，和2002BL的长度与加强筋2002TR，2003R和2002BR的长度可以进行比较，以确定触点2000离中心线2001的水平对称性。触点2000的垂直对称性也可以使用如图20B所示的垂直割线并且接着进行加强筋比较的类似处理来确定。触点2000的整体对称性(即，“方形”)可以通过所选择的组合水平加强筋(例如，一个加强筋2002TL和一个加强筋2002TR的相加长度，即，CD)与所选择的组合垂直加强筋的比较来确定。
在一个实施例中，缺陷可印刷能力分析发生器515可以通过使用参考图8A至8C所详细解释的公式来计算对称性的DSS，但是需要将加强筋的长度取代CD来修改这些公式。因为所有的触点都难以避免地会存在着某些非对称性，所以缺陷可印刷能力分析发生器515可以包括指示非对称性阈值的查询表。如果检测到不可接受的对称性，则缺陷可印刷能力分析发生器515就能指示该触点/通孔作为在影响报告516中所列出的“缺陷”。于是，采用类似于参考图18的上述方法来修复该对称性。
值得注意的是，在布局上提供了某些结构，例如，锤头和衬线(外和内角)，以便于准确地将掩模上的线转移到晶片上。这些结构，尽管不能独立于线来印刷，但会影响在晶片上的这些线CD的变化。因此，由于印刷掩模引起的这些结构的任何变化也会负面地影响与晶片上的这些结构相关的线的印刷。通过检查具有相关结构有关的线的CD变化和圆角，也能有效地分析这些结构的质量。
其它实施例以上采用各种实施例描述了缺陷可印刷能力分析，缺陷严重程度得分和掩模质量评估。很显然。业内专业技术人员都会明白，这些实施例都可以进行更改和改进。例如，如上所述，检验物理掩模以及所对应的无缺陷参考图像。在一个实施例中，如上所述，无缺陷参考图像是物理掩模布局的仿真图像。在另一个实施例中，无缺陷参考图像是具有相同图形的物理掩模的无缺陷区域。在还有一个实施例中，无缺陷参考图像是正在制造处理的掩模的仿真图像。在还有一个实施例中，无缺陷参考图像是物理掩模图像，可作为采用显微镜(透镜)效应的补偿。
在标准的掩模制造工艺中，例如，如图1所示，上述的缺陷可印刷能力/掩模质量分析可以包括在掩模检验步骤116中。另外，上述掩模质量分析同样适用于晶片修复处理工艺。例如，在步骤124中确定对晶片的检验失败之后，不是进行掩模修复步骤128和130，而可以增加修复晶片的处理工艺步骤。在再另一实施例中，除了缺陷严重程度得分之外，影响报告516(图5)可以包括其它性能输出，例如，交叉部分轮廓线，光亮度数据，在各种散焦情况下的临界尺寸，以及包括临界尺寸效应的相位传输数据。
1.一种适用于确定掩模中特征的边缘粗糙度的方法，其特征在于，所述方法包括根据掩模的表示来确定特征的中心线；测量从中心线向特征的一个边缘延伸的第一加强筋的第一长度；测量从中心线向特征的一个边缘延伸的第二加强筋的第二长度；以及比较第一和第二长度来确定边缘的粗糙度。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述表示包括掩模的布局。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述表示包括集成电路的一层的布局。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述特征是线。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述特征是触点。
6.一种修复掩模的方法，所述方法包括确定掩模上的特征的边缘粗糙度，其特征在于，如果边缘粗糙度是在预定数值之外，则使用平板印刷工具来修复掩模。
7.如权利要求6所述方法，其特征在于，预定数值是由用户来选择的。
8.如权利要求6所述方法，其特征在于，确定边缘粗糙度包括根据特征的无缺陷表示来确定特征的中心线。
9.如权利要求6所述方法，其特征在于，特征包括线和触点中的至少一个。
10.一种修复晶片的方法，其特征在于，所述方法包括确定在晶片上的特征的边缘粗糙度，其中，如果边缘粗糙度在预定数值之外，则使用平板印刷工具来修复晶片。
11.如权利要求10所述方法，其特征在于，预定数值是由用户来选择的。
12.如权利要求10所述方法，其特征在于，确定边缘粗糙度包括根据特征的无缺陷表示来确定特征的中心线。
13.如权利要求10所述方法，其特征在于，特征包括线和触点中的至少一个。
14.一种确定在平板印刷掩模中的触点的圆角的方法，所述方法包括在第一方向上确定触点的中心线；在基本垂直于第一方向的第二方向上提供通过触点的多根理论上的割线；其特征在于，各个割线都提供了从中心线延伸至触点边缘的加强筋；以及比较至少两个加强筋，以确定圆角，一个加强筋位于触点的角附近，而另一加强筋不位于触点的角附近。
15.一种确定在平板印刷掩模上的触点的对称性的方法，所述方法包括在第一方向上确定触点的第一中心线；在基本垂直于第一方向的第二方向上提供通过触点的多根理论上的割线；其特征在于，各根割线提供了从触点的第一边缘延伸至触点的第二边缘的第一临界尺寸；在第二方向上确定触点的中心线；在基本垂直于第一方向的第一方向上提供通过触点的多个理论上的割线；其特征在于，各根割线提供了从触点的第三边缘延伸至触点的第四边缘的第二临界尺寸；以及比较第一和第二临界尺寸来确定触点的对称性。
16.一种修复掩模的方法，其特征在于，所述方法包括确定晶片上触点的任何圆角，其中，如果边缘粗糙度是在预定数值之外，则使用平板印刷工具来修复晶片。
17.如权利要求16所述方法，其特征在于，预定数值是由用户来选择的。
18.如权利要求16所述方法，其特征在于，确定边缘粗糙度包括根据特征的无缺陷表示来确定特征的中心线。
19.一种集成电路，其特征在于，它包括多个执行功能的特征；以及至少一个修复的特征，其中，至少一个修复的特征是从自动缺陷严重程度的评价得分产生的。
20.如权利要求19所述集成电路，其特征在于，至少一个修复的特征包括线。
21.如权利要求19所述集成电路，其特征在于，至少一个修复的特征包括触点。
22.如权利要求19所述集成电路，其特征在于，至少一个修复的特征包括OPC特征。
23.如权利要求19所述集成电路，其特征在于，至少一个修复的特征包括锤头、衬线以及斜线。
24.一种掩模检验系统，所述系统包括用于产生掩模上的特征的仿真晶片图像的装置；用于根据特征的无缺陷表示来确定仿真晶片图像的中心线的装置；以及用于根据中心线来测量仿真晶片图像的一个方面的装置。
25.如权利要求24所述系统，其特征在于，所述方面包括线边缘粗糙度。
26.如权利要求25所述系统，还进一步包括用于根据线边缘粗糙度来估计对掩模所进行的可能修复的装置。
27.如权利要求26所述系统，其特征在于，还进一步包括掩模修复工具，它接收来自估计可能修复的装置的信号。
28.如权利要求25所述系统，其特征在于，所述方面包括圆角。
29.如权利要求28所述系统，其特征在于，还进一步包括用于根据圆角来估计对掩模所进行的可能修复的装置。
30.如权利要求29所述系统，其特征在于，还进一步包括掩模修复工具，它接收来自估计可能修复的装置的信号。
31.一种用于分析掩模上的特征的检验系统，所述系统包括用于产生特征的仿真晶片图像的装置；用于根据特征的无缺陷表示来确定仿真晶片图像的中心线的装置；以及用于确定特征是否能通过预定标准的装置。
32.如权利要求31所述系统，其特征在于，预定标准包括仿真晶片图像的线边缘粗糙度。
33.如权利要求32所述系统，其特征在于，还进一步包括用于根据线边缘粗糙度来估计对掩模所进行的可能修复的装置。
34.如权利要求33所述系统，其特征在于，还进一步包括掩模修复工具，它接收来自估计可能修复的装置的信号。
35.如权利要求31所述系统，其特征在于，预定标准包括仿真晶片图像的对称性。
36.如权利要求35所述系统，其特征在于，对称性指示仿真晶片图像的圆角。
37.如权利要求36所述系统，其特征在于，还进一步包括用于根据仿真晶片图像的圆角来估计对掩模所进行的可能修复的装置。
38.如权利要求37所述系统，其特征在于，还进一步包括掩模修复工具，它接收来自估计可能修复的装置的信号。
39.一种对掩模上的特征的质量进行定量的方法，所述方法包括(a)确定特征的中心线；(b)测量从特征的中心线延伸至其一个边缘的第一加强筋的第一长度；(c)测量从特征的中心线延伸至其一个边缘的第二加强筋的第二长度；(d)比较第一和第二长度；(e)继续步骤(b)，(c)，和(d)多次；以及(f)根据步骤(a)-(e)，计算特征的质量得分。
40.一种物理掩模，所述掩模包括
根据对特征的仿真晶片图像的中心线所进行的分析改进至少一个特征，该中心线是由特征的无缺陷表示所确定的；以及根据对中心线所进行的分析，对至少一个特征不进行改动。
41.如权利要求40所述掩模，其特征在于，特征的无缺陷表示包括参考掩模，该参考掩模对应于无缺陷物理掩模。
42.用于确定掩模中特征的边缘粗糙度的计算机软件，所述软件包括用于根据掩模的表示来确定特征的中心线的手段；用于测量从特征的中心线延伸至一个边缘的第一加强筋的第一长度的手段装置；用于测量从特征的中心线延伸至一个边缘的第二加强筋的第二长度的手段装置；以及用于比较第一和第二长度来确定边缘粗糙度的手段。
43.用于确定在平板印刷掩模中的触点圆角的计算机软件，所述软件包括用于在第一方向上确定触点的中心线的手段；用于在基本垂至于第一方向的第二方向上提供通过触点的多根理论割线的手段，其特征在于，各根割线提供了从触点的中心线延伸至一个边缘的加强筋；以及用于比较至少两个加强筋来确定圆角的手段，一个加强筋位于触点的角附近，而另一个加强筋则不位于角附近。
44.用于确定在平板印刷掩模中的触点对称性的计算机软件，其特征在于，所述软件包括用于在第一方向上确定触点的第一中心线的手段；用于在基本垂至于第一方向的第二方向上提供通过触点的多根理论割线的手段，其中，各根割线提供了从触点的第一边缘延伸至第二边缘的第一临界尺寸；用于在第二方向上确定触点的中心线的；用于在基本垂至于第一方向的第一方向上提供通过触点的多根理论割线的手段，其中，各个割线提供了从触点的第三边缘延伸至第四边缘的第二临界尺寸；以及用于比较第一和第二临界尺寸来确定触点的对称性的手段。
因此，本发明只受所附权利要求的限制。
权利要求
1.一种提供适用于物理掩模缺陷的可印刷能力分析的方法，所述方法包括产生物理掩模的仿真晶片图像；产生参考掩模的仿真晶片图像，参考掩模对应于无缺陷物理掩模；识别接近于物理掩模的仿真晶片图像上的缺陷的第一特征；识别参考掩模的仿真晶片图像上的第二特征，该第二特征对应于第一特征；以及比较第一和第二特征来提供可印刷能力分析。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述比较包括确定第一特征的第一临界尺寸和第二特征的第二临界尺寸。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述比较包括计算第一和第二特征的相对临界尺寸偏差。
4.如权利要求3所述方法，其特征在于，计算相对临界尺寸偏差包括从第一临界尺寸减去第二临界尺寸，并且其结果除以第二临界尺寸。
5.如权利要求3所述方法，其特征在于，还进一步包括识别接近于物理掩模的仿真晶片图像的缺陷的第一多个特征；识别参考掩模的仿真晶片图像上的第二多个特征，该第二多个特征对应于第一多个特征；以及计算适用于第一和第二多个特征的多个相对临界尺寸偏差。
6.如权利要求5所述方法，其特征在于，还进一步包括确定多个相对临界尺寸偏差中最大的偏差，从而提供最大的临界尺寸偏差。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于，还进一步包括识别在物理掩模的仿真晶片图像上的第三无缺陷特征；识别参考掩模的仿真晶片图像上的第四特征，该第四特征对应于第三特征；以及比较第三和第四特征。
8.如权利要求7所述方法，其特征在于，比较第三和第四特征包括确定第三特征的第一临界尺寸和第四特征的第二临界尺寸。
9.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述比较包括计算适用于第一和第二特征的临界尺寸偏差。
10.如权利要求9所述方法，其特征在于，计算临界尺寸偏差包括从第二临界尺寸中减去第一临界尺寸，并且其结果除以第二临界尺寸。
11.如权利要求9所述方法，其特征在于，还进一步包括计算适用于物理掩模仿的真晶片图像的N个无缺陷特征的临界尺寸偏差，其中N是等于或大于2的整数。
12.如权利要求11所述方法，其特征在于，加上适用于各个无缺陷特征的临界尺寸偏差，并且其结果除以N，从而提供平均临界尺寸偏差。
13.一种提供适用于物理掩模上的缺陷的可印刷能力分析的方法，所述方法包括产生物理掩模的仿真晶片图像；产生参考掩模的仿真晶片图像，参考掩模对应于无缺陷物理掩模；以及比较物理掩模和参考掩模的仿真晶片图像，以提供可印刷能力分析。
14.如权利要求13所述方法，其特征在于，还进一步包括根据比较步骤确定缺陷严重程度的得分。
15.如权利要求13所述方法，其特征在于，所述比较步骤包括根据物理掩模的仿真晶片图像的第一特征来产生第一处理工艺窗口；根据参考掩模的仿真晶片图像的第二特征来产生第二处理工艺窗口，其中第二特征对应于第一特征；以及根据第一和第二处理工艺窗口来确定共同处理工艺窗口。
16.如权利要求15所述方法，其特征在于，共同处理工艺窗口是基于曝光偏差对散焦的曲线图的。
17.如权利要求15所述方法，其特征在于，共同处理工艺窗口是基于曝光范围对聚焦深度的曲线图的。
18.一种提供适用于物理掩模上的缺陷的可印刷能力分析的方法，所述方法包括产生物理掩模的仿真晶片图像；识别受缺陷影响的仿真晶片图像上的第一特征；识别不受缺陷影响的仿真晶片图像上的第二特征，其中在不存在缺陷的条件下，第一和第二特征具有基本相同临界尺寸；以及比较第一和第二特征。
19.如权利要求18所述方法，其特征在于，所述比较包括提供适用于第一特征的第一处理工艺窗口；提供适用于第二特征的第二处理工艺窗口；以及根据第一和第二处理工艺窗口来确定共同处理工艺窗口。
20.如权利要求19所述方法，其特征在于，共同处理工艺窗口是基于曝光偏差对散焦的曲线图的。
21.如权利要求19所述方法，其特征在于，共同处理工艺窗口是基于曝光范围对聚焦深度的曲线图的。
22.一种制造物理掩模的方法，所述方法包括设计集成电路；创建适用于集成电路一层的掩模设计数据；制造符合掩模设计数据的物理掩模；根据物理掩模的仿真晶片图像和参考掩模的仿真晶片图像来检验物理掩模，其中，参考掩模对应于无缺陷的物理掩模；以及确定物理掩模是否通过检验。
23.如权利要求22所述方法，其特征在于，所述检验包括比较物理和参考掩模的仿真晶片图像。
24.如权利要求23所述方法，其特征在于，所述检验进一步包括根据比较步骤来确定缺陷严重程度的得分。
25.如权利要求23所述方法，其特征在于，所述检验进一步包括根据物理掩模的仿真晶片图像的第一特征来产生第一处理工艺窗口；根据参考掩模的仿真晶片图像的第二特征来产生第二处理工艺窗口，其中，第二特征对应于第一特征；以及根据第一和第二处理工艺窗口来确定共同处理工艺窗口。
26.如权利要求25所述方法，其特征在于，共同处理工艺窗口是基于曝光偏差对散焦的曲线图的。
27.如权利要求25所述方法，其特征在于，共同处理工艺窗口是基于曝光范围对聚焦深度的曲线图的。
28.一种产生适用于掩模上的缺陷的缺陷严重程度得分的方法，所述方法包括提供对掩模的缺陷和第一特征的两维分析，第一特征与缺陷接近；提供掩模的第一晶片图像；以及提供晶片图像的第二特征的缺陷分析，第二特征对应于仿真的第一特征。
29.如权利要求28所述方法，其特征在于，还进一步包括识别掩模的无缺陷参考图像的第三特征，其第三特征表示了第一特征；提供参考图像的第二晶片图像，该第二晶片图像包括第四特征，该第四特征对应于在仿真的第三特征；以及提供对第四特征的缺陷分析。
30.如权利要求29所述方法，其特征在于，所述提供对第二和第四特征的缺陷分析包括比较第二和第四特征的临界尺寸。
31.如权利要求30所述方法，其特征在于，所述提供缺陷分析进一步包括确定在不同曝光下的临界尺寸的变化。
32.如权利要求31所述方法，其特征在于，所述提供缺陷分析进一步包括确定在各种曝光下的最大临界尺寸的变化。
33.如权利要求32所述方法，其特征在于，所述提供缺陷分析进一步包括计算各种曝光下的相对最大临界尺寸的变化。
34.如权利要求29所述方法，还进一步包括提供在第一和第二晶片图像之间的校正。
35.一种适用于分析在物理掩模上的缺陷的系统，所述系统包括适用于从物理掩模产生掩模图像和从参考掩模产生参考图像的检验工具；适用于仿真来自掩模图像的分档器掩模图像和来自参考图像的分档器参考图像的晶片图像发生器；以及适用于比较分档器掩模图像和分档器参考图像的缺陷可印刷能力分析发生器。
36.如权利要求35所述系统，其特征在于，还进一步包括临界区域识别发生器适用于确定如果缺陷位于物理掩模的临界区域中则临界区域识别发生器向缺陷可印刷能力分析发生器提供输出。
37.如权利要求35所述系统，其特征在于，还进一步包括位图编辑器，适用于接收来自缺陷可印刷能力分析发生器的数据，并提供修复缺陷的建议。
38.如权利要求37所述系统，其特征在于，还进一步包括适用于响应所建议修复的掩模修复工具。
39.如权利要求38所述系统，其特征在于，还进一步包括系统自动分析缺陷，并且掩模修复工具自动响应所建议的修复。
40.如权利要求35所述系统，其特征在于，系统自动分析缺陷，并且缺陷可印刷能力分析发生器自动提供适用于缺陷的严重程度得分。
41.一种适用于产生物理掩模上的缺陷的缺陷严重程度得分的系统，所述系统包括用于产生接近于缺陷的物理掩模上的特征的第一图像和参考掩模上的特征的第二图像的装置；用于仿真第一图像的第一晶片图像和第二图像的第二晶片图像的装置；以及用于根据第一和第二晶片图像来产生缺陷严重程度得分的装置。
42.如权利要求41所述系统，其特征在于，还进一步包括适用于识别缺陷是否在临界区域内的装置，其中，该识别装置向产生缺陷严重程度得分的装置提供数据。
43.如权利要求41所述系统，其特征在于，用于仿真的装置包括适用于响应多个平板印刷条件的装置。
44.一种物理掩模，所述掩模包括根据对物理掩模的仿真晶片图像和参考掩模的仿真晶片图像的分析，改进至少一个缺陷，所述参考掩模对应于无缺陷物理掩模；以及根据对物理掩模的仿真晶片图像和参考掩模的仿真晶片图像的分析，至少有一个缺陷没有被改动。
45.一种物理掩模，所述掩模包括根据对物理掩模的仿真晶片图像的分析，改进至少一个不规则；以及根据对物理掩模的仿真晶片图像的分析，至少有一个不规则没有被改动。
46.一种物理掩模，所述掩模包括根据对物理掩模的仿真晶片图像和参考掩模的仿真晶片图像的比较，改进至少一个特征，其中参考掩模对应于无缺陷物理掩模；以及根据对物理掩模的仿真晶片图像和参考掩模的仿真晶片图像的比较，至少有一个特征没有被改动。
47.一种使用物理掩模制造的集成电路，所述集成电路包括根据对物理掩模的仿真晶片图像和参考掩模的仿真晶片图像的比较，改进至少一个特征，所述参考掩模对应于无缺陷物理掩模；以及根据对物理掩模的仿真晶片图像和参考掩模的仿真晶片图像的比较，至少有一个特征没有被改动。
48.一种使用物理掩模制造的集成电路，所述集成电路制造步骤包括产生物理掩模的仿真晶片图像；产生参考掩模的仿真晶片图像，参考掩模对应于无缺陷物理掩模；以及比较物理掩模和参考掩模的仿真晶片图像。
49.用于分析第一掩模上的缺陷的计算机软件，所述软件包括用于产生第一掩模的仿真晶片图像的手段；用于产生第二掩模的仿真晶片图像的手段，第二掩模对应于无缺陷的第一掩模；以及用于比较第一和第二掩模的仿真晶片图像以分析缺陷的可印刷能力的手段。
50.如权利要求49所述计算机软件，其特征在于，用于比较的手段包括用于产生缺陷的缺陷严重程度得分的手段。
51.如权利要求49所述计算机软件，其特征在于，还进一步包括用于根据可印刷能力提供对缺陷修复信息的手段。
52.如权利要求50所述计算机软件，还进一步包括用于根据缺陷严重程度得分来提供缺陷的修复信息的手段。
53.一种检验物理掩模的方法，所述物理掩模包括缺陷，所述方法包括下列步骤产生物理掩模的仿真晶片图像；产生参考掩模的仿真晶片图像，参考掩模对应于无缺陷物理掩模；以及比较物理掩模和参考掩模的仿真晶片图像，以提供缺陷的信息。
54.如权利要求53所述方法，其特征在于，所述比较包括产生缺陷严重程度的得分。
55.如权利要求53所述方法，其特征在于，还进一步包括将缺陷的信息传递给掩模修复工具。
56.如权利要求54所述方法，其特征在于，还进一步包括将缺陷严重程度的得分传递给掩模修复工具。
57.如权利要求53所述方法，其特征在于，参考掩模包括下列之一物理掩模的布局的仿真图像；物理掩模的无缺陷区域，它具有的图形基本与包括缺陷的区域相同；以及当在制造中处理物理掩模时的物理掩模的仿真图。
58.如权利要求53所述方法，其特征在于，所产生的物理掩模的仿真图像补偿在图像采集期间所产生的图像畸变。
全文摘要
使用物理掩模的仿真晶片图像和无缺陷参考图像以产生各个缺陷的严重程度的得分，从而向用户提供有意义信息以准确地评估使用所述掩模或修复所述掩模的结果。可以根据多种因素来计算缺陷严重程度的得分，这些因素可以涉及缺陷的相邻特征的临界尺寸的变化。也可以使用共同处理工艺窗口来提供有关缺陷可印刷能力的客观信息。通过采用物理掩模的仿真晶片图像可以对一些与掩模质量有关的其它方面，例如，线边缘粗糙度和触点的圆角定量。
文档编号G03F1/00GK1498418SQ02806995
公开日2004年5月19日 申请日期2002年2月28日 优先权日2001年3月20日
发明者L·卡伊, L·卡尔克林, L·庞, L 卡伊, 肆 申请人:数字技术股份有限公司