用于减少非随机噪声效应的测量系统和方法技术方案

本发明专利技术揭示了用于减少非随机噪声效应的测量系统和方法，包括，一种系统包括适用于存储至少一个中间图像的存储单元，和处理器，其被连接至该存储单元且适用于（ｉ）确定在中间图像内的感兴趣区域之间和在至少一个参考图像内的相应感兴趣区域之间的空间关系，及（ｉｉ）产生图像以响应空间关系和多个中间图像的内容。该中间图像可包含多个中间图像部分和多个感兴趣的区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量系统及用于改善测量系统的精确度的方法。
技术介绍
集成电路是非常复杂的包含多层的设备。各个层可包含导电材料和绝缘材料，同时其他层可包含半导体材料。这些各种材料以图案的形式被布置，通常依据集成电路所期望的功能。该图案还反应了集成电路的制造过程。集成电路通过复杂的多级制造处理被制造。在这个多级处理中，电阻材料(i)被沉积在基底层上、(ii)通过光刻处理被显露、以及(iii)被显现以产生限定后面被蚀刻的某些区域的图案。开发用于的检查装配阶段、连续制造阶段之间的集成电路、与制造处理相结合的各种测量、检查和故障分析技术(还称为“在线”检测技术)，或不结合(还称为“离线”检测技术)。各种光学以及带电粒子束检测工具和检查工具在本领域是已知的，譬如Santa Clara，California的Applied Materials有限公司(加利福尼亚的圣克拉拉的应用材料有限公司)的VeraSEWTM、ComplussTM及SEMVisionTM。制造故障可影响集成电路的电性能。这些故障中的某些源于对所要求的图案尺寸的不想要的偏差。“临界尺寸”通常是被组成图案的线的宽度、两个被组成图案的线之间的距离、触点等的宽度。测量目的之一是确定被检查的结构部件是否包含来自于这些临界尺寸的偏差。这种检查通常通过带电粒子束成像来实施，该成像提供测量所述偏差所要求的高分辨率。测量系统是高度复杂的。它们包括多个机械部件及本技术的检测器。该系统的各种机械部分，包括但不限制泵、台等引入噪声。噪声还在测量处理的光照和检测阶段被引入，例如由于测量系统中波动的电磁场。这些噪声可降低测量系统的分辨率。通过求和多个中间图像，基本上降低了随机噪声的影响。通过使用带电粒子束扫描区域及检测从该区域散射的电子来产生各个中间图像。求和操作平均出噪声。譬如但不限于重复噪声的非随机噪声影响最后的图像。这些噪声引起中间图像相对于彼此间偏移。当中间图像被求和时，这种偏移可使最后的图像变形，这是由于属于该区域不同位置的不同的中间图像的象素被求和以提供最后的图像。提高分辨率的技术的重要性随亚微米集成电路结构尺寸的持续缩小而增长。有对提供用于减少噪声影响的有效方法及系统的逐渐增长的需要。
技术实现思路
一种方法，其包括确定在至少一个中间图像内的感兴趣区域之间和在至少一个参考图像内的相应感兴趣区域之间的空间关系；其中中间图像包括多个中间图像部分，并且其中多个中间图像部分包括多个感兴趣区域；和产生图像，以响应空间关系和响应多个中间图像的内容。有利地，产生包括执行分支图像对准，以响应空间关系。依据本专利技术的一个实施例，该方法还包括产生参考图像。有利地，参考图像的产生包括扫描参考区域。有利地，参考图像的产生反映至少一个中间图像的内容。有利地，该方法还包括确定至少一个噪声特征。有利地，该方法还包括限定感兴趣的区域，这个阶段可包括搜寻包括边沿信息的区域。有利地，该产生图像的阶段包括增加大致上表示某一区域的相同位置的象素。一种系统，其包括适用于存储至少一个中间图像的存储单元；和连接至该存储单元且适于确定在至少一个中间图像内的感兴趣区域之间和在至少一个参考图像内的相应感兴趣区域之间的空间关系的处理器；其中中间图像包括多个中间图像部分，并且其中多个中间图像部分包括多个感兴趣区域；以及产生图像以响应空间关系和响应多个中间图像的内容。有利地，该处理器适于执行下列中的至少一个(i)实施分支图像对准以响应空间关系；(ii)产生参考图像；(iii)产生参考图像，以响应参考区域的信息表述；(iv)产生参考图像，以响应至少一个中间图像的内容；(v)确定至少一个噪声特征；(vi)限定感兴趣区域；(vii)搜寻包含边沿信息的区域；(viii)增加大致上表述某一区域的相同位置的象素。有利地，该系统还包括至少一个检测器，用于检测从该区域散射出的带电粒子束。附图说明为了理解本专利技术和明白它如何被实际实施，仅仅通过非限制性例子结合附图，优选实施例现将被说明，其中图1是依据本专利技术实施例的临界尺寸的扫描电子显微镜的示意图；图2示出依据本专利技术实施例的参考图像；图3示出依据本专利技术实施例的另一参考图像；图4示出依据本专利技术实施例的水平衍生图像；图5示出依据本专利技术实施例的垂直衍生图像360；图6示出依据本专利技术实施例的用于产生图像的方法；图7示出依据本专利技术实施例的用于产生图像的方法；图8示出示例性噪声谱。具体实施例方式典型的CD-SEM包括用于产生电子束的电子枪、偏转和倾斜单元还有聚焦透镜，该聚焦透镜可在某种倾斜情形下用于实现带有电子束的样本扫描，同时减低各种象差和失调。电子譬如因样本和电子束的相互作用而被忽略的二次电子被吸引至检测器，该检测器提供由处理单元处理的检测信号。检测信号可被用于确定样本的各种特征，还有形成被检查样本的图像。本专利技术可在部件数量和所述部件布置上互相不同的各种构造的CD-SEM上被实施。例如偏转单元的数量以及各个单元的具体结构可能改变。CD-SEM可包括透镜内(in-lens)以及透镜外的检测器或两者的组合。譬如CD-SEM 100的测量系统如图1所示。该CD-SEM 100包括(i)扫描仪，譬如扫描偏转单元102，用来使用带电粒子束扫描包括多结构部件的区域；(ii)至少一个检测器，譬如透镜内检测器16，其被固定以接收来自该区域和带电粒子束之间相互作用的带电粒子且提供多个检测信号；来自于对区域反复扫描的检测信号可形成中间图像；(iii)存储单元，譬如存储单元9，适用于存储至少一个中间图像；以及(iv)处理器，譬如处理器8，被连接至存储单元，适用于(a)确定在至少一个中间图像范围内感兴趣的区域之间和在至少一个参考图像范围内的对应感兴趣的区域之间的空间关系；尽管中间图像包括多个中间图像部分，尽管多个中间图像部分包含多个感兴趣的区域；以及(b)响应于空间关系和响应于多个中间图像的内容而产生图像。假如CD-SEM 100包含多个检测器，那么它可以使用通过处理来自一个处理器的中间图像获得的再成像重合结果，来实施来自其它检测器的图像的再重合。依据本专利技术的实施例，只有一个检测器的中间图像被处理以估计感兴趣的区域之间的空间关系，并且该结果被用于产生这个检测器以及其他检测器的图像。依据本专利技术的另一个实施例，多个检测器的中间图像被处理，并且与不同检测器相关的感兴趣的区域间的空间关系被处理，以获得一个或多个检测器的重合曲线。CD-SEM 100还包含(a)发射电子束101的电子枪103，该电子枪103由极104引出，(b)将电子束聚焦在被检查物体105的表面105a的物镜112，(c)偏转单元108-111，和(d)台面(stage)101，该台面用于引导在物体105和物镜112之间的相对机械运动。使用扫描偏转单元102，扫描在样本上方的射束。使用偏转单元108至111可分别获得孔106与射束的对准或理想的光轴。作为偏转单元线圈，可使用带电盘式的静电模块或线圈和静电偏转器的组合。透镜内检测器16能够检测到具有相当低能量(3至50eV)的从物体105以各种角度逸出的二次电子。使用连接至光电倍增管等的闪烁体形式的检测器，可实施来自样本的散射的或二次微粒的测量。由于测量信号的方法一般不影响专利技术思想，因此这不能理解为对该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：确定在至少一个中间图像内的感兴趣区域之间和在至少一个参考图像内的相应感兴趣区域之间的空间关系；其中中间图像包括多个中间图像部分，并且其中多个中间图像部分包括多个感兴趣区域；和产生图像，以响应空间关系和响应多个中间图像的内容。

【技术特征摘要】
US 2004-10-4 60/615,906;US 2005-10-3 11/242,4381.一种方法，包括确定在至少一个中间图像内的感兴趣区域之间和在至少一个参考图像内的相应感兴趣区域之间的空间关系；其中中间图像包括多个中间图像部分，并且其中多个中间图像部分包括多个感兴趣区域；和产生图像，以响应空间关系和响应多个中间图像的内容。2.依据权利要求1的方法，其中该产生包括执行分支图像重合，以响应空间关系。3.依据权利要求1的方法，还包括产生参考图像。4.依据权利要求3的方法，其中参考图像的产生包括扫描参考区域。5.依据权利要求3的方法，其中参考图像的产生反映至少一个中间图像的内容。6.依据权利要求1的方法，还包括至少一个噪声特征的确定。7.依据权利要求1的方法，还包括限定感兴趣的区域。8.依据权利要求7的方法，其中确定阶段包括搜寻包括边沿信息的区域。9.依据权利要求1的方法，其中产生图像的阶段包括增加大致上表示某一区域的相同位置的象素。10.一种系统，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：B森德，A丹，O梅纳德瓦，S莱汀斯基，R达瑞，
申请(专利权)人：应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]