CN116754580A - 半导体样品制造的掩模检查 - Google Patents

Abstract

提供了一种检查可用于制造半导体样品的掩模的***和方法。所述方法包括：获得包括表示候选缺陷的缺陷像素的原始缺陷图像以及候选缺陷的位置，以及在多个聚焦水平处获取的候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库；在多个聚焦水平中确定最佳聚焦，并且在最佳聚焦处生成合成缺陷图像；将原始缺陷图像与合成缺陷图像对准，以识别合成缺陷图像中与缺陷像素相对应的目标像素的区域；并且针对每个聚焦水平，提供指示缺陷图像组与至少一个参考图像之间的位移的测量，从而产生对应于所述多个聚焦水平的多个测量结果。

Description

半导体样品制造的掩模检查

技术领域

当前公开的主题总体上涉及掩模检查领域，并且更具体地，涉及关于光掩模的缺陷检测和测量。

背景技术

目前对于与超大规模集成制造的微电子器件相关联的高密度和高性能的需求，需要亚微米特征、提高的晶体管速度和电路速度、以及提高的可靠性。随着半导体工艺的进步，图案尺寸(诸如加衬宽度)和其他类型的临界尺寸不断缩小。这些需求要求形成具有高准确度和高均匀性的器件特征，这进而需要仔细监控制造工艺，包括在器件仍处于半导体晶片形式时对器件进行自动检查。

半导体器件通常在光刻工艺中使用光刻掩模(也称为光掩模、掩模或光罩(reticle))来制造。光刻工艺是半导体器件制造中的主要工艺之一，并且包括根据待生产的半导体器件的电路设计对晶片表面进行图案化。这样的电路设计首先在掩模上形成图案。因此，为了获得工作的半导体器件，掩模必须是无缺陷的。掩模是通过复杂的工艺制造而成的，并且可能遭受各种缺陷和变化。

此外，掩模通常以重复的方式在晶片上创建许多管芯。因此，掩模上的任何缺陷都将在晶片上重复多次，并将导致多个器件出现缺陷。建立适合生产的工艺需要对整个光刻工艺进行严格控制，尤其是考虑到大规模电路集成和半导体器件尺寸的不断减小。

各种掩模检查方法已经被开发并使用。根据某些常规的掩模设计和评估技术，创建掩模并用于通过掩模来曝光晶片，然后执行检查以确定掩模的特征/图案是否已根据设计转移到晶片上。最终印刷特征与预期设计的任何变化都可能需要修改设计、修复掩模、创建新掩模和/或曝光新晶片。

替代地，可以使用各种掩模检查工具直接检查掩模。检查过程可以包括多个检查步骤。在掩模的制造过程期间，可以多次执行检查步骤，例如在某些层的制造或处理之后等。附加地或替代地，每个检查步骤可以重复多次，例如对于不同的掩模位置重复多次，或者以不同检查设置对于相同掩模位置重复多次。

掩模检查一般涉及通过将光或电子引导至掩模并检测来自掩模的光或电子来生成针对掩模的某些检查输出(例如图像、信号等)。一旦生成了输出，通常通过对输出应用缺陷检测方法和/或算法来执行缺陷检测。通常，检查的目标在于为掩模上的缺陷检测和/或相关测量提供高灵敏度和准确度。

发明内容

根据当前公开的主题的某些方面，提供了一种检查可用于制造半导体样品的掩模的计算机化***，所述***包括：检查工具，所述检查工具被配置成：提供包括表示候选缺陷的一个或多个缺陷像素的原始缺陷图像，以及候选缺陷在掩模上的位置；并且基于所述位置，在整个聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平处获取候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库，缺陷图像库包括在每个聚焦水平获取的缺陷图像组，并且参考图像库包括在每个聚焦水平获取的参考图像组；以及处理和存储器电路***(PMC)，所述PMC可操作地连接至检查工具并且被配置成：在多个聚焦水平中确定最佳聚焦，并且基于最佳聚焦处的缺陷图像组来生成合成缺陷图像；将原始缺陷图像与合成缺陷图像对准，以识别合成缺陷图像中与一个或多个缺陷像素相对应的一个或多个目标像素的区域；并且针对每个聚焦水平，基于所述区域来提供指示在聚焦水平处缺陷图像组与从参考图像组导出的至少一个参考图像之间的位移的测量，从而产生对应于多个聚焦水平的多个测量结果。

除了上述特征之外，根据当前公开的主题的这一方面的***可以以技术上可能的任何期望的组合或排列包括以下列出的特征(i)至(xvi)中的一个或多个特征：

(i)候选缺陷来自候选缺陷列表，所述候选缺陷列表选自指示掩模或其部分上的候选缺陷分布的缺陷图。

(ii)检查工具被进一步配置成校准印刷阈值(PT)。提供测量包括在聚焦水平将PT应用于缺陷图像组和参考图像组，从而产生二值缺陷图像组和二值参考图像组，并且基于二值缺陷图像组和二值参考图像组来执行测量。

(iii)缺陷图像库和参考图像库是通过将候选缺陷放置在检查工具的视场(FOV)中的最佳位置来获取的，其中选择最佳位置以至少减少由FOV失真引起的噪声。

(iv)多个聚焦水平是根据准确度和产量要求基于聚焦步长预定义的。

(v)多个聚焦水平进一步包括扩展聚焦工艺窗口的一个或多个聚焦水平。

(vi)最佳聚焦是通过在每个聚焦水平对缺陷图像组中的至少一个缺陷图像应用聚焦测量来确定的。

(vii)所述对准进一步包括验证被包括在合成缺陷图像中的图案的可配准性，并且基于所述验证来确定合成缺陷图像中的区域。

(viii)可配准性验证包括以相应偏移量将图案朝一组方向偏移，以获得经偏移图像组，在合成缺陷图像与经偏移图像组之间执行图像配准，并且基于图像配准的结果来确定可配准性。

(ix)PMC被进一步配置成针对参考图像库确定多个聚焦水平中的最佳聚焦，并且响应于参考图像的最佳聚焦与缺陷图像的最佳聚焦之间的偏移，基于所述偏移来关联参考图像和缺陷图像的相应聚焦水平。

(x)所述至少一个参考图像是通过组合参考图像组生成的合成参考图像。

(xi)缺陷图像组由一个缺陷图像组成，并且合成缺陷图像是缺陷图像。

(xii)所述提供测量包括测量在所述区域中导出缺陷图像组的每个缺陷图像与至少一个参考图像之间的差分图像的位移，从而产生对应于缺陷图像组的位移组，并且基于位移组来生成测量结果。

(xiii)掩模是多管芯掩模，缺陷图像库是针对位于检查管芯中的候选缺陷而捕获的，并且参考图像库是从参考管芯中的对应位置捕获的。

(xiv)掩模是单管芯掩模，并且缺陷图像库和参考图像库是从共享相似设计图案的同一管芯中的不同区域获取的。

(xv)针对来自从指示掩模或其部分上的候选缺陷分布的缺陷图选择的候选缺陷列表中的一个或多个额外候选缺陷，重复提供原始缺陷图像、获取、确定、对准、以及提供测量的步骤。

(xvi)检查工具是被配置成模拟可用于制造半导体样品的光刻工具的光学配置的光化检查工具。

根据当前公开的主题的其他方面，提供了一种检查可用于制造半导体样品的掩模的方法，所述方法由处理和存储器电路***(PMC)执行，并且所述方法包括：从检查工具中获取：包括表示候选缺陷的一个或多个缺陷像素的原始缺陷图像，以及候选缺陷在掩模上的位置；以及基于所述位置，在整个聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平处获取的候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库，缺陷图像库包括在每个聚焦水平获取的缺陷图像组，并且参考图像库包括在每个聚焦水平获取的参考图像组；以及在多个聚焦水平中确定最佳聚焦，并且基于最佳聚焦处的缺陷图像组来生成合成缺陷图像；将原始缺陷图像与合成缺陷图像对准，以识别合成缺陷图像中与一个或多个缺陷像素相对应的一个或多个目标像素的区域；并且针对每个聚焦水平，基于区域来提供指示在聚焦水平处缺陷图像组与从参考图像组导出的至少一个参考图像之间的位移的测量，从而产生对应于多个聚焦水平的多个测量结果。

所公开的主题的这一方面可以在经过必要的修改后，以技术上可能的任何期望的组合或排列包括以上关于***列出的特征(i)至(xvi)中的一个或多个特征。

根据当前公开的主题的其他方面，提供了一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时，使得计算机执行检查可用于制造半导体样品的掩模的方法，所述方法包括：从检查工具中获取：包括表示候选缺陷的一个或多个缺陷像素的原始缺陷图像，以及候选缺陷在掩模上的位置；以及基于所述位置，在整个聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平处获取的候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库，缺陷图像库包括在每个聚焦水平获取的缺陷图像组，并且参考图像库包括在每个聚焦水平获取的参考图像组；以及在多个聚焦水平中确定最佳聚焦，并且基于最佳聚焦处的缺陷图像组来生成合成缺陷图像；将原始缺陷图像与合成缺陷图像对准，以识别合成缺陷图像中与一个或多个缺陷像素相对应的一个或多个目标像素的区域；并且针对每个聚焦水平，基于所述区域来提供指示在聚焦水平处缺陷图像组与从参考图像组导出的至少一个参考图像之间的位移的测量，从而产生对应于多个聚焦水平的多个测量结果。

所公开的主题的这一方面可以在经过必要的修改后，以技术上可能的任何期望的组合或排列包括以上关于***列出的特征(i)至(xvi)中的一个或多个特征。

附图说明

为了理解本公开内容并且了解如何在实践中执行本公开内容，现在将参考附图，仅以非限制性示例的方式来描述实施例，在附图中：

图1示出了根据当前公开的主题的某些实施例的掩模检查***的功能框图。

图2示出了根据当前公开的主题的某些实施例的对可用于制造半导体样品的掩模的掩模检查的一般流程图。

图3示出了根据当前公开的主题的某些实施例的本掩模检查和EPD估计过程之前的初步处理。

图4示出了根据当前公开的主题的某些实施例的原始缺陷图像与合成缺陷图像之间的对准的一般流程图。

图5示出了根据当前公开的主题的某些实施例的光化检查工具和光刻工具的示意图。

图6是根据当前公开的主题的某些实施例的针对掩模上给定候选缺陷的示例性缺陷图像和参考图像的示意图。

图7示出了根据当前公开的主题的某些实施例的针对掩模上给定候选缺陷获取的缺陷图像库和参考图像库。

图8示出了根据当前公开的主题的某些实施例的最佳聚焦处的缺陷图像组。

图9是根据当前公开的主题的某些实施例的对示例性图案的可配准性验证的示意图。

图10示出了根据当前公开的主题的某些实施例的原始缺陷图像、缺陷图像库中的缺陷图像以及在缺陷图像中识别的目标区域的示例。

图11示出了根据当前公开的主题的某些实施例的二值缺陷图像、二值参考图像及其差分图像的示例。

图12是根据当前公开的主题的某些实施例的基于印刷阈值的一般光刻和图案转移工艺的示意图。

图13示出了根据当前公开的主题的某些实施例的二值差分图像上的EPD测量的示例。

图14示出了根据当前公开的主题的某些实施例的示例性情况，其中缺陷图像库的最佳聚焦1102从参考图像库的最佳聚焦1104偏移。

图15示出了根据当前公开的主题的某些实施例的与多个聚焦水平相对应的多个EPD测量的示例性绘图表示。

具体实施例

在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开内容的透彻理解。然而，本领域的技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践当前公开的主题。在其他情况下，未对众所周知的方法、过程、组件和电路进行详细描述，以免混淆当前公开的主题。

除非另有具体说明，否则从以下讨论可以明显看出，应当理解，在整个说明书讨论中使用的诸如“检查”、“提供”、“获取”、“确定”、“对准”、“校准”、“应用”、“执行”、“放置”、“验证”、“偏移”、“关联”、“测量”、“重复”、“获得”、“模拟”等术语，指的是计算机的操纵数据和/或将数据转化为其他数据的(多个)操作和/或(多个)过程，所述数据表示为物理(诸如电子)量和/或所述数据表示为物理对象。术语“计算机”应被广义地解释为涵盖具有数据处理能力的任何类型的基于硬件的电子设备，作为非限制性示例，包括掩模检查***、检查工具、EPD估计***及其在本申请中公开的相应部分。

本说明书中使用的术语“掩模”也被称为“光刻掩模”或“光掩模”或“光罩”。此类术语应被等效地和广泛地解释为涵盖将在光刻工艺中在半导体晶片上图案化的模板保持电路设计(例如，定义集成电路的特定层的布局)。例如，掩模可以实现为熔融石英板，所述熔融石英板覆盖有不透明、透明和相移区域的图案，这些区域在光刻工艺中投射到晶片上。例如，掩模可以是极紫外(EUV)掩模或氟化氩(ArF)掩模。作为另一示例，掩模可以是存储器掩模(可用于制造存储器器件)或逻辑掩模(可用于制造逻辑器件)。

本说明书中使用的术语“检查”或“掩模检查”应广泛地解释为涵盖用于评估相对于电路设计制造的光掩模的准确度和完整性及其在晶片上产生电路设计的准确表示的能力的任何操作。检查可以包括与各种类型的缺陷检测、缺陷审查和/或缺陷分类相关的任何种类的操作，和/或在掩模制造过程期间和/或之后，和/或在掩模用于半导体样品制造期间的计量操作。可以在掩模制造之后使用非破坏性检查工具来提供检查。作为非限制性示例，检查过程可以包括以下操作中的一项或多项：使用检查工具进行扫描(在单次或多次扫描中)、成像、采样、检测、测量、分类和/或关于掩模或其部分提供的其他操作。同样，掩模检查还可以被解释为包括例如在掩模的实际检查之前生成(多个)检查配方和/或其他设置操作。需要注意的是，除非另有具体说明，否则本说明书中使用的术语“检查”或其同义词不限于检查区域的分辨率或尺寸。各种非破坏性检查工具包括，作为非限制性示例，光学检查工具、扫描电子显微镜、原子力显微镜等。

在本说明书中所使用的术语“计量操作”应广泛地解释为涵盖用于提取与半导体样品(诸如掩模)上的一个或多个结构元件相关的计量信息的任何计量操作程序。在一些实施例中，计量操作可以包括测量操作，诸如例如，针对样品上的某些结构元件执行的临界尺寸(CD)测量，包括但不限于以下各项：尺寸(例如，线宽、线间距、触点直径、元件尺寸、边缘粗糙度、灰度统计等)、元件形状、元件内或元件之间的距离、相关角度、与对应于不同设计级别的元件相关联的覆盖信息等。例如，通过采用图像处理技术来分析诸如测量图像之类的测量结果。需要注意的是，除非另有具体说明，否则本说明书中使用的术语“计量”或其同义词不限于测量技术、测量分辨率或检查区域的尺寸。

本说明书中所使用的术语“样品”应广泛地解释为涵盖用于制造半导体集成电路、磁头、平板显示器和其他半导体制造制品的任何类型的晶片、相关结构、组合和/或其部件。

本说明书中所使用的术语“缺陷”应广泛地解释为涵盖在样品上形成的任何类型的异常或不需要的特征/功能。在某些情况下，缺陷可能是感兴趣的缺陷(DOI)，所述感兴趣的缺陷是真实缺陷，当印刷在晶片上时，对制造的器件的功能有一定影响，因此被检测符合客户利益。例如，任何可能导致产量损失的“致命”缺陷都可以表示为DOI。在一些其他情况下，缺陷可能是滋扰性的(也称为“误报”缺陷)，可以忽略不计，因为所述缺陷对完成的器件功能没有影响。

本说明书中所使用的术语“候选缺陷”应广泛地解释为涵盖掩模上的可疑缺陷位置，所述位置被检测为具有相对高的概率是感兴趣的缺陷(DOI)。因此，在审查时，候选缺陷可能实际上是DOI，或者在一些其他情况下，候选缺陷可能是由检查期间的不同变化(例如，工艺变化、颜色变化、机械和电气变化等)引起的滋扰或随机噪声。

本文所使用的术语“非暂时性存储器”和“非暂时性存储介质”应广泛地解释为涵盖适合于当前公开的主题的任何易失性或非易失性计算机存储器。这些术语应被视为包括存储一组或多组指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或关联的缓存和服务器)。这些术语还应当被视为包括能够存储或编码指令集以供计算机执行并且使得计算机执行本公开内容的方法中的任何一个或多个方法的任何介质。因此，这些术语应被视为包括但不限于只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等。

应当理解，除非另有具体说明，否则在分开实施例的上下文中描述的当前公开的主题的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，在单个实施例的上下文中描述的当前公开的主题的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合来提供。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对方法和装置的透彻理解。

鉴于此，注意力转到图1，图1示出了根据当前公开的主题的某些实施例的掩模检查***的功能框图。

图1中所示的检查***100可以用于在掩模制造过程期间或之后，和/或在使用掩模的半导体样品制造过程期间检查掩模。如上所述，本文所指的检查可以被解释为涵盖对于掩模或其部分的与缺陷检查/检测、各种类型的缺陷分类和/或计量操作(诸如例如临界尺寸(CD)测量)相关的任何类型的操作。根据当前公开的主题的某些实施例，图示的检查***100包括能够自动检查和检测掩模上的缺陷的基于计算机的***101。

如上所述，本文中待检测的缺陷可以指相对于原始设计在掩模上形成的任何类型的异常或不需要的特征/功能。掩模上待检测的缺陷可以包括各种缺陷，诸如例如桥接、突起、断线、与临界尺寸(CD)相关的缺陷、触点异常(诸如触点缺失、触点合并、触点收缩等)，或任何其他类型的缺陷。例如，在一些情况下，待检测的缺陷可能与边缘定位位移(EPD)有关，边缘定位位移指示掩模上印刷特征的一个或多个边缘/轮廓的实际位置与其计划/预期位置之间的偏差(本文中也称为EPD缺陷)。在一些实施例中，***101可以被配置为针对检测到的EPD缺陷执行CD测量，并且提供其EPD估计。在这种情况下，***101也被称为EPD估计***，其是检查***100的子***。

***101可以可操作地连接到掩模检查工具120，掩模检查工具120被配置成扫描掩模并且捕获掩模的一个或多个图像以用于检查掩模。本说明书中所使用的术语“掩模检查工具”应广泛地解释为涵盖可用于掩模检查相关过程的任何类型的检查工具，作为非限制性示例，包括对掩模或其部分进行扫描(在单次或多次扫描中)、成像、采样、检测、测量、分类和/或其他过程。

在不以任何方式限制本公开内容的范围的情况下，还应注意，掩模检查工具120可以实现为各种类型的检查机器，诸如光学检查工具、电子束工具等。在一些情况下，掩模检查工具120可以是相对低分辨率检查工具(例如，光学检查工具、低分辨率扫描电子显微镜(SEM)等)。在一些情况下，掩模检查工具120可以是相对高分辨率的检查工具(例如，高分辨率SEM、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)等)。在一些情况下，检查工具可以提供低分辨率图像数据和高分辨率图像数据两者。在一些实施例中，掩模检查工具120具有计量能力并且可以被配置成对捕获的图像执行计量操作。所产生的图像数据(低分辨率图像数据和/或高分辨率图像数据)可以直接或经由一个或多个中间***传输至***101。本公开内容不限于任何特定类型的掩模检查工具和/或由检查工具产生的图像数据的分辨率。

根据某些实施例，掩模检查工具可以实现为配置成模拟/模仿可用于制造半导体样品的光刻工具(例如，扫描仪或步进机)的光学配置的光化检查工具，例如，通过将形成于掩模的图案投射到晶片上，如下文关于图5的进一步详细描述。

现在转到图5，其中示出了根据当前公开的主题的某些实施例的光化检查工具和光刻工具的示意图。

与光刻工具520类似，光化检查工具500可以包括照明源502、照明光学器件504、掩模保持器506和投影光学器件508，照明源502被配置成在曝光波长下产生光(例如，激光)。照明光学器件504和投影光学器件508可以包括一个或多个光学元件(诸如例如透镜、光圈、空间滤波器等)。

在光刻工具520中，掩模被定位在掩模支架506处并且光学对准以将待复制的电路图案的图像投射到放置在晶片支架512上的晶片上(例如，通过采用各种步进、扫描和/或成像技术来产生或复制晶片上的图案)。与光刻工具520不同，光化检查工具500不是放置晶片支架512，而是将检测器510(诸如例如电荷耦合器件(CCD))放置在晶片支架的位置，其中检测器510被配置成检测通过掩模投射的光，并且生成掩模的图像。

可以看出，光化检查工具500被配置成模拟光刻工具520的光学配置，包括但不限于例如照明/曝光条件，诸如例如波长、曝光光的部分相干性、光瞳形状、照明孔径、数值孔径(NA)等，这些条件在半导体器件制造期间在实际光刻过程中用于曝光光刻胶。因此，由检测器510获取的掩模图像514预期类似于经由光刻工具使用掩模制造的晶片的图像516。使用这种光化检查工具获取的掩模图像也称为俯瞰图像(aerial image)。俯瞰图像被提供给***101以供进一步处理，如下所述。

根据某些实施例，在一些情况下，掩模检查工具120可以实现为非光化检查工具，诸如例如常规光学检查工具、电子束工具(例如，SEM)等。在这种情况下，检查工具的检测器能够与所使用的特定类型的显微镜对接，并且将来自显微镜的图像信息数字化，从而获取掩模的图像。

可以对获取的图像执行模拟以模拟光刻工具的光学配置，从而生成俯瞰图像。在一些情况下，图像模拟可以由***101执行(例如，通过在PMC 102中包括图像模拟模型，模拟的功能可以集成到***101的PMC 102中)，而在其他一些情况下，图像模拟可以由掩模检查工具120的处理模块执行，或者由可操作地连接至掩模检查工具120和***101的单独的模拟引擎/单元执行。

仅出于说明的目的，以下描述的某些实施例提供用于由光化掩模检查工具获取的图像。本领域技术人员将容易理解，当前公开的主题的教导同样适用于通过任何其他合适的技术和检查工具获取的图像，并且使用适当的模拟模型进一步转换为俯瞰图像。术语“俯瞰图像”应广泛地解释为涵盖由光化掩模检查工具获取的图像以及从由(多个)非光化检查工具捕获的图像模拟的俯瞰图像。

***101包括可操作地连接至基于硬件的I/O接口126的处理器和存储器电路***(PMC)102。PMC 102被配置成提供操作***所需的处理，如参考图2、图3和图4进一步详细描述的，并且PMC 102包括处理器(未单独示出)和存储器(未单独示出)。PMC 102的处理器可以被配置成根据在被包括在PMC中的非暂时性计算机可读存储器上实现的计算机可读指令来执行若干功能模块。此类功能模块在下文中被称为被包括在PMC中。

本文所指的处理器可以表示一个或多个通用处理设备，诸如微处理器、中央处理单元等。更具体地，处理器可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、实现其他指令集的处理器或实现指令集组合的处理器。处理器也可以是一个或多个专用处理设备，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等。处理器被配置成执行用于执行本文讨论的操作和步骤的指令。

本文所指的存储器可以包括主存储器(例如，只读存储器(ROM)、闪存、动态随机存取存储器(DRAM)(诸如同步DRAM(SDRAM)或蓝博士DRAM(RDRAM)等)和静态存储器(例如闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等)。

如前所述，在一些实施例中，***101可以被配置成检测掩模上的缺陷，诸如EPD缺陷。EPD缺陷可能由各种因素引起，诸如掩模制造过程期间的(多个)物理效应，和/或其他因素，例如氧化(可能在掩模使用期间逐渐发生)、颗粒、刮伤、晶体生长、静电放电(ESD)等。此类缺陷如果在晶片量产前未被检测到，将在生产晶片上重复多次，从而可能导致多个半导体器件出现缺陷(例如，影响器件的功能并且无法达到预期的性能)，并且对产量产生不利影响，特别是考虑到大规模电路集成和光掩模先进工艺中半导体器件尺寸的减小。

为了对由掩模检查工具检测到的EPD缺陷(或候选缺陷)执行CD测量，通常需要将掩模移动到单独的计量工具，所述计量工具用于在候选缺陷的位置处捕获掩模的附加图像，并对附加图像执行测量。两种工具(检查工具和计量工具)的使用以及其间的切换既费时(从而影响检查产量)又成本效益低下。此外，由于这两种工具通常具有不同的坐标系，因此很难确保计量工具捕获的附加图像来自由检查工具报告的确切位置，更不用说这些工具还可能与相对于给定坐标的导航误差相关联。因此，在一些情况下，可能会发生计量工具在不知情的情况下在错误的位置获取附加图像，并且在此类位置获得的测量结果是无效/无意义的，而在一些情况下甚至会向用户提供误导信息。

此外，如上所述的光刻工具旨在将掩模的电路图案印刷到工艺窗口(其可以相对于各种光刻参数来定义)内的半导体样品上，以便以高产量制造集成电路。例如，对产量的主要影响之一与聚焦工艺窗口(也称为散焦工艺窗口)有关，所述聚焦工艺窗口是指应在其中印刷半导体样品的光刻工具的聚焦范围，以满足期望的产量。期望检查掩模上的电路图案可以如何响应工艺窗口内各种光刻参数的变化(诸如例如聚焦工艺窗口内的不同聚焦水平)，例如，通过估计印刷缺陷/错误(诸如与工艺窗口内的不同参数相关联的EPD)。这种估计可以向用户提供不同参数可以如何影响整个工艺窗口中的芯片产量的指示。

根据当前公开的主题的某些实施例，提出了改进的掩模检查***和方法，所述***和方法被配置成针对检测到的EPD缺陷执行CD测量，并且以更高的准确度和改进的产量在整个工艺窗口中提供一系列EPD估计。

根据某些实施例，掩模检查***100包括掩模检查工具120和可操作地连接至检查工具并且被配置成用于如上所述的EPD估计的子***101。掩模检查工具120可以被配置成提供包括表示候选缺陷的一个或多个缺陷像素的原始缺陷图像，以及所述候选缺陷在掩模上的位置。掩模检查工具120可以被进一步配置成基于所述位置，在整个聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平处获取候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库。缺陷图像库包括在每个聚焦水平获取的缺陷图像组，并且参考图像库包括在每个聚焦水平获取的参考图像组。

***101的PMC 102中包括的功能模块可以包括图像处理模块104、对准106和测量模块108。图像处理模块104可以被配置成在多个聚焦水平中确定最佳聚焦，并且基于最佳聚焦处的缺陷图像组生成合成缺陷图像。对准106可以被配置成将原始缺陷图像与合成缺陷图像对准，以识别合成缺陷图像中与一个或多个缺陷像素相对应的一个或多个目标像素的区域。测量模块108可以被配置成针对每个聚焦水平，基于所述区域提供指示缺陷图像组与从聚焦水平的参考图像组导出的至少一个参考图像之间的位移的测量(例如，EPD测量)，从而产生对应于多个聚焦水平的多个测量结果。

***100、***101、PMC 102及其中的功能模块的操作将参考图2、图3和图4进一步详细描述。

根据某些实施例，***100可以包括存储单元122。存储单元122可以被配置成存储操作***100和***101所需的任何数据，例如与***100和***101的输入和输出相关的数据，以及由***101产生的中间处理结果。例如，存储单元122可以被配置成存储原始缺陷图像、由掩模检查工具120产生的缺陷图像库和参考图像库和/或其衍生物(例如，预处理后的图像)。因此，可以从存储单元122检索图像并且将所述图像提供给PMC 102以供进一步处理。

在一些实施例中，***100可以可选地包括基于计算机的图形用户界面(GUI)124，GUI 124被配置为实现与***101相关的用户指定输入。例如，可以向用户呈现掩模的视觉表示(例如，通过构成GUI 124的一部分的显示器)，诸如掩模或其部分的图像。可以通过GUI向用户提供定义某些操作参数的选项，所述操作参数诸如例如工艺窗口参数、诸如例如工艺窗口的范围、聚焦步长等、要在给定的聚焦水平获取的缺陷图像和参考图像的数量、印刷阈值等。在一些情况下，用户还可以在GUI上查看操作结果，诸如获取的图像库、对应于不同聚焦水平的多个测量结果、和/或进一步检查结果。

如上所述，***101被配置成经由I/O接口126在整个聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平处接收候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库。这些图像可以包括由掩模检查工具120捕获的图像(和/或其衍生物)和/或从通过各种预处理阶段获得的捕获图像导出的预处理图像等。注意，在一些情况下，图像可以包括关联的数字数据(例如，元数据、手工制作的属性等)。还应注意，在一些实施例中，图像数据涉及待印刷在晶片上的半导体器件的目标层。

***101被进一步配置成处理所接收的图像并且经由I/O接口126将操作结果(例如，对应于不同聚焦水平的多个测量结果等)发送至存储单元122，和/或用于渲染的GUI124，和/或掩模检查工具120。

根据一些实施例，除了***101之外，掩模检查***100还可以包括一个或多个检查模块，诸如例如(多个)额外的缺陷检测模块和/或自动缺陷审查模块(ADR)和/或自动缺陷分类模块(ADC)和/或计量相关模块和/或可用于执行对掩模的额外检查的其他检查模块。一个或多个检查模块可以实现为独立计算机，或者它们的功能(或至少其中一些)可以与掩模检查工具120集成。在一些实施例中，从***101获得的输出可以由掩模检查工具120和/或一个或多个检查模块(或其部分)用于进一步检查掩模。

本领域的技术人员将容易理解，当前公开的主题的教导不受图1中所示的***的约束；等效和/或修改的功能可以以另一种方式合并或划分，并且可以以软件与固件和/或硬件的任何适当组合来实现。

注意，在一些情况下，图1所示的掩模检查***可以在分布式计算环境中实现。例如，掩模检查工具120和子***101可以分布在不同的设备(本地和/或远程设备)上并且可以通过通信网络链接。例如，掩模检查工具120可以位于制造厂内，而子***101可以是远程连接到检查工具的处理服务器。附加地或替代地，被包括在PMC 102中的上述功能模块也可以分布在若干本地和/或远程设备上并且通过通信网络链接。还应注意，在其他实施例中，掩模检查工具120、存储单元122和/或GUI 124中的一个或多个可以在***100外部，并且经由I/O接口126与***101进行数据通信。***101可以实现为(多个)独立计算机，以与掩模检查工具一起使用。可选地，***101的各个功能可以至少部分地与掩模检查工具120集成，从而促进和增强掩模检查工具120在检查相关过程中的功能。

尽管不一定如此，***101和***100的操作过程可以对应于对于图2至图4所描述的方法的部分或所有阶段。同样，关于图2至图4所描述的方法及其可能的实现可以由***101和***100实现。因此，应注意，关于图2至图4所描述的方法所讨论的实施例也可以在经过必要的修改之后作为***101和***100的各种实施例来实现，反之亦然。

现参考图2，其中示出了根据当前公开的主题的某些实施例的对可用于制造半导体样品的掩模的掩模检查的一般流程图。

可以(例如，通过掩模检查工具120)提供(202)包括表示候选缺陷的一个或多个缺陷像素的原始缺陷图像。还获得候选缺陷在掩模上的位置(例如，在掩模坐标中)。根据某些实施例，候选缺陷来自从指示掩模(或掩模的至少部分)上的候选缺陷分布的缺陷图中选择的候选缺陷列表。

根据一些实施例，缺陷图是来自掩模的初步检查的结果(例如，通过掩模检查工具120)。图3示出了根据当前公开的主题的某些实施例的本掩模检查和EPD估计过程之前的初步处理。

可以(例如，通过掩模检查工具或单独的缺陷检测模块)从掩模的初步检查所产生的缺陷图中选择(302)候选缺陷列表，如下面更详细地举例说明的。

例如，可以在扫描掩模期间顺序地获得掩模的多个检查图像，每个检查图像表示掩模的相应部分。可以(例如，通过掩模检查工具的缺陷检测模块)生成对应于多个检查图像的多个缺陷图。每个缺陷图可以使用至少一个参考图像生成并且可以指示相应检查图像上的候选缺陷分布。例如，可以基于检查图像的像素值与至少一个参考图像的像素值之间的差异来生成至少一个差分图像。可以通过使用检测阈值基于至少一个差分图像确定可疑缺陷(即，候选缺陷)的位置来生成缺陷图。在一些情况下，可以组合多个缺陷图以获得掩模的缺陷图。

本文中使用的术语缺陷图可以被解释为指代与掩模的一部分相对应的缺陷图，或者整个掩模的缺陷图。在一些实施例中，生成的缺陷图可以进一步指示候选缺陷的一个或多个缺陷特征，诸如例如候选缺陷的位置、(缺陷信号的)强度和尺寸等。基于由缺陷图所揭示的候选缺陷的位置，可以将候选缺陷定位在相应的检查图像中。

在一些实施例中，可以基于候选缺陷的强度从缺陷图中选择候选缺陷的列表。在一些其他情况下，可以估计各个候选缺陷的初步EPD测量结果，并且可以基于图中候选缺陷的EPD测量结果的排序和预定义的EPD阈值来选择候选缺陷的列表。例如，缺陷图中的候选缺陷可以根据其初步EPD测量结果以升序排列，具有大于预定义的EPD阈值的EPD测量结果的N个(N可以是预定数量)候选缺陷可以被选中以构成候选缺陷列表。

对于所选列表中的每个给定候选缺陷，可以从检查图像中给定候选缺陷的位置处提取图像面片(patch)。图像面片包括表示给定候选缺陷的一个或多个缺陷像素，并且在下文中被称为原始缺陷图像(术语原始是相对于如下文参考框204所述的稍后获取的缺陷图像使用的)。

可以(例如，在存储单元122中)存储原始缺陷图像以及掩模上给定候选缺陷的位置(例如，在掩模坐标中)以用于进一步处理。作为初步处理的一部分，印刷阈值可以在应用于稍后获取的图像之前被校准(304)，这将在下面进一步详细描述。

当前公开的主题的一些实施例提出使用相同的掩模检查工具来基于候选缺陷的位置直接捕获新图像，而不是将候选缺陷的位置发送到单独的计量工具来捕获新图像并且对新图像执行EPD测量。具体地，掩模检查工具用于基于候选缺陷的位置，在整个聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平处获取(204)候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库。缺陷图像库包括在每个聚焦水平获取的缺陷图像组，参考图像库包括在每个聚焦水平获取的参考图像组。如上所述，缺陷图像和参考图像是俯瞰图像。

使用一个工具而不是两个单独的工具来捕获原始缺陷图像和新图像库两者可以避免不同工具中坐标系的差异并且最小化与工具相关联的导航误差，从而提高稍后获得的EPD测量结果的准确度。此外，这还可以显著降低检查成本并且提高产量。

对于每个缺陷图像，可以获取一个或多个参考图像并且将所述一个或多个参考图像用作(诸如例如在D2D检查中)用于比较的参考。例如，在待检查掩模为多管芯掩模(其中掩模域包括具有相同/相似设计图案的多个管芯)并且候选缺陷位于掩模上的检测管芯中的情况下，可以从掩模上(在对应于候选缺陷的位置处)的检查管芯的一个或多个参考管芯(例如，检查管芯的相邻管芯)获取一个或多个参考图像。

作为另一示例，在掩模为单管芯掩模(其中掩模域仅包括一个管芯)的情况下，可以从掩模的同一管芯中的不同区域获取缺陷图像和一个或多个参考图像，其中不同区域共用相同/相似的设计图案。例如，可以使用任何合适的算法基于掩模的设计数据来识别共用相似设计图案的区域，这将在下面进一步详细描述。下面参考图6和图7描述了缺陷图像库和参考图像库的获取。

参考图6，这是根据当前公开的主题的某些实施例的针对掩模上给定候选缺陷的示例性缺陷图像和参考图像的示意图。

如图所示，多管芯掩模600具有包括共用相同设计图案的九个管芯的掩模域。初步处理中检测到的许多候选缺陷在掩模上例示(用星号表示)。对于掩模600的检查管芯中的给定候选缺陷602，可以通过掩模检查工具获取候选缺陷602周围的缺陷图像604。类似地，缺陷图像604的参考图像606可以在检查管芯的参考管芯(例如，相邻管芯)的相应位置获取。

掩模检查工具一次仅对掩模的一部/一部分(也称为工具的视场(FOV))成像。FOV的尺寸和维度可能会根据某些因素而变化，所述因素诸如不同的工具配置。在一个示例中，与矩形FOV相对应的检查图像可以是大约1000像素长和1000像素宽。在另一示例中，与矩形FOV相对应的检查图像可以大约为800像素×1600像素的尺寸。检查图像608在图6中例示。在一些情况下，当捕获包含候选缺陷的检查图像时，候选缺陷可以被放置在FOV的中心。然后可以从检查图像的中心提取缺陷图像。

在一些实施例中，当捕获包含候选缺陷的检查图像时，候选缺陷可以被放置在FOV的最佳位置。如检查图像608中所例示，候选缺陷602被放置在靠近FOV的中心的最佳位置。在一些情况下，可以选择最佳位置以减少各种噪声，包括但不限于例如由FOV失真引起的噪声。本文使用的术语FOV失真是指图像的FOV内不同位置处的图像强度变化和不均匀性。这可能是由某些光学***像差引起的，包括但不限于，例如，像散、场中的不均匀照明、由于镜头形状导致的畸变、以及散斑等。例如，可以通过将提供FOV中潜在有问题的位置信息的一个或多个图重叠来计算最佳位置(有问题的位置可以表示FOV中的有像差像素)。这些图可能来自先前为特定工具集执行的校准过程。校准过程是基于这些工具的硬件行为的统计和理论知识进行的。整个过程最小化与潜在有问题的传感器区域的交互，并且将工具的FOV导航到以最佳位置为中心，以便感兴趣区域利用最佳传感器区域。

可以以预定尺寸(例如，32*32像素、64*64像素、100*100像素等)从检查图像中提取缺陷图像。缺陷图像包括表示候选缺陷的一个或多个缺陷像素。一个或多个缺陷像素在本文中也称为缺陷斑点，其尺寸可为诸如4*4像素或2*2像素等。

因此，在一些实施例中，如上所述，缺陷图像库可以各自是通过将候选缺陷放置在检查工具的FOV(例如，工具的图像传感器的FOV)的最佳位置来获取的，并且参考图像库是在参考管芯中的相应位置获取的。

现在参考图7，其中示出了根据当前公开的主题的某些实施例的针对掩模上给定候选缺陷获取的缺陷图像库和参考图像库。

继续图6的示例，对于候选缺陷602，在整个聚焦工艺窗口700中的多个聚焦水平处获取缺陷图像库702和参考图像库704。缺陷图像库702包括在每个聚焦水平获取的缺陷图像组(例如，如图7中例示的四个缺陷图像)。类似地，参考图像库704包括在每个聚焦水平获取的参考图像组(例如，对应于四个缺陷图像的四个参考图像)。

如前所述的聚焦工艺窗口指的是光刻工具的聚焦范围，半导体样品应在此范围内进行印刷，以满足期望的产量。在一些情况下，工艺窗口的范围可以由半导体样品的制造商预定义。如图7中所示，聚焦工艺窗口700包括多个聚焦水平，这些聚焦水平可以基于聚焦步长706预定义。可以例如根据制造商工艺的准确度和产量要求来确定聚焦步长。例如，工艺窗口的聚焦范围可以是[-500nm，+500nm]，聚焦步长可以是100nm。在这种情况下，总共将有11个聚焦水平(包括聚焦范围的上边界(图中表示为+PW)和下边界(表示为-PW))。

在一些实施例中，可以存在扩展聚焦工艺窗口的原始范围的填充范围(例示为图7中的填充范围708)。填充范围可以根据制造商工艺的准确度要求来定义。在这样的情况下，多个聚焦水平还可以包括填充范围内的一个或多个聚焦水平。例如，总的聚焦水平数(或步数)可以计算为：(工艺窗口+填充范围*2)/聚焦步长。

在每个聚焦水平处，可由掩模检查工具连续(例如，每两个图像之间具有相对较短的时间间隔)获取一组缺陷图像(例如，如图7中示例的四个缺陷图像)，而不更改任何工具配置。然后可以将检查工具的聚焦水平调整到工艺窗口中的多个聚焦水平中的下一个水平，并且可以类似的方式获取另一组缺陷图像。一旦遍历了多个聚焦水平，就获得了多组缺陷图像，从而构成缺陷图像库702。

类似地，可以以类似的方式获得参考图像库704，包括针对参考管芯的对应位置在多个聚焦水平下获取的多组参考图像。应当注意的是，在本示例中，尽管一个参考位置用于每个候选缺陷，并且在参考位置获取一个参考图像库704，但是在一些其他情况下可以识别多个参考(例如，来自掩模中的多个参考管芯的多个参考位置)，并且多个参考图像库可以在多个参考位置获取并用作缺陷图像库的参考，而不是仅仅一个参考图像库。

还应注意，尽管如图7所例示，在给定聚焦水平下获取的图像组(缺陷图像或参考图像)包括多个图像(例如，四个图像)，但这仅用于说明和例示目的，并且不旨在以任何方式限制本公开内容。在一些实施例中，在给定聚焦水平下获取的图像组可以包括单个图像。

将多个缺陷/参考图像放在一组中的选项可以有效地减少由缺陷/参考图像中出现的随机噪声引起的误报，从而提高检测灵敏度和测量准确度。例如，在一些情况下，可以对一组中的多个参考图像进行过滤和组合，从而创建最佳参考图像，所述最佳参考图像可用于抑制随机噪声并且揭示缺陷图像与参考图像之间的真实差异。

在一些实施例中，本文提到的用于捕获原始缺陷图像以及缺陷图像库和参考图像的掩膜检查工具(诸如例如，掩膜检查工具120)是光化检查工具，诸如例如，应用材料公司(Applied Materials Inc.)的Aera掩模检查工具。光化检查工具被配置成模拟可用于根据掩模制造半导体晶片的光刻工具(例如，扫描仪或步进机)的光学配置，如上文参考图5所述。

通过这种光化检查工具获取的图像(即，俯瞰图像)预期类似于经由光刻工具使用掩模制造的晶片的图像。换言之，光化掩模检查工具被配置成捕获掩模图像，所述掩模图像可以模仿掩模中的设计图案在制造过程之后将如何实际出现在物理晶片中。

在一些情况下，光化检查工具可能无法用于检查掩模。在这种情况下，可以使用非光化检查工具(诸如例如常规光学检查工具、电子束工具等)来获取掩模的非俯瞰图像。可以对获取的非俯瞰图像执行模拟以模拟光刻工具的光学配置，从而生成掩模的俯瞰图像。因此，在一些实施例中，参考图2描述的掩模检查方法还可以包括以下初步步骤：获得由非光化检查工具获取的图像库，以及(例如，通过PMC 102的图像处理模块104，或通过掩模检查工具120的处理模块等)对图像执行模拟以模拟光刻工具的光学配置，从而产生缺陷图像(即，俯瞰图像)库。

在一些实施例中，所获得的缺陷图像(和/或参考图像)库可以在进一步处理之前被预处理。预处理可以包括以下操作中的一者或多者：插值(例如，在图像具有相对低分辨率的情况下)、噪声过滤、聚焦校正、像差补偿和图像格式变换等。

应当注意，本公开内容不限于掩模检查工具的特定模态和/或由此获取的图像的类型和/或处理图像所需的预处理操作。

继续图2的描述，一旦掩模检查工具获取在多个聚焦水平的候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库，就可以将图像传输到可操作地连接到掩模检查工具的***101，并进行进一步处理。在一些实施例中，可以确定多个聚焦水平中的最佳聚焦，并且可以基于在最佳聚焦处的缺陷图像组(例如，通过PMC 102中的图像处理模块104)来生成(208)合成缺陷图像。

根据某些实施例，可以通过在每个聚焦水平对缺陷图像组中的至少一个缺陷图像应用聚焦测量来确定最佳聚焦，以识别产生图像图案(即被成像的样品的图案)的最高对比度的图像。例如，可以基于每个聚焦水平的至少一个图像的聚焦测量来计算聚焦分数，并且识别具有最大分数的图像。

根据某些实施例，可以使用评估图像的聚焦程度(例如，锐度/对比度)的不同聚焦测量来计算图像的聚焦分数，并且本公开内容不限于特定的聚焦分数计算。例如，基于图像的一阶导数的梯度或近似值的基于梯度的聚焦测量可以用于计算聚焦分数。这种聚焦测量遵循这样的假设：聚焦图像呈现比模糊图像更锐利的边缘。因此，可以利用梯度的能量来估计聚焦程度。类似地，也可以使用基于图像的二阶导数的基于拉普拉斯的聚焦测量。作为另一示例，可以使用基于图像的文本描述符的基于统计的聚焦测量。这种聚焦测量遵循这样的假设：散焦图像可以被解释为其平滑度随着散焦水平的增加而增加的纹理。

应当注意，如上所述的聚焦测量仅出于例示目的而示出，不应被视为以任何方式限制本公开内容。其他合适的聚焦测量，诸如例如基于小波的聚焦测量，或基于图像对比度的聚焦测量，可以作为上述测量的补充或替代使用。

一旦确定了多个聚焦水平中的最佳聚焦，就可以基于最佳聚焦处的缺陷图像组来生成合成缺陷图像。参考图8，其中示出了根据当前公开的主题的某些实施例的最佳聚焦处的缺陷图像组。

图8中示出了包括在多个聚焦水平上获得的多组缺陷图像的缺陷图像库。在本示例中，每组缺陷图像包括五个图像。换言之，缺陷图像库包括五个图像包，每个包包括对应于多个聚焦水平的多个图像。基于如上例示的聚焦测量，可以为每组缺陷图像中的至少一个图像计算聚焦分数。例如，在一些情况下，可以从每组图像中选择一个图像，并且可以为所选图像计算聚焦分数。例如，所选图像可以是一个图像包中的相应图像。在一些其他情况下，可以为每组中的所有图像计算聚焦分数，并且可以通过组合所有图像的分数来生成每组的归一化聚焦分数。可以对多个聚焦分数(或归一化聚焦分数)进行排序，并且可以选择最佳聚焦分数。导出最佳聚焦分数的聚焦水平被选择为最佳聚焦。

如图8所示，假设选择了最佳聚焦800，并且图像组802是在最佳聚焦800处获取的图像。可以基于缺陷图像组802生成合成缺陷图像，例如，通过对缺陷图像组进行组合/平均。由于一组中的图像是在不改变任何工具配置的情况下连续获取的，因此应认识到，图像之间可能很少有任何偏移，或者在一些情况下只有微小的偏移(例如，亚像素偏移)。在一些实施例中，可以在组合/平均之前配准图像组。例如，如图所示，侧面的四个图像可以与中间的图像配准，例如使用卢卡斯-卡纳德(Lucas-Kanade)配准算法。可以将配准的图像求和，然后取平均以导出合成缺陷图像。

本公开内容中提到的图像配准可以包括测量两个图像之间的偏移，并且相对于一个图像移动另一个图像以便校正偏移。偏移可能由各种因素引起，诸如例如，由工具漂移(例如，扫描仪和/或载物台漂移)引起的导航误差等。可以根据本领域已知的任何合适的配准算法来实现配准。例如，可以使用以下算法中的一种或多种来执行配准：基于区域的算法、基于特征的配准或相位关联配准。基于区域的方法的示例是使用光流的配准，所述光流诸如上述的卢卡斯-卡纳德(LK)算法。基于特征的方法是基于在两个图像中找到不同的信息点(“特征”)，并且根据特征的对应关系计算每对之间所需的变换。这允许弹性配准(即非刚性配准)，其中分别移动不同的区域。相位关联配准是使用频域分析完成的(其中傅立叶域中的相位差被转换为图像域中的配准)。

如上所述生成的合成缺陷图像据信抑制了随机噪声，因此与图像组的单个缺陷图像相比具有更高的准确度。在图像组由单个缺陷图像组成的情况下，不需要生成合成缺陷图像，或者换言之，所述单个图像可以被视为合成缺陷图像。

一旦生成了合成缺陷图像，就可以(例如，通过PMC 102中的对准模块106)将原始缺陷图像与合成缺陷图像对准(210)，以识别合成缺陷图像中与原始缺陷图像中的一个或多个缺陷像素相对应的一个或多个目标像素的区域。在一些情况下，为了对准图像，需要首先检查合成缺陷图像/原始缺陷图像中包含的图案是否可配准。

参考图4，其中示出了根据当前公开的主题的某些实施例的原始缺陷图像与合成缺陷图像之间的对准的一般流程图。

在一些实施例中，对准可以包括验证(400)合成缺陷图像中包含的图案的可配准性，并且基于验证确定(408)合成缺陷图像中的一个或多个目标像素的区域(在本文中也称为作为目标区域)。在一些情况下，可以基于图案相对于图像尺寸的周期性来确定图案的可配准性。

在一些实施例中，可配准性的验证可以如下步骤执行：以相应偏移量将图案朝一组方向偏移(402)，以获得经偏移图像组，在合成缺陷图像与经偏移图像组之间执行(404)图像配准，并且基于图像配准的结果确定(406)可配准性。

图9是根据当前公开的主题的某些实施例的对示例性图案的可配准性的验证的示意图。

示出了具有特定线图案的缺陷图像902。为了确定图案的可配准性，将图案偏移到一组八个不同的方向，从而产生八个经偏移图像，如图所示。可以使用图像配准算法(诸如以上例示的算法中的任何一种)来在未偏移图像902和八个经偏移图像中的每一个之间进行配准。如果所有经偏移图像(或其中大部分)都可以与未偏移图像正确配准，则表明所述图案是可配准的。否则，所述图案被视为不可配准。

可以基于验证的可配准性来确定合成缺陷图像中的一个或多个目标像素的区域。例如，在图案被视为可配准的情况下，例如通过在两个图像之间执行图像配准并且基于配准的偏移找到对应的目标像素，相对容易地识别与原始缺陷图像中的缺陷像素相对应的目标像素。在这种情况下，目标区域可以被确定为包括所识别的目标像素。在一些情况下，目标区域可以另外包括扩展目标像素的相对小的像素膨胀，以容忍较小的配准误差。

在图案被视为不可配准的情况下，通常很难识别与原始缺陷图像中的缺陷像素相对应的目标像素，因为不可配准图案在图像中通常是重复的，因此不可能将一个重复特征与另一个重复特征分开。为了不漏掉目标像素，目标区域可以是比较大的区域。例如，可以根据具有较大像素膨胀的原始缺陷图像中的缺陷像素的缺陷斑点的尺寸来确定目标区域的尺寸。

如此确定的目标区域可以用作缺陷图像库中执行EPD测量的位置指示，如下面参考框212所述。

具体地，对于每个聚焦水平，可以(例如，通过PMC 102中的测量模块108)基于一个或多个目标像素的区域提供(212)测量，所述测量指示在聚焦水平处缺陷图像组与从参考图像组导出的至少一个参考图像之间的位移。一旦针对多个聚焦水平中的每个聚焦水平获得了测量结果，就可以提供对应于多个聚焦水平的多个测量结果。例如，测量结果是如上所述的EPD测量结果。

一旦在合成缺陷图像中识别出目标区域，如上所述，就可以基于合成缺陷图像中的目标区域的位置来识别缺陷图像库的每个图像中的对应区域(其中假设图像库内的图像之间可能有很少偏移或没有偏移)。

图10示出了根据当前公开的主题的某些实施例的原始缺陷图像、来自缺陷图像库的缺陷图像、以及在缺陷图像中识别的目标区域的示例。

如图所示，图像1002是如上参考框202所述的原始缺陷图像，图像1004是如上参考框204所述获取的来自缺陷图像库的缺陷图像。如所例示，两个图像包括具有重复线和空间的不可配准的图案。如上所述，在这种情况下，很难识别与原始缺陷图像1002中的缺陷像素1001相对应的缺陷图像1004中的准确目标像素1006。如上所述，可以确定足够大的目标区域1008，从而据信覆盖目标像素。

如图所示，缺陷图像1004中的目标像素1006的位置和原始缺陷图像1002中的缺陷像素1001的位置是偏移的，即使这两个图像是使用相同的检查工具捕获的。如果直接根据原始缺陷图像1002中的缺陷像素1001的位置执行EPD测量，而不执行对准处理并确定目标区域1008，则将发生无效测量，因为测量是从与偏移的实际缺陷位置不同的错误位置进行的。使用所确定的目标区域，可以在目标区域内执行EPD估计，以便不遗漏实际位置处的EPD缺陷，如下面详细描述的。

根据某些实施例，为了在识别的目标区域的位置处执行测量，印刷阈值(PT)可以应用于给定聚焦水平的缺陷图像组和参考图像组，从而产生二值缺陷图像组和二值参考图像组，并且可以基于二值缺陷图像组和二值参考图像组执行测量。二值图像提供了可打印在半导体样品(例如晶片)上的掩模的相应部分的结构元素/特征的信息。

在光刻过程中，晶片被化学光刻胶覆盖，所述化学光刻胶响应于吸收能量的总量。如果掩模被照射高于(或在一些情况下低于)特定强度(从而引起抗蚀剂中的化学变化)，则图案被印刷在晶片上，此强度水平在下文中被称为印刷阈值(PT)。

现在参考图12，其中根据当前公开的主题的某些实施例的基于印刷阈值的一般光刻和图案转移工艺的示意图。

如图所示，图示1200展示了示例性掩模，所述掩模包括在照明时透射光的透明区域1202(例如，由石英制成)和阻挡光的不透明区域1204(例如，由铬制成)。如上所述获得的多个图像(俯瞰图像)指的是通过收集通过掩模的透射光的检测器捕获的图像。

事实上，制造工具(例如，扫描仪或步进器)的实际晶片制造工艺包括光刻工艺之后的抗蚀剂工艺和蚀刻工艺。晶片上涂有光刻胶，所述光刻胶是光敏材料。取决于工艺，暴露于光使抗蚀剂的部分硬化或软化。曝光后，对晶片进行显影，根据曝光期间区域接收到的透射光的量(即光强度)，使光刻胶溶解在某些区域中。

例如，图示了表示透射光强度的波形1205。如果给定区域的光刻胶在低于特定强度的透射光的情况下曝光，则图案将被印刷在晶片上。这些光刻胶区域和无光刻胶区域再现掩模上的设计图案。因此，所述特定强度被称为印刷阈值1205，如图12所例示。然后将显影的晶片暴露于溶剂，溶剂蚀刻掉晶片不再受光刻胶涂层保护的部分中的硅，从而产生印刷晶片1208(对于给定层)。

因此，在模仿晶片制造工具的光学配置的光化检查工具中，波形1205表示将被光化检查仪器的检测器捕获以形成第一图像的透射光。由于在光化检查工具中，检测器取代了晶片，并且没有实际的抗蚀剂和蚀刻过程，因此为了获得类似于印刷晶片的图像，需要将印刷阈值1205应用于俯瞰图像以模仿抗蚀剂与蚀刻工艺的效果，从而产生与晶片1208上的印刷图案类似的二值图像。具体而言，二值图像提供了可印刷在晶片上的掩模的多个结构元件的信息。

需要注意的是，尽管在本示例中，低于印刷阈值的图案被示为可印刷在晶片上(即，正抗蚀剂)，但这并不一定如此。在其他一些情况下，情况可能相反，即高于印刷阈值的图案可印刷在晶片上(即，负抗蚀剂)。本公开内容不限于用于呈现可印刷特征的特定抗蚀剂工艺或印刷阈值的特定应用。

根据某些实施例，印刷阈值可以在应用于图像库之前被初步校准(304)，如图3所示。

在一些实施例中，可以根据具有已知尺寸的代表性图案(例如，从“设计意图”CAD剪辑中选择的图案)计算PT。在一些情况下，代表性图案应足够长以能够在其中多个位置上计算和平均PT，从而减少工具噪声并且提供高准确度的PT计算。

例如，在获得代表性图案的俯瞰图像后，掩模检查工具可以模拟晶片抗蚀剂，以便将俯瞰图像转换成具有与相应CAD数据中的“设计意图”相对应的宽度和长度的二值图像。可以对沿代表性图案长度的所有像素计算灰度(GL)阈值，而PT可以被计算为平均(例如，最小、最大、平均、中位数或其他基于统计的)GL阈值。可选地，可以通过基于曝光条件的进一步校准和/或基于帧中的位置的校准来提高PT的准确度。

现在参考图11，其中示出了根据当前公开的主题的某些实施例的二值缺陷图像、二值参考图像及其差分图像的示例。

参考图10描述的图像1004是参考框204获取的来自缺陷图像库的缺陷图像。图像1103是缺陷图像1004的参考图像。例如，如图7所例示，图像1004和图像1103可以是来自相同聚焦水平的缺陷图像库702和参考图像库704的一对图像710。

图像1102是通过在缺陷图像1004上应用印刷阈值而获得的二值缺陷图像。图像1104是通过在参考图像1103上应用印刷阈值而获得的二值参考图像。可以在所识别的目标区域1008处比较两个二值图像(例如，通过从一个减去另一个)，从而产生表示目标区域内的差异的二值差分图像1106。如图所示，二值差分图像1106中的差异/偏差指示两个图像中线结构的边缘/轮廓之间的边缘位置位移(EPD)。

在一些情况下，从二值图像获得的差异可能相当细微，并且可能与随机边缘粗糙度混合在一起。应当注意的是，EPD缺陷与边缘粗糙度(可能由制造工艺中的不同变化引起)至少在以下方面不同：i)EPD是局部的(存在于轮廓的局部位置)，而边缘粗糙度是沿所有边缘存在的；以及ii)与沿边缘的细微粗糙度的幅度相比，EPD的幅度相对更显著(即，更强/更大)。

为了验证所识别差异的有效性，可以通过比较缺陷图像1004和参考图像1103来导出GL差分图像1108。GL差分图像1108可用于验证二值差分图像中指示的差异确实与GL差分图像中所示的EPD缺陷相关联。

应当注意，在一些实施例中，缺陷图像和相应的参考图像应在比较之前被配准(例如，使用如上所述的图像配准算法中的任一者)。替代地，在一些实施例中，可以跳过配准。例如，在可以估计缺陷图像与参考图像之间可能不存在实质性偏移的情况下，可以省略配准。

图13示出了根据当前公开的主题的某些实施例的二值差分图像上的EPD测量的示例。如图所示，二值差分图像中两个边缘/轮廓之间的最大距离1302被测量为对边缘位移的测量。

参考图11和图13描述的上述测量过程可以对缺陷图像库中的每个缺陷图像重复进行。具体地，对于多个聚焦水平中的每个聚焦水平，可以测量在缺陷图像组中的每个缺陷图像与至少一个参考图像之间的目标区域中导出的差分图像中的位移，从而产生对应于缺陷图像组的位移组。可以基于位移组生成EPD测量结果(例如，通过对位移组求平均)。

在一些实施例中，在给定的聚焦水平，可以将每个缺陷图像与对应的参考图像进行比较，如图7的图像对710中所例示的。在一些情况下，可以通过在给定的聚焦水平组合参考图像组来生成合成参考图像，从而减少各种随机噪声。合成参考图像可以用作给定聚焦水平下缺陷图像组中每个缺陷图像的参考图像，从而导出具有改善的SNR的差分图像。

根据某些实施例，可以以与参考框208所描述的类似的方式为多个聚焦水平中的参考图像库确定最佳聚焦。响应于参考图像的最佳聚焦与缺陷图像的最佳聚焦之间的偏移，可以基于所述偏移将参考图像和缺陷图像的相应聚焦水平相关联。图14示出了根据当前公开的主题的某些实施例的示例性情况，其中缺陷图像库的最佳聚焦1102从参考图像库的最佳聚焦1104偏移。在这种情况下，从最佳聚焦水平开始，可以将来自缺陷图像库和参考图像库的相应聚焦水平相关联。针对给定聚焦水平的缺陷图像，用于比较的参考图像取自相关联的聚焦水平。

一旦针对每个聚焦水平获得了EPD测量结果，就可以提供多个EPD测量结果，对应于聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平。图15示出了根据当前公开的主题的某些实施例的与多个聚焦水平相对应的多个EPD测量结果的示例性绘图表示。如前所述，可能期望检查掩模上的电路图案可以如何响应工艺窗口内不同聚焦水平的变化。EPD测量结果估计可以为用户提供关于工艺窗口中不同聚焦水平可以如何影响芯片产量的信息。在一些情况下，这样的绘图可以呈现在GUI 124上。可选地，在工艺窗口中不同聚焦水平的EPD测量结果之间存在相对较大差异(相对于变化阈值)的情况下，EPD缺陷可以被标记为缺陷以供用户进一步审查。可选地，在不同聚焦水平的EPD测量结果超过相应预定义的EPD阈值的情况下，EPD缺陷可以被标记为缺陷以供用户进一步审查。

EPD测量结果可以被掩模检查工具120和/或包含在掩模检查***100中的一个或多个检查模块用于掩模的进一步检查，诸如例如额外的缺陷检测、缺陷审查、缺陷分类、计量相关操作(例如，CD测量结果)和/或任何其他检查操作。

如上文参考框302所述，可针对来自从指示掩模上的候选缺陷分布的缺陷图选择的候选缺陷列表中的一个或多个额外候选缺陷重复参考图2所述的过程。在一些实施例中，可以预定义掩模上待检查的感兴趣区域(ROI)，并且可以使用上述过程来检查ROI中的一个或多个候选缺陷。在一些情况下，ROI可以定义为整个掩模，而在另一些情况下，ROI可以定义为掩模的一部分。

应当注意的是，虽然参考图2描述的掩模检查过程是使用如图6所示的多管芯掩模的示例来例示的，但这决不旨在以任何方式限制本公开内容。应当理解，所提出的方法和***可以类似地应用于前述的单管芯掩模。

例如，对于位于单个管芯中的检查区域中的候选缺陷，可以将来自与检查区域共享相同设计图案的同一管芯的一个或多个参考区域用作用于比较的参考。单管芯掩模中的参考区域可以通过多种方式识别。管芯(或其(多个)部分)的设计数据可以包括具有特定几何结构和排列的各种设计图案。

在一些实施例中，可以接收单管芯掩模的设计数据，并且可以检索多个设计群组，每个设计群组对应于具有相同设计图案的一个或多个管芯区域。因此，可以识别管芯中对应于相同设计图案的区域。需要注意的是，当设计模式是相同的，或是高度相关的，或是彼此相似的时，它们可以被认为是“相同”的。可以应用各种相似性测量和算法来匹配和聚类相似的设计模式，并且本公开内容不应被解释为受限于用于导出设计群组的任何特定测量。设计群组的聚类(即，从CAD数据到多个设计群组的划分)可以预先执行，或者由PMC 102作为当前检查过程的初步步骤执行。

可选地，在一些实施例中，响应于EPD测量结果，可以进一步确定如何响应EPD缺陷，例如，是否接受掩模、修复掩模或拒绝掩模。例如，这可以通过例如评估EPD缺陷在被印刷后是否会影响使用掩模制造的半导体样品的功能来完成。在一些情况下，响应于EPD缺陷存在的可能的处理操作可以包括以下各项中的一项或多项：修复掩模，将掩模定义为有缺陷的掩模，将掩模定义为功能性的，生成掩模的修复指示等。例如，如果这些EPD缺陷不可接受，则可以将掩模发送到掩模车间进行修复或拒收。

可选地，在一些实施例中，可以提供以下输出/指示中的至少一个或其任何组合：(i)提供对要从掩模车间出货的掩模的合格标准；(ii)为掩模生成过程提供输入；(iii)为半导体样品制造过程提供输入；(iv)为光刻工艺中使用的模拟模型提供输入；(v)为光刻工具提供校正图；以及(vi)识别掩模上以大于预期的CD变化为特征的区域。

应当注意的是，适用于当前公开的检查过程的掩模可以是任何种类的掩模，包括但不限于存储器掩模和/或逻辑掩模，和/或ArF掩模和/或EUV掩模等。本公开内容不限于待检查的掩模的特定类型或功能。

根据某些实施例，上文参考图2、图3和图4所述的掩模检查过程可以被包括作为可由***101和/或检查工具120用于运行时在线掩模检查的检查配方的一部分。因此，当前公开的主题还包括用于在配方设置阶段生成检查配方的***和方法，其中所述配方包括参考图2、图3和图4(及其各种实施例)所述的步骤。应当注意的是，术语“检查配方”应被广泛地解释为涵盖可以被检查工具用于执行与任何类型的掩模检查相关的操作的任何配方，包括如上所述的实施例。

应当注意的是，本公开内容中所示的示例，诸如例如，掩模检查工具架构和配置、掩模类型和/或布局、示例性图像库、工艺窗口和聚焦水平以及上述图像图案等，都是出于例示目的而示出的，而不应被视为以任何方式限制本公开内容。其他适当的示例/实施方式可以用来补充或代替上述内容。

本文所述的掩模检查过程的某些实施例的优点在于，对于给定的候选缺陷，用于EPD测量的图像(例如，缺陷图像库)由获取原始缺陷图像的同一检查工具获取，从而避免了不同工具中坐标系的差异，并且最小化与工具相关联的导航误差，从而提高测量结果的准确度。此外，使用一个检查工具而不是两个工具(例如，一个检查工具用于捕获原始缺陷图像，以及一个计量工具用于重新捕获新图像进行测量)可以显著降低检查成本并提高产量。

此外，在EPD估计过程中，原始缺陷图像是可获得的，并且用于与新捕获的缺陷图像库对准，以便识别与原始缺陷像素相对应的准确目标区域，这进一步确保了EPD测量的位置的准确度。

掩模检查过程的某些实施例的额外优点包括在整个工艺窗口中跨不同聚焦水平获取图像库，使得能够估计掩模上的电路图案可以如何响应于不同聚焦水平的变化(例如，通过估计指示与不同聚焦水平相关联的印刷误差的EPD测量结果)并且提供关于不同参数可以如何影响整个工艺窗口中的芯片产量的指示。

此外，在每个给定聚焦水平处捕获图像组(特别是缺陷图像组或参考图像组中的多个图像)的选项可以有效地抑制所获取图像中的随机噪声并且减少所产生的差分图像中的误报，从而提高了EPD测量的检测灵敏度和准确度。

此外，确定多个聚焦水平中的最佳聚焦可以识别每个图像库的实际最佳聚焦(其可以相对于各种因素变化，诸如不同的图像图案)从而重新校准工艺窗口的范围。来自最佳聚焦水平的图像用于与原始缺陷图像对准，这进一步确保了配准的准确度和执行EPD测量的目标区域的识别。

应当理解，本公开内容的应用不限于本文所包括的描述中阐述的或附图中所示的细节。

还应当理解，根据本公开内容的***可以至少部分地在适当编程的计算机上实现。同样，本公开内容设想了计算机程序，所述计算机程序可由计算机读取以用于执行本公开内容的方法。本公开内容还设想了非暂时性计算机可读存储器，其有形地体现可以由计算机执行以执行本公开内容的方法的指令程序。

本公开内容能够具有其他实施例并且能够以各种方式进行实践和执行。因此，应当理解，本文所用的表述和术语是为了描述目的而不应被视为限制。因此，本领域技术人员将理解，本公开内容所基于的构思可以容易地用作设计用于执行当前公开的主题的若干目的的其他结构、方法和***的基础。

本领域技术人员将容易理解，在不脱离由所附权利要求书限定的本公开内容的范围的情况下，可以将各种修改和改变应用于如上文所述的本公开内容的实施例。

Claims (22)

1.一种检查可用于制造半导体样品的掩模的计算机化***，所述***包括：

检查工具，所述检查工具被配置成：

提供从所述掩模的初步检查产生的包括表示候选缺陷的一个或多个缺陷像素的原始缺陷图像，以及所述候选缺陷在所述掩模上的位置；并且

基于所述位置，在整个聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平处获取所述候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库，所述缺陷图像库包括在每个聚焦水平获取的缺陷图像组，并且所述参考图像库包括在每个聚焦水平获取的参考图像组；以及

处理和存储器电路***(PMC)，所述PMC可操作地连接至所述检查工具并且被配置成：

在所述多个聚焦水平中确定最佳聚焦，并且基于所述最佳聚焦处的所述缺陷图像组来生成合成缺陷图像；

将所述原始缺陷图像与所述合成缺陷图像对准，以识别所述合成缺陷图像中与所述一个或多个缺陷像素相对应的一个或多个目标像素的区域；并且

针对每个聚焦水平，基于所识别的区域来提供指示在所述聚焦水平处所述缺陷图像组与从所述参考图像组导出的至少一个参考图像之间的位移的测量，从而产生对应于所述多个聚焦水平的多个测量结果。

2.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述候选缺陷来自从指示所述掩模或其部分上的候选缺陷分布的缺陷图选择的候选缺陷列表。

3.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述检查工具被进一步配置成校准印刷阈值(PT)，并且所述提供测量包括在所述聚焦水平将所述PT应用于所述缺陷图像组和所述参考图像组，从而产生二值缺陷图像组和二值参考图像组，并且基于所述二值缺陷图像组和所述二值参考图像组来执行所述测量。

4.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述缺陷图像库和所述参考图像库是通过将所述候选缺陷放置在所述检查工具的视场(FOV)中的最佳位置来获取的，其中选择所述最佳位置以至少减少由FOV失真引起的噪声。

5.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述多个聚焦水平进一步包括扩展所述聚焦工艺窗口的一个或多个聚焦水平。

6.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述对准进一步包括验证被包括在所述合成缺陷图像中的图案的可配准性，并且基于所述验证来确定所述合成缺陷图像中的所述区域。

7.根据权利要求6所述的计算机化***，其中所述可配准性验证包括以相应偏移量将所述图案朝一组方向偏移，以获得经偏移图像组，在所述合成缺陷图像与所述经偏移图像组之间执行图像配准，并且基于所述图像配准的结果来确定所述可配准性。

8.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述PMC被进一步配置成针对所述参考图像库确定所述多个聚焦水平中的最佳聚焦，并且响应于所述参考图像的最佳聚焦与所述缺陷图像的最佳聚焦之间的偏移，基于所述偏移来关联所述参考图像和所述缺陷图像的相应聚焦水平。

9.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述至少一个参考图像是通过组合所述参考图像组生成的合成参考图像。

10.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述缺陷图像组由一个缺陷图像组成，并且所述合成缺陷图像是所述缺陷图像。

11.根据权利要求1所述的计算机化***，其中所述提供测量包括测量在所述区域中导出所述缺陷图像组的每个缺陷图像与所述至少一个参考图像之间的差分图像的位移，从而产生对应于所述缺陷图像组的位移组，并且基于所述位移组来生成所述测量结果。

12.根据前述权利要求中任一项所述的计算机化***，其中所述掩模是多管芯掩模，所述缺陷图像库是针对位于检查管芯中的所述候选缺陷而捕获的，并且所述参考图像库是从参考管芯中的对应位置捕获的。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的计算机化***，其中所述掩模是单管芯掩模，并且所述缺陷图像库和所述参考图像库是从共享相似设计图案的同一管芯中的不同区域获取的。

14.根据权利要求1至11中任一项所述的计算机化***，其中针对来自从指示所述掩模或其部分上的候选缺陷分布的缺陷图选择的候选缺陷列表中的一个或多个额外候选缺陷，重复所述提供原始缺陷图像、获取、确定、对准、以及提供测量的步骤。

15.根据权利要求1至11中任一项所述的计算机化***，其中所述检查工具是被配置成模拟可用于制造所述半导体样品的光刻工具的光学配置的光化检查工具。

16.一种检查可用于制造半导体样品的掩模的计算机化方法，所述方法由处理和存储器电路***(PMC)执行，并且所述方法包括：

从检查工具中获取：

从所述掩模的初步检查产生的包括表示候选缺陷的一个或多个缺陷像素的原始缺陷图像，以及所述候选缺陷在所述掩模上的位置；以及

基于所述位置，在整个聚焦工艺窗口中的多个聚焦水平处获取的所述候选缺陷的缺陷图像库和参考图像库，所述缺陷图像库包括在每个聚焦水平获取的缺陷图像组，并且所述参考图像库包括在每个聚焦水平获取的参考图像组；以及

在所述多个聚焦水平中确定最佳聚焦，并且基于所述最佳聚焦处的所述缺陷图像组生成合成缺陷图像；

将所述原始缺陷图像与所述合成缺陷图像对准，以识别所述合成缺陷图像中与所述一个或多个缺陷像素相对应的一个或多个目标像素的区域；并且

针对每个聚焦水平，基于所识别的区域来提供指示在所述聚焦水平处所述缺陷图像组与从所述参考图像组导出的至少一个参考图像之间的位移的测量，从而产生对应于所述多个聚焦水平的多个测量结果。

17.根据权利要求16所述的计算机化方法，进一步包括从所述检查工具处获得印刷阈值(PT)，并且其中所述提供测量包括在所述聚焦水平将所述PT应用于所述缺陷图像组和所述参考图像组，从而产生二值缺陷图像组和二值参考图像组，并且基于所述二值缺陷图像组和所述二值参考图像组来执行所述测量。

18.根据权利要求16所述的计算机化方法，其中所述对准进一步包括验证被包括在所述合成缺陷图像中的图案的可配准性，并且基于所述验证来确定所述合成缺陷图像中的所述区域。

19.根据权利要求18所述的计算机化方法，其中所述可配准性验证包括以相应偏移量将所述图案朝一组方向偏移，以获得经偏移图像组，在所述合成缺陷图像与所述经偏移图像组之间执行图像配准，并且基于所述图像配准的结果来确定所述可配准性。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的计算机化方法，其中所述掩模是多管芯掩模，所述缺陷图像库是针对位于检查管芯中的所述候选缺陷而捕获的，并且所述参考图像库是从参考管芯中的对应位置捕获的。

21.根据权利要求16至19中任一项所述的计算机化方法，其中所述掩模是单管芯掩模，并且所述缺陷图像库和所述参考图像库是从共享相似设计图案的同一管芯中的不同区域获取的。

22.一种有形地体现指令程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令程序在由计算机执行时，使得所述计算机执行权利要求16至21中任一项所述的方法。