CN103837105A - 关键尺寸的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种关键尺寸的测量方法，在获得定位区域后，继续获得与所述测量点以定位区域中心呈中心对称的辅助定位点，并对辅助定位点进行多次扫描以获得用来定位的阴影区并进行拍照，则由照片得到的阴影区和定位区域的中心及二者的位置差就能够精确的确定测量点，如此就避免了多次重复测量过程中容易出现的测量定位漂移的情况发生，故而能够有效的提高测量的有效性。

Description

关键尺寸的测量方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种关键尺寸的测量方法。
背景技术
集成电路的快速发展，对光刻工艺的要求也越来越高，其中，关键尺寸（Critical Dimension，CD）是一个非常重要的参数，其表征工艺的图形处理精度。
在关键尺寸的测量过程中，涉及到如下几个特征：精确度（precision），可重复性（repeatability），可再现性（reproducibility），稳定性（stability）及标准偏差（standard deviation）。目前的测量技术多为采用特征尺寸扫描电子显微镜（CD-SEM）进行测量，这是由于CD-SEM可以提供更高质量的数据，并且可以用于器件生产过程中的所有阶段，一旦发现任何问题，都能轻松地追溯到其根源。
如图1所示，目前的测量方法为：首先，粗调晶圆的位置，获得定位区域1；接着通过预设的程序或者手动输入目标地址来达到测量点2。然而，目前的测量方法还存在不少需要改进的地方，比如由于待测量部分的结构较复杂，或是缺少相关对准图形之类的情况，就容易使得所述可重复性遇到问题，即对于同一位置，需要对其进行多次重复测量，从而消除随时间产生的诸如样品台、电子束等系统性飘逸。但是，目前的测量方法对于某些图形而言，会出现一次或多次不能够测量到同一位置，也就是定位漂移现象，这就不能够清楚所测量的结果如何，这在生产过程而言显然要冒一定的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种关键尺寸的测量方法，以解决现有方法不能够准确的表达可重复性的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种关键尺寸的测量方法，对测量点进行测量，包括：
在第一放大倍率时获得定位区域；
在第二放大倍率下获得辅助定位点，反复扫描所述辅助定位点，形成阴影区；
在第三放大倍率下进行拍照；
提取所述定位区域和阴影区的位置差；
由所述位置差调整电子束位移，在第四放大倍率下再次测量测量点；
进行设定次数的测量。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，在第二放大倍率下获得辅助定位点的方法为：
记录由所述定位区域中心到所述测量点的电子束第一位移参数集；
将所述电子束第一位移参数集的元素取相反数得到电子束第二位移参数集；
将所述电子束第二位移参数集赋予测量系统，使得电子束位移，获得辅助定位点。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，所述辅助定位点与测量点以定位区域中心呈中心对称。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，反复扫描所述辅助定位点的次数为15~30次。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，在第三放大倍率下进行拍照时，拍照区域囊括所述阴影区和所述定位区域。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，所述由所述位置差调整电子束位移，在第四放大倍率下再次测量测量点包括：
采用传统定位方法结合所述位置差获得电子束第三位移参数集；
将电子束第三位移参数集的元素取相反数得到电子束第四位移参数集；
将所述电子束第四位移参数集赋予测量系统，使得电子束位移，再次测量测量点。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，所述第一放大倍率为10000~50000。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，所述第二放大倍率为180000~250000。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，所述第三放大倍率为2000~5000。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，所述第四放大倍率为100000~300000。
可选的，对于所述的关键尺寸的测量方法，所述位置差的值小于等于8μm。
本发明提供的关键尺寸的测量方法中，在获得定位区域后，继续获得与所述测量点以定位区域中心呈中心对称的辅助定位点，并对辅助定位点进行多次扫描以获得用来定位的阴影区并进行拍照，则由照片得到的阴影区和定位区域的中心及二者的位置差就能够精确的确定测量点，如此就避免了多次重复测量过程中容易出现的测量定位漂移的情况发生，故而能够有效的提高测量的有效性。
附图说明
图1为现有技术的关键尺寸的测量方法的示意图；
图2为本发明实施例的关键尺寸的测量方法的流程图；
图3~图8为本发明实施例的关键尺寸的测量方法的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提供的关键尺寸的测量方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图2，图2为本发明实施例的关键尺寸的测量方法的流程图。主要包括：
步骤S201，在第一放大倍率时获得定位区域；
步骤S202，在第二放大倍率下获得辅助定位点，反复扫描所述辅助定位点，形成阴影区；
步骤S203，在第三放大倍率下进行拍照；
步骤S204，提取所述定位区域和阴影区的位置差；
步骤S205，由所述位置差调整电子束位移，在第四放大倍率下再次测量测量点；
步骤S206，进行设定次数的测量。
下面结合图2和图3~图8，对本发明实施例的关键尺寸的测量方法进行逐步说明。
如图3所示，在第一放大倍率下，进行第一次测量，获得定位区域10，则可记录由所述定位区域10到测量点11（圆圈所示区域）的位置关系。所述第一放大倍率可以为10000~50000，所述位置关系可以采用坐标的方法来进行记录，如图中以定位区域10中心O建立直角坐标系，则可以得到测量点的坐标，在实际操作中，CD-SEM的测量通常是将位置关系转换为电信号，故依照记录的位置关系则可得到从定位区域中心O到测量点11应当满足的电信号参数，即电子束第一位移参数集，所述电子束第一位移参数集包括至少一个电流值和至少一个电压值，具体则由设备本身决定。
接着，请参考图4，切换至第二放大倍率，通过将电子束第一位移参数集的元素取相反数得到电子束第二位移参数集；将所述电子束第二位移参数集赋予测量系统，使得电子束位移，获得辅助定位点12。则辅助定位点12和测量点11就以所述定位区域10中心O呈中心对称。所述第二放大倍率可以为180000~250000，优选为200000。
请参考图5，采用与对测量点11进行测量时相同的放大倍率和测量设定，反复扫描（rescan）所述辅助定位点，这将在所述辅助定位点处形成方形的阴影区13，进行反复扫描的次数为15~30次，优选为20次。这是由于电子束的反复扫描将会使得该区域的表面在短时间内被破坏，且具有一定的短期保持性，如此便可在这段时间内对其进行拍照，从而该阴影区13可以作为基准。
在反复扫描之后，立即切换至第三放大倍率，进行拍照。所述第三放大倍率下可以具有拍照视野14，可以囊括所述阴影区13和所述定位区域10。所述第三放大倍率可以为2000~5000。
请参考图6，照片15将阴影区13及定位区域10包括在内，且测量点11也在照片15中，然而由于测量点11并不具有特殊性，故在此并不能够详细的确定其位置，其形貌参数也不能够被知晓。
请参考图7，经过简单图像模式识别，可以从照片中提取所述定位区域10和阴影区13的位置差16，所述位置差可以为二者中心的位置差。所述位置差16的大小为小于等于8μm。接着，采用传统定位方法结合所述位置差16获得电子束第三位移参数集，同样的，可以以定位区域10的中心O为原点，简历直角坐标系，获得阴影区13的坐标。所述电子束第三位移参数集包括至少一个电流值和至少一个电压值。
请参考图8，由于阴影区13的位置可以确定，且其来自测量点11的中心对称点，则以阴影区13和定位区域10的中心O为基础，就能够得到测量点的位置。那么将电子束第三位移参数集的元素取相反数得到电子束第四位移参数集；将所述电子束第四位移参数集赋予测量系统，使得电子束位移，就可在第四放大倍率下测量测量点。所述第四放大倍率为100000~300000。
接着，可以根据实际要求重复上述过程，实现多次重复测量。
在此需要说明的是，本发明可以归纳为测量点→阴影区→测量点这样一个过程，但不能够认为这是一个“原路返回”，也就是说，考虑到实际图案和/或外界因素的干扰，所述电子束第一位移参数集和所述电子束第三位移参数集的元素的绝对值可能会产生些微的差异，而这就容易使得若将电子束第三位移参数集的元素的绝对值替换为电子束第一位移参数集的元素的绝对值，就不能够测量到测量点。而电子束第三位移参数集的元素是从照片中的图像得到的位置差转换而来，其能够精确的表征阴影区和定位区域的关系而不受到实际结构的影响。
上述方案中提供的关键尺寸的测量方法中，在获得定位区域后，继续获得与所述测量点以定位区域中心呈中心对称的辅助定位点，并对辅助定位点进行多次扫描以获得用来定位的阴影区并进行拍照，则由照片得到的阴影区和定位区域的中心及二者的位置差就能够精确的确定测量点，如此就避免了多次重复测量过程中容易出现的测量定位漂移的情况发生，故而能够有效的提高测量的有效性。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种关键尺寸的测量方法，对测量点进行测量，其特征在于，包括：
在第一放大倍率时获得定位区域；
在第二放大倍率下获得辅助定位点，反复扫描所述辅助定位点，形成阴影区；
在第三放大倍率下进行拍照；
提取所述定位区域和阴影区的位置差；
由所述位置差调整电子束位移，在第四放大倍率下再次测量测量点；
进行设定次数的测量。
2.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，在第二放大倍率下获得辅助定位点的方法为：
记录由所述定位区域中心到所述测量点的电子束第一位移参数集；
将所述电子束第一位移参数集的元素取相反数得到电子束第二位移参数集；
将所述电子束第二位移参数集赋予测量系统，使得电子束位移，获得辅助定位点。
3.如权利要求2所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，所述辅助定位点与测量点以定位区域中心呈中心对称。
4.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，反复扫描所述辅助定位点的次数为15~30次。
5.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，在第三放大倍率下进行拍照时，拍照区域囊括所述阴影区和所述定位区域。
6.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，所述由所述位置差调整电子束位移，在第四放大倍率下再次测量测量点包括：
采用传统定位方法结合所述位置差获得电子束第三位移参数集；
将电子束第三位移参数集的元素取相反数得到电子束第四位移参数集；
将所述电子束第四位移参数集赋予测量系统，使得电子束位移，再次测量测量点。
7.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，所述第一放大倍率为10000~50000。
8.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，所述第二放大倍率为180000~250000。
9.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，所述第三放大倍率为2000~5000。
10.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，所述第四放大倍率为100000~300000。
11.如权利要求1所述的关键尺寸的测量方法，其特征在于，所述位置差的值小于等于8μm。
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