CN111430261A - 一种工艺检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种工艺检测方法及装置，可以利用测试掩模进行第一光刻得到待测结构，对待测结构进行扫描得到测试图像，利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系，这样，在实际工艺中，可以利用实际掩模进行第二光刻得到实际结构，而后对实际结构进行扫描得到实际图像，基于前述建立的图像与光刻参数的关联关系，可以确定实际图像对应的预测光刻参数，这里的预测光刻参数是计算得到的理论上能够得到实际图像所利用的光刻参数，基于预测光刻参数与第二光刻的光刻参数可以确定工艺偏差值，作为工艺检测结果，在提高预测准确性的同时，还减少了实际工艺中的计算量，能够高效的实现工艺的准确检测。

Description

一种工艺检测方法及装置

技术领域

本申请涉及集成电路领域，特别是涉及一种工艺检测方法及装置。

背景技术

在集成电路工艺制造过程中，工艺质量的稳定性极其重要，工艺质量的稳定性可以包括工艺质量随着时间的推移是否能够保持稳定，例如利用同一工艺对器件的不同位置进行处理，是否具有大概一致的处理效果，或者利用同一工艺在不同时间对不同器件进行处理，是否具有大概一致的处理效果。

在量产制造过程中，工艺质量的稳定性是对设备、工艺过程的一项重要评估指标，决定着一些设备或者工艺是否能够进入量产制造。举例来说，对于光刻工艺而言，对光刻机的工艺稳定性具有较高的要求，这样才能保证光刻后的器件具有一致的尺寸。如何对工艺质量进行评估，是本领域一项重要的问题。

随着核心器件的尺寸不断缩小，核心结构尺寸进入到几十纳米或几个纳米尺寸，对制造工艺的稳定性要求越来越高，这种情况下，对工艺质量进行评估具有更高的需求。然而，传统的评估方式不够准确，影响对设备的选用以及工艺质量的针对性提升。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种工艺检测方法及装置，提高了评估准确性。

本申请实施例提供了一种工艺检测方法，所述方法包括：

获取实际图像；所述实际图像为对实际结构进行扫描得到的，所述实际结构利用实际掩模进行第二光刻得到；

基于图像与光刻参数的关联关系，确定所述实际图像对应的预测光刻参数；所述图像与光刻参数的关联关系利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立，所述测试图像为对待测结构进行扫描得到的，所述待测结构利用测试掩模进行第一光刻得到；

基于所述预测光刻参数和所述第二光刻的光刻参数的比较结果，确定工艺偏差值。

可选的，所述第一光刻的光刻参数、所述第二光刻的光刻参数和预测光刻参数包括：曝光聚焦参数和/或曝光能量参数。

可选的，所述实际图像具有第一特征，所述测试图像具有第二特征，所述图像与光刻参数的关联关系利用所述第二特征和第一光刻的光刻参数建立，所述基于图像与光刻参数的关联关系，确定所述实际图像对应的预测光刻参数，包括：

基于图像与光刻参数的关联关系，利用所述第一特征确定所述实际图像对应的预测光刻参数。

可选的，所述第一特征和所述第二特征包括以下信息的至少一个：线宽、线宽粗糙度、轮廓粗糙度、灰度分布信息、灰度斜率信息。

可选的，所述图像与光刻参数的关联关系通过建立得到的机器学习模型体现。

可选的，所述测试图像和所述实际图像为通过电子束扫描设备扫描得到的电子束图像。

可选的，所述测试掩模包括多个具有不同工艺结构的掩模。

可选的，所述方法还包括：

基于所述工艺偏差值，对所述第二光刻的光刻参数进行调整，或对光刻机进行校准。

本申请实施例还提供了一种工艺检测装置，所述装置包括：

图像获取单元，用于获取实际图像；所述实际图像为对实际结构进行扫描得到的，所述实际结构利用实际掩模进行第二光刻得到；

预测光刻参数确定单元，用于基于图像与光刻参数的关联关系，确定所述实际图像对应的预测光刻参数；所述图像与光刻参数的关联关系利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立，所述测试图像为对待测结构进行扫描得到的，所述待测结构利用测试掩模进行第一光刻得到；

工艺偏差值确定单元，用于基于所述预测光刻参数和所述第二光刻的光刻参数的比较结果，确定工艺偏差值。

可选的，所述实际图像具有第一特征，所述测试图像具有第二特征，所述图像与光刻参数的关联关系利用所述第二特征和第一光刻的光刻参数建立，所述预测光刻参数确定单元具体用于：

基于图像与光刻参数的关联关系，利用所述第一特征确定所述实际图像对应的预测光刻参数。

可选的，所述第一光刻的光刻参数、所述第二光刻的光刻参数和预测光刻参数包括：曝光聚焦参数和/或曝光能量参数。

可选的，所述第一特征和所述第二特征包括以下信息的至少一个：线宽、线宽粗糙度、轮廓粗糙度、灰度分布信息、灰度斜率信息。

可选的，所述图像与光刻参数的关联关系通过建立得到的机器学习模型体现。

可选的，所述测试图像和所述实际图像为通过电子束扫描设备扫描得到的电子束图像。

可选的，所述测试掩模包括多个具有不同工艺结构的掩模。

可选的，所述装置还包括：

调整单元，用于基于所述工艺偏差值，对所述第二光刻的光刻参数进行调整，或对光刻机进行校准。

本申请实施例提供了一种工艺检测方法及装置，可以利用测试掩模进行第一光刻得到待测结构，对待测结构进行扫描得到测试图像，利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系，这样，在实际工艺中，可以利用实际掩模进行第二光刻得到实际结构，而后对实际结构进行扫描得到实际图像，基于前述建立的图像与光刻参数的关联关系，可以确定实际图像对应的预测光刻参数，这里的预测光刻参数是计算得到的理论上能够得到实际图像所利用的光刻参数，基于预测光刻参数与第二光刻的光刻参数可以确定工艺偏差值，作为工艺检测结果。这里利用了预先建立的图像与光刻参数的关联关系去对实际图像对应的光刻参数进行预测，在提高预测准确性的同时，还减少了实际工艺中的计算量，能够高效的实现工艺的准确检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种工艺检测方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的示例性的测试掩模图形的示意图；

图3为本申请实施例提供的中测试图像与光刻参数的对应关系示意图；

图4为本申请实施例提供的一种测试图像的示意图；

图5为图4中的测试图像在水平方向的一条线条上的灰度分布信息示意图；

图6为图5中的灰度分布的斜率分布；

图7为本申请实施例中不同曝光能量参数下的多个测试图像的灰度分布信息；

图8为本申请实施例提供的一种工艺检测装置的结构框图。

具体实施方式

在集成电路工艺制造过程中，工艺质量的稳定性极其重要，工艺质量的稳定性可以包括工艺质量随着时间的推移是否能够保持稳定，例如利用同一工艺对器件的不同位置进行处理时，是否具有大概一致的处理效果，或者利用同一工艺在不同时间对不同器件进行处理，是否具有大致一致的处理效果。

在量产制造过程中，工艺质量的稳定性是对设备、工艺过程的一项重要评估指标，决定着一些设备或者工艺是否能够进入量产制造。举例来说，在光刻过程中，曝光能量是否稳定影响着同一晶圆的不同位置的光刻效果，以及不同晶圆的光刻效果，因此对光刻机的工艺稳定性具有较高的要求，这样才能保证同一晶圆的不同位置具有可控的尺寸，保证利用同一光刻参数得到的不同晶圆具有一致的尺寸。如何对工艺质量进行评估，是本领域一项重要的问题。

随着核心器件的尺寸不断缩小，核心结构尺寸进入到几十纳米或几个纳米尺寸，对制造工艺的稳定性要求越来越高，这种情况下，对工艺质量进行评估也具有了更高的需求。然而，传统的评估方法不够准确，影响对设备的选用以及工艺质量的针对性提升。

基于以上技术问题，本申请实施例提供了一种工艺检测方法及装置，可以利用测试掩模进行第一光刻得到待测结构，对待测结构进行扫描得到测试图像，利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系，这样，在实际工艺中，可以利用实际掩模进行第二光刻得到实际结构，而后对实际结构进行扫描得到实际图像，基于前述建立的图像与光刻参数的关联关系，可以确定实际图像对应的预测光刻参数，这里的预测光刻参数是计算得到的理论上能够得到实际图像所利用的光刻参数，基于预测光刻参数与第二光刻的光刻参数可以确定工艺偏差值，作为工艺检测结果。这里利用了预先建立的图像与光刻参数的关联关系去对实际图像对应的光刻参数进行预测，在提高预测准确性的同时，还减少了实际工艺中的计算量，能够高效的实现工艺的准确检测。

下面结合附图，通过实施例来详细说明本申请实施例中工艺检测方法及装置的具体实现方式。

参考图1所示，为本申请实施例提供的一种工艺检测方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：

S101，预先建立图像与光刻参数的关联关系。

本申请实施例中，可以预先建立图像与光刻参数的关联关系，这里的图像是对器件结构进行扫描得到的，包含器件结构的特征，光刻参数是得到器件结构所需要的光刻参数，换句话说，可以利用某一光刻参数通过光刻工艺得到器件结构，对器件结构进行扫描得到图像，则这个图像和该光刻参数之间具有关联关系，这种关联关系体现光刻过程和扫描过程中从光刻参数到图像数据的转换。在建立图像与光刻参数的关联关系后，可以利用图像得到光刻参数，或者利用光刻参数得到图像，利于后续对工艺过程的评估。

建立图像与光刻参数的关联关系，可以具体为，利用测试掩模进行第一光刻得到待测结构，对待测结构进行扫描得到测试图像，利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系。

具体的，测试掩模可以包括单元图形和/或单元图形组合形成的组合图形，其中单元图形可以是独立线条图形、独立方块图形、独立矩形图形、L型图形、U型图形、T型图形和H型图形等。其中，组合图形可以包括：多个独立线条图形组成的线条周期图形、多个独立方块图形组成的方块周期图形、多个独立矩形图形组成的矩形周期图形、至少两组线条周期图形端部相对排布而成的端对端周期图形、独立线条图形以及端部与独立线条图形相对的线条周期图形组成的端对线周期图形等。当然，在实际操作中，可以根据实际情况扩充测试图形。事实上，测试图形通常为一些典型的图形及其组合，其类型较为简单，因此影响因素较少，便于提供更为可靠的数据。

参考图2所示，为本申请实施例提供的示例性的测试掩模图形的示意图，其中，图2(a)、图2(b)、图2(c)为线条周期图形，分别具有9、5和3个线条，图2(d)为独立线条图形，图2(e)、图2(f)为方块周期图形，分别具有36、9个方块，图2(g)为独立方块图形。

测试掩模的特征可以利用掩模参数表征，例如线宽、周期等。其中，一些测试掩模图形的线宽可以利用一维数据表征，例如线条图形，其宽度可以表征其特征，这种掩模图形可以称为一维图形，包括一维独立图形和一维周期图形；而另一些测试掩模图形的线宽可以利用二维数据表表征，例如方块图形和矩形图形，其长度和宽度可以表征其特性，这种掩模图形可以称为二维图形，包括二维独立图形和二维周期图形。当然，利用更多数据表征其特征的图形为更高维的图形，这里不再进行一一举例说明。以下将结合以为线条周期图形为例进行说明。

在本申请实施例中，可以利用测试掩模进行第一光刻，具体的，可以利用光源产生光束，光束在经过测试掩模后，部分位置被遮挡，因此透过的光束的能量分布携带有测试掩模的特征，之后通过透镜发散和聚焦等作用发射到光刻胶层，光刻胶层发生光化学反应后，再经过烘烤和显影清洗等步骤，形成图案化的测试结构。可以理解的是，光刻胶发生光化学反应的位置为光束未被测试掩模遮挡的位置，因此光刻胶上形成的测试结构能够体现测试掩模的形状，在一些场景下，光刻胶上的图形可以是测试掩模的图形等比缩小得到的。

光刻胶层可以形成于衬底之上，光刻胶层和衬底之间还可以形成抗反射层。此外，光刻胶层和衬底之间还可以形成其他膜层，例如可以形成待刻蚀的膜层，在光刻胶显影得到测试结构后，可以以光刻胶层作为掩模对待刻蚀的膜层进行刻蚀，当然，也可以不对待刻蚀的模型进行刻蚀。

在光刻过程中，光刻机的工艺稳定性是光刻过程中重要的评价指标，光刻机的工艺稳定性可以体现在光刻参数的稳定性，稳定的光刻参数体现为光刻后的器件的尺寸一致性。本申请实施例中的光刻机可以是深紫外光刻设备，即将深紫外光作为光源进行光刻的设备，也可以是极紫外光刻设备，即将极紫外光作为光源进行光刻的设备。

光刻机的工艺稳定性可以包括光刻剂量的一致性和/或聚焦平面的一致性，其中，光刻剂量通过光刻过程中曝光能量参数来表征，光刻剂量不稳定会影响光刻后的器件结构的特征，例如光刻剂量变高，则发生光化学反应的光刻胶的范围较之前变大，影响器件结构，聚焦平面通过光刻过程中曝光聚焦参数来表征，聚焦使光束的能量较为集中，从而在较小范围内具有较高的能量，聚焦平面不稳定会导致光刻机不能对器件进行精准的光刻，例如聚焦平面从光刻胶表面到光刻胶上方，则发生光化学反应的光刻胶的范围较之前变大，影响器件结构。

因此，光刻剂量和聚焦平面的变化会导致某些结构尺寸的变化，可以作为光刻机的工艺质量评估的内容。也就是说，第一光刻的光刻参数可以包括曝光能量参数和/或曝光聚焦参数，当然，在另一些实施例中，第一光刻的光刻参数还可以包括光刻机的其他参数。

具体的，光刻剂量的一致性表征曝光能量是否在一定时间内维持稳定，例如在对同一晶圆的不同位置进行扫描时，曝光能量是否稳定，以及随着光刻机的使用时间的推移，曝光能量是否产生漂移导致光束能量发生变化而不再稳定，从而导致光刻效果不同；聚焦平面的一致性表征光刻机的曝光聚焦是否在一定时间内维持稳定，例如在对同一晶圆的不同位置进行扫描时，聚焦平面是否稳定，以及随着光刻机的使用时间的推移，聚焦平面的数据是否产生漂移导致聚焦平面的位置不再稳定，从而导致光刻效果不同。

具体实施时，曝光能量参数可以为光刻曝光菜单中晶圆不同位置设置的曝光能量值，曝光聚焦参数可以为光刻曝光菜单中晶圆不同位置设置的曝光聚焦值，各个位置的曝光聚焦值和曝光能量值可以构成聚焦能量矩阵，作为第一光刻的一个光刻参数。参考图3所示，为本申请实施例提供的中测试图像与光刻参数的对应关系示意图，其中，(F，E)为中心参数，F(focus)表示曝光聚焦参数，E(energy)表示曝光能量参数，△F表示曝光聚焦参数的偏差值，△E表示曝光能量参数的偏差值，这里包括7个不同的曝光能量值和7个不同的曝光聚焦值的组合。

本申请实施例中，可以在多个不同的光刻参数下利用测试掩模进行第一光刻，得到光刻胶上的多个待测结构，对于同一测试掩模，得到的待测结构与光刻参数具有相关性。因此，可以对待测结构进行扫描，得到测试图像，测试图像能够体现待测结构的结构信息，根据测试图像和第一光刻的光刻参数可以确定图像与光刻参数的关联关系，这样在实际工艺中可以通过这种关联关系，利用图像去预测光刻参数。

对待测结构进行扫描，可以具体为，利用电子束扫描设备对待测结构进行扫描，即得到的测试图像可以为电子束图像，其中图像的亮度值体现该位置的电子束的数量。电子束扫描设备可以包括扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)或透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope，TEM)等，电子束扫描设备可以对待测结构发射电子束，电子束与待测结构互相作用，激发各种物理信息，例如可以对待测结构周围的电子进行收集，形成电子束图像。参考图3所示，为各个光刻参数下的测试图像的示意图，测试图像的示意图与光刻参数一一对应。

在得到测试图像后，可以利用测试图像和光刻参数建立图像和光刻参数的关联关系。具体的，图像和光刻参数的关联关系可以以映射的方式体现，也可以以利用测试图像和光刻参数建立的机器学习模型的形式体现，其中及其学习模型可以是卷积神经网络模型，也可以是基于特征值的神经网络反馈学习模型，还可以是其他可以用来建立图像和光刻参数的关联关系的模型。

为了便于建立图像和光刻参数的关联关系，可以对测试图像进行特征提取，以提取的特征值表征测试图像，从而减少对测试图像中的各个信息的处理。具体的，对测试图像进行特征提取可以包括：对测试图像进行轮廓识别，得到至少一条轮廓线，则可以提取与轮廓线垂直的至少一条线条上的灰度分布信息，轮廓线的特征和前述灰度分布信息均可以作为测试图像的特征。

具体的，测试图像的特征可以包括轮廓粗糙度、轮廓距离(即线宽)、轮廓距离粗糙度(即线宽粗糙度)、与轮廓线垂直的至少一条线条上的灰度分布信息、该线条上的灰度斜率信息等中的至少一个。这样，可以基于测试掩模的特征与对应的第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系。

具体的，参考图4所示，为本申请实施例提供的一种测试图像的示意图，其轮廓为竖直方向，则可以获取水平方向上的一条线条上的灰度分布信息和灰度斜率信息。参考图5所示，为图4中的测试图像在水平方向的一条线条上的灰度分布信息示意图，其中横坐标为水平线条上的位置(Horizontal position)，单位为nm，纵坐标为灰度值(Grey level)，“x”位置表示轮廓线所在位置。参考图6所示，为图5中的灰度分布的斜率分布，其中横坐标为水平线条上的位置(Horizontal position)，单位为nm，纵坐标为斜率(Slope)，“x”位置表示轮廓线所在位置。参考图7所示，为本申请实施例中不同曝光能量参数下的多个测试图像的灰度分布信息，这里仅示出了一个线条及其两侧的灰度分布信息。

在利用测试图像的特征和第一光刻的光刻参数进行关联关系的建立时，可以利用以上的图像数据，也可以从上述的图像数据中提取特征值，以特征值和第一光刻的光刻参数进行关联关系的建立。例如，光刻参数(F-△F，E)对应的特征值包括：线宽为76.4nm，线宽粗糙度为11.2nm，斜率为6.38；光刻参数(F，E)对应的特征值包括：线宽为76.4nm，线宽粗糙度为11.6nm，斜率为6.55；光刻参数(F+△F，E)对应的特征值包括：线宽为75.8nm，线宽粗糙度为11.4nm，斜率为6.51。

在本申请实施例中，可以利用同样的测试掩模下的测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系，这样得到的关联关系可以准确体现该测试掩模下的图像与光刻参数的关联关系；也可以利用同一类型而多个掩模参数下的测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系，这样得到的关联关系可以准确体现该类型的测试掩模下的图像与光刻参数的关联关系；还可以利用不同类型的大量的掩模参数下的测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系，这样得到的关联关系可以体现不同类型的测试掩模下的图像与光刻参数的关联关系。

用于建立图像与光刻参数的关联关系的测试图像的数量通常较多，从而能够得到较为准确的关联关系，一般来说，测试图像的数量大于20个。测试图像可以是利用同一光刻机得到的，也可以是利用多个光刻机得到的。

在建立能够表征图像与光刻参数的关联关系的机器学习模型后，还可以对建立的机器学习模型进行验证，具体的，可以输入验证图像或验证图像的特征，利用机器学习模型得到验证图像对应的光刻参数，再将机器学习模型得到的光刻参数与验证图像实际对应的光刻参数进行比较，得到机器学习模型的精度，具体的，机器学习模型得到的光刻参数与验证图像实际对应的光刻参数越接近，机器学习模型的精度越大，反之则机器学习模型的精度越小。举例来说，机器学习模型可以利用机器学习模型得到的光刻参数与验证图像实际对应的光刻参数的差值表示。

其中，验证图像是与测试图像类似的图像，是对验证结构进行扫描得到的，验证结构是通过验证图像实际对应的光刻参数下进行光刻工艺而得到的，验证图像和测试图像可以是同一批数据，也就是说，可以获取初始图像，其中一部分用于模型的建立，作为测试图像，另一部分用于模型的验证，作为验证图像。

在确定机器学习模型的精度不满足要求时，可以利用更多的测试图像对机器学习模型进行修正，以使最终得到的机器学习模型能够具有满足要求的精度。

S102，获取实际图像。

在建立图像与光刻参数的关联关系后，可以获取实际图像，实际图像是对实际结构进行扫描得到的，实际结构利用实际掩模进行第二光刻得到。其中，实际掩模的类型可以参考测试掩模的类型，通常来说，实际掩模中的图形相较于测试掩模要更复杂，种类更多。

这里的实际结构可以是衬底上的光刻胶中的结构，光刻胶可以形成于待刻蚀的膜层之上，待刻蚀膜层可以是任何需要刻蚀的膜层，例如可以是硅基集成电路、光电子器件、硅锗集成电路、三五族集成结构或微机电系统结构中的任意需要刻蚀的模型。

利用实际掩模进行第二光刻得到实际结构的过程可以参考利用测试掩模进行第一光刻得到测试结构的过程，当然，第二光刻的光刻参数与第一光刻的光刻参数可以不同。对实际结构进行扫描得到实际图像的过程可以参考第测试结构进行扫描得到测试图像的过程。

在图像与光刻参数的关联关系基于测试图像的提取出的特征建立时，还可以对实际图像进行特征提取，对实际图像进行特征提取的过程可以提取可以参考对测试图像进行特征提取的过程，得到的实际图像的特征与测试图像的特征对应。为了便于区分，可以将测试图像的特征作为第二特征，将实际图像的特征作为第一特征，即图像与光刻参数的关联关系可以利用第二特征和第一光刻的光刻参数建立。

S103，基于图像与光刻参数的关联关系，确定实际图像对应的预测光刻参数。

在获取实际图像后，可以基于图像与光刻参数的关联关系，确定实际图像对应的预测光刻参数，预测光刻参数表示得到该实际图像实际需要的光刻参数。预测光刻参数包括预测曝光能量参数和预测曝光聚焦参数，不同位置的预测光刻参数可以构成聚焦能量矩阵。

在图像与光刻参数的关联关系利用机器学习模型表征时，可以将实际图像输入机器学习模型，得到机器学习模型输出的预测光刻参数，或者将实际图像的第一特征输入机器学习模型，得到机器学习模型输出的预测光刻参数。

S104，基于预测光刻参数和第二光刻的光刻参数确定工艺偏差值。

在得到预测光刻参数后，由于预测光刻参数表示得到该实际图像实际需要的光刻参数，而第二光刻的光刻参数为得到该实际图像的光刻曝光菜单中设置的光刻参数，因此，预测光刻参数和第二光刻的光刻参数本质上是实际参数和设置的参数，通常，设置的参数与实际参数是一致的，此时可以认为工艺稳定性较好，若不一致，光刻参数发生了偏移，使实际参数和设置的参数出现了偏差，因此可以利用预测光刻参数和第二光刻的光刻参数可以确定工艺偏差值。可以理解的是，预测光刻参数和第二光刻的光刻参数的差异越大，说明工艺偏差越大，即工艺稳定性越差。

具体的，可以将预测光刻参数和第二光刻的光刻参数的偏差作为工艺偏差。其中，第二光刻的光刻参数可以参考第一光刻的光刻参数的描述，第二光刻的光刻参数也可以包括曝光能量参数和曝光聚焦参数。具体的，第二光刻的光刻参数可以设置为固定值，例如设置为中心参数(F，E)，也可以设置为其他参数值。

在第二光刻的光刻参数、第二光刻的光刻参数和预测光刻参数均包括曝光聚焦参数和曝光能量参数时，得到的工艺偏差值也是能够体现聚焦偏差和能量偏差的，例如可以得到晶圆不同位置的工艺偏差值，构成偏差矩阵。具体实施时，偏差矩阵可以包括多个位置的工艺偏差值，采用有限数据点的全局拟合方法，可以获取其他区域的工艺偏差分布。

工艺偏差值可以体现第二光刻的光刻参数的偏差情况，因此根据工艺偏差值可以对第二光刻的光刻参数进行调整，或者对相关设备进行校准，以减小光刻参数的偏差，从而减小工艺误差和缺陷。在工艺偏差值大于一定值时，可以认为该设备的稳定性太差，不适合量产。

本申请实施例提供了一种工艺检测方法，可以利用测试掩模进行第一光刻得到待测结构，对待测结构进行扫描得到测试图像，利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系，这样，在实际工艺中，可以利用实际掩模进行第二光刻得到实际结构，而后对实际结构进行扫描得到实际图像，基于前述建立的图像与光刻参数的关联关系，可以确定实际图像对应的预测光刻参数，这里的预测光刻参数是计算得到的理论上能够得到实际图像所利用的光刻参数，基于预测光刻参数与第二光刻的光刻参数可以确定工艺偏差值，作为工艺检测结果。这里利用了预先建立的图像与光刻参数的关联关系去对实际图像对应的光刻参数进行预测，在提高预测准确性的同时，还减少了实际工艺中的计算量，能够高效的实现工艺的准确检测。

基于以上工艺检测方法，本申请实施例还提供了一种工艺检测装置，参考图8所示，为本申请实施例提供的一种工艺检测装置的结构框图，该装置可以包括：

图像获取单元110，用于获取实际图像；所述实际图像为对实际结构进行扫描得到的，所述实际结构利用实际掩模进行第二光刻得到；

预测光刻参数确定单元120，用于基于图像与光刻参数的关联关系，确定所述实际图像对应的预测光刻参数；所述图像与光刻参数的关联关系利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立，所述测试图像为对待测结构进行扫描得到的，所述待测结构利用测试掩模进行第一光刻得到；

工艺偏差值确定单元130，用于基于所述预测光刻参数和所述第二光刻的光刻参数的比较结果，确定工艺偏差值。

可选的，所述实际图像具有第一特征，所述测试图像具有第二特征，所述图像与光刻参数的关联关系利用所述第二特征和第一光刻的光刻参数建立，所述预测光刻参数确定单元具体用于：

基于图像与光刻参数的关联关系，利用所述第一特征确定所述实际图像对应的预测光刻参数。

可选的，所述第一光刻的光刻参数、所述第二光刻的光刻参数和预测光刻参数包括：曝光聚焦参数和/或曝光能量参数。

可选的，所述第一特征和所述第二特征包括以下信息的至少一个：线宽、线宽粗糙度、轮廓粗糙度、灰度分布信息、灰度斜率信息。

可选的，所述图像与光刻参数的关联关系通过建立得到的机器学习模型体现。

可选的，所述测试图像和所述实际图像为通过电子束扫描设备扫描得到的电子束图像。

可选的，所述测试掩模包括多个具有不同工艺结构的掩模。

可选的，所述装置还包括：

调整单元，用于基于所述工艺偏差值，对所述第二光刻的光刻参数进行调整，或对光刻机进行校准。

本申请实施例提供了一种工艺检测装置，可以利用测试掩模进行第一光刻得到待测结构，对待测结构进行扫描得到测试图像，利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立图像与光刻参数的关联关系，这样，在实际工艺中，可以利用实际掩模进行第二光刻得到实际结构，而后对实际结构进行扫描得到实际图像，基于前述建立的图像与光刻参数的关联关系，可以确定实际图像对应的预测光刻参数，这里的预测光刻参数是计算得到的理论上能够得到实际图像所利用的光刻参数，基于预测光刻参数与第二光刻的光刻参数可以确定工艺偏差值，作为工艺检测结果。这里利用了预先建立的图像与光刻参数的关联关系去对实际图像对应的光刻参数进行预测，在提高预测准确性的同时，还减少了实际工艺中的计算量，能够高效的实现工艺的准确检测。

本申请实施例中提到的“第一……”、“第一……”等名称中的“第一”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一。该规则同样适用于“第二”等。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-only memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例和设备实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种工艺检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取实际图像；所述实际图像为对实际结构进行扫描得到的，所述实际结构利用实际掩模进行第二光刻得到；

基于图像与光刻参数的关联关系，确定所述实际图像对应的预测光刻参数；所述图像与光刻参数的关联关系利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立，所述测试图像为对待测结构进行扫描得到的，所述待测结构利用测试掩模进行第一光刻得到；

基于所述预测光刻参数和所述第二光刻的光刻参数的比较结果，确定工艺偏差值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一光刻的光刻参数、所述第二光刻的光刻参数和预测光刻参数包括：曝光聚焦参数和/或曝光能量参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实际图像具有第一特征，所述测试图像具有第二特征，所述图像与光刻参数的关联关系利用所述第二特征和第一光刻的光刻参数建立，所述基于图像与光刻参数的关联关系，确定所述实际图像对应的预测光刻参数，包括：

基于图像与光刻参数的关联关系，利用所述第一特征确定所述实际图像对应的预测光刻参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一特征和所述第二特征包括以下信息的至少一个：线宽、线宽粗糙度、轮廓粗糙度、灰度分布信息、灰度斜率信息。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述图像与光刻参数的关联关系通过建立得到的机器学习模型体现。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述测试图像和所述实际图像为通过电子束扫描设备扫描得到的电子束图像。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述测试掩模包括多个具有不同工艺结构的掩模。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述工艺偏差值，对所述第二光刻的光刻参数进行调整，或对光刻机进行校准。

9.一种工艺检测装置，其特征在于，所述装置包括：

图像获取单元，用于获取实际图像；所述实际图像为对实际结构进行扫描得到的，所述实际结构利用实际掩模进行第二光刻得到；

预测光刻参数确定单元，用于基于图像与光刻参数的关联关系，确定所述实际图像对应的预测光刻参数；所述图像与光刻参数的关联关系利用测试图像和第一光刻的光刻参数建立，所述测试图像为对待测结构进行扫描得到的，所述待测结构利用测试掩模进行第一光刻得到；

工艺偏差值确定单元，用于基于所述预测光刻参数和所述第二光刻的光刻参数的比较结果，确定工艺偏差值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述实际图像具有第一特征，所述测试图像具有第二特征，所述图像与光刻参数的关联关系利用所述第二特征和第一光刻的光刻参数建立，所述预测光刻参数确定单元具体用于：

基于图像与光刻参数的关联关系，利用所述第一特征确定所述实际图像对应的预测光刻参数。

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