CN117518736A - 套刻误差量测的方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种套刻误差量测的方法、装置、系统及存储介质，其中套刻误差量测的方法包括：采用套刻标识模板，在待量测图上匹配获取定位匹配图形；将定位匹配图形进行分割获得标记位置及两相邻区域；计算两相邻区域图像的相关性系数，相关性系数代表两相邻区域的相似度；若相关性系数满足预设阈值，则根据套刻标识对应标记位置来确定套刻误差。本说明书实施例套刻误差量测的方法建模流程简单，且提升量测的准确性和稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及半导体量测技术领域，具体涉及一种套刻误差量测的方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
半导体光刻工艺中存在上下层图形的重复曝光，且要求上下层曝光的图形准确套叠在一起(即套刻)。理想情况如第二层掩膜曝光的图形必须和第一层掩模曝光的图形准确的套叠在一起，然而晶圆制造过程各种因素造成这两层掩模曝光的图形无法准确套叠在一起，因此存在套刻误差。
现有技术采用如光刻机对准系统、套刻误差测量设备和对准修正软件协同来计算套刻误差。但传统量测设备的算法精度低，造成套刻误差量测不准。
因此，本发明提供一种新的套刻误差量测的方案。
发明内容
有鉴于此，本说明书实施例提供一种套刻误差量测的方法、装置、系统及存储介质。
本说明书实施例提供以下技术方案：
本说明书实施例提供一种套刻误差量测的方法，所述套刻误差量测的方法包括：
采用套刻标识模板，在待量测图上匹配获取定位匹配图形；
将定位匹配图形进行分割获得标记位置及两相邻区域；
计算两相邻区域图像的相关性系数；
若所述相关性系数满足预设阈值，则根据套刻标识对应标记位置来确定套刻误差。
本说明书实施例还提供一种套刻误差量测的装置，所述套刻误差量测的装置包括：
匹配模块，用于采用套刻标识模块，在待量测图上匹配获取定位匹配图形；
获取模块，用于将定位匹配图形进行分割获得标记位置及两相邻区域；
计算模块，用于计算两相邻区域图像的相关性系数；
确定模块，用于若所述相关性系数满足预设阈值，则根据套刻标识对应标记位置来确定套刻误差。
本说明书实施例还提供一种套刻误差量测的系统，包括：存储器、处理器以及计算机程序，所述计算机程序存储在所述存储器中，所述处理器运行所述计算机程序执行上述技术方案中所述套刻误差量测的方法。
本说明书实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现上述技术方案中所述的套刻误差量测的方法。
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
本说明书实施例根据套刻标识模板在待量测图上匹配套刻误差量测的图形区域，以及获取套刻标识对应的标记位置，进而根据相似度高的图形区域来确定对称的标记位置，最终根据对称的标记位置对应的中心来确定套刻误差，相比于现有技术套刻误差算法建模流程简单，且提升量测的准确性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是现有技术套刻误差量测的示意图；
图2是本申请中匹配定位匹配图形的示意图一；
图3是本申请中分割获取两相邻区域的示意图；
图4是本申请中两相邻区域相似度计算的示意图；
图5是本申请中匹配定位匹配图形的示意图二；
图6是本申请中确定计算套刻误差对应标记位置的示意图；
图7是本申请中套刻误差量测的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。
现有技术套刻误差计算过程包括获取套刻标识作为标记的方框区域，即将该方框区域记作mark，采用mark标记边的梯度阈值定义边缘，并对该方框区域进行投影从而得到投影曲线profile，然后对投影曲线进行求导分析求导曲线上的极值点，最终将极值点作为方框边缘来求得每个方框的标记位置，最终根据这些标记位置来获取套刻误差。
然而采用上述方法计算套刻误差在面对轻微的照明偏差、薄膜颗粒或对比度变化时，容易影响边缘的获取，进而导致套刻误差计算的错误。且现有技术套刻误差算法建模复杂，还容易受其他因素干扰，容易出现异常值，导致套刻误差获取的稳定性较差，准确性不佳等问题。
基于此，本说明书实施例提出了一种新的套刻误差量测的方案：根据套刻标识模板在待量测图上匹配套刻误差量测的图形区域，以及获取套刻标识对应的标记位置，进而根据对称标记位置的中心来确定套刻误差。本说明书实施例套刻误差量测的方法建模流程简单，且提升了量测的准确性和稳定性。
以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。
如图7所示，本说明书实施例的套刻误差量测的方法，以图2所示的Bar-in-Bar套刻标识为例，包括步骤S701～步骤S704。其中步骤S701、采用套刻标识模板，在待量测图上匹配获取定位匹配图形。步骤S702、将定位匹配图形进行分割获得标记位置及两相邻区域。步骤S703、计算两相邻区域图像的相关性系数。步骤S704、若相关性系数满足预设阈值，则根据套刻标识对应标记位置来确定套刻误差。
其中套刻标识模板指针对套刻标识设置的图形定位模板，这样可采用套刻标识模板在待量测图上匹配获取定位匹配图形，如图2所示的黑色方框。
定位匹配图形具体根据套刻标识模板在待量测图上定位且确定相似区域等，即获得相似匹配图形及该相似匹配图形的位置。一些实施例中，采用NCC模板匹配算法，如常用的视觉软件库如opencv和halcon直接调用算子来在待量测图上匹配获得定位匹配图形。即只需输入套刻标识模板和待量测图可获取与套刻标识模板相似图案的位置，即获取定位匹配图形。
步骤S701中采用套刻标识模板，在待量测图上匹配获取定位匹配图形过程中不仅获取如图2所示的第一/二层掩模曝光图形中对应的定位匹配图形，还获取如图5所示的第二/一层掩模曝光图形中对应的定位匹配图形等。这样通过获取套刻标识对应的标记位置等来确定套刻误差。
步骤S702中将定位匹配图形进行分割获得标记位置及两相邻区域。
结合上述实施例获得第一/二层掩模曝光图形中对应的定位匹配图形，并对每个定位匹配图形进行分割，以得到两相邻区域及计算套刻误差对应的标记位置。其中对定位匹配图形的分割方向通过训练优化获得，如沿着定位匹配图形区域的长边进行分割等。
如图3所示，沿定位匹配图形的长边方向一分为二，产生对比的两相邻区域，如ROI1和ROI2。且两相邻区域具有连接部分，如中间连着的共有分割线等，并将该共有分割线作为标记位置以确定套刻误差。具体地，在共有分割线分割两相邻区域左右对称时，此时标记位置为对称中心，从而可用于确定套刻误差。
步骤S703中计算两相邻区域图像的相关性系数。一些实施例中相关性系数代表两相邻区域的相似度。
结合上述实施例，对分割得到的两相邻区域如对比ROI1和对比ROI2对应图像进行相关性系数r的计算，r代表两相邻区域内图像的相似度，若两相邻区域内图像相似度高，则说明通过对应标记位置确定的左右两相邻区域左右对称，即此时的标记位置位于对称中心位置。
具体地，相关性系数r采用公式一计算，
式中：xi代表图像样本一、yi代表图像样本二,代表样本一的均值，/>代表样本二的均值，n表示图像样本内像素点的个数。
步骤S704中若相关性系数满足预设阈值，则根据套刻标记对应标记位置来确定套刻误差。
结合上述实施例获取两相邻区域的相关性系数，当相关性系数满足预设阈值，即相似度对应相关性系数r大于等于预设阈值，则满足相似度要求，则认为标记位置合格，可采用套刻标识对应标记位置来确定套刻误差。若相似度对应相关性系数r低于预设阈值，则认为标记位置不合格，剔除该标记位置的计算结果。
结合上述实施例，如图2和图5求得第一/二层掩模曝光套刻标识中对应的8个标记位置如图6所示，Xout1(左外套刻标记位置)、Xout2(右外套刻标记位置)、Yout1(上外套刻标记位置)、Yout2(下外套刻标记位置)、Xin1(左内套刻标记位置)、Xin2(右内套刻标记位置)、Yin1(上内套刻标记位置)及Yin2(下内套刻标记位置)，利用公式二来确定套刻误差。
Δx＝(Xout1+Xout2)/2-(Xin1+Xin2)/2
Δy＝(Yout1+Yout2)/2-(Yin1+Yin2)/2(公式二)
如图6所示，公式二中Xout1、Xout2、Yout1、Xin1等代表各个标记位置。
在一些实施例中，两相邻区域的连接部分表示为标记位置。一些实施例中，标记位置随两相邻区域的移动而改变。
如图3所示，两相邻区域具有连接部分，如中间连接有分割线表示为标记位置。
如图4所示，在两相邻区域分割过程中，随着两相邻区域由左向右或由右向左的移动，标记位置也随两相邻区域的移动而改变。因此两相邻区域的不同分割对应着两相邻区域相似度的不同，这样确定的标记位置也会不同，从而影响套刻误差的准确性。因此需对两相邻区域的相似度进行评估，如上述相关性系数计算等过程。
在一些实施例中，套刻误差量测的方法还包括：扩大定位匹配图形对应区域得到第一定位匹配图形；对第一定位匹配图形进行分割获取标记位置及两相邻区域。
结合上述实施例，采用套刻标识模板获取定位匹配图形，进一步为准确确定定位匹配图像，故通过扩大定位匹配图形对应区域，如增宽定位匹配图形得到第一定位匹配图形，如图3所示，该第一定位匹配图形记为ROIS。
沿长边方向对第一定位匹配图形进行分割，将第一定位匹配图形一分为二，获得两相邻区域如新的对比ROI1和对比ROI2，以及两相邻区域对应的标记位置。
在一些实施例中，套刻误差量测的方法还包括：在第一定位匹配图形中移动分割获取不同情况的两相邻区域；根据不同情况的两相邻区域，分别计算获得两相邻区域对应的相关性系数。
如图4所示，对第一定位匹配图形进行分割获取两相邻区域，沿长边方向一分为二，随着两相邻区域的不同分割可得到不同情况的两相邻区域，如对比ROI1相对于对比ROI2偏左，或者对比ROI1相对于对比ROI2偏右，又如对比ROI1和对比ROI2平分第一定位匹配图形等。这样获取不同情况的两相邻区域，及对应两相邻区域的标记位置。
根据不同情况的两相邻区域，分别计算获得两相邻区域对应的相关性系数。结合上述实施例，采用公式一，如分别获取偏左、偏右或平分等不同情况的两相邻区域对应的相关性系数，如r1、r2、r3。后续根据相关性系数的评估来确定标记位置是否可以用来计算套刻误差。
在一些实施例中，套刻误差量测的方法还包括：根据不同情况两相邻区域图像对应的相关性系数绘制相关性曲线，对所述相关性曲线进行插值，确定两相邻区域对应相关性系数为相关性曲线峰值点，则满足预设阈值。
结合上述实施例，可根据定位匹配图形或第一定位匹配图形来获取不同情况的两相邻区域。针对同一定位匹配图形获得不同情况的两相邻区域，以及获得对应的相关性系数，根据相关性系数绘制相关性曲线，对相关性曲线进行插值，获得相关性曲线的整体趋势及峰值等情况，这样将相关性曲线峰值点对应相关性系数设定为满足预设阈值，即相关性曲线峰值点对应两相邻区域相似度高。
在一些实施例中，套刻误差量测的方法还包括：统计套刻误差所需的标记位置；若标记位置对应相关性系数不满足预设阈值，则剔除该标记位置。
结合上述实施例，针对套刻标识模板，获取定位匹配图形的区域如图2或图5的方框所示，针对每个区域进行获取标记位置的重复步骤，如图6所示，获得套刻误差计算的8个标记位置。基于对每个方框进行图像分割以及相似度的获取，若标记位置对应相似度即相关系性系数小于预设阈值，则认为该标记位置不合格，故剔除该标记位置。一些实施例中8个标记位置均合格，则采用这些标记位置来计算套刻误差。
本说明书实施例的套刻误差量测的方法简化量测流程，还提升了量测的稳定性和准确性。
本说明书实施例还提供一种套刻误差量测的装置，该套刻误差量测的装置包括：
匹配模块，用于采用套刻标识模块，在待量测图上匹配获取定位匹配图形；
获取模块，用于将定位匹配图形进行分割获得标记位置及两相邻区域；
计算模块，用于计算两相邻区域图像的相关性系数；
确定模块，用于若所述相关性系数满足预设阈值，则根据套刻标识对应标记位置来确定套刻误差。
要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的产品实施例而言，由于其与方法是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种套刻误差量测的方法，其特征在于，所述套刻误差量测的方法包括：
采用套刻标识模板，在待量测图上匹配获取定位匹配图形；
将定位匹配图形进行分割获得标记位置及两相邻区域；
计算两相邻区域图像的相关性系数；
若所述相关性系数满足预设阈值，则根据套刻标识对应标记位置来确定套刻误差。
2.根据权利要求1所述的套刻误差量测的方法，其特征在于，所述两相邻区域的连接部分表示为标记位置。
3.根据权利要求1所述的套刻误差量测的方法，其特征在于，所述标记位置随两相邻区域的移动而改变。
4.根据权利要求1所述的套刻误差量测的方法，其特征在于，所述套刻误差量测的方法还包括：
扩大所述定位匹配图形对应区域得到第一定位匹配图形；
对第一定位匹配图形进行分割获取标记位置及两相邻区域。
5.根据权利要求4所述的套刻误差量测的方法，其特征在于，所述套刻误差量测的方法还包括：
在第一定位匹配图形中移动分割获取不同情况的两相邻区域；
根据不同情况的两相邻区域，分别计算获得两相邻区域对应的相关性系数。
6.根据权利要求1所述的套刻误差量测的方法，其特征在于，所述套刻误差量测的方法还包括：
根据不同情况两相邻区域图像对应的相关性系数绘制相关性曲线；
对所述相关性曲线进行插值，确定两相邻区域对应相关性系数为相关性曲线峰值点，则满足预设阈值。
7.根据权利要求1所述的套刻误差量测的方法，其特征在于，所述套刻误差量测的方法还包括：
统计套刻误差所需的标记位置；
若标记位置对应相关性系数不满足预设阈值，则剔除所述标记位置。
8.一种套刻误差量测的装置，其特征在于，所述套刻误差量测的装置包括：
匹配模块，用于采用套刻标识模块，在待量测图上匹配获取定位匹配图形；
获取模块，用于将定位匹配图形进行分割获得标记位置及两相邻区域；
计算模块，用于计算两相邻区域图像的相关性系数；
确定模块，用于若所述相关性系数满足预设阈值，则根据套刻标识对应标记位置来确定套刻误差。
9.一种套刻误差量测的系统，其特征在于，包括：存储器、处理器以及计算机程序，所述计算机程序存储在所述存储器中，所述处理器运行所述计算机程序执行权利要求1-7中任一项所述套刻误差量测的方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现权利要求1-7中任一项所述的套刻误差量测的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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