CN118610111A - 一种用于量测晶圆的关键尺寸的方法、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于量测晶圆的关键尺寸的方法、设备和存储介质。所述方法包括：获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图；将所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以获得配准对齐后子区域的信号波形图；基于信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，以确定所述晶圆中待量测区域的边缘点；以及根据所述晶圆中待量测区域的边缘点量测晶圆的关键尺寸。利用本申请的方案，可以提高量测晶圆关键尺寸的准确性。

Description

一种用于量测晶圆的关键尺寸的方法、设备和存储介质

技术领域

本申请一般涉及晶圆量测技术领域。更具体地，本申请涉及一种用于量测晶圆的关键尺寸的方法、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

在半导体晶圆内部电路关键尺寸量测步骤上，通常采用扫描式电子显微镜对晶圆样品表面结构进行扫描，完成例如线宽、孔径等关键尺寸的量测。传统的待量测尺寸通常采用特定的边缘点提取算法进行量测或者通过信号波形模板的相关性计算来完成如线宽、孔径等关键尺寸的量测，其中相关度最大的位置对应边缘点。具体地，通过利用一对信号波形作为模板，对经过扫描电子显微镜采集得到的灰度图像中待量测区域进行量测，可以保证在基于同一量测参数环境下的量测重复性误差控制在一定范围内。

晶圆片内部电路结构在经过扫描电子显微镜成像过后，经常会出现待量测区域平整度较差的图像区域，影响控制最终量测的可重复性误差。传统的利用信号波形模板匹配的量测方案是利用将大区域划分成若干小面积的子区域的平均信号波形建立信号波形模板。然而，当子区域不平整度的程度较大时，各子区域的信号波形图的偏差较大，此时建立的信号波形模板会有较大波动，导致最终的量测结果准确性较差。

有鉴于此，亟需提供一种用于量测晶圆的关键尺寸的方案，以便提高量测晶圆关键尺寸的准确性。

发明内容

为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本申请在多个方面中提出了用于量测晶圆的关键尺寸的方案。

在第一方面中，本申请提供一种用于量测晶圆的关键尺寸的方法，包括：获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图；将所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以获得配准对齐后子区域的信号波形图；基于信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，以确定所述晶圆中待量测区域的边缘点；以及根据所述晶圆中待量测区域的边缘点量测晶圆的关键尺寸。

在一个实施例中，其中将所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以获得配准对齐后子区域的信号波形图包括：将所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以确定所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图之间的相应偏移量；以及基于所述相应偏移量将所述各子区域的信号波形图进行偏移，以获得所述配准对齐后子区域的信号波形图。

在又一个实施例中，其中基于信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，以确定所述晶圆中待量测区域的边缘点包括：基于所述信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算获得信号波形模板和信号波形图之间的最大相关度对应的最终坐标位置；以及根据最大相关度对应的最终坐标位置确定所述晶圆中待量测区域的边缘点。

在又一个实施例中，其中基于所述信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算获得信号波形模板和信号波形图之间的最大相关度对应的最终坐标位置包括：基于所述信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算获得信号波形模板和信号波形图之间的最大相关度对应的初始坐标位置；以及将最大相关度对应的目标坐标位置向所述相应偏移量进行偏移，以确定最大相关度对应的最终坐标位置。

在又一个实施例中，其中所述关键尺寸包括线宽或者孔径。

在又一个实施例中，其中响应于所述关键尺寸包括线宽，所述各子区域的信号波形图通过以下操作获取：沿所述晶圆中待量测区域的纵向或者横向划分多个子区域，以获取所述晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。

在又一个实施例中，其中响应于所述关键尺寸包括线宽，所述信号波形模板通过以下操作获得：获取所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐后所有的最大相关度对应的坐标点；将所有的最大相关度对应的坐标点进行组合获得所述信号波形模板；或者将满足预设阈值的最大相关度对应的坐标点进行组合获得所述信号波形模板。

在又一个实施例中，其中响应于所述关键尺寸包括孔径，所述各子区域的信号波形图还通过以下操作获取：沿所述晶圆中待量测区域的弧度划分多个子区域，以获取所述晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。

在又一个实施例中，其中响应于所述关键尺寸包括孔径，所述信号波形模板还通过以下操作获得：选择目标弧度处的子区域的信号波形图；以及将所述目标弧度处的子区域的信号波形图作为所述信号波形模板。

在又一个实施例中，其中响应于所述关键尺寸包括孔径，在基于信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算中，还包括：将所述配准对齐后子区域的信号波形图映射至所述信号波形模板；以及基于所述信号波形模板与映射后的信号波形图进行相关性计算。

在又一个实施例中，所述方法还包括：对所述各子区域的信号波形图和/或所述信号波形模板进行插值操作。

在第二方面中，本申请提供一种用于量测晶圆的关键尺寸的设备，包括：处理器；以及存储器，其上存储有用于量测晶圆的关键尺寸的计算机指令，当所述计算机指令由处理器执行时，使得实现前述第一方面中的多个实施例。

在第三方面中，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有用于量测晶圆的关键尺寸的计算机程序指令，该计算机程序指令被一个或多个处理器执行时，使得实现前述第一方面中的多个实施例。

通过如上所提供的用于量测晶圆的关键尺寸的方案，本申请实施例首先通过将待量测区域的各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以消除不平整度对于后续量测的影响，接着再基于信号波形模板和配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算确定边缘点，通过同一尺度的信号波形模板进行相关性计算，极大地提高了量测晶圆关键尺寸的准确性。进一步地，在一些实施例中，本申请实施例还对各子区域的信号波形图和/或信号波形模板进行插值操作，以使得信号细节更加丰富，为相关性计算提供精确的结果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出现有的基于信号波形模板量测晶圆的示例性流程框图；

图2是示出现有的信号波形模板和待量测区域的示例性示意图；

图3是示出根据本申请实施例的用于量测晶圆的关键尺寸的方法的示例性流程框图；

图4是示出根据本申请实施例的用于量测晶圆的线宽的示例性流程框图；

图5是示出根据本申请实施例的量测线宽的示例性示意图；

图6是示出根据本申请实施例的用于量测晶圆的孔径的示例性流程框图；

图7是示出根据本申请实施例的量测孔径的示例性示意图；

图8是根据本申请实施例的用于量测晶圆的关键尺寸的设备的示例性结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做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。

应当理解，本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本申请。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本申请说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

图1是示出现有的基于信号波形模板量测晶圆的示例性流程框图。如图1中所示，在步骤S101处，将待测晶圆片载入扫描电子显微镜的样品台中，并在步骤S102处，移动样品台，使得晶圆置于扫描电子显微镜的镜头中。接着，在步骤S103处，通过扫描电子显微镜自动对焦，晶圆片内部电路结构经过扫描电子显微镜成像过后获得晶圆的扫描电镜图。进一步地，在步骤S104处，获取平整度较为理想的情形下的信号波形模板。可以理解，该信号波形模板即为信号波形图，其是基于晶圆的扫描电镜图获得。具体地，通过对晶圆的扫描电镜图中的每一列上的像素点进行均值计算而形成一维灰度曲线图，该一维灰度曲线图为信号波形图。现有的方式是通过将平整度较为理想的多个子区域下的平均信号波形图作为信号波形模板(例如图2的(a图)所示)。

基于上述获取的信号波形模板，在步骤S105处，根据信号波形模板和待量测区域的信号波形图进行相关性计算。在实现场景中，可以通过信号相关性分析算法来计算信号波形模板和待量测区域的信号波形图之间的相关性。例如，通过不对信号进行时间反褶，直接对某个信号(例如参考信号)平移到x点，接着对另一信号进行扫描，当相关运算扫描到两个信号重合时，表示相关度最大，从而产生一个峰值获得相关性结果。简单来说，就是将另一信号向参考信号进行不断移动，在相关度最大时产生峰值。进一步地，在步骤S106处，根据相关性结果量测晶圆的关键尺寸(例如线宽、孔径等)。可以理解，在最大相关度的位置时，表示两个信号的灰度值相接近，而边缘的灰度值较高，由此最大相关度对应的位置为量测区域的边缘点。边缘点之间的距离为量测的线宽长度或者孔径直径。

图2是示出现有的信号波形模板和待量测区域的示例性示意图。如图2中所示，(a)图是示出现有的信号波形模板，其是在平整度较为理想的情形下获得的，包含左侧区域和右侧区域。(b)图是示出待量测区域平整度较为理想的情形，(c)图是示出待量测区域平整度较差的情形。由图中可知，对于待量测区域平整度较为理想的情形，其各子区域的信号波形图之间是无偏差的，例如(b)图中每个子区域(例如图中虚线划分的区域)中的信号波形图l1。对于待量测区域平整度较差的情形，其各子区域的信号波形图之间会存在偏差，例如(c)图中每个子区域的信号波形图l2存在左右偏移的问题。

如上述背景技术描述可知，现有的方式通过将各子区域的信号波形图直接与信号波形模板进行相关性计算，并且该信号波形模板是基于各子区域的平均信号波形建立。这种方式下的信号波形模板无法适应平整度较差的情形，影响控制最终量测的可重复性误差，使得最终的量测结果不准确。

基于此，本申请提供一种用于量测晶圆的关键尺寸的方案，可以有效解决不平整因素带来的偏差影响，提高晶圆量测的准确性。

下面结合附图来详细描述本申请的具体实施方式。

图3是示出根据本申请实施例的用于量测晶圆的关键尺寸的方法300的示例性流程框图。如图3中所示，在步骤S301处，获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。如前所述，信号波形图是对晶圆的扫描电镜图中的每一列上的像素点进行均值计算而形成一维灰度曲线图。在一个实现场景中，通过将晶圆中待量测区域由大面积划分成若干小面积区域，可以获得晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。

在一些实施场景中，关键尺寸可以例如是线宽或者孔径等。对于量测关键尺寸为线宽来说，可以通过沿晶圆中待量测区域的纵向或者横向划分多个子区域，以获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。其中，纵向的线宽沿纵向划分多个子区域(例如上述图2的(b)图和(c)图所示)，横向的线宽沿横向划分多个子区域。对于量测关键尺寸为孔径来说，可以通过沿晶圆中待量测区域的弧度划分多个子区域，以获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。作为示例，沿0°、22.5°、45°、67.5°、90°等(例如图7的(a)图所示)将待量测区域划分多个子区域，获得晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。

接着，在步骤S302处，将各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以获得配准对齐后子区域的信号波形图。即，本申请实施例首先将各子区域的信号波形图进行对齐，减少不平整度较差处信号之间的偏差。在一个实施例中，将各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以确定各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图之间的第一偏移量，进而基于第一偏移量将各子区域的信号波形图进行第一偏移，以获得配准对齐后子区域的信号波形图。

例如，对于量测关键尺寸为纵向的线宽而言，可以选择同一侧区域中的上、下相邻子区域的信号波形图，并将平整度稍好的子区域的信号波形图作为参考波形，进行上、下相邻子区域的信号波形图对齐，以确定两个信号波形图之间的偏移量。通过移动相应偏移量后完成两个信号波形图之间的对齐。对于量测关键尺寸为横向的线宽而言，可以选择同一侧区域中的前、后相邻子区域的信号波形图进行配准对齐。对于量测关键尺寸为孔径而言，可以选择相邻弧度处子区域的信号波形图进行配准对齐。作为示例，可以将45°处的信号波形图与22.5°处或者与67.5°处的信号波形图进行配准对齐。

可以理解，上述配准对齐对应为相关性计算，由此在实现场景中，可以通过例如信号相关性分析算法来实现前述配准对齐操作。根据前文可知，对一个信号波形图(例如参考波形)平移到x点，对另一信号波形图进行扫描，当相关运算扫描到两个信号重合时，获得相邻两个信号波形图之间的最大相关值(峰值)。接着，分别确定相邻两个信号波形图在最大相关值处的坐标点，根据对应的坐标点之间的差值确定第一偏移量，进而获得配准对齐后子区域的信号波形图。

进一步地，在步骤S303处，基于信号波形模板和配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，以确定晶圆中待量测区域的边缘点。也就是说，通过将对齐后的各子区域的信号波形图再分别与信号波形模板进行相关计算，以确定晶圆中待量测区域的边缘点。由于对齐后的信号波形图消除了不平整度情形下存在的偏差，后续再通过同一尺度的信号波形模板进行相关性计算，可以极大地提升量测精度。

在一些实现场景中，对于量测关键尺寸为线宽时，上述信号波形模板可以通过以下操作获取：获取各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐后所有的最大相关度对应的坐标点，将所有的最大相关度对应的坐标点进行组合获得信号波形模板。或者，还可以将满足预设阈值的最大相关度对应的坐标点进行组合获得信号波形模板。例如，将相关度小于预设阈值的点进行过滤，保留相关度高于预设阈值的点，以组合形成信号波形模板。也即，在量测线宽时，在前述配准对齐过程中就可以建立信号波形模板，该信号波形模板可以包括一个或者多个。

对于量测关键尺寸为孔径时，可以选择目标弧度处的子区域的信号波形图，以将目标弧度处的子区域的信号波形图作为信号波形模板。优选地，前述目标弧度可以是水平弧度(例如0°)或者纵向弧度(例如90°)。

在一些实施例中，还可以对各子区域的信号波形图和/或信号波形模板进行插值操作，以使得信号细节更加丰富、更具有细粒度，以提升相关性计算的精度。在一些实施例中，前述插值操作可以例如是样条插值等。基于前述构建的信号波形图，可以与各配准对齐后的信号波形图进行相关性计算，以确定量测区域的边缘点。

在一个实施例中，可以基于信号波形模板和配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算获得信号波形模板和信号波形图之间的最大相关度对应的最终坐标位置，进而根据最大相关度对应的最终坐标位置确定所述晶圆中待量测区域的边缘点。具体地，在一个实现场景中，基于信号波形模板和配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算获得信号波形模板和信号波形图之间的最大相关度对应的初始坐标位置，将最大相关度对应的目标坐标位置向相应偏移量进行偏移，以确定最大相关度对应的最终坐标位置。

也就是说，首先通过相关性计算确定信号波形模板和配准对齐后子区域的信号波形图之间的最大相关度对应的坐标位置，接着再结合配准对齐操作中的偏移量来确定最大相关度对应的最终坐标位置。其中，最大相关度对应的最终坐标位置对应为边缘点。该作为示例，假设该坐标位置的横坐标为100，上述配准对齐操作中的信号波形图向左的偏移量为5。在该场景下，最大相关度对应的最终坐标位置的横坐标为95，其对应为量测区域中的边缘点。

在一个实现场景中，响应于关键尺寸包括孔径，将配准对齐后子区域的信号波形图映射至信号波形模板，以基于信号波形模板与映射后的信号波形图进行相关性计算。具体而言，将配准对齐后子区域的信号波形图映射至水平反向或者竖直方向后，再采用例如线宽的相关性计算方法获得最大相关度的坐标位置。接着，在利用坐标反映射至圆弧上，以获得晶圆中待量测区域的边缘点。其中，前述映射过程可以通过例如三角函数变换方式实现。稍后将结合图6、图7详细描述关于量测孔径的更多细节。

基于上述获得的晶圆中待量测区域的边缘点，在步骤S304处，根据晶圆中待量测区域的边缘点量测晶圆的关键尺寸。经前述操作后，可以获得各子区域的边缘点，通过对各子区域的边缘点进行例如均值计算，可以获得待量测区域的边缘点。，例如，在关键尺寸为线宽的情形中，通过晶圆中待量测区域中左、右两侧各子区域的边缘点的均值获得左、右两侧的边缘点，基于左、右两侧的边缘点之间的距离，可以获得线宽。在关键尺寸为孔径的情形中，通过晶圆中待量测区域中各子区域的边缘点的均值点与孔径圆心的距离，可以获得孔径半径或者直径等。

结合上述描述可知，本申请实施例通过将各子区域的信号波形图与其周围相邻的子区域的信号波形图先进行配准对齐，以消除不平整度所引起的偏差。接着，再将配准对齐后子区域的信号波形图与信号波形模板进行相关性计算，提升了量测线宽或者孔径的准确性，并且使得在同一模板下具有更好地测量可重复度。

图4是示出根据本申请实施例的用于量测晶圆的线宽的示例性流程框图。需要理解的是，图4是上述图3的一个具体实施例，因此上述关于图3所作的描述同样适用于图4。

如图4中所示，在步骤S401处，沿晶圆中待量测区域的纵向或者横向划分多个子区域，以获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。接着，在步骤S402处，将各子区域的信号波形图与其上、下或者与其左、右相邻子区域的信号波形图进行配准对齐。在一个实施场景中，将配准对齐的两个信号波形图中平整度稍好的信号波形图作为参考波形。在进行配准对齐时，可以采用例如信号相关性分析算法来实现前述配准对齐操作，以确定相邻两个信号波形图在最大相关值处的坐标点。

基于上述获得的最大相关值处的坐标点，在步骤S403处，可以构建信号波形模板和获取各子区域中配准对齐后子区域的信号波形图。如前所述，可以将所有的最大相关度对应的坐标点进行组合获得信号波形模板，或者也可以将例如相关度小于预设阈值的点进行过滤，保留相关度高于预设阈值的点，以组合形成信号波形模板。另外，基于最大相关度对应的坐标点，可以确定相应子区域的信号波形图相较于其相邻子区域的信号波形图的偏移量。通过将相应子区域的信号波形图按照偏移量进行第一次移动，获得配准对齐后子区域的信号波形图。

在一些实施例中，为了使得信号波形模板和各子区域的信号波形图细节更加丰富，更具有细粒度，在步骤S404处，还可以对信号波形模板、各子区域的信号波形图进行插值操作。在一些实施例中，前述插值操作可以例如是样条插值等。可以理解，样条插值通常指的是在相邻整数坐标(例如x＝100，x＝101)之间利用分段的多项式进行插值，通过求解三弯矩方程组得出曲线函数组的过程。其中，每个分段区间上均为三次多项式，通过设置非扭结边界条件得到方程组，并通过给定插值点获得的二阶导数值作为未知数求解对应的函数值，以实现插值操作。

进一步地，在步骤S405处，对信号波形模板和配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，以在步骤S406处，确定晶圆中待量测区域的边缘点。与上述配准对齐类似，可以通过例如信号相关性分析算法计算相应子区域的信号波形图与信号波形模板的最大相关度对应的最终坐标位置。具体地，可以先确定信号波形模板和配准对齐后子区域的信号波形图之间的最大相关度对应的初始坐标位置，再向相应偏移量进行偏移获得最大相关度对应的最终坐标位置，对应为待量测区域的边缘点。由此，在步骤S407处，可以实现量测晶圆的线宽。例如，待量测区域左、右两侧的边缘点之间的距离为线宽。

图5是示出根据本申请实施例的量测线宽的示例性示意图。如图5的(a)图中的右图示例性示出晶圆中待量测区域左、右两侧各子区域的信号波形图。当晶圆中待量测区域不平整时，会导致各子区域的信号波形图存在偏差，例如图5的(a)图中右图的左、右两侧各子区域的信号波形图存在左、右偏差。在本申请实施例中，首先通过将各子区域的信号波形图与其上方或者下方相邻子区域的信号波形图进行配准对齐。例如图5的(b)图中所示的一个子区域的信号波形图S1与其上方相邻子区域的信号波形图S2进行配准对齐。具体地，可以通过对一个信号波形图(例如参考波形)平移到x点，对另一信号波形图进行扫描，当相关运算扫描到两个信号重合时，获得相邻两个信号波形图之间的最大相关值，例如图5的(c)图所示。可以理解，将信号波形图S1与信号波形图S2不断地进行平移，直到两个信号重合实现配准对齐，并且获得最大相关值的坐标点。

根据所有的最大相关度对应的坐标位置或者满足预设阈值的最大相关度对应的坐标位置可以确定信号波形模板。对信号波形模板和配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，可以确定各子区域的边缘点，例如图5的(a)图中左图的圆圈所示为各子区域量测的边缘点。根据前文可知，通过计算各子区域的边缘点均值，可以获得晶圆中待量测区域的边缘点，待量测区域左、右两侧的边缘点之间的距离为线宽。

图6是示出根据本申请实施例的用于量测晶圆的孔径的示例性流程框图。需要理解的是，图6是上述图3的另一个具体实施例，因此上述关于图3所作的描述同样适用于图6。

如图6中所示，在步骤S601处，沿晶圆中待量测区域的弧度划分多个子区域，以获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。接着，在步骤S602处，将各子区域的信号波形图与其相邻子区域的信号波形图进行配准对齐。类似地，将配准对齐的两个信号波形图中平整度稍好的信号波形图作为参考波形。例如，将45°处的信号波形图与22.5°处的信号波形图进行配准对齐。在进行配准对齐时，也可以将不同弧度处的信号波形图映射至水平方向或者垂直方向，转化成线宽的量测方法，采用例如信号相关性分析算法来实现前述配准对齐操作，以确定相邻两个信号波形图在最大相关值处的坐标点。基于最大相关度对应的坐标位置，可以确定相应子区域的信号波形图相较于其相邻子区域的信号波形图的第一偏移量。通过将相应子区域的信号波形图按照第一偏移量进行第一次移动，获得各子区域配准对齐后的信号波形图。

接着，在步骤S603处，选择0°或者90°处子区域的信号波形图作为信号波形模板。在一些实施例中，为了使得信号波形模板和各子区域的信号波形图细节更加丰富，更具有细粒度，在步骤S604处，还可以对信号波形模板、各子区域配准对齐后的信号波形图进行插值操作。在一些实施例中，前述插值操作也可以例如是样条插值等。进一步地，在步骤S605处，将配准对齐后子区域的信号波形图映射至信号波形模板进行相关性计算。在一些实施场景中，可以通过例如三角函数变换方式实现将配准对齐后子区域的信号波形图映射至水平反向或者竖直方向。

作为示例，假设圆弧上的点坐标表示为(x,y)，并且假设将圆弧映射为90°垂直方向上。在该场景下，首先需要将圆弧360°划分360份(即每度为一份)，映射中心到90°垂直方向的距离对应圆心到弧上点的距离，其可以表示为其中x与y分别表示相对于圆心横、纵坐标的偏移量。基于此，可将圆弧上所有点映射为一条直线，接着采用上述线宽量测过程进行量测，在步骤S606处，确定晶圆中待量测区域的边缘点。由此，在步骤S407处，可以实现量测晶圆的孔径。例如，最终利用坐标反映射，将直线上的边缘点还原到圆弧上，可以确定孔径的直径或者半径等。

图7是示出根据本申请实施例的量测孔径的示例性示意图。如图7的(a)图所示为晶圆中的孔径，其在量测时可以沿不同弧度划分多个子区域，例如沿0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°、157.5°、180°等划分多个子区域，获得各子区域的信号波形图。例如图7的(b)图中示例性示出两个相邻子区域的信号波形图。参考上述图6可知，先将两个相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，再将配准对齐后的信号波形图与信号波形模板进行相关性计算，获得最终的边缘点，以确定孔径的直径或者半径。

图8是根据本申请实施例的用于量测晶圆的关键尺寸的设备800的示例性结构框图。如图8中所示，本申请的设备800可以包括处理器801和存储器802，其中处理器801和存储器802之间通过总线进行通信。存储器802存储有用于量测晶圆的关键尺寸的程序指令，当所述程序指令由所述处理器801执行时，使得实现根据前文结合附图描述的方法步骤：获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图；将所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以获得配准对齐后子区域的信号波形图；基于信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，以确定所述晶圆中待量测区域的边缘点；以及根据所述晶圆中待量测区域的边缘点量测晶圆的关键尺寸。

根据上述结合附图的描述，本领域技术人员也可以理解本申请的实施例还可以通过软件程序来实现。由此本申请还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质其上存储有用于量测晶圆的关键尺寸的计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，实现本申请结合附图3所描述的用于量测晶圆的关键尺寸的方法。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分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计算机可读存储介质中，如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，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

应当理解，当本申请的权利要求、当说明书及附图中使用到术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等时，其仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本申请。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本申请说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

虽然本申请的实施方式如上，但所述内容只是为便于理解本申请而采用的实施例，并非用以限定本申请的范围和应用场景。任何本申请所述技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种用于量测晶圆的关键尺寸的方法，包括：

获取晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图；

将所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以获得配准对齐后子区域的信号波形图；

基于信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，以确定所述晶圆中待量测区域的边缘点；以及

根据所述晶圆中待量测区域的边缘点量测晶圆的关键尺寸。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以获得配准对齐后子区域的信号波形图包括：

将所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐，以确定所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图之间的相应偏移量；以及

基于所述相应偏移量将所述各子区域的信号波形图进行偏移，以获得所述配准对齐后子区域的信号波形图。

3.根据权利要求2所述的方法，其中基于信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算，以确定所述晶圆中待量测区域的边缘点包括：

基于所述信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算获得信号波形模板和信号波形图之间的最大相关度对应的最终坐标位置；以及

根据最大相关度对应的最终坐标位置确定所述晶圆中待量测区域的边缘点。

4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算获得信号波形模板和信号波形图之间的最大相关度对应的最终坐标位置包括：

基于所述信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算获得信号波形模板和信号波形图之间的最大相关度对应的初始坐标位置；以及

将最大相关度对应的目标坐标位置向所述相应偏移量进行偏移，以确定最大相关度对应的最终坐标位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述关键尺寸包括线宽或者孔径。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中响应于所述关键尺寸包括线宽，所述各子区域的信号波形图通过以下操作获取：

沿所述晶圆中待量测区域的纵向或者横向划分多个子区域，以获取所述晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其中响应于所述关键尺寸包括线宽，所述信号波形模板通过以下操作获得：

获取所述各子区域的信号波形图与其周围相邻子区域的信号波形图进行配准对齐后所有的最大相关度对应的坐标点；

将所有的最大相关度对应的坐标点进行组合获得所述信号波形模板；或者

将满足预设阈值的最大相关度对应的坐标点进行组合获得所述信号波形模板。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中响应于所述关键尺寸包括孔径，所述各子区域的信号波形图还通过以下操作获取：

沿所述晶圆中待量测区域的弧度划分多个子区域，以获取所述晶圆中待量测区域的各子区域的信号波形图。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其中响应于所述关键尺寸包括孔径，所述信号波形模板还通过以下操作获得：

选择目标弧度处的子区域的信号波形图；以及

将所述目标弧度处的子区域的信号波形图作为所述信号波形模板。

10.根据权利要求9所述的方法，其中响应于所述关键尺寸包括孔径，在基于信号波形模板和所述配准对齐后子区域的信号波形图进行相关性计算中，还包括：

将所述配准对齐后子区域的信号波形图映射至所述信号波形模板；以及

基于所述信号波形模板与映射后的信号波形图进行相关性计算。

11.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，还包括：

对所述各子区域的信号波形图和/或所述信号波形模板进行插值操作。

12.一种用于量测晶圆的关键尺寸的设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有用于量测晶圆的关键尺寸的计算机指令，当所述计算机指令由处理器执行时，使得实现根据权利要求1-11任意一项所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有用于量测晶圆的关键尺寸的计算机程序指令，该计算机程序指令被一个或多个处理器执行时，使得实现根据权利要求1-11中任意一项所述的方法。