一种用于量测晶圆的关键尺寸的方法、设备和存储介质与流程

本申请一般涉及晶圆量测。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：

1、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。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、在又一个实施例中，其中所述关键尺寸包括线宽或者孔径。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

15、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。

技术特征：

1.一种用于量测晶圆的关键尺寸的方法，包括：

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：

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：

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：

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：

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：

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：

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：

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：

11.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，还包括：

12.一种用于量测晶圆的关键尺寸的设备，包括：

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。

技术总结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。技术研发人员：齐立文,杨康康,赵帅帅,张剑,王志斌受保护的技术使用者：惠然微电子技术（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9