測量結構和對測量結構進行測量的測量方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及半導體制造技術領域，更具體地，涉及一種測量結構和對測量結構進行測量的測量方法。
【背景技術】
[0002]光刻技術是在半導體制造過程中的關鍵技術。而光刻技術中需要進行圖形的關鍵尺寸測量等大量的測量工作。
[0003]掃描電子顯微鏡(SEM, Scanning Electron Microscope)在微米和納米物質的兩維或三維的形態觀測研究和微尺度測量方面具有許多先天的優越性。掃描電子顯微鏡是微米以及納米量級的非常好的瞄準器，能準確選擇測量位置，分辨力足夠高，測量范圍較大，可以在短時間內直接顯示微米、納米級物體的形態，并直接在圖像上準確地選擇測量位置以及進行直接測量，對待測物的粒度、尺度觀察直觀，其方便和直觀的程度是其他測量方法無可比擬的，而且目前的圖像數字化處理技術又給掃描電子顯微鏡測量提供了極大的方便和正確性。因此，掃描電子顯微鏡測量目前已成為了光刻技術中監測光刻圖形的特征尺寸的重要測量方式。
[0004]通常掃描電子顯微鏡測量是通過對測量結構中測量圖形的特征尺寸進行測量來測量真正器件的特征尺寸，因為測量結構的測量圖形的特征尺寸值通常與真正器件的特征尺寸值十分接近。為了準確測量測量圖形的特征尺寸，測量結構還設置有用于使掃描電子顯微鏡準確尋找到相應的測量圖形的基本定位圖形。
[0005]圖1示出了現有技術中的一種測量結構示意圖。現有技術的該測量結構中，包括多個測量圖形P’和多個基本定位圖形A’，并且多個測量圖形P’和多個基本定位圖形A’一一對應地設置。在通過掃描電子顯微鏡對測量圖形P’的特征尺寸進行測量時，需要先通過相應的基本定位圖形A’尋找并定位對應的測量圖形P’，之后開始對對應的該測量圖形P’進行測量。
[0006]圖2示出了對圖1所示的現有技術的測量結構進行測量的第一種測量方法的流程圖。如圖2所示，該測量方法中，對每個測量圖形進行測量時均包括以下三個步驟:
[0007]I)測量圖形初步定位:使待測的測量圖形P’置于掃描電子顯微鏡的測量范圍中；
[0008]2)測量圖形基本定位:通過與該待測的測量圖形P’對應的基本定位圖形A’來對該待測的測量圖形P’進行基本定位；
[0009]3)測量圖形特征尺寸測量:基于對待測的測量圖形P’進行基本定位的定位結果對該待測的測量圖形P’的特征尺寸進行測量。
[0010]從第一個待測量的測量圖形P’開始按照以上三個步驟測量，直至最后一個的待測量的測量圖形P’按照以上三個步驟測量完畢，完成整個測量工作。
[0011]圖3示出了對現有技術的另一種測量結構進行測量的第二種測量方法的流程圖。該種測量結構與圖1所示的測量結構的區別在于各測量圖形還一一對應的設置有精確定位圖形。如圖3所示，該測量方法中，對每個測量圖形時行測量時均包括以下四個步驟:
[0012]I)測量圖形初步定位:將待測的測量圖形置于掃描電子顯微鏡的測量范圍中；
[0013]2)測量圖形基本定位:通過與該待測的測量圖形對應的基本定位圖形來對該待測的測量圖形進行基本定位；
[0014]3)測量圖形精確定位:基于對待測的測量圖形進行基本定位的定位結果，根據與測量圖形對應設置的精確定位圖形來對該待測的測量圖形進行精確定位；
[0015]4)測量圖形特征尺寸測量:基于對待測的測量圖形進行精確定位的定位結果，對該待測的測量圖形的特征尺寸進行測量。
[0016]從第一個待測量的測量圖形開始按照以上四個步驟測量，直至最后一個的待測量的測量圖形按照以上四個步驟測量完畢，完成整個測量工作。
[0017]在實現本申請的過程中，發明人發現以上測量結構和對該測量結構進行測量的測量方法存在如下問題:
[0018]1、測量效率較低。例如，對于圖2和圖3所對應的測量方法而言，對于每次測量來說，每測量一個測量圖形的尺寸都需要進行一次基本定位操作。因此，如果有N個測量圖形，就需要進行N次基本定位操作，對于具有N個測量圖形的情況，每次測量所需的總時間將是N次基本定位操作的時間和N次測量所需的時間，即測量所需的總時間T =(Ta+Tm)XN，其中，Ta代表對每個圖形進行基本定位操作所需的時間；Tm代表對每個測量圖形進行測量操作所需的時間。可見，多次的基本定位操作會顯著增加測量所需的總時間T，而且對測量工序的產量造成較大影響。
[0019]2、每個測量圖形需要對應設置基本定位圖形，過多的基本定位圖形使得測量結構占用了過多的布置區域。
【發明內容】
[0020]本申請目的在于提供一種測量結構和對測量結構進行測量的測量方法，以節約測量所需的總時間，提高測量工序的產量。進一步地，還可以減少測量結構占用的布置區域。
[0021]本申請的第一方面提供了一種測量結構，測量結構包括測量圖形和基本定位圖形，每個測量圖形均有一個基本定位圖形與之對應以在測量時根據該基本定位圖形對該測量圖形進行基本定位，測量圖形的數量大于基本定位圖形的數量，至少兩個測量圖形與同一個基本定位圖形對應設置以在測量時根據該同一個基本定位圖形對該至少兩個測量圖形進行基本定位。
[0022]進一步地，每個基本定位圖形均與兩個以上測量圖形對應設置以在測量時對對應的兩個以上測量圖形進行基本定位。
[0023]進一步地，每個基本定位圖形對應一個測量區域，其中，與每個基本定位圖形對應的各測量圖形均位于相應的基本定位圖形所在的測量區域內。
[0024]進一步地，測量區域為以相應的基本定位圖形的中心為圓心的圓形區域；或者，測量區域為以相應的基本定位圖形的中心為中心的矩形區域。
[0025]進一步地，測量結構用于掃描電子顯微鏡測量，測量區域位于掃描電子顯微鏡測量時通過該測量區域內的基本定位圖形進行基本定位后的測量范圍內部。
[0026]進一步地，在具有兩個以上測量圖形的至少一個測量區域中，各測量圖形以矩陣形式規則排列。
[0027]進一步地，在具有兩個以上測量圖形的至少一個測量區域中，至少兩個測量圖形相同或者至少兩個測量圖形不同。
[0028]進一步地，至少一個測量區域還包括用于對該測量區域內的至少一個測量圖形進行精確定位的精確定位圖形。
[0029]進一步地，至少一個測量區域還包括與該測量區域內的各個測量圖形一一對應的一個以上精確定位圖形以通過各精確定位圖形對相應測量圖形進行精確定位。
[0030]進一步地，各測量圖形中，至少兩個測量圖形相同或者至少兩個測量圖形不同；或者，各基本定位圖形中，至少兩個基本定位圖形相同或者至少兩個基本定位圖形不同。
[0031]本申請的第二方面提供一種對測量結構進行測量的測量方法，測量結構包括基本定位圖形和與基本定位圖形對應設置的一個第一測量圖形和至少一個第二測量圖形，測量方法包括:步驟S30:根據基本定位圖形對第一測量圖形和至少一個第二測量圖形進行基本定位；步驟S50:基于基本定位的定位結果，測量第一測量圖形的特征尺寸；步驟S70:基于基本定位的定位結果，測量至少一個第二測量圖形的特征尺寸。
[0032]進一步地，在步驟S30之前，測量方法還包括步驟SlO:對第一測量圖形進行初步定位。
[0033]進一步地，測量結構還包括與第一測量圖形對應設置的第一精確定位圖形，步驟S50包括:分步驟S51:基于基本定位的定位結果，根據第一精確定位圖形對第一測量圖形進行精確定位；分步驟S53:基于對第一測量圖形進行精確定位的定位結果，測量第一測量圖形的特征尺寸。
[0034]進一步地，至少一個第二測量圖形為兩個以上第二測量圖形，步驟S70包括:分步驟S71:測量與基本定位圖形對應的一個第二測量圖形的特征尺寸；分步驟S73:重復分步驟S71，測量未測量的第二測量圖形的特征尺寸，直至兩個以上第二測量圖形的特征尺寸均測量完畢。
[0035]進一步地，測量結構還包括與各第二測量圖形一一對應設置的第二精確定位圖形，分步驟S71包括:子步驟S711:基于基本定位的定位結果，根據一個第二精確定位圖形對對應的第二測量圖形進行精確定位；子步驟S713:基于對該第二測量圖形進行精確定位的定位結果，測量該第二測量圖形的特征尺寸。
[0036]根據本申請的測量結構和對測量結構進行測量的測量方法，測量圖形的數量大于基本定位圖形的數量，至少兩個測量圖形與同一個基本定位圖形對應設置以在測量時根據該同一個基本定位圖形對該