專利名稱：一種減小在線掃描電子顯微鏡誤測定的方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體制造工藝技術中掃描電子顯樣吏鏡測定的方法，具體 涉及一種集成電路工藝中減小在線掃描電子顯微鏡誤測定的方法。
背景技術：
在先進的半導體制造工藝中，條寬控制一直是重中之重。掃描電子顯樣t鏡 作為在線條寬測量設備，要求能夠最大限度地減少誤測，確保數據真實可靠。 但在實際操作中，誤測定難以避免。尤其在測量較細的密集線條時，很容易出 現想要測量線條卻測成了相鄰間距的情況。因為傳統方法中掃描電子顯微鏡在 初步找到測量位置后只對所捕獲的二次電子信號進行單一運算獲得一個數值， 不分析所測結構的性質，也就無法與文件要求進行比較，更不可能在錯誤時自 動尋找正確結構重新進行測量，誤測定在所難免。 一次電子信號指的是入射的 初始電子束，而二次電子信號指的是入射的電子束與樣品內部殼層原子發生非 彈性碰撞后引發的電子。在掃描電鏡中，只有靠近表面產生的二次電子才能逸 出并^皮探測到，用于條寬測量。
請參考圖1，圖2a至圖2f以及圖3a至圖3f。圖1為現有技術的掃描電子 顯微鏡測定的流程圖，圖2a至圖2f為現有技術下掃描電子顯微鏡正確測定的過 程說明圖；圖3a至圖3f為現有技術下掃描電子顯微鏡誤測定的過程說明圖。從 圖1中可以看出現有技術的工藝流程為(以測量線條為例)第一步100:光學顯 微鏡模式下尋找條寬測量結構，如圖2a及圖3a所示的光學顯賴t鏡才莫式下的情形; 第二步110:掃描顯孩"竟模式下小倍率尋找條寬測量結構，如圖2b及圖3b所示 的掃描顯微鏡模式下小倍率下的情形；第三步120:掃描顯微鏡模式下大倍率確 定條寬測量結構應測線條中心位置(定位)，該步極易因硅片對位不良等原因出 現偏差(定位錯誤)而導致誤測定(如將相鄰間距的某點確定為測量的中心位 置)，圖2c為定位精確情形，圖3c為定位錯誤情形；第四步130:對上面確定的 測量結構進行掃描，獲取二次電子信號，如果定位出錯把相鄰間距誤認為是線條，則所獲得的二次電子信號亦為錯誤的相鄰間距的信號，圖2d為所測結構 為線條時的信號，圖3d為所測結構為相鄰間距的信號；第五步140對二次電子 信號進行計算(以閾值50%為例，二次電子信號幅度為最大值50%位置被認定 為條寬邊界)，確定線條寬度。如果定位出錯把相鄰間距誤認為是線條，系統同 樣會在間距兩側找到兩個二次電子信號為最大值50%位置，并將其距離認定為 線條寬度。圖2e為定位精確情形，圖3e為定位錯誤情形;第六步150:將條寬數 據傳輸至生產管理系統，如圖2f及圖3f所示說明圖。在圖3f的情形下，即將 相鄰間距的寬度誤認為是線條的寬度傳輸給了生產管理系統，造成誤測定。
發明內容
本發明的目的是提出一種減小在線掃描電子顯微鏡誤測定的方法。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是對所測結構的性質是線條 還是間距進行判斷，并將其與文件要求進行比較，如果與文件要求的結構性質 不一致，則調整上述顯微鏡向左或向右移動半個空間間距以檢測正確結構。
進一步的，判斷上迷所測結構性質時所采用的信號為二次電子信號，上迷 二次電子信號為對上述所測結構掃描時獲取的電子信號。
進一步的，判斷上述所測結構性質時是利用上述二次電子信號左半段信號 最高點和最低點出現的順序進行判定。
進一步的，當上述二次電子信號左半段信號先后依次出現最低點和最高點 時判定上述所測結構的性質為線條，當上述二次電子信號左半段信號先后依次 出現最高點和最低點時判定上述所測結構的性質為間距。
本發明更提出一種集成電路工藝中減小在線掃描電子顯微鏡誤測定的方 法，其特征在于包括使用上述電子顯微鏡對所測結構進行定位；對上述所測 結構進行掃描，獲取第一結構二次電子信號；根據上述第一結構二次電子信號 判斷所測結構性質是線條和還是間距；將上述所測結構性質判定的結果與文件 要求進行比較；當兩者不一致時，調整上述顯微鏡向左或向右移動半個空間間 距以自動選擇正確結構，對上述正確結構進4亍掃描，獲取第二結構二次電子信 號，通過計算得到第二結構寬度，再將上述第二結構寬度數據傳輸至生產管理 系統，否則直接通過對上述第一結構二次電子信號進行計算，得到第一結構寬 度，再將上迷第一結構寬度傳輸至生產管理系統。進一步的，其中上述定位步驟包括在光學顯孩i4竟4莫式下尋找所測結構； 在掃描顯凝:4竟才莫式下小倍率尋找上述所測結構；在掃描顯微:鏡;漠式下大倍率確 定上述所測結構的中心位置。
進一步的，判斷上述所測結構性質時是利用上述二次電子信號左半段信號 最高點和最低點出現的順序進行判定。
進一步的，當上述二次電子信號左半段信號先后依次出現最低點和最高點 時判定上述所測結構的性質為線條，當上述二次電子信號左半段信號先后依次 出現最高點和最低點時判定上述所測結構的性質為間距。
本發明通過在測量中對所測結構二次電子信號進行分析的方法來判斷所測 結構是線條還是間距，再將其與測量文件要求的結構進行比較，判定二者是否 一致，并在判定二者不一致時自動向左或向右移動半個空間周期來測量正確結 構，從而有效減少誤測定，當測量較細的密集線條時，出現的想要測量線條卻 測成了相鄰間距的情況下能夠自動尋找正確結構重新進行測量同時進行二次計 算，因此其所測定以及計算得出的線條寬度數據結果準確無誤，也就沒有先前 技術中的誤測定情況的發生。
圖1為現有技術的掃描電子顯微鏡測定的流程圖； 圖2a至圖2f為現有技術下掃描電子顯微鏡正確測定的過程說明圖； 圖3a至圖3f為現有技術下掃描電子顯微鏡誤測定的過程說明圖； 圖4為本發明一較佳實施例的掃描電子顯微鏡測定的流程圖； 圖5a至圖5g為本發明一較佳實施例的掃描電子顯微鏡測定的過程說明圖； 圖6a至圖6i為本發明一較佳實施例的掃描電子顯微鏡測定的另一過程的說 明圖。
具體實施例方式
為了更了解本發明的技術內容，特舉較佳具體實施例并配合所附圖式說明 如下。
請同時參考圖4，圖5a至圖5g以及圖6a至圖6i。圖4為本發明一較佳實 施例的掃描電子顯微鏡測定的流程圖；圖5a至圖5g為本發明一較佳實施例的 掃描電子顯微鏡測定的過程說明圖，圖6a至圖6i為本發明一較佳實施例的掃描電子顯凝:鏡測定的另一過程說明圖。從圖4中可以看出，本發明一較佳實施例 的掃描電子顯孩吏鏡測定方法，其工藝流程為(以測量線條為例)第一步200:光 學顯微鏡模式下尋找條寬測量結構，如圖5a及圖6a所示的光學顯微鏡模式下的 情形；第二步210:掃描顯微鏡才莫式下小倍率尋找條寬測量結構，如圖5b及圖 6b所示的掃描顯^效4竟模式下小倍率下的情形；第三步220:掃描顯ft鏡模式下大 倍率確定條寬測量結構應測線條中心位置(定位)；該步極易因硅片對位不良等 原因出現偏差(定位錯誤)而導致誤測定(如將相鄰間距的某點確定為測量的 中心位置)，圖5c為定位精確情形，圖6c為定位錯誤情形；第四步230:對上面 確定的測量結構進行掃描，獲取二次電子信號，如果定位出錯把相鄰間距誤認 為是線條，則所獲得的二次電子信號亦為錯誤的相鄰間距的信號，其中一次電 子信號指的是入射的初始電子束，而二次電子信號指的是入射的電子束與樣品 內部殼層原子發生非彈性碰撞后引發的電子。在掃描電鏡中，只有靠近表面產 生的二次電子才能逸出并被探測到，用于條寬測量。圖5d為所測結構為線條時 的信號，圖6d為所測結構為相鄰間距的信號；第五步240:利用二次電子信號左 半段二次電子信號最高點和最低點出現順序進行結構性質判定左低右高為線 條；左高右低為間距。圖5e為定位精確情形，其二次電子信號左半段信號先后 依次出現最低點和最高點，因此將其結構性質判定為線條，圖6e為定位錯誤情 形，其二次電子信號左半段信號先后依次出現最高點和最低點，因此將其結構 性質判定為間距;第六步250:將結構性質判定的結果與文件要求的線條進行比 較， 一致(結構為線條)時直接跳到第九步280(對二次電子信號進行計算，確 定線條寬度)。不一致(結構為間距)時則進行第七步260:向左或向右移動半 個空間間距(即從原本4普誤的間距糾正為正確的線條)，獲得正確的測量結構， 如圖6f所示掃描顯孩i鏡模式下大倍率確定條寬測量結構應測線條中心位置(定 位)的情形;然后進行第八步270:對正確的測量結構進^f于掃描，獲取正確的二次 電子信號，如圖6g所示的所測結構為線條時的信號情形;再進行第九步280:對二 次電子信號進行計算(以閾值50%為例，二次電子信號幅度為最大值50%位置 被認定為條寬邊界)，確定線條寬度，如圖5f和圖6h所示的計算說明圖;最后進 行第十步290:將條寬數據傳輸至生產管理系統，如圖5g和圖6i所示的說明圖。 當然在本發明 一較佳實施例中也可以在獲得上述二次電子信號后即對其進行計算獲取所測結構的寬度，如在第四步230:對上面確定的測量結構進行掃描，獲 取二次電子信號之后對二次電子信號進行計算，同時在第八步270:對正確的測 量結構進行掃描，獲取正確的二次電子信號之后依然對二次電子信號進行計算。
本發明的 一較佳實施例，在現有技術工藝流程的第四步和第五步之間增加 第五，六，七，八共四步工藝流程第五步240:利用二次電子信號左半段二次 電子信號最高點和最低點出現順序進行結構性質判定:左低右高為線條；左高右 低為間距；第六步250:將結構性質判定的結果與文件要求的線條進行比較， 一致 (結構為線條)時直接跳到第九步280(對二次電子信號進行計算，確定線條寬 度)。不一致(結構為間距)時則進行第七步260:向左或向右移動半個空間間 距(即從原本錯誤的間距糾正為正確的線條)，獲得正確的測量結構;然后進行第 八步270:對正確的測量結構進行掃描，獲取正確的二次電子信號。因為增加了 判斷所測結構性質以及相應后續步驟，使得當測量較細的密集線條時，出現的 想要測量線條卻測成了相鄰間距的情況下能夠自動尋找正確結構重新進行測量 同時進行二次計算，因此其所測定以及計算得出的線條寬度數據結果準確無誤， 也就沒有先前技術中的誤測定情況的發生。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明 所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各 種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種集成電路工藝中減小在線掃描電子顯微鏡誤測定的方法，其特征在于，對所測結構的性質是線條還是間距進行判斷，并將其與文件要求進行比較，如果與文件要求的結構性質不一致，則調整上述顯微鏡向左或向右移動半個空間間距以檢測正確結構。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，判斷上述所測結構性質時所 采用的信號為二次電子信號，上述二次電子信號為對上述所測結構掃描時獲取 的電子信號。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，判斷上述所測結構性質時是 利用上述二次電子信號左半段信號最高點和最低點出現的順序進行判定。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，當上述二次電子信號左半段 信號先后依次出現最低點和最高點時判定上述所測結構的性質為線條，當上述 二次電子信號左半段信號先后依次出現最高點和最低點時判定上述所測結構的 性質為間距。
5. —種集成電路工藝中減小在線掃描電子顯微鏡誤測定的方法，其特征在 于包括使用上述電子顯微鏡對所測結構進行定位； 對上述所測結構進行掃描，獲取第一結構二次電子信號； 根據上述第一結構二次電子信號判斷所測結構性質是線條和還是間距； 將上述所測結構性質判定的結果與文件要求進行比較； 當兩者不一致時，調整上述顯凝:鏡向左或向右移動半個空間間距以自動選 擇正確結構，對上述正確結構進行掃描，獲取第二結構二次電子信號，通過計 算得到第二結構寬度，再將上述第二結構寬度數據傳輸至生產管理系統，否則 直接通過對上述第一結構二次電子信號進行計算，得到第一結構寬度，再將上 述第 一結構寬度傳輸至生產管理系統。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，其中上述定位步驟包括 在光學顯微鏡模式下尋找所測結構； 在掃描顯樣M竟才莫式下小倍率尋找上述所測結構；在掃描顯《數鏡^t式下大倍率確定上述所測結構的中心位置。
7. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，判斷上述所測結構性質時是 利用上述二次電子信號左半段信號最高點和最低點出現的順序進行判定。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，當上述二次電子信號左半段 信號先后依次出現最低點和最高點時判定上述所測結構的性質為線條，當上述 二次電子信號左半段信號先后依次出現最高點和最低點時判定上述所測結構的 性質為間距。
全文摘要
在先進的半導體制造工藝中，條寬控制一直是重中之重。掃描電子顯微鏡作為在線條寬測量設備，要求能夠最大限度地減少誤測，確保數據真實可靠。但在實際操作中，誤測定難以避免。尤其在測量較細的密集線條時，很容易出現想要測量線條卻測成了相鄰間距的情況。本發明提出一種減小在線掃描電子顯微鏡誤測定的方法，其通過在測量中對所測結構二次電子信號進行分析的方法來判斷所測結構是線條還是間距，再將其與測量文件要求的結構進行比較，判定二者是否一致，并在判定二者不一致時自動向左或向右移動半個空間周期來測量正確結構，從而有效減少誤測定。
文檔編號H01L21/66GK101286467SQ20081003691
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者肖慧敏 申請人:上海集成電路研發中心有限公司