测量结构和对测量结构进行测量的测量方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种测量结构和对测量结构进行测量的测量方法。
【背景技术】
[0002]光刻技术是在半导体制造过程中的关键技术。而光刻技术中需要进行图形的关键尺寸测量等大量的测量工作。
[0003]扫描电子显微镜(SEM, Scanning Electron Microscope)在微米和纳米物质的两维或三维的形态观测研究和微尺度测量方面具有许多先天的优越性。扫描电子显微镜是微米以及纳米量级的非常好的瞄准器，能准确选择测量位置，分辨力足够高，测量范围较大，可以在短时间内直接显示微米、纳米级物体的形态，并直接在图像上准确地选择测量位置以及进行直接测量，对待测物的粒度、尺度观察直观，其方便和直观的程度是其他测量方法无可比拟的，而且目前的图像数字化处理技术又给扫描电子显微镜测量提供了极大的方便和正确性。因此，扫描电子显微镜测量目前已成为了光刻技术中监测光刻图形的特征尺寸的重要测量方式。
[0004]通常扫描电子显微镜测量是通过对测量结构中测量图形的特征尺寸进行测量来测量真正器件的特征尺寸，因为测量结构的测量图形的特征尺寸值通常与真正器件的特征尺寸值十分接近。为了准确测量测量图形的特征尺寸，测量结构还设置有用于使扫描电子显微镜准确寻找到相应的测量图形的基本定位图形。
[0005]图1示出了现有技术中的一种测量结构示意图。现有技术的该测量结构中，包括多个测量图形P’和多个基本定位图形A’，并且多个测量图形P’和多个基本定位图形A’一一对应地设置。在通过扫描电子显微镜对测量图形P’的特征尺寸进行测量时，需要先通过相应的基本定位图形A’寻找并定位对应的测量图形P’，之后开始对对应的该测量图形P’进行测量。
[0006]图2示出了对图1所示的现有技术的测量结构进行测量的第一种测量方法的流程图。如图2所示，该测量方法中，对每个测量图形进行测量时均包括以下三个步骤:
[0007]I)测量图形初步定位:使待测的测量图形P’置于扫描电子显微镜的测量范围中；
[0008]2)测量图形基本定位:通过与该待测的测量图形P’对应的基本定位图形A’来对该待测的测量图形P’进行基本定位；
[0009]3)测量图形特征尺寸测量:基于对待测的测量图形P’进行基本定位的定位结果对该待测的测量图形P’的特征尺寸进行测量。
[0010]从第一个待测量的测量图形P’开始按照以上三个步骤测量，直至最后一个的待测量的测量图形P’按照以上三个步骤测量完毕，完成整个测量工作。
[0011]图3示出了对现有技术的另一种测量结构进行测量的第二种测量方法的流程图。该种测量结构与图1所示的测量结构的区别在于各测量图形还一一对应的设置有精确定位图形。如图3所示，该测量方法中，对每个测量图形时行测量时均包括以下四个步骤:
[0012]I)测量图形初步定位:将待测的测量图形置于扫描电子显微镜的测量范围中；
[0013]2)测量图形基本定位:通过与该待测的测量图形对应的基本定位图形来对该待测的测量图形进行基本定位；
[0014]3)测量图形精确定位:基于对待测的测量图形进行基本定位的定位结果，根据与测量图形对应设置的精确定位图形来对该待测的测量图形进行精确定位；
[0015]4)测量图形特征尺寸测量:基于对待测的测量图形进行精确定位的定位结果，对该待测的测量图形的特征尺寸进行测量。
[0016]从第一个待测量的测量图形开始按照以上四个步骤测量，直至最后一个的待测量的测量图形按照以上四个步骤测量完毕，完成整个测量工作。
[0017]在实现本申请的过程中，发明人发现以上测量结构和对该测量结构进行测量的测量方法存在如下问题:
[0018]1、测量效率较低。例如，对于图2和图3所对应的测量方法而言，对于每次测量来说，每测量一个测量图形的尺寸都需要进行一次基本定位操作。因此，如果有N个测量图形，就需要进行N次基本定位操作，对于具有N个测量图形的情况，每次测量所需的总时间将是N次基本定位操作的时间和N次测量所需的时间，即测量所需的总时间T =(Ta+Tm)XN，其中，Ta代表对每个图形进行基本定位操作所需的时间；Tm代表对每个测量图形进行测量操作所需的时间。可见，多次的基本定位操作会显著增加测量所需的总时间T，而且对测量工序的产量造成较大影响。
[0019]2、每个测量图形需要对应设置基本定位图形，过多的基本定位图形使得测量结构占用了过多的布置区域。
【发明内容】
[0020]本申请目的在于提供一种测量结构和对测量结构进行测量的测量方法，以节约测量所需的总时间，提高测量工序的产量。进一步地，还可以减少测量结构占用的布置区域。
[0021]本申请的第一方面提供了一种测量结构，测量结构包括测量图形和基本定位图形，每个测量图形均有一个基本定位图形与之对应以在测量时根据该基本定位图形对该测量图形进行基本定位，测量图形的数量大于基本定位图形的数量，至少两个测量图形与同一个基本定位图形对应设置以在测量时根据该同一个基本定位图形对该至少两个测量图形进行基本定位。
[0022]进一步地，每个基本定位图形均与两个以上测量图形对应设置以在测量时对对应的两个以上测量图形进行基本定位。
[0023]进一步地，每个基本定位图形对应一个测量区域，其中，与每个基本定位图形对应的各测量图形均位于相应的基本定位图形所在的测量区域内。
[0024]进一步地，测量区域为以相应的基本定位图形的中心为圆心的圆形区域；或者，测量区域为以相应的基本定位图形的中心为中心的矩形区域。
[0025]进一步地，测量结构用于扫描电子显微镜测量，测量区域位于扫描电子显微镜测量时通过该测量区域内的基本定位图形进行基本定位后的测量范围内部。
[0026]进一步地，在具有两个以上测量图形的至少一个测量区域中，各测量图形以矩阵形式规则排列。
[0027]进一步地，在具有两个以上测量图形的至少一个测量区域中，至少两个测量图形相同或者至少两个测量图形不同。
[0028]进一步地，至少一个测量区域还包括用于对该测量区域内的至少一个测量图形进行精确定位的精确定位图形。
[0029]进一步地，至少一个测量区域还包括与该测量区域内的各个测量图形一一对应的一个以上精确定位图形以通过各精确定位图形对相应测量图形进行精确定位。
[0030]进一步地，各测量图形中，至少两个测量图形相同或者至少两个测量图形不同；或者，各基本定位图形中，至少两个基本定位图形相同或者至少两个基本定位图形不同。
[0031]本申请的第二方面提供一种对测量结构进行测量的测量方法，测量结构包括基本定位图形和与基本定位图形对应设置的一个第一测量图形和至少一个第二测量图形，测量方法包括:步骤S30:根据基本定位图形对第一测量图形和至少一个第二测量图形进行基本定位；步骤S50:基于基本定位的定位结果，测量第一测量图形的特征尺寸；步骤S70:基于基本定位的定位结果，测量至少一个第二测量图形的特征尺寸。
[0032]进一步地，在步骤S30之前，测量方法还包括步骤SlO:对第一测量图形进行初步定位。
[0033]进一步地，测量结构还包括与第一测量图形对应设置的第一精确定位图形，步骤S50包括:分步骤S51:基于基本定位的定位结果，根据第一精确定位图形对第一测量图形进行精确定位；分步骤S53:基于对第一测量图形进行精确定位的定位结果，测量第一测量图形的特征尺寸。
[0034]进一步地，至少一个第二测量图形为两个以上第二测量图形，步骤S70包括:分步骤S71:测量与基本定位图形对应的一个第二测量图形的特征尺寸；分步骤S73:重复分步骤S71，测量未测量的第二测量图形的特征尺寸，直至两个以上第二测量图形的特征尺寸均测量完毕。
[0035]进一步地，测量结构还包括与各第二测量图形一一对应设置的第二精确定位图形，分步骤S71包括:子步骤S711:基于基本定位的定位结果，根据一个第二精确定位图形对对应的第二测量图形进行精确定位；子步骤S713:基于对该第二测量图形进行精确定位的定位结果，测量该第二测量图形的特征尺寸。
[0036]根据本申请的测量结构和对测量结构进行测量的测量方法，测量图形的数量大于基本定位图形的数量，至少两个测量图形与同一个基本定位图形对应设置以在测量时根据该同一个基本定位图形对该