专利名称：一种减小在线扫描电子显微镜误测定的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制造工艺技术中扫描电子显樣吏镜测定的方法，具体 涉及一种集成电路工艺中减小在线扫描电子显微镜误测定的方法。
背景技术：
在先进的半导体制造工艺中，条宽控制一直是重中之重。扫描电子显樣t镜 作为在线条宽测量设备，要求能够最大限度地减少误测，确保数据真实可靠。 但在实际操作中，误测定难以避免。尤其在测量较细的密集线条时，很容易出 现想要测量线条却测成了相邻间距的情况。因为传统方法中扫描电子显微镜在 初步找到测量位置后只对所捕获的二次电子信号进行单一运算获得一个数值， 不分析所测结构的性质，也就无法与文件要求进行比较，更不可能在错误时自 动寻找正确结构重新进行测量，误测定在所难免。 一次电子信号指的是入射的 初始电子束，而二次电子信号指的是入射的电子束与样品内部壳层原子发生非 弹性碰撞后引发的电子。在扫描电镜中，只有靠近表面产生的二次电子才能逸 出并^皮探测到，用于条宽测量。
请参考图1，图2a至图2f以及图3a至图3f。图1为现有技术的扫描电子 显微镜测定的流程图，图2a至图2f为现有技术下扫描电子显微镜正确测定的过 程说明图；图3a至图3f为现有技术下扫描电子显微镜误测定的过程说明图。从 图1中可以看出现有技术的工艺流程为(以测量线条为例)第一步100:光学显 微镜模式下寻找条宽测量结构，如图2a及图3a所示的光学显賴t镜才莫式下的情形; 第二步110:扫描显孩"竟模式下小倍率寻找条宽测量结构，如图2b及图3b所示 的扫描显微镜模式下小倍率下的情形；第三步120:扫描显微镜模式下大倍率确 定条宽测量结构应测线条中心位置(定位)，该步极易因硅片对位不良等原因出 现偏差(定位错误)而导致误测定(如将相邻间距的某点确定为测量的中心位 置)，图2c为定位精确情形，图3c为定位错误情形；第四步130:对上面确定的 测量结构进行扫描，获取二次电子信号，如果定位出错把相邻间距误认为是线条，则所获得的二次电子信号亦为错误的相邻间距的信号，图2d为所测结构 为线条时的信号，图3d为所测结构为相邻间距的信号；第五步140对二次电子 信号进行计算(以阈值50%为例，二次电子信号幅度为最大值50%位置被认定 为条宽边界)，确定线条宽度。如果定位出错把相邻间距误认为是线条，系统同 样会在间距两侧找到两个二次电子信号为最大值50%位置，并将其距离认定为 线条宽度。图2e为定位精确情形，图3e为定位错误情形;第六步150:将条宽数 据传输至生产管理系统，如图2f及图3f所示说明图。在图3f的情形下，即将 相邻间距的宽度误认为是线条的宽度传输给了生产管理系统，造成误测定。
发明内容
本发明的目的是提出一种减小在线扫描电子显微镜误测定的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是对所测结构的性质是线条 还是间距进行判断，并将其与文件要求进行比较，如果与文件要求的结构性质 不一致，则调整上述显微镜向左或向右移动半个空间间距以检测正确结构。
进一步的，判断上迷所测结构性质时所采用的信号为二次电子信号，上迷 二次电子信号为对上述所测结构扫描时获取的电子信号。
进一步的，判断上述所测结构性质时是利用上述二次电子信号左半段信号 最高点和最低点出现的顺序进行判定。
进一步的，当上述二次电子信号左半段信号先后依次出现最低点和最高点 时判定上述所测结构的性质为线条，当上述二次电子信号左半段信号先后依次 出现最高点和最低点时判定上述所测结构的性质为间距。
本发明更提出一种集成电路工艺中减小在线扫描电子显微镜误测定的方 法，其特征在于包括使用上述电子显微镜对所测结构进行定位；对上述所测 结构进行扫描，获取第一结构二次电子信号；根据上述第一结构二次电子信号 判断所测结构性质是线条和还是间距；将上述所测结构性质判定的结果与文件 要求进行比较；当两者不一致时，调整上述显微镜向左或向右移动半个空间间 距以自动选择正确结构，对上述正确结构进4亍扫描，获取第二结构二次电子信 号，通过计算得到第二结构宽度，再将上述第二结构宽度数据传输至生产管理 系统，否则直接通过对上述第一结构二次电子信号进行计算，得到第一结构宽 度，再将上迷第一结构宽度传输至生产管理系统。进一步的，其中上述定位步骤包括在光学显孩i4竟4莫式下寻找所测结构； 在扫描显凝:4竟才莫式下小倍率寻找上述所测结构；在扫描显微:镜;漠式下大倍率确 定上述所测结构的中心位置。
进一步的，判断上述所测结构性质时是利用上述二次电子信号左半段信号 最高点和最低点出现的顺序进行判定。
进一步的，当上述二次电子信号左半段信号先后依次出现最低点和最高点 时判定上述所测结构的性质为线条，当上述二次电子信号左半段信号先后依次 出现最高点和最低点时判定上述所测结构的性质为间距。
本发明通过在测量中对所测结构二次电子信号进行分析的方法来判断所测 结构是线条还是间距，再将其与测量文件要求的结构进行比较，判定二者是否 一致，并在判定二者不一致时自动向左或向右移动半个空间周期来测量正确结 构，从而有效减少误测定，当测量较细的密集线条时，出现的想要测量线条却 测成了相邻间距的情况下能够自动寻找正确结构重新进行测量同时进行二次计 算，因此其所测定以及计算得出的线条宽度数据结果准确无误，也就没有先前 技术中的误测定情况的发生。
图1为现有技术的扫描电子显微镜测定的流程图； 图2a至图2f为现有技术下扫描电子显微镜正确测定的过程说明图； 图3a至图3f为现有技术下扫描电子显微镜误测定的过程说明图； 图4为本发明一较佳实施例的扫描电子显微镜测定的流程图； 图5a至图5g为本发明一较佳实施例的扫描电子显微镜测定的过程说明图； 图6a至图6i为本发明一较佳实施例的扫描电子显微镜测定的另一过程的说 明图。
具体实施例方式
为了更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例并配合所附图式说明 如下。
请同时参考图4，图5a至图5g以及图6a至图6i。图4为本发明一较佳实 施例的扫描电子显微镜测定的流程图；图5a至图5g为本发明一较佳实施例的 扫描电子显微镜测定的过程说明图，图6a至图6i为本发明一较佳实施例的扫描电子显凝:镜测定的另一过程说明图。从图4中可以看出，本发明一较佳实施例 的扫描电子显孩吏镜测定方法，其工艺流程为(以测量线条为例)第一步200:光 学显微镜模式下寻找条宽测量结构，如图5a及图6a所示的光学显微镜模式下的 情形；第二步210:扫描显微镜才莫式下小倍率寻找条宽测量结构，如图5b及图 6b所示的扫描显^效4竟模式下小倍率下的情形；第三步220:扫描显ft镜模式下大 倍率确定条宽测量结构应测线条中心位置(定位)；该步极易因硅片对位不良等 原因出现偏差(定位错误)而导致误测定(如将相邻间距的某点确定为测量的 中心位置)，图5c为定位精确情形，图6c为定位错误情形；第四步230:对上面 确定的测量结构进行扫描，获取二次电子信号，如果定位出错把相邻间距误认 为是线条，则所获得的二次电子信号亦为错误的相邻间距的信号，其中一次电 子信号指的是入射的初始电子束，而二次电子信号指的是入射的电子束与样品 内部壳层原子发生非弹性碰撞后引发的电子。在扫描电镜中，只有靠近表面产 生的二次电子才能逸出并被探测到，用于条宽测量。图5d为所测结构为线条时 的信号，图6d为所测结构为相邻间距的信号；第五步240:利用二次电子信号左 半段二次电子信号最高点和最低点出现顺序进行结构性质判定左低右高为线 条；左高右低为间距。图5e为定位精确情形，其二次电子信号左半段信号先后 依次出现最低点和最高点，因此将其结构性质判定为线条，图6e为定位错误情 形，其二次电子信号左半段信号先后依次出现最高点和最低点，因此将其结构 性质判定为间距;第六步250:将结构性质判定的结果与文件要求的线条进行比 较， 一致(结构为线条)时直接跳到第九步280(对二次电子信号进行计算，确 定线条宽度)。不一致(结构为间距)时则进行第七步260:向左或向右移动半 个空间间距(即从原本4普误的间距纠正为正确的线条)，获得正确的测量结构， 如图6f所示扫描显孩i镜模式下大倍率确定条宽测量结构应测线条中心位置(定 位)的情形;然后进行第八步270:对正确的测量结构进^f于扫描，获取正确的二次 电子信号，如图6g所示的所测结构为线条时的信号情形;再进行第九步280:对二 次电子信号进行计算(以阈值50%为例，二次电子信号幅度为最大值50%位置 被认定为条宽边界)，确定线条宽度，如图5f和图6h所示的计算说明图;最后进 行第十步290:将条宽数据传输至生产管理系统，如图5g和图6i所示的说明图。 当然在本发明 一较佳实施例中也可以在获得上述二次电子信号后即对其进行计算获取所测结构的宽度，如在第四步230:对上面确定的测量结构进行扫描，获 取二次电子信号之后对二次电子信号进行计算，同时在第八步270:对正确的测 量结构进行扫描，获取正确的二次电子信号之后依然对二次电子信号进行计算。
本发明的 一较佳实施例，在现有技术工艺流程的第四步和第五步之间增加 第五，六，七，八共四步工艺流程第五步240:利用二次电子信号左半段二次 电子信号最高点和最低点出现顺序进行结构性质判定:左低右高为线条；左高右 低为间距；第六步250:将结构性质判定的结果与文件要求的线条进行比较， 一致 (结构为线条)时直接跳到第九步280(对二次电子信号进行计算，确定线条宽 度)。不一致(结构为间距)时则进行第七步260:向左或向右移动半个空间间 距(即从原本错误的间距纠正为正确的线条)，获得正确的测量结构;然后进行第 八步270:对正确的测量结构进行扫描，获取正确的二次电子信号。因为增加了 判断所测结构性质以及相应后续步骤，使得当测量较细的密集线条时，出现的 想要测量线条却测成了相邻间距的情况下能够自动寻找正确结构重新进行测量 同时进行二次计算，因此其所测定以及计算得出的线条宽度数据结果准确无误， 也就没有先前技术中的误测定情况的发生。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明 所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各 种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种集成电路工艺中减小在线扫描电子显微镜误测定的方法，其特征在于，对所测结构的性质是线条还是间距进行判断，并将其与文件要求进行比较，如果与文件要求的结构性质不一致，则调整上述显微镜向左或向右移动半个空间间距以检测正确结构。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断上述所测结构性质时所 采用的信号为二次电子信号，上述二次电子信号为对上述所测结构扫描时获取 的电子信号。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，判断上述所测结构性质时是 利用上述二次电子信号左半段信号最高点和最低点出现的顺序进行判定。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当上述二次电子信号左半段 信号先后依次出现最低点和最高点时判定上述所测结构的性质为线条，当上述 二次电子信号左半段信号先后依次出现最高点和最低点时判定上述所测结构的 性质为间距。
5. —种集成电路工艺中减小在线扫描电子显微镜误测定的方法，其特征在 于包括使用上述电子显微镜对所测结构进行定位； 对上述所测结构进行扫描，获取第一结构二次电子信号； 根据上述第一结构二次电子信号判断所测结构性质是线条和还是间距； 将上述所测结构性质判定的结果与文件要求进行比较； 当两者不一致时，调整上述显凝:镜向左或向右移动半个空间间距以自动选 择正确结构，对上述正确结构进行扫描，获取第二结构二次电子信号，通过计 算得到第二结构宽度，再将上述第二结构宽度数据传输至生产管理系统，否则 直接通过对上述第一结构二次电子信号进行计算，得到第一结构宽度，再将上 述第 一结构宽度传输至生产管理系统。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中上述定位步骤包括 在光学显微镜模式下寻找所测结构； 在扫描显樣M竟才莫式下小倍率寻找上述所测结构；在扫描显《数镜^t式下大倍率确定上述所测结构的中心位置。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判断上述所测结构性质时是 利用上述二次电子信号左半段信号最高点和最低点出现的顺序进行判定。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当上述二次电子信号左半段 信号先后依次出现最低点和最高点时判定上述所测结构的性质为线条，当上述 二次电子信号左半段信号先后依次出现最高点和最低点时判定上述所测结构的 性质为间距。
全文摘要
在先进的半导体制造工艺中，条宽控制一直是重中之重。扫描电子显微镜作为在线条宽测量设备，要求能够最大限度地减少误测，确保数据真实可靠。但在实际操作中，误测定难以避免。尤其在测量较细的密集线条时，很容易出现想要测量线条却测成了相邻间距的情况。本发明提出一种减小在线扫描电子显微镜误测定的方法，其通过在测量中对所测结构二次电子信号进行分析的方法来判断所测结构是线条还是间距，再将其与测量文件要求的结构进行比较，判定二者是否一致，并在判定二者不一致时自动向左或向右移动半个空间周期来测量正确结构，从而有效减少误测定。
文档编号H01L21/66GK101286467SQ20081003691
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者肖慧敏 申请人:上海集成电路研发中心有限公司