测量沟道的方法、装置、服务器及可读存储介质与流程

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及测量沟道的方法、装置、服务器及可读存储介质。

背景技术：

随着人们对电子产品的小型化、多功能等的要求，电子产品向着高集成度、多功能方向研发，由此三维存储器应运而生。三维存储器是一种基于平面结构转换为立体结构的存储器，以大大节省晶片面积。

在对三维存储器进行研发的过程中发现，三维存储器中制备的沟道通常存在一定角度的倾斜，在制备工艺中，需要对沟道进行测量，如对沟道的倾斜角度、底部关键尺寸等的测量，获得倾斜的沟道的相应数据，以便于在后续加工工序中，通过工艺参数的调整与控制，对倾斜的沟道进行相应补偿操作，从而制备高质量的三维存储器。

目前，在对沟道进行测量时，主要是工作人员通过手动操作，以多角度、多方向的电子束入射沟道，获取扫描电子照片后，进行大量的数据收集及分析，以获得沟道的相应数据。该方法需要手动收集大量的数据，且后续需要人为的对收集的数据进行大量的计算，才可获得沟道的相应数据，因而在测量沟道收集数据上耗时较长，对收集的数据的处理时间过长，且容易出现人为错误，使得获得的沟道的数据精确度较低，产品研发周期延长，且机台由于长时间的运行，会造成机台产能的降低，以及造成机台的耗损，使得机台维护费用增加，造成时间及成本的浪费。

因此，提供一种新型的测量沟道的方法、装置、服务器及可读存储介质，实属必要。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种测量沟道的方法、装置、服务器及可读存储介质，用于解决现有技术中在对沟道进行测量时，所造成的测量精度低、耗时长、产能低及成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种测量沟道的方法，所述沟道的开口显露所述沟道的底部，测量所述沟道的方法包括以下步骤：

建立三维坐标系，其中以显露的所述沟道的底部重心作为原点o、水平方向作为x轴、竖直方向作为z轴、与x轴及z轴相垂直的方向作为y轴；

将第一电子束入射所述沟道，所述第一电子束与z轴平行，获取所述沟道的第一扫描电子图片，基于所述第一扫描电子图片，获取所述沟道的顶部重心与所述沟道的底部重心之间在xoy面上的投影与x轴的角度α，根据所述角度α作为测量电子束的入射方向；

在xoz面，获取所述第一电子束在xoz面的第一补偿角度；

在yoz面，获取所述第一电子束在yoz面的第二补偿角度；

基于所述第一补偿角度及第二补偿角度，获取所述测量电子束的倾斜角度β，结合所述角度α，获取所述测量电子束，其中所述测量电子束经所述顶部重心及底部重心入射所述沟道；

基于所述测量电子束，对所述沟道进行测量。

可选地，获取所述角度α的方法包括：

获取所述顶部重心及底部重心在xoy面上的投影l；

获取所述投影l在x轴上的向量分量lx；

获取所述投影l在y轴上的向量分量ly；

获取所述角度α，其中，

可选地，获取所述第一电子束在xoz面的所述第一补偿角度的方法包括：将所述第一电子束在第一调整角度范围内，以不同的入射角度入射所述沟道，获取对应的第二扫描电子图片，基于所述第二扫描电子图片，获取所述顶部重心与所述底部重心之间的x向偏差距离，并获取所述第一调整角度与所述x向偏差距离的第一函数关系表达式，且使所述x向偏差距离为零。

可选地，所述第一调整角度范围包括-0.3°～0.3°。

可选地，获取所述第一电子束在yoz面的所述第二补偿角度的方法包括：将所述第一电子束在第二调整角度范围内，以不同的入射角度入射所述沟道，获取对应的第三扫描电子图片，基于所述第三扫描电子图片，获取所述顶部重心与所述底部重心之间的y向偏差距离，并获取所述第二调整角度与所述y向偏差距离的第二函数关系表达式，且使所述y向偏差距离为零。

可选地，所述第二调整角度范围包括-0.3°～0.3°。

可选地，基于所述测量电子束，包括对所述沟道在x轴上的向量分量及y轴上的向量分量的测量，其中，获取所述x轴上的向量分量及y轴上的向量分量的方法包括：

获取所述顶部重心与所述底部重心在z轴上的距离h；

根据公式xt＝h×tanβ×cosα，获取x轴上的向量分量xt；

根据公式yt＝h×tanβ×sinα，获取y轴上的向量分量yt。

可选地，基于所述测量电子束，对所述沟道进行测量包括对所述沟道的关键尺寸的测量。

本发明还提供一种测量沟道的装置，所述沟道的开口显露所述沟道的底部，并以显露的所述沟道的底部重心作为原点o、水平方向作为x轴、竖直方向作为z轴、与x轴及z轴相垂直的方向作为y轴，建立三维坐标系，其中，所述装置包括：

图片采集模块，用于获取第一电子束入射所述沟道的第一扫描电子图片，所述第一电子束与z轴平行；

数据处理模块，用于对获取的所述第一扫描电子图片进行数据分析，获取所述沟道的顶部重心与所述沟道的底部重心之间在xoy面上的投影与x轴的角度α，根据所述角度α作为测量电子束的入射方向；用于获取所述第一电子束在xoz面的第一补偿角度；以及用于获取所述第一电子束在yoz面的第二补偿角度；

角度补偿模块，基于所述第一补偿角度及第二补偿角度，获取所述测量电子束的倾斜角度β，并结合所述角度α，获取所述测量电子束，其中所述测量电子束经所述顶部重心及底部重心入射所述沟道；

沟道测量模块，用于对所述沟道进行测量。

可选地，所述图片采集模块获取在xoz面，将所述第一电子束在第一调整角度范围内，以不同的入射角度入射所述沟道的第二扫描电子图片；所述数据处理模块通过对获取的所述第二扫描电子图片进行数据分析，获取所述顶部重心与所述底部重心之间的x向偏差距离，并获取所述第一调整角度与所述x向偏差距离的第一函数关系表达式，且使所述x向偏差距离为零，以获取所述第一电子束在xoz面的所述第一补偿角度。

可选地，所述数据处理模块包括第一调整角度窗口，用于界定所述第一调整角度的阈值范围，其中，所述第一调整角度的阈值范围包括-0.3°～0.3°。

可选地，所述图片采集模块获取在yoz面，将所述第一电子束在第二调整角度范围内，以不同的入射角度入射所述沟道的第三扫描电子图片；所述数据处理模块通过对获取的所述第三扫描电子图片进行数据分析，获取所述顶部重心与所述底部重心之间的y向偏差距离，并获取所述第二调整角度与所述y向偏差距离的第二函数关系表达式，且使所述y向偏差距离为零，以获取所述第一电子束在yoz面的所述第二补偿角度。

可选地，所述数据处理模块包括第二调整角度窗口，用于界定所述第二调整角度的阈值范围，其中，所述第二调整角度的阈值范围包括-0.3°～0.3°。

可选地，所述沟道测量模块包括沟道向量分量测量单元，用于对所述沟道在x轴上的向量分量及y轴上的向量分量的测量。

可选地，所述沟道测量模块包括沟道关键尺寸测量单元，用于对所述沟道的关键尺寸进行测量。

本发明还提供一种服务器，所述服务器包括采集器、处理器和存储器，所述采集器、存储器及处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述的测量沟道的方法。

本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行上述的测量沟道的方法。

如上所述，本发明的测量沟道的方法、装置、服务器及可读存储介质，在三维空间内，可获取测量电子束的入射方向，并在获取第一补偿角度及第二补偿角度后，可获取测量电子束的倾斜角度，从而获取经沟道的顶部重心及底部重心入射的测量电子束；本发明可实现自动量测沟道的倾斜角度、精确量测沟道底部的关键尺寸、获取沟道在x轴上的向量分量及y轴上的向量分量，且可提高测量精度及速度，节省研发时间、增加产能以及节约成本。

附图说明

图1显示为本发明测量沟道方法的流程图。

图2显示为本发明沟道的结构示意图。

图3显示为本发明建立三维坐标系确定测量电子束的原理示意图。

图4显示为本发明将第一电子束入射沟道获取的第一扫描电子图片的示意图。

图5显示为本发明在xoz面第一电子束入射沟道的示意图。

图6显示为本发明在xoz面第一电子束入射沟道获取的第二扫描电子图片的示意图。

图7显示为本发明在xoz面第一电子束在第一补偿角度下入射沟道的示意图。

图8显示为本发明在xoz面第一电子束在第一补偿角度下入射沟道获取的第二扫描电子图片的示意图。

图9显示为本发明在测量电子束入射沟道获取的扫描电子图片。

图10显示为本发明中的测量沟道的装置的结构框图。

图11显示为本发明中的服务器的模块连接图。

元件标号说明

100沟道

110顶部重心

120底部重心

200第一电子束

300测量电子束

α、β、xn角度

h高度

l投影

lx、ly向量分量

yxnx向偏差距离

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1，本发明提供一种测量沟道的方法，在三维空间内，可获取测量电子束的入射方向，并在获取第一补偿角度及第二补偿角度后，可获取测量电子束的倾斜角度，从而获取经沟道的顶部重心及底部重心入射的测量电子束，以对沟道进行测量，可提高测量精度及速度，节省研发时间、增加产能以及节约成本。

具体的，如图2，首先提供待测的沟道100，其中，所述沟道100的开口显露所述沟道100的底部，以满足后续测试需要。所述沟道100的个数可以为单个沟道也可以为位于晶圆上不同区域的多个沟道，所述沟道100的截面形状可以为圆形、方形等，本实施例中，仅以单个的、圆形的所述沟道100作为示例，但并非局限于此，其中，所述沟道100可理解为具有较大的开口的凹槽，当然所述沟道100也可理解为具有较小的开口的深孔等，此处不作过分限制，且所述沟道100的个数、形貌及尺寸可根据需要进行选择。

如图3，建立三维坐标系，其中以显露的所述沟道100的底部重心120作为原点o、水平方向作为x轴、竖直方向作为z轴、与x轴及z轴相垂直的方向作为y轴。

具体的，在半导体制备工艺中，形成的沟道通常为图2所示的具有一定倾斜角度的所述沟道100，因此当采用扫描电子显微镜(sem)让电子束沿z轴的方向入射所述沟道100时，所述沟道100的底部会有部分由于沟道上方侧壁的遮挡，而无法在扫描电子图片中显现。因此若要精准的测量所述沟道100，需对所述电子束进行优化，以获取测量电子束300，其中所述测量电子束300为经所述沟道100的顶部重心110及底部重心120入射所述沟道100的电子束，采用所述测量电子束300入射所述沟道100，可减小所述沟道100的侧壁对所述沟道100的底部的遮挡，从而可获得较为精准的扫描电子图片。

如图3，在三维坐标系中，所述测量电子束300可由角度α及角度β共同决定。

首先，将第一电子束200入射所述沟道100，其中所述第一电子束200与z轴平行，获取所述沟道100的第一扫描电子图片，基于所述第一扫描电子图片，获取所述沟道100的顶部重心110与所述沟道100的底部重心120之间在xoy面上的投影l与x轴的角度α，根据所述角度α作为所述测量电子束300的入射方向。

具体的，如图4，在三维坐标系中，将所述第一电子束200入射所述沟道100，在xoy面上获取所述沟道100的第一扫描电子图片，所述顶部重心110及底部重心120在xoy面上的所述投影l代表了所述测量电子束300在xoy面上的部分投影，因此，通过将所述投影l在x轴及y轴上进行向量的分解，分别获取向量分量lx及ly后，通过公式即可获取所述角度α，从而可确定所述测量电子束300的入射方向。

接着，获取所述测量电子束300的所述角度β，其中，在获取所述角度β时，分为两步进行，即分别在xoz面获取所述第一电子束200在xoz面的第一补偿角度，以及在yoz面获取所述第一电子束200在yoz面的第二补偿角度，从而由所述第一补偿角度及第二补偿角度的结合所形成的平面，可决定所述角度β。

具体的，如图5～图8，在xoz面上，将所述第一电子束200在第一调整角度范围内，以不同的入射角度入射所述沟道100，获取对应的不同的第二扫描电子图片，基于不同的所述第二扫描电子图片获取所述沟道100的所述顶部重心110与所述底部重心120之间的x向偏差距离yxn，并获取所述第一调整角度xn与所述x向偏差距离yxn的第一函数关系表达式，且使所述x向偏差距离yxn为零，获取所述第一电子束200在xoz面的第一补偿角度。

具体的，如图5及图6，将所述第一电子束200入射所述沟道100，获取对应的所述第二扫描电子图片，基于所述第二扫描电子图片，可获取所述顶部重心110与所述底部重心120之间的x向偏差距离yxn，此时，可理解为所述第一调整角度xn为0。相应的，在所述第一调整角度范围内，改变所述第一调整角度xn，以改变所述第一电子束200的入射角度，并获取对应的所述第二扫描电子图片，以及对应的所述x向偏差距离yxn，从而通过运算，可获取以所述第一调整角度xn作为自变量，以所述x向偏差距离yxn作为因变量的第一函数关系表达式。

作为示例，所述第一调整角度范围包括-0.3°～0.3°，即所述第一调整角度xn可取-0.3°、-0.2°、-0.1°、0°、0.1°、0.2°、0.3°，从而在获取的对应的所述第二扫面电子图片中，可对应的获取x向偏差距离yx1、yx2、yx3、yx4、yx5、yx6、yx7，通过所述第一调整角度xn及x向偏差距离yxn，可拟合出所述第一函数关系表达式，其中，所述第一函数关系表达式接近于一次函数表达式，所述第一调整角度xn的范围并非局限于此，可根据需要进行设置。本实施例中优选上述7组数据，以便于在获取所述第一函数关系表达式的前提下，可进一步的缩短测试时间，减少工作量。其中，在xoz面上，若要获得所述测量电子束300，所述x向偏差距离yxn应为零，因此通过所述第一函数关系表达式，可进一步的算出所述第一调整角度xn，即为所述第一电子束200在xoz面的所述第一补偿角度。如图7及图8示意了在第一补偿角度xn下，所述第一电子束200入射所述沟道100的示意图以及获取的所述第二扫描电子图片的示意图。如图8，在xoz面上，使所述第一电子束200沿真实的所述沟道100的倾斜方向入射后，所述顶部重心110与所述底部重心120重合，即所述x向偏差距离yxn为零。

同理，在yoz面，将所述第一电子束200在第二调整角度范围内，以不同的入射角度入射所述沟道100，获取对应的第三扫描电子图片，基于所述第三扫描电子图片，获取所述顶部重心110与所述底部重心120之间的y向偏差距离，并获取所述第二调整角度与所述y向偏差距离的第二函数关系表达式，其中，所述第二函数关系表达式接近于一次函数表达式，基于使所述第一电子束200沿真实的所述沟道100的倾斜方向入射后，所述顶部重心110与所述底部重心120重合，因此在获得所述第二函数关系表达式后，使所述y向偏差距离为零，获取所述第一电子束200在yoz面的第二补偿角度。

具体的，在yoz面获取所述第一电子束200在yoz面的所述第二补偿角度的方法，可参阅所述第一补偿角度，此处不再赘述。

接着，基于所述第一补偿角度及第二补偿角度，获取所述测量电子束300的所述角度β，其中在三维坐标系中，所述第一补偿角度及第二补偿角度可形成一平面，所述平面与z轴的夹角即为所述角度β，且所述角度β可理解为所述沟道100的倾斜角度，将所述平面与所述角度α结合，从而可获取经所述顶部重心110及底部重心120入射所述沟道100的所述测量电子束300。

具体的，基于所述测量电子束300，包括对所述沟道100在x轴上的向量分量及y轴上的向量分量的测量，其中，获取所述x轴上的向量分量及y轴上的向量分量的方法包括：

获取所述顶部重心110与所述底部重心120在z轴上的距离h；

根据公式xt＝h×tanβ×cosα，获取x轴上的向量分量xt；

根据公式yt＝h×tanβ×sinα，获取y轴上的向量分量yt。

具体的，基于所述测量电子束300，包括对所述沟道100的关键尺寸cd的测量，所述关键尺寸cd包括所述沟道100的顶部关键尺寸cd及底部关键尺寸cd。

如图9，在采用所述测量电子束300对所述沟道100进行测量时，可获得较精准的所述扫描电子图片，其中所述沟道100的底部几乎全部显现于所述扫描电子图片中，从而基于所述扫描电子图片，可提高对所述沟道100进行测量的精度及速度，节省研发时间、增加产能以及节约成本。以下通过对沟道的具体测量进行说明，如：

下表1，针对单个沟道，在补偿前及补偿后，进行测量比对，具体如下：

下表2，针对晶圆上不同区域的多个沟道，在补偿前及补偿后，进行测量比对，具体如下：

由表1及表2可知，补偿后较之补偿前，获取的所述沟道的向量分量xt、向量分量yt较小，且底部cd及顶部cd较大，尤其是针对底部cd，从而可知本实施例可提高对所述沟道进行量测的精度。

下表3，在补偿前及补偿后，对沟道进行测量所使用的时间进行比对，具体如下：

由表3可知，补偿后对所述沟道进行测量的时间小于补偿前，从而本实施例可提高对所述沟道的进行量测的速度，节省研发时间、增加产能以及节约成本。

如图10本实施例还提供一种测量沟道的装置，所述测量沟道的装置包括图片采集模块、数据处理模块、角度补偿模块及沟道测量模块。

具体的，所述图片采集模块用于分别获取第一电子束入射所述沟道的第一扫描电子图片，所述第一电子束与z轴平行；在xoz面将所述第一电子束在第一调整角度范围内，以不同的入射角度入射所述沟道的第二扫描电子图片；在yoz面将所述第一电子束在第二调整角度范围内，以不同的入射角度入射所述沟道的第三扫描电子图片；所述数据处理模块，用于对获取的所述第一扫描电子图片、第二扫描电子图片及第三扫描电子图片进行数据分析，获取所述沟道的顶部重心与所述沟道的底部重心之间在xoy面上的投影与x轴的角度α，根据所述角度α作为所述测量电子束的入射方向；获取所述顶部重心与所述底部重心之间的x向偏差距离，并获取所述第一调整角度与所述x向偏差距离的第一函数关系表达式，且使所述x向偏差距离为零，获取所述第一电子束在xoz面的第一补偿角度；获取所述顶部重心与所述底部重心之间的y向偏差距离，并获取所述第二调整角度与所述y向偏差距离的第二函数关系表达式，且使所述y向偏差距离为零，获取所述第一电子束在yoz面的第二补偿角度；所述角度补偿模块，基于所述第一补偿角度及第二补偿角度，获取所述测量电子束的倾斜角度β，并结合所述角度α，获取所述测量电子束，其中所述测量电子束经所述顶部重心及底部重心入射所述沟道；所述沟道测量模块，用于对所述沟道进行测量。

作为示例，所述数据处理模块包括第一调整角度窗口，用于界定所述第一调整角度的阈值范围，所述数据处理模块包括第二调整角度窗口，用于界定所述第二调整角度的阈值范围，其中，所述第一调整角度的阈值范围包括-0.3°～0.3°，所述第二调整角度的阈值范围包括-0.3°～0.3°。

作为示例，所述沟道测量模块包括沟道向量分量测量单元，用于对所述沟道在x轴上的向量分量及y轴上的向量分量的测量。

作为示例，所述沟道测量模块包括底部关键尺寸测量单元，用于对所述沟道的底部关键尺寸进行测量。

具体的，所述图片采集模块可包括扫描电子显微镜(sem)，如semcv5020，但并非局限于此，所述数据处理模块、角度补偿模块及沟道测量模块构建在计算机中。需要说明的是，应理解以上各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时，可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以分开，且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。此外，这些模块可全部或部分集成在一起，也可独立实现上述沟道测量的方法的各步骤，或以上各个模块可以通过硬件或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成所述测量沟道的方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)，或一个或多个微处理器(digitalsingnalprocessor，dsp)，或一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)等；再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessingunit，cpu)或其它可以调用程序代码的处理器；或者这些模块还可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，soc)的形式实现。

如图11，本实施例还提供一种服务器，所述服务器包括：采集器、存储器和处理器，所述采集器用于采集扫描电子图片，所述采集器、存储器和处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行所述测量沟道的方法。

具体的，所述采集器、存储器及处理器可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。所述处理器可以为一个或多个集成电路，如asic、dsp、fpga或者其他可以调用程序代码的处理器，如cpu，或者由集成电路与处理器的组合。所述存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。所述处理器通过运行存储在所述存储器中的非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，从而实现所述测量沟道的方法。所述存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，所述存储程序区可存储至少一个模块所需要的应用程序；存储数据区可存储所述处理器所创建的数据等。在一些实施例中，所述存储器可包括相对于所述处理器远程设置的远程存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至所述处理器，所述网络包括但不局限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。一个或多个上述模块可存储在所述存储器中，被所述处理器执行所述测量沟道的方法。

本实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行所述测量沟道的方法。

具体的，本领域技术人员可以理解，实现所述测量沟道的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序完成的，所述计算机程序可存储于可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述可读取存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory，fm)、硬盘(harddiskdrive，hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等，所述可读取存储介质还可包括上述种类的存储器的组合，此处不作限制。

综上所述，本发明提供一种测量沟道的方法、装置、服务器及可读存储介质，在三维空间内，可获取测量电子束的入射方向，并在获取第一补偿角度及第二补偿角度后，可获取测量电子束的倾斜角度，从而获取经沟道的顶部重心及底部重心入射的测量电子束；本发明可实现自动量测沟道的倾斜角度、精确量测沟道底部的关键尺寸、获取沟道在x轴上的向量分量及y轴上的向量分量，且可提高测量精度及速度，节省研发时间、增加产能以及节约成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。