【技术实现步骤摘要】
电子束扫描电子显微镜用于表征从电子束的视线看被遮挡的侧壁的用途
本公开内容的实施方式大体涉及使用源自扫描电子显微镜(SEM)的精确三维轮廓对在半导体晶片上的装置中的精细特征进行成像，并且具体地涉及对具有从SEM的电子束看被遮挡的侧壁的精细特征进行成像。
技术介绍
半导体集成电路的制造工艺要求对精细特征的高分辨率测量，以实现准确的计量。需要沿着纵向方向(z轴)准确地表征具有各种侧壁角度的三维(3D)特征的轮廓，以实现有效的工艺优化和控制。到目前为止，主要地通过破坏性成像技术(如在扫描电子显微镜(x-SEM)或透射电子显微镜(TEM)下检查纵向截面)完成整个轮廓表征。纵向截面可通过使用聚焦离子束(FIB)或其他工具来制备。检查纵向截面可有助于通过在纵向平面中组合多个2D轮廓来准确地揭示浅或深特征的真实3D轮廓，但所搜集的信息仅限于晶片上的小区域(生成非常低的统计信息)，并且样品制备可能耗时。此外，由于半手动样品制备，测量结果易于变化。基于衍射成像的另选技术(例如，临界尺寸小角度X射线散射法(CDSAXS))限于大区域的平...
【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n选择半导体装置的待由扫描电子显微镜(SEM)的电子束扫描的区域，其中所述区域包括具有顶部开口和侧壁的三维(3D)特征；/n在改变所述电子束的能量值时对所述3D特征进行成像，其中所述电子束撞击在所述半导体装置的所选择的区域内的第一点处并与所述侧壁进行相互作用，其中所述第一点在远离所述3D特征的边缘的某一距离处；和/n基于表示在所述边缘处的二次电子产率的信号随着所述电子束的所述能量值在SEM成像期间变化而发生的变化，确定所述侧壁是否从所述电子束的视线看被遮挡。/n
【技术特征摘要】
20190924 US 16/580,3251.一种方法，包括：
选择半导体装置的待由扫描电子显微镜(SEM)的电子束扫描的区域，其中所述区域包括具有顶部开口和侧壁的三维(3D)特征；
在改变所述电子束的能量值时对所述3D特征进行成像，其中所述电子束撞击在所述半导体装置的所选择的区域内的第一点处并与所述侧壁进行相互作用，其中所述第一点在远离所述3D特征的边缘的某一距离处；和
基于表示在所述边缘处的二次电子产率的信号随着所述电子束的所述能量值在SEM成像期间变化而发生的变化，确定所述侧壁是否从所述电子束的视线看被遮挡。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于确定所述侧壁从所述电子束的所述视线看被遮挡，确定所述侧壁的斜率。
3.如权利要求2所述的方法，其中确定所述侧壁的所述斜率进一步包括：
由模型生成多个波形，所述模型模拟在SEM成像期间在所述电子束的能量值变化的情况下的二次电子产率，每个波形与具有已知负斜率的相应参考结构相对应；
将在所述SEM成像期间获得的信号与针对变化的能量值由所述模型生成的波形进行比较；
选择与在所述SEM成像期间获得的信号最密切地匹配的波形；和
确定与所选择的波形相关联的负斜率为所述3D特征的所述侧壁的所述斜率。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
对所述半导体装置的所选择的区域进行充电以放大在所述SEM成像期间在所述3D特征的所述边缘附近获得的信号。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述充电进一步包括：
基于所述半导体装置的一个或多个材料性质，选择用于对所述半导体装置的所选择的区域进行充电的电压值。
6.如权利要求5所述的方法，其中选择所述电压值进一步包括：
考虑所述3D特征的目标几何结构。
7.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
改变在所述电子束所撞击的所述第一点与所述顶部开口的所述边缘之间的距离。
8.如权利要求3所述的方法，其中所述方法进一步包括：
通过与针对所述变化的能量值的模拟二次电子产率相关来校准所述信号。
9.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
使用所述侧壁的所确定的负斜率来重建所述3D特征的3D轮廓。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在包含所述半导体装置的晶片的制造序列中，将所述SEM成像和斜率确定操作与其他处理步骤顺序地集成。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述3D特征具有在数纳米至数十或数百纳米...
【专利技术属性】
技术研发人员：奥弗·尤利，萨姆尔·班纳，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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