量测图像的检测方法、装置、半导体设备及存储介质制造方法及图纸

本公开提供了一种量测图像的检测方法、装置、半导体设备及存储介质，涉及半导体技术领域，检测方法应用于半导体设备，检测方法包括：获取位于半导体结构的顶层的掩膜层的第一扫描电镜图像；获取半导体结构的除掩膜层外的至少一层半导体器件层的第二扫描电镜图像；将第一扫描电镜图像和第二扫描电镜图像中的至少一个图像分别投影至晶圆的预设区域，形成对准图案。在本公开中，检测方法通过扫描电镜获取掩膜层和至少一层半导体器件层的扫描电镜图像，扫描电镜图像具有高清晰度，掩膜层和至少一层半导体器件层的扫描电镜图像形成的对准图案更加清晰，提高了量测图像的清晰度和量测精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
量测图像的检测方法、装置、半导体设备及存储介质


[0001]本公开涉及半导体
，尤其涉及一种量测图像的检测方法、装置、半导体设备及存储介质。

技术介绍

[0002]半导体结构通常包含多个图案化材料层，其中每一当前层必须在公差范围内与先前层对准。半导体结构的当前层与先前层之间的叠加配准误差即为套刻误差(overlay)，又叫叠加误差。其中，套刻误差描述了当前层的图形相对于先前层的图形沿晶圆表面的偏差以及这种偏差在晶圆表面的分布情况。套刻误差是检验光刻工艺好坏的一个关键指标。

技术实现思路

[0003]以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0004]本公开提供一种量测图像的检测方法、装置、半导体设备及存储介质。
[0005]本公开的第一方面提供了一种量测图像的检测方法，应用于半导体设备，所述量测图像的检测方法包括：
[0006]获取位于半导体结构顶层的掩膜层的第一扫描电镜图像；
[0007]获取半导体结构的除所述掩膜层外的至少一层半导体器件层的第二扫描电镜图像；
[0008]将所述第一扫描电镜图像和所述第二扫描电镜图像中的至少一个图像分别投影至晶圆的预设区域，形成对准图案。
[0009]根据本公开的一些实施例，所述获取位于半导体结构顶层的掩膜层的第一扫描电镜图像，包括：
[0010]向所述掩膜层发射第一初级电子；
[0011]获取所述掩膜层反射回的次级电子；
[0012]根据所述次级电子，确定所述第一扫描电镜图像。
[0013]根据本公开的一些实施例，所述第一初级电子的发射能量大于或等于预设能量值。
[0014]根据本公开的一些实施例，所述获取半导体结构的除所述掩膜层外的至少一层半导体器件层的第二扫描电镜图像，包括：
[0015]获取所述半导体器件层的深度；
[0016]根据所述半导体器件层的深度，向所述半导体器件层发射与所述半导体器件层的深度相匹配的第二初级电子；
[0017]接收由所述半导体器件层表面逸出的背散射电子；
[0018]根据所述背散射电子，确定所述半导体器件层的第二扫描电镜图像。
[0019]根据本公开的一些实施例，所述根据所述半导体器件层的深度，向所述半导体器
件层发射与所述半导体器件层的深度相匹配的第二初级电子，包括：
[0020]获取配置信息，所述配置信息用于表征所述半导体器件层的深度与所述第二初级电子的发射能量的对应关系；
[0021]根据所述半导体器件层的深度和所述配置信息，确定所述第二初级电子的发射能量；
[0022]向所述半导体器件层发射所述第二初级电子。
[0023]根据本公开的一些实施例，所述将所述第一扫描电镜图像和所述第二扫描电镜图像中的至少一个图像分别投影至晶圆的预设区域，形成对准图案，包括：
[0024]建立所述第二扫描电镜图像的多个标记图像与多个所述半导体器件层之间的一一对应关系；
[0025]将多个所述标记图像分别投影至所述预设区域，其中，多个所述标记图像分别错开；
[0026]将所述第一扫描电镜图像投影至多个所述标记图像中的一个所述标记图像上，使所述第一扫描电镜图像与一个所述标记图像重合，形成所述对准图案；
[0027]或者，
[0028]将多个所述标记图像分别投影至所述预设区域，其中，多个所述标记图像重合，形成重合标记；
[0029]将所述第一扫描电镜图像投影至所述重合标记，形成所述对准图案。
[0030]根据本公开的一些实施例，所述量测图像的检测方法还包括：
[0031]获取权重信息；
[0032]根据所述权重信息，调整所述第一扫描电镜图像与所述标记图像或者重合标记的位置。
[0033]本公开的第二方面提供了一种量测图像的检测装置，应用于半导体设备，所述检测装置包括：
[0034]获取模块，用于获取位于半导体结构顶层的掩膜层的第一扫描电镜图像；
[0035]所述获取模块，还用于获取半导体结构的除所述掩膜层外的至少一层半导体器件层的第二扫描电镜图像；
[0036]投影模块，用于将所述第一扫描电镜图像和所述第二扫描电镜图像中的至少一个图像分别投影至晶圆的预设区域，形成对准图案。
[0037]根据本公开的一些实施例，所述获取模块包括：
[0038]第一发射单元，用于向所述掩膜层发射第一初级电子；
[0039]第一获取单元，用于获取所述掩膜层反射回的次级电子；
[0040]第一确定单元，用于根据所述次级电子，确定所述第一扫描电镜图像。
[0041]根据本公开的一些实施例，所述获取模块包括：
[0042]第二确定单元，用于获取所述半导体器件层的深度；
[0043]第二发射单元，用于根据所述半导体器件层的深度，向所述半导体器件层发射与所述半导体器件层的深度相匹配的第二初级电子；
[0044]第二获取单元，用于接收由所述半导体器件层表面逸出的背散射电子；
[0045]所述第二确定单元，还用于根据所述背散射电子，确定所述半导体器件层的第二
扫描电镜图像。
[0046]根据本公开的一些实施例，所述第二确定单元用于：
[0047]获取配置信息，所述配置信息用于表征所述半导体器件层的深度与所述第二初级电子的发射能量的对应关系；
[0048]根据所述半导体器件层的深度和所述配置信息，确定所述第二初级电子的发射能量；
[0049]向所述半导体器件层发射所述第二初级电子。
[0050]根据本公开的一些实施例，所述投影模块用于：
[0051]建立所述第二扫描电镜图像的多个标记图像与多个所述半导体器件层之间的一一对应关系；
[0052]将多个所述标记图像分别投影至所述预设区域，其中，多个所述标记图像分别错开；
[0053]将所述第一扫描电镜图像投影至多个所述标记图像中的一个所述标记图像上，使所述第一扫描电镜图像与一个所述标记图像重合，形成所述对准图案；
[0054]或者，
[0055]将多个所述标记图像分别投影至所述预设区域，其中，多个所述标记图像重合，形成重合标记；
[0056]将所述第一扫描电镜图像投影至所述重合标记，形成所述对准图案。
[0057]根据本公开的一些实施例，所述获取模块还用于：
[0058]获取权重信息；
[0059]所述投影模块还用于：
[0060]根据所述权重信息，调整所述第一扫描电镜图像与所述标记图像或者重合标记的位置。
[0061]本公开的第三方面提供了一种半导体设备，所述半导体设备包括：
[0062]处理器；
[0063]用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0064]其中，所述处理器被配置为执行如第一方面所述的量测图像的检测方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量测图像的检测方法，应用于半导体设备，其特征在于，所述量测图像的检测方法包括：获取位于半导体结构顶层的掩膜层的第一扫描电镜图像；获取半导体结构的除所述掩膜层外的至少一层半导体器件层的第二扫描电镜图像；将所述第一扫描电镜图像和所述第二扫描电镜图像中的至少一个图像分别投影至晶圆的预设区域，形成对准图案。2.根据权利要求1所述的量测图像的检测方法，其特征在于，所述获取位于半导体结构顶层的掩膜层的第一扫描电镜图像，包括：向所述掩膜层发射第一初级电子；获取所述掩膜层反射回的次级电子；根据所述次级电子，确定所述第一扫描电镜图像。3.根据权利要求2所述的量测图像的检测方法，其特征在于，所述第一初级电子的发射能量大于或等于预设能量值。4.根据权利要求1所述的量测图像的检测方法，其特征在于，所述获取半导体结构的除所述掩膜层外的至少一层半导体器件层的第二扫描电镜图像，包括：获取所述半导体器件层的深度；根据所述半导体器件层的深度，向所述半导体器件层发射与所述半导体器件层的深度相匹配的第二初级电子；接收由所述半导体器件层表面逸出的背散射电子；根据所述背散射电子，确定所述半导体器件层的第二扫描电镜图像。5.根据权利要求4所述的量测图像的检测方法，其特征在于，所述根据所述半导体器件层的深度，向所述半导体器件层发射与所述半导体器件层的深度相匹配的第二初级电子，包括：获取配置信息，所述配置信息用于表征所述半导体器件层的深度与所述第二初级电子的发射能量的对应关系；根据所述半导体器件层的深度和所述配置信息，确定所述第二初级电子的发射能量；向所述半导体器件层发射所述第二初级电子。6.根据权利要求1所述的量测图像的检测方法，其特征在于，所述将所述第一扫描电镜图像和所述第二扫描电镜图像中的至少一个图像分别投影至晶圆的预设区域，形成对准图案，包括：建立所述第二扫描电镜图像的多个标记图像与多个所述半导体器件层之间的一一对应关系；将多个所述标记图像分别投影至所述预设区域，其中，多个所述标记图像分别错开；将所述第一扫描电镜图像投影至多个所述标记图像中的一个所述标记图像上，使所述第一扫描电镜图像与一个所述标记图像重合，形成所述对准图案；或者，将多个所述标记图像分别投影至所述预设区域，其中，多个所述标记图像重合，形成重合标记；将所述第一扫描电镜图像投影至所述重合标记，形成所述对准图案。
7.根据权利要求6所述的量测图像的检测方法，其特征在于，所述量测图像的检测方法还包括：获取权重信息；根据所述权重信息，调整所述第一扫描电镜图像与所述标记图像或者重合标记的位置。8.一种量测图像的检测装置，应用于半导体设备，其特征在于，所述量测图像的检测装置包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文奇，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：