【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学测量领域，尤其涉及一种晶圆上关于圆形图案的测量点的定位方法。
技术介绍
1、关键尺寸(cd)是指半导体器件上关键特征的尺寸，例如孔径(即圆孔的直径)和栅极长度。cd-sem(critical dimension-scanning electron microscope，关键尺寸扫描电镜)设备在半导体领域应用广泛，cd-sem设备是一种专门用于测量半导体器件关键尺寸的仪器。它能够提供亚纳米级的测量精度。一方面，cd-sem设备是测量晶圆(wafer)上图案尺寸的重要工具，其测量图案包括线、圆孔、圆柱和其他精细特征图案，其在常规半导体器件加工过程中发挥着重要的良率控制作用；另一方面，在先进半导体器件刻蚀和显影的开发阶段，cd-sem设备可以用于fem(focus exposure matrix，对焦曝光矩阵)晶圆的工艺评价。
2、如图1所示，基于cd-sem设备对对圆形图案(如圆孔或圆柱)进行测量的测量方法包括：将晶圆上片至机械运动平台；实施晶圆对准；移动机械运动平台至预设的位置；在该位置对晶圆上的定位点(addressing point，ap)采集sem图像，并和预设的定位点模板图像进行图像匹配，以定位定位点；移动机械运动平台至与该定位点关联的测量点(measurement point，mp)的位置，其中，测量点为晶圆的晶粒(die)中的局部区域，该局部区域中具有待测的圆形图案，测量点和定位点的相对位置为已知信息，根据定位点的位置和该相对位置能够确定测量点的位置；定位测量点，定位测量点的目的是基于图像
3、在现有技术中，存在具有不同直径(圆形图案的内径和外径均是圆形图案的直径，圆形图案存在外径和内径是因为sem图像中的边缘因为边缘效应而存在亮带)的晶圆。以圆形图案的外径为例，对于第一类晶圆，如图4所示，晶圆中圆形图案的第一直径为a，对应的测量点模板图像为模板图像ra，对于第二类晶圆，如图5所示，晶圆中圆形图案的第二直径为b(所有第二直径均为b，或者如图5所示，仅部分圆形图案的第二直径为b而其余部分圆形图案的直径为第一直径a)，第一直径a与第二直径b不同，图5所示的晶圆例如为fem晶圆，fem晶圆是具有不同曝光剂量和焦点的图案的晶圆，在一片fem晶圆内，不同晶粒中圆形图案的直径存在较大差异。
4、在现有技术中，存在定位具有不同直径的不同晶圆中的测量点的需要。当对第一类晶圆中的测量点定位时，基于模板图像ra定位测量点，容易定位成功，当对第二类晶圆中的测量点定位时，若基于同一测量点模板图像即模板图像ra对于第二类晶圆上测量点进行定位，由于该测量点模板图像仅适用于定位如第一直径a的圆形图案，则基于该测量点模板图像定位第二直径为b的圆形图案时，定位得到的测量点中测量框的位置存在错误，导致定位错误，即现有的基于同一测量点模板图像的定位方法无法满足定位具有不同直径的不同晶圆中的测量点的需要。
5、需要说明的是，上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种晶圆上关于圆形图案的测量点的定位方法，既可以用于定位与该测量点模板图像对应的具有第一直径的晶圆(称为第一类晶圆)中的测量点，又可以基于该测量点模板图像定位具有第二直径的晶圆(称为第二类晶圆，如fem晶圆)中的测量点，能够满足定位具有不同直径的不同晶圆中的测量点的需要。
2、本专利技术实施例提供一种晶圆上关于圆形图案的测量点的定位方法，包括如下步骤：
3、获取所述测量点的sem图像、模板图像和至少包括阈值t及与所述模板图像对应的预设测量框的位置和范围的参数信息，所述测量点为晶粒中包括待测量圆形图案的区域，对所述sem图像和所述模板图像进行图像匹配，以确定所述sem图像和所述模板图像的第一偏移量g_offset和确定与模板图像中参考圆形图案匹配的待测量圆形图案；
4、获取所述sem图像中待测量圆形图案的直径d1和所述模板图像中与待测量圆形图案对应的参考圆形图案的直径d2，并作差得到直径差值；
5、比较所述直径差值的绝对值与所述阈值t；
6、当所述直径差值的绝对值不小于阈值t时，获取所述待测量圆形图案的圆心坐标c1和所述参考圆形图案的圆心坐标c2以及所述圆心坐标c1和圆心坐标c2的圆心差值diff_c；
7、基于所述第一偏移量g_offset和所述圆心差值diff_c得到第二偏移量sum_c；
8、基于所述第二偏移量sum_c以及所述模板图像中的预设测量框的位置和范围获得所述sem图像中的测量框的位置和范围。
9、进一步的，获取所述sem图像中待测量圆形图案的直径d1和所述模板图像中与待测量圆形图案对应的参考圆形图案的直径d2，包括如下步骤：
10、根据所述预设测量框的位置和范围在所述模板图像中获取包括所述参考圆形图案及预设测量框的范围的参考roi区域，根据所述第一偏移量g_offset和所述预设测量框的位置在所述sem图像中获取待测圆形图案的位置以及获取包括所述待测量圆形图案的区域作为待测roi区域，且使得所述待测roi区域和所述参考roi区域的尺寸相同；
11、分别检测所述待测量圆形图案和所述参考圆形图案的圆边，获取所述待测量圆形图案的圆边中的最大直径作为所述直径d1以及获取所述参考圆形图案的圆边中的最大直径作为所述直径d2，或者获取所述待测量圆形图案的圆边中的最小直径作为所述直径d1以及获取所述参考圆形图案的圆边中的最小直径作为所述直径d2。
12、进一步的，分别检测所述待测量圆形图案和所述参考圆形图案的圆边，包括如下步骤：
13、基于canny算法分别对所述待测量圆形图案和所述参考圆形图案进行边缘检测，得到所述待测量圆形图案和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶圆上关于圆形图案的测量点的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的测量点的定位方法，其特征在于，获取所述SEM图像中待测量圆形图案的直径D1和所述模板图像中与待测量圆形图案对应的参考圆形图案的直径D2，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的测量点的定位方法，其特征在于，分别检测所述待测量圆形图案和所述参考圆形图案的圆边，包括如下步骤：
4.根据权利要求2所述的测量点的定位方法，其特征在于，基于所述第二偏移量Sum_C以及所述模板图像中的预设测量框的位置和范围获得所述SEM图像中的测量框的位置和范围，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的测量点的定位方法，其特征在于，所述参数信息还包括预设的测量方向，所述测量方向为所述参考圆形图案的一个径向方向，获取所述待测ROI区域的一维轮廓S_L以及获取所述参考ROI区域的一维轮廓R_L包括：
6.根据权利要求4所述的测量点的定位方法，其特征在于，所述参数信息还包括预设的测量方向，所述测量方向为所述参考圆形图案的一个径向方向，获取所述待测ROI区域的
7.根据权利要求1所述的测量点的定位方法，其特征在于，当所述直径差值的绝对值小于阈值T时，基于所述第一偏移量G_Offset以及所述模板图像中的预设测量框的位置和范围获得所述SEM图像中的测量框的位置和范围。
8.根据权利要求1所述的测量点的定位方法，其特征在于，所述第二偏移量Sum_C被设置为所述第一偏移量G_Offset与所述圆心差值Diff_C的和。
9.根据权利要求1所述的测量点的定位方法，其特征在于，所述参数信息还包括平滑参数值，在获得所述第一偏移量G_Offset之前使用具有所述平滑参数值的平滑滤波器分别对所述SEM图像和所述模板图像进行平滑滤波处理。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的测量点的定位方法，其特征在于，所述测量框为包括内测量框和外测量框的圆环测量框，所述外测量框和内测量框分别位于待测量圆形图案的边缘的两侧，所述预设测量框为包括参考内测量框和参考外测量框的参考圆环测量框，所述参考内测量框和所述参考外测量框分别位于参考圆形图案的边缘的两侧；所述匹配方法为相似度匹配方法；所述模板图像为基于所述晶圆的设计文件获得的包括参考圆形图案的图像；当所述直径差值的绝对值小于阈值T时，所述晶圆为第一类晶圆；当所述直径差值的绝对值不小于阈值T时，所述晶圆为与第一类晶圆不同的第二类晶圆，所述第二类晶圆为FEM晶圆。
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆上关于圆形图案的测量点的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的测量点的定位方法，其特征在于，获取所述sem图像中待测量圆形图案的直径d1和所述模板图像中与待测量圆形图案对应的参考圆形图案的直径d2，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的测量点的定位方法，其特征在于，分别检测所述待测量圆形图案和所述参考圆形图案的圆边，包括如下步骤：
4.根据权利要求2所述的测量点的定位方法，其特征在于，基于所述第二偏移量sum_c以及所述模板图像中的预设测量框的位置和范围获得所述sem图像中的测量框的位置和范围，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的测量点的定位方法，其特征在于，所述参数信息还包括预设的测量方向，所述测量方向为所述参考圆形图案的一个径向方向，获取所述待测roi区域的一维轮廓s_l以及获取所述参考roi区域的一维轮廓r_l包括：
6.根据权利要求4所述的测量点的定位方法，其特征在于，所述参数信息还包括预设的测量方向，所述测量方向为所述参考圆形图案的一个径向方向，获取所述待测roi区域的一维轮廓s_l以及获取所述参考roi区域的一维轮廓r_l包括：
7.根据权利要求1所述的测量点的定位方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王岗，刘骊松，张旭，
申请(专利权)人：上海精测半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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