检测方法及特征尺寸测量仪器技术

本发明专利技术公开了一种检测方法，用于检测磁场对ＣＤ测量仪器的影响程度。该检测方法包括：采用单次测量方法测量电路图形的特征尺寸获得测量值Ｗ１；采用多点测量方法测量电路图形的特征尺寸获得测量值Ｗ２；获取磁场影响指数，其是测量值Ｗ１与Ｗ２的比值；其中所述磁场影响指数越大说明特征尺寸测量仪器受到磁场影响越大，当所述磁场影响指数越接近１说明特征尺寸测量仪器受到磁场影响越小。本发明专利技术的检测方法运用ＣＤ测量仪器提供的不同的测量方法，用两种测量值相比较的比值来定量表征磁场对ＣＤ测量仪器的影响程度，操作简单，实施方便，不需要额外的仪器设备或操作人员。此外，本发明专利技术还公开了一种应用上述检测方法的ＣＤ测量仪器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域的检测工艺，具体地说，涉及一种用于检测特征尺寸(CD)测量仪器受到磁场的影响程度的检测方法以及应用该检测方法的CD 测量仪器。
技术介绍
随着半导体器件的小型化发展，半导体器件上集成电路密集程度大大增加， 集成电路的特征尺寸(CD)成为一个重要参数，其精确程度直接影响半导体器 件的电学性能。半导体器件每一层电路的CD都需要釆用CD测量仪器进行测量， 并进行严格控制，以确保后续工艺的顺利进行。业界常用工序能力指数(CPK)来衡量一道工序的质量与可靠性，工序能 力指数是指工序在一定时间里，处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力， 反映了工序保证质量的能力。在集成电路制造过程中，CD测量仪器的检测结果 是影响工序能力指数的一个因素。由于在实际测量过程中，CD测量仪器比较敏 感，容易受到周围磁场的影响，使得测量值不够精准。若磁场的影响是不稳定 的，则还会使测量值和真实值的偏差变得很大。如果这种现象不能被及时发现， 就会影响黄光区和蚀刻区的工序能力指数。然而，目前并没有一种有效的检测 方法和CD测量仪器能够对/磁场影响程度进行^r测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术解决的技术问题在于提供一种能够检测出磁场对CD测 量仪器影响程度的检测方法以及应用该检测方法的CD测量仪器。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种检测方法，用于检测磁场对一特 征尺寸测量仪器的影响程度，所述特征尺寸测量仪器可采用单次测量方法或多 点测量方法对一电路图形的特征尺寸进行测量。所述检测方法包括下列步骤 采用单次测量方法测量电路图形的特征尺寸，获得测量值W1;采用多点测量方法测量电路图形的特征尺寸，获得测量值W2;获取磁场影响指数，其是测量值 Wl与W2的比值;根据磁场影响指数判断磁场对特征尺寸测量仪器的影响程度。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种特征尺寸测量仪器，其包括 用于测量磁场影响指it的测量单元以及一输出单元；所述测量单元包括单次测 量模块、多点测量模块以及除法模块；其中单次测量模块采用单次测量方法测 量电路图形的特征尺寸并输出测量值Wl;多点测量^f莫块采用多点测量方法测量 电路图形的特征尺寸并输出测量值W2;除法单元取测量值Wl与W2的比值作 为磁场影响指数，并由所述输出单元输出。本专利技术提供的检测方法运用不同的测量方法，用两种测量值相比较的比值 来表征磁场对测量仪器的影响，操作简单，不需要增加额外的成本。本专利技术提 供的CD测量仪器通过在测量单元内应用不同的测量方法，检测出磁场对仪器的 影响，不需要额外的仪器设备，不需要额外的操作人员。本专利技术提供的检测方法运用单次测量和多点测量所获得的测量值的比值来 表征磁场对测量仪器的影响，非常直观，且操作简单，不需要增加额外的成本， 实施起来非常方便。本专利技术提供的CD测量仪器通过单次测量模块和多点测量模 块分别获取不同的测量值，并根据其比值判断出磁场对仪器的影响程度，根据 测量结果还可进行磁场影响等级划分，以便设备工程师及时采取相应的措施来 减小甚至消除磁场对CD测量仪器造成的不良影响。附图说明图l是半导体器件上部分电路图形的结构示意图。图2是采用单次测量方法测量变形后电路图形特征尺寸的示意图。图3是采用多点测量方法测量变形后电路图形特征尺寸的示意图。图4是本专利技术实施例的4全测方法流程图。图5是本专利技术实施例的一种CD测量仪器结构框图。图6是本专利技术实施例的另 一种CD测量仪器结构框图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术检测方法以及应用该检测方法的CD测量仪器的其中一种实施例作详细描述，以期进一步理解本专利技术的功效、特点等。本实施例是以测量半导体器件上部分电路图形的特征尺寸为例进行说明。如图1所示，该半导体器件1，上具有电路图形2，，需要采用CD测量仪器来测 量该电路图形2'的特征尺寸。进行测量时，首先采用CD测量仪器上的电子显 微镜(SEM)将电路图形放大到给定的倍率后拍照，然后采用特定的测量方法 在拍照后的图像上进行测量，以获得图像的特征尺寸。在测量时，如果CD测量 仪器受到磁场的影响，则仪器拍到的图形就会是弯曲的，而且CD测i仪器受磁 场影响越大，图像就会越弯曲。图2和图3所示的电路图形2为采用CD测量仪 器在受到磁场影响的情况下对电路图形2'拍照所得的图像，与图1所示的实际 电路图形2，相比，图2和图3所示的电路图形2发生了明显的弯曲，基于该弯 曲的图形2测得的CD值与真实值存在偏差，且影响了工序能力指数(CPK)。为了能够检测出磁场对CD测量仪器的影响程度，并及时采取相应的措施来 减小或者消除这一影响，本实施例提出了一种检测方法，具体请参阅图4所示 的流程图，其具体包括如下步骤S10:采用单次(single)测量方法测量电路图形的特征尺寸，获得测量值 Wl。如图2所示，该单次测量方法的测量结果Wl等于CD测量仪器检测到该 电路图形2最左侧的点到最右侧的点之间的横向距离，很明显地，当拍照所得 的该电路图形2与实际电路图形2'相比存在严重失真时，该测量结果Wl与真 实值之间必然存在很大偏差。S20:采用多点(Multi point)测量方法测量所述电路图形的特征尺寸，获 得测量值W2。如图3所示，多点测量方法即在电路图形2上取多组测量点，例 如十组均匀间隔的测量点3,测量获得十组测量值，然后求所述十组测量值的平 均值作为测量值W2。与单次测量方法不同，采用多点测量方法得到的测量值 W2将非常接近真实值(电路图形2，实际的特征尺寸)。S30:获取磁场影响指数M，其是测量值Wl与W2的比值，即M = !。W2由于Wl的值与电路图形2的失真情况，即^f兹场影响大小有关，当磁场影响变 大，使得CD测量仪器拍照所得的电路图形2弯曲程度变大时，Wl的值会变大； 而W2的值基本保持不变，始终非常接近真实值，其受磁场影响的程度非常小， 甚至可以忽略。因此，采用Wl与W2的比值作为磁场影响指数M，可以直观6地反映出磁场对CD测量仪器的影响程度。S40:根据磁场影响指数M，判断磁场对CD测量仪器的影响程度。具体为磁场影响指数M越大，即W1越大，说明CD测量仪器受到磁场影响越大；磁场影响指数M越接近1，即W1越接近真实值，说明CD测量仪器受到磁场影响越小。采用本实施例的检测方法对CD测量仪器进行实时或者定时的检测，通过查看M值即可知道CD测量仪器受磁场影响的程度，同时，通过比较同一台仪器不同时刻测得的M值，可以看出磁场的影响是否稳定，以便推测出可能的磁场影响来源，并及时釆取相应的措施以减小或者消除》兹场带来的不良影响。如下表1给出了采用上述检测方法对A~I九台CD测量仪器进行》兹场影响检测的结果。从表l显示的结果来看，仪器A、 E、 F的磁场影响指数M值是所有仪器中最大的，均超过了 1.03,可以将其^f兹场影响等级定为"一级"，表示仪器受磁场影响严重，应当停止使用，并需要设备工程师停机检查并减小磁场的影响。仪器C、 I的M值也较大，均在1.01-1.03范围内，可以将其磁场影响等级定为"二级，，，表示仪器受磁场影响比较大，但还可以使用，需要引起设备工程师的注意，以防止磁场影响恶化。其余仪器的M值都接近于1，均在0.99~1.01的范围以内，可以将其磁场影响等级定为"三级"，表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测方法，用于检测磁场对一特征尺寸测量仪器的影响程度，所述特征尺寸测量仪器可采用单次测量方法或多点测量方法对一电路图形的特征尺寸进行测量，其特征在于，所述检测方法包括下列步骤：　　　　采用单次测量方法测量电路图形的特征尺寸，获得测量值Ｗ１；　　　　采用多点测量方法测量电路图形的特征尺寸，获得测量值Ｗ２；　　　　获取磁场影响指数，其是测量值Ｗ１与Ｗ２的比值；　　　　根据磁场影响指数判断磁场对特征尺寸测量仪器的影响程度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柳会雄，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]