[发明专利]扫描电镜的电子束的检测方法、微细图形的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种扫描电镜的电子束的检测方法、微细图形的检测方法。

背景技术

半导体制造工艺中，通常需要采用扫描电镜（Scanning ElectronMicroscope，SEM）发出的电子束对微细图形进行尺寸检查。

通常，扫描电镜在出厂前或经专业人员组装调试后，扫描电镜的电子束质量已被调试至最优，然而经过长时间的使用或受外界环境、扫描电镜的各组件的磨损等其他原因后，电子束的质量容易发生变化。而扫描电镜发射出的电子束质量（包括电子束的横截面的形状、半径大小、沿各方向的分辨率等）好坏，直接影响到检测到的尺寸的精确度。因此，本领域技术人员在进行微细图形的检测前，通常需要检测扫描电镜的电子束质量，当检测得知扫描电镜的电子束质量合格后，再采用扫描电镜发出的电子束对微细图形进行尺寸检查。

现有技术中，检测微细图形的尺寸前，在扫描电镜的各个组件是否安装正确的情况下，检测电子束质量的好坏的步骤包括：

请参考图1，提供第一参考样品10和第二参考样品20，其中，所述第一参考样品10和第二参考样品20通常由厂家提供，所述第一参考样品10表面具有第一直线图形11，所述第一直线图形11为X向，所述第二参考样品20具有第二直线图形21，所述第二直线图形21为Y方向，所述Y方向垂直于X方向；

请参考图2，图2示出了第一校准图形11a和第二校准图形21a，其中，第一校准图形11a位于第一坐标系中，所述第一坐标系的横轴为X₁，纵轴为Y₁，所述第一校准图形11a为扫描电镜在出厂前扫描获得的第一直线图形11（如图1所示）的轮廓；第二校准图形21a位于第二坐标系中，所述第二坐标系的横轴为X₂，纵轴为Y₂，所述第二校准图形21a为扫描电镜在出厂前扫描获得的第二直线图形21（如图1所示）的轮廓；

请参考图3，用扫描电镜的当前电子束扫描第一参考样品10（图1所示）的第一直线图形11（图1所示）和第二参考样品20（图1所示）的第二直线图形21（图1所示），获得第一直线图形11的轮廓11a’和第二直线图形21的轮廓21a’；

请继续参考图3，将扫描得到的第一直线图形11的轮廓11a’与第一校准图形11a进行对比，将扫描得到的第二直线图形21的轮廓21a’与第二校准图形21a进行对比，当扫描得到的第一直线图形11的轮廓11a’、第二直线图形21的轮廓21a’分别与第一校准图形11a、第二标准图形21a相近或相同时，电子束质量较高，后续可以用于检测微细图形的尺寸。

然而，随着工艺节点的进一步缩小，现有技术在检测低工艺节点的半导体器件时，检测得到的微细图形的尺寸精度仍然较低。

更多微细图形检查装置和方法，请参考公开号为“CN1411047A”的中国专利。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种扫描电镜的电子束的检测方法、微细图形的检测方法，得到的电子束的质量更高，采用上述电子束检测微细图形时得到的尺寸精度高。

为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种扫描电镜的电子束的检测方法，包括：提供检测样品，所述检测样品表面形成有沿第一方向的直线图形；提供相同曝光工艺下标准模型的功率谱密度曲线；通过扫描电镜获取所述检测样品的直线图形的边缘轮廓；以固定采样频率对检测样品的直线图形的边缘轮廓进行采样，得到各采样点处的直线图形沿第二方向的变化幅度，所述第二方向垂直于第一方向；根据所述变化幅度，得到检测样品的功率密度曲线；比较检测样品的功率密度曲线和标准模型的功率密度曲线，判断电子束在第二方向上的质量是否合格。

可选地，所述标准模型的功率谱密度曲线的获得方法为：提供多个试验样品，所述试验样品形成有沿第一方向的直线图形，且在试验样品上形成所述第一方向的直线图形时的曝光工艺与在检测样品上形成第一方向的直线图形时的曝光工艺相同；通过扫描电镜获取各试验样品上的直线图形的边缘轮廓；以固定采样频率对各试样样品上的直线图形的边缘轮廓尺寸进行采样，获得各采样点处的直线图形沿第二方向的变化幅度；根据各直线图形在各采样点处的变化幅度，得到各试验样品的功率谱密度曲线；对各试验样品的功率谱密度曲线进行平均。

可选地，所述固定采样频率小于等于所述扫描电镜沿第一方向的分辨率的1/2。