[发明专利]一种利用SEM review图像分析晶圆面内CD均一性的方法

说明书

本发明提供一种利用SEM review图像分析晶圆面内CD均一性的方法，提供SEM review机台；利用SEM review机台的拍摄功能，对晶圆上待量测CD区域拍摄包含多个图形结构的多张照片；利用光谱拟合的图形处理方法将每张所述照片上的待量测CD区域的多个图形结构进行CD量测；光谱拟合的图形处理方法基于图形结构最宽两边的灰度不同抓取图形结构上最宽区域的两点；并且量测该两点之间的距离，该距离作为图形结构所需量测的CD值。本发明利用SEM review机台相比传统量测CD的机台，能够更快速的收集大量图形的图像，之后通过后期的图形处理，可以在一张图形内获得更多的图形的尺寸，能够监控的位置更多，对工艺的改善有很大帮助，同时节约大量量测机时。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种利用SEM review图像分析晶圆面内CD均一性的方法。

背景技术

在集成电路制造中，CD(Critical Dimension)是图形制作过程中非常重要的参数，CD量测则是FAB里非常普遍并且十分重要的一步监控。目前FAB里，最普遍的CD量测机台就是基于SEM机台的量测，这种方式可以比较准确的选择相应pattern并进行量测，但是量测速度较慢，大约为4sites/min，这种方式一般就能支持一个shot一个点的量测需求。

但是，当我们需求收集更多点的CD值时，例如，需要收集SRAM这种重复结构里的大量数据以评估CDU(CD均一性)时，再使用传统方法将会耗费大量的CD量测机时。基于此特征，我们开发了一种基于SEM review机台直接拍摄大量照片，后期将图片做图像处理以得到CD值的方法。这种方法由于不需要精准找到图案(pattern)，只需要重复拍照，因此图片收集速度会比传统方法快25X。同时，对于同一个view的image内，可量测重复pattern数目往50e.a.；因此，最终同样的时间内，新方法的量测速度要扩大100X以上，并且可以监控到shot/die里的多个位置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用SEM review图像分析晶圆面内CD均一性的方法，用于解决现有技术中的机台量测CD速度慢，并且耗费大量的CD量测机时的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种利用SEM review图像分析晶圆面内CD均一性的方法，至少包括：

步骤一、提供SEM review机台；

步骤二、利用所述SEM review机台的拍摄功能，对晶圆上待量测CD区域拍摄包含多个图形结构的多张照片；

步骤三、利用光谱拟合的图形处理方法将每张所述照片上的所述待量测CD区域的所述多个图形结构进行CD量测；所述光谱拟合的图形处理方法基于所述图形结构最宽两边的灰度不同抓取所述图形结构上最宽区域的两点；并且量测该两点之间的距离，该距离作为所述图形结构所需量测的CD值。

优选地，步骤二中利用所述SEM review机台的拍摄功能，每次对晶圆的不同区域拍摄包含多个图形结构的照片数目为10000张。

优选地，步骤二中每张所述照片中包含的图形结构数目大于50ea。

优选地，步骤二中利用所述SEM review机台的拍摄功能拍摄10000张照片花费时间为1.5小时。

优选地，步骤二中的所述图形结构为接触孔图形，并且所述接触孔图形不完全为圆形。

优选地，步骤三中所述光谱拟合的图形处理方法基于所述接触孔图形最宽两边的灰度不同抓取所述接触孔图形上最宽区域的两点；并且量测该两点之间的距离，该距离作为所述接触孔图形所需量测的CD值。

优选地，步骤三中所述图形结构的尺寸为100X。