本發(fā)明涉及半導(dǎo)體,具體地,涉及一種量測結(jié)果的圖形化輸出方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、光刻工藝通過光化學(xué)反應(yīng)原理把光掩模版上的圖案轉(zhuǎn)移到晶圓(wafer)上,其是后續(xù)對特定位置進(jìn)行刻蝕和離子注入的前提,因此保證光刻的準(zhǔn)確性是晶圓制造中的關(guān)鍵。
2、量測技術(shù)在晶圓制造中能起到監(jiān)控和衡量晶圓質(zhì)量的作用。其中cdsem因可測量在半導(dǎo)體晶片上形成的精細(xì)圖案的尺寸,逐漸成為應(yīng)用于半導(dǎo)體制造中的量測技術(shù)。尤其被著重用于光刻工藝和刻蝕工藝后的cd(critical?dimension)測量的手段。
3、但是,目前cdsem的量測結(jié)果只能輸出數(shù)值結(jié)果和量測圖片,無法對結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)字化處理和結(jié)果分析。且后期的圖像提取技術(shù)對不同量測參數(shù)建立的recipe(配方)存在抓邊差異,無法正確反映線上量測結(jié)果,導(dǎo)致量測結(jié)果圖形化的精準(zhǔn)度不符合預(yù)期。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明公開了一種量測結(jié)果的圖形化輸出方法及系統(tǒng),用于提高量測結(jié)果圖形化的精準(zhǔn)度。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明公開了一種量測結(jié)果的圖形化輸出方法,包括:
3、采集顯微鏡下待測樣品對應(yīng)的掃描圖像,并基于預(yù)設(shè)的第一量測參數(shù)獲取所述掃描圖像的第一量測結(jié)果;
4、獲取所述掃描圖像的灰度值分布截面圖,以根據(jù)所述灰度值分布截面圖及所述第一量測參數(shù)提取所述掃描圖像對應(yīng)的第一灰度極值點(diǎn)和第二灰度極值點(diǎn);
5、根據(jù)所述第一灰度極值點(diǎn)和所述第二灰度極值點(diǎn)計(jì)算所述掃描圖像對應(yīng)的第二量測結(jié)果;
6、獲取所述第一量測結(jié)果與所述第二量測結(jié)果的差值,以根據(jù)所述差值更新所述第一灰度極值點(diǎn)和第二灰度極值點(diǎn),獲得第三灰度極值點(diǎn)和第四灰度極值點(diǎn);
7、根據(jù)所述第三灰度極值點(diǎn)和所述第四灰度極值點(diǎn)更新所述第一量測參數(shù),以根據(jù)更新后的第一量測參數(shù)提取所述掃描圖像的第三量測結(jié)果,并生成所述第三量測結(jié)果對應(yīng)的數(shù)字化圖像。
8、本發(fā)明公開的一種量測結(jié)果的圖形化輸出方法,首先獲取顯微鏡下待測樣品對應(yīng)的掃描圖像及根據(jù)預(yù)設(shè)的第一量測參數(shù)對所述掃描圖像進(jìn)行量測后生成的第一量測結(jié)果,以根據(jù)所述第一量測結(jié)果為后續(xù)進(jìn)行圖像中極值點(diǎn)的提取提供匹配依據(jù),實(shí)現(xiàn)圖像處理使用的量測參數(shù)與所述第一量測參數(shù)的匹配,進(jìn)而提高量測結(jié)果圖形化的精準(zhǔn)度。其中,在進(jìn)行圖像處理技術(shù)中的參數(shù)匹配過程中,基于所述掃描圖像的灰度值分布截面圖和所述第一量測參數(shù)首先選擇第一極值點(diǎn)和第二極值點(diǎn),通過較少的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理與圖像量測的比對,提高圖形化的效率。進(jìn)一步地,基于比對結(jié)果,不斷地更新所述極值點(diǎn),直至極值點(diǎn)的尺寸與量測的尺寸相近。此時,基于所述極值點(diǎn)的更新對所述量測參數(shù)進(jìn)行更新,完成圖像處理與量測的參數(shù)匹配。在利用經(jīng)過更新后的量測參數(shù)進(jìn)行量測結(jié)果的圖形化,保證圖形化的精準(zhǔn)度。
9、作為優(yōu)選例子,所述采集顯微鏡下待測樣品對應(yīng)的掃描圖像,并基于預(yù)設(shè)的第一量測參數(shù)獲取所述掃描圖像的第一尺寸,包括:
10、獲取所述待測樣品對應(yīng)的cdsem圖像;
11、基于預(yù)設(shè)的cdsem量測參數(shù)對所述cdsem圖像進(jìn)行量測,獲取所述cdsem圖像對應(yīng)的第一cd值;其中,所述cdsem量測參數(shù)設(shè)置為灰度值區(qū)間。
12、本發(fā)明獲取待測樣品的cdsem圖像,以進(jìn)行臨界尺寸的量測。同時獲取量測的cdsem量測參數(shù),以使后續(xù)根據(jù)所述cdsem量測參數(shù)對圖像的像素點(diǎn)進(jìn)行篩選,提高圖形化的效率。
13、作為優(yōu)選例子,所述根據(jù)所述灰度值分布截面圖及所述第一量測參數(shù)提取所述掃描圖像對應(yīng)的第一灰度極值點(diǎn)和第二灰度極值點(diǎn),包括:
14、從所述灰度值分布截面圖中獲取每一個像素點(diǎn)的二維坐標(biāo);其中,所述二維坐標(biāo)包括像素坐標(biāo)和灰度值;
15、根據(jù)所述灰度值及所述像素坐標(biāo),通過預(yù)設(shè)的牛頓算法從若干個所述像素點(diǎn)中篩選出若干個灰度極值點(diǎn);
16、從若干個所述灰度極值點(diǎn)中,篩選所述灰度值在所述灰度值區(qū)間內(nèi)時對應(yīng)的第一灰度極值點(diǎn)和第二灰度極值點(diǎn)。
17、本發(fā)明基于所述灰度值區(qū)間及所述灰度極值點(diǎn)的提取方法,從所述掃描圖像中獲取灰度極值點(diǎn)實(shí)現(xiàn)圖像處理參數(shù)與量測參數(shù)的匹配,實(shí)現(xiàn)了利用較少的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)的匹配,提高量測結(jié)果圖形化的效率。
18、作為優(yōu)選例子,所述牛頓算法的計(jì)算表達(dá)式為:
19、
20、
21、其中,所述k_1和k_2代表第一斜率和第二斜率;所述f(x_2)代表坐標(biāo)為x_2的第一像素點(diǎn);所述f(x_1)代表f(x_2)前一個坐標(biāo)為x_1的第二像素點(diǎn);所述f(x_3)代表f(x_2)后一個坐標(biāo)為x_3的第三像素點(diǎn);
22、將所述第一斜率和第二斜率分別與預(yù)設(shè)的斜率閾值進(jìn)行比較;
23、當(dāng)所述第一斜率大于所述斜率閾值且所述第二斜率小于所述斜率閾值或所述第一斜率小于所述斜率閾值且所述第二斜率大于所述斜率閾值時,判定所述第一像素點(diǎn)為極值點(diǎn)。
24、本發(fā)明通過用牛頓法求出極值點(diǎn)位置,保證極值點(diǎn)篩選的準(zhǔn)確度,進(jìn)而根據(jù)精準(zhǔn)的極值點(diǎn)保證量測結(jié)果圖形化的精準(zhǔn)度,同時利用篩選出的極值點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)的匹配,降低數(shù)據(jù)的處理量,提高圖像化的效率。
25、作為優(yōu)選例子,所述根據(jù)所述第一灰度極值點(diǎn)和所述第二灰度極值點(diǎn)計(jì)算所述掃描圖像對應(yīng)的第二量測結(jié)果,包括:
26、從所述灰度值分布截面圖中獲取所述第一灰度極值點(diǎn)對應(yīng)的第一二維坐標(biāo)和所述第二灰度極值點(diǎn)對應(yīng)的第二二維坐標(biāo);
27、根據(jù)所述第一二維坐標(biāo)及所述第二二維坐標(biāo),計(jì)算所述第一灰度極值點(diǎn)和所述第二灰度極值點(diǎn)間的距離,并將所述距離確定為所述掃描圖像對應(yīng)的第二cd值。
28、本發(fā)明根據(jù)所述篩選出的極值點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算截面對應(yīng)的cd值,并將所述cd值與所述量測結(jié)果中的cd值進(jìn)行比較,以根據(jù)比較的結(jié)果對所述量測參數(shù)進(jìn)行更新,提高圖形化的準(zhǔn)確度。
29、作為優(yōu)選例子,所述獲取所述第一量測結(jié)果與所述第二量測結(jié)果的差值,以根據(jù)所述差值更新所述第一灰度極值點(diǎn)和第二灰度極值點(diǎn),獲得第三灰度極值點(diǎn)和第四灰度極值點(diǎn),包括:
30、獲取所述第一cd值與所述第二cd值的差值并獲取所述第一cd值與所述第二cd值的比較結(jié)果;
31、當(dāng)所述差值不在預(yù)設(shè)的容差閾值范圍內(nèi)且所述第二cd值大于所述第一cd值時,在所述灰度值分布截面圖中,基于所述第一灰度極值點(diǎn)的像素點(diǎn)坐標(biāo)向右移動并基于所述第二灰度極值點(diǎn)的像素點(diǎn)坐標(biāo)向左移動;
32、當(dāng)所述差值不在預(yù)設(shè)的容差閾值范圍內(nèi)且所述第二cd值小于所述第一cd值時,在所述灰度值分布截面圖中,基于所述第一灰度極值點(diǎn)的像素點(diǎn)坐標(biāo)向左移動并基于所述第二灰度極值點(diǎn)的像素點(diǎn)坐標(biāo)向右移動;
33、當(dāng)移動后獲得的第一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)對應(yīng)的cd值與所述第一cd值的差值在所述容差閾值范圍內(nèi)時,確定所述第一像素點(diǎn)為所述第三灰度極值點(diǎn)及所述第二像素點(diǎn)為所述第四灰度極值點(diǎn)。
34、本發(fā)明在更新所述極值點(diǎn)時,利用所述cd與所述量測結(jié)果的第一cd值的比較結(jié)果,依次篩選極值點(diǎn),提高圖形化的效率。
35、作為優(yōu)選例子,所述根據(jù)所述第三灰度極值點(diǎn)和所述第四灰度極值點(diǎn)更新所述第一量測參數(shù),包括:
36、獲取所述第三灰度極值點(diǎn)與所述第一灰度極值點(diǎn)的灰度差值或獲取所述第四灰度極值點(diǎn)與所述第二灰度極值點(diǎn)的灰度差值;
37、計(jì)算所述灰度差值占所述第一灰度極值點(diǎn)的灰度值或占所述第二灰度極值點(diǎn)的灰度值的百分比;
38、將所述百分比確定為更新后的第一量測參數(shù)。
39、本發(fā)明利用所述極值點(diǎn)更新時灰度的變化量占初始極值點(diǎn)的灰度值的百分比,更新所述量測參數(shù),使得更新后的量測參數(shù)適應(yīng)圖像處理技術(shù),同時保證圖像處理與所述量測的參數(shù)的匹配,保證量測結(jié)果圖形化的精準(zhǔn)度。
40、作為優(yōu)選例子,所述根據(jù)更新后的第一量測參數(shù)提取所述掃描圖像的第三量測結(jié)果,并生成所述第三量測結(jié)果對應(yīng)的數(shù)字化圖像,包括:
41、根據(jù)所述更新后的第一量測參數(shù)提取所述掃描圖像中每一個灰度值分布截面圖中的第三灰度極值點(diǎn)和第四灰度極值點(diǎn);
42、連接所有所述第三灰度極值點(diǎn),形成第一量測邊緣;
43、連接所有所述第四灰度極值點(diǎn),形成第二量測邊緣;
44、基于所述第一量測邊緣、所述第二量測邊緣和所述掃描圖像,生成對應(yīng)的數(shù)字化圖像。
45、本發(fā)明通過將每一個截面的第三灰度極值點(diǎn)和第四灰度極值點(diǎn)進(jìn)行相連,由此生成所述圖像中的兩條邊,而這兩條邊之間的尺寸無限接近于所述第一cd值,由此通過所述兩條邊和所述掃描圖像可生成所述量測結(jié)果的數(shù)字化圖形。
46、另一方面,本發(fā)明公開了一種量測結(jié)果的圖形化輸出系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括第一量測模塊、極值點(diǎn)提取模塊、第二量測模塊、極值點(diǎn)更新模塊及量測圖形化模塊;
47、所述第一量測模塊用于采集顯微鏡下待測樣品對應(yīng)的掃描圖像,并基于預(yù)設(shè)的第一量測參數(shù)獲取所述掃描圖像的第一量測結(jié)果;
48、所述極值點(diǎn)提取模塊用于獲取所述掃描圖像的灰度值分布截面圖,以根據(jù)所述灰度值分布截面圖及所述第一量測參數(shù)提取所述掃描圖像對應(yīng)的第一灰度極值點(diǎn)和第二灰度極值點(diǎn);
49、所述第二量測模塊用于根據(jù)所述第一灰度極值點(diǎn)和所述第二灰度極值點(diǎn)計(jì)算所述掃描圖像對應(yīng)的第二量測結(jié)果;
50、所述極值點(diǎn)更新模塊用于獲取所述第一量測結(jié)果與所述第二量測結(jié)果的差值,以根據(jù)所述差值更新所述第一灰度極值點(diǎn)和第二灰度極值點(diǎn),獲得第三灰度極值點(diǎn)和第四灰度極值點(diǎn);
51、所述量測圖形化模塊用于根據(jù)所述第三灰度極值點(diǎn)和所述第四灰度極值點(diǎn)更新所述第一量測參數(shù),以根據(jù)更新后的第一量測參數(shù)提取所述掃描圖像的第三量測結(jié)果,并生成所述第三量測結(jié)果對應(yīng)的數(shù)字化圖像。
52、本發(fā)明公開的一種量測結(jié)果的圖形化輸出系統(tǒng),首先獲取顯微鏡下待測樣品對應(yīng)的掃描圖像及根據(jù)預(yù)設(shè)的第一量測參數(shù)對所述掃描圖像進(jìn)行量測后生成的第一量測結(jié)果,以根據(jù)所述第一量測結(jié)果為后續(xù)進(jìn)行圖像中極值點(diǎn)的提取提供匹配依據(jù),實(shí)現(xiàn)圖像處理使用的量測參數(shù)與所述第一量測參數(shù)的匹配,進(jìn)而提高量測結(jié)果圖形化的精準(zhǔn)度。其中,在進(jìn)行圖像處理技術(shù)中的參數(shù)匹配過程中,基于所述掃描圖像的灰度值分布截面圖和所述第一量測參數(shù)首先選擇第一極值點(diǎn)和第二極值點(diǎn),通過較少的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理與圖像量測的比對,提高圖形化的效率。進(jìn)一步地,基于比對結(jié)果,不斷地更新所述極值點(diǎn),直至極值點(diǎn)的尺寸與量測的尺寸相近。此時,基于所述極值點(diǎn)的更新對所述量測參數(shù)進(jìn)行更新,完成圖像處理與量測的參數(shù)匹配。在利用經(jīng)過更新后的量測參數(shù)進(jìn)行量測結(jié)果的圖形化,保證圖形化的精準(zhǔn)度。
53、作為優(yōu)選例子,所述第一量測模塊包括掃描單元及量測單元;
54、所述掃描單元用于獲取所述待測樣品對應(yīng)的cdsem圖像;
55、所述量測單元用于基于預(yù)設(shè)的cdsem量測參數(shù)對所述cdsem圖像進(jìn)行量測,獲取所述cdsem圖像對應(yīng)的第一cd值;其中,所述cdsem量測參數(shù)設(shè)置為灰度值區(qū)間。
56、本發(fā)明獲取待測樣品的cdsem圖像,以進(jìn)行臨界尺寸的量測。同時獲取量測的cdsem量測參數(shù),以使后續(xù)根據(jù)所述cdsem量測參數(shù)對圖像的像素點(diǎn)進(jìn)行篩選,提高圖形化的效率。