[发明专利]一种光刻工艺窗口的测量方法

权利要求书

1.一种光刻工艺窗口的测量方法，其特征在于，包括：

提供一晶圆，所述晶圆具有通过光刻聚焦值与曝光能量矩阵形成的多个阵列排布的待测结构；

通过电子束显微镜获取所述待测结构的线条成像图；

通过多像素阈值方法对所述线条成像图进行分析，获取线条一维方向的边缘分布曲线，根据所述边缘分布曲线计算线条粗糙度，绘制像素值与线条粗糙度的关系曲线；

以连续变化的最小线条粗糙度对应的边缘像素值作为线条边缘位置基准，根据所述线条边缘位置基准计算线条基准宽度；

对所有所述待测结构的所述线条基准宽度、所述最小线条粗糙度进行数据分析，计算光刻工艺窗口的数值范围；

其中，所述通过多像素阈值方法对所述线条成像图进行分析，获取线条一维方向的边缘分布曲线，根据所述边缘分布曲线计算线条粗糙度，绘制像素值与线条粗糙度的关系曲线包括：

获取所述线条成像图中线条边缘沿宽度方向的像素值分布；

根据所述像素值分布选择多个像素值；

确定每个像素值下的边缘分布曲线，计算所述线条粗糙度；

绘制像素值与线条粗糙度的关系曲线。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述计算线条粗糙度包括：

采用功率谱密度方法，并选择低频和/或中频功率谱面积作为粗糙度值。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述线条成像图具有N条线条，N为正整数；在绘制所述关系曲线时，

若N不小于3，在所述线条成像图中选择具有至少3条线条区域作为待测图形区域，对所述待测图像区域中的多个边缘分布曲线的线条粗糙度进行平均处理，获取所述线条成像图的平均线条粗糙度，根据所述平均线条粗糙度绘制像素值与线条粗糙度的关系曲线；

若N小于3，选择所述待测图像区域中具有长度不小于500nm的区域作为待测图形区域，根据所述待测图像区域中的边缘分布曲线计算线条粗糙度，绘制像素值与线条粗糙度的关系曲线。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述对所有所述待测结构的所述线条基准宽度、所述最小线条粗糙度进行数据分析，计算光刻工艺窗口的数值范围包括：

获取线条宽度与聚焦值曲线、线条宽度与曝光能量曲线、线条宽度与曝光能量和聚焦值的工艺窗口数据表格、线条粗糙度与聚焦值曲线、线条粗糙度与曝光能量曲线、线条粗糙度与曝光能量和聚焦值的工艺窗口数据表格中的至少一个，计算光刻工艺窗口的数值范围。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述对所有所述待测结构的所述线条基准宽度、所述最小线条粗糙度进行数据分析，计算光刻工艺窗口的数值范围包括：

确定第一预设区间内的线条宽度对应的第一聚焦值与能量矩阵分布，确定第二预设区间内的线条粗糙度对应的第二聚焦值与能量矩阵分布，以所述第一聚焦值与能量矩阵分布与所述第二聚焦值与能量矩阵分布的交集作为目标工艺窗口。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述第一预设区间为[90％*a，110％*a]，或[92％*a，108％*a]，或[95％*a，105％*a]；

所述第二预设区间为(0，20％*a]，或(0，10％*a]，或(0，5％*a]；

其中，a为线条的目标宽度。

7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述线条粗糙度指线条宽度粗糙度、或线条边缘粗糙度、或间隙宽度粗糙度。

8.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述待测结构包括：

经过光刻之后的光刻胶图形结构，或经过刻蚀转移的中间图形结构或半导体器件图形结构。

9.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述电子束显微镜对不同所述待测结构进行成像时的设置参数相同。