[发明专利]用于测量多层结构的层之间叠对的技术

说明书

一种用于确定多层结构的层之间叠对的方法，该方法可包含以下步骤：得到代表多层结构的给定影像、得到用于多层结构的层的预期影像、提供多层结构的结合的预期影像为所述层的预期影像的结合、执行给定影像相对于结合的预期影像的配准、及提供给定影像的分割从而产生分割的影像和所述多层结构的层的图像。所述方法可进一步包含以下步骤：通过一起处理多层结构的任何两个选择的层的图像和所述两个选择的层的预期影像来确定所述两个选择的层之间的叠对。

本申请是申请日为2016年07月06日、申请号为201680047092.6、发明名称为“用于测量多层结构的层之间叠对的技术”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及通过分析表示多层结构的影像来确定此类结构的层之间叠对(overlay)的技术。举例而言，本发明涉及现代集成电路的自动检查，现代集成电路构成了具有由光刻产生的多层的微小型半导体结构。更确切地说，本发明涉及需要利用扫描电子显微镜(SEM)来得到代表影像的叠对评价技术。

背景技术

众多技术领域可建议复杂多层物理实体的实例。可通过分析实体的可用影像来研究此类实体的内部结构。可在现代3D半导体结构以及地球物理、生物、医药、诸如计算机断层摄影的医疗设备技术等的检查中发现此类分析的实例。可通过在对应领域中被利用的各种技术得到要被分析的影像。

本专利申请案将使用来自现代多层半导体结构的检测领域的示例来描述所提及的技术。

感兴趣的现代多层半导体结构已达到这些现代多层半导体结构无法通过光学显微镜而以所需的准确率及分辨率来被检查的微型化级别(目前节点尺度达到约7-10nm)，因为光学显微镜所提供的信息是处理视觉影像的结果。对于此类现代结构来说，有一种应用复杂的、基于模式的用于处理目测所得到的数据的分析方法的理论上的选择。

替代的、更实用的选择是利用涉及具有比光学显微镜高的分辨率的工具的技术。

在半导体晶片的检查中经常使用此类工具(例如扫描电子显微镜(SEM))。可在微电子器件的生产中使用SEM以检测缺陷及将缺陷分类，以提供复杂的处理控制等。然而，SEM影像包含丰富细节，该丰富细节必须被正确地解释以辨识出现在每张影像中的结构，以将结构与其他特征区别开并估计它们的相对座标。

为了继续描述，已于下文介绍一些广泛性的定义，这些定义对于了解问题及将于下文描述的示例性解决方案来说是重要的。

三维集成电路(3D IC)–通过堆叠硅晶片和/或裸片及使用硅穿孔(TSV)来垂直互连这些硅晶片和/或裸片而使得这些硅晶片和/或裸片表现为单一器件所制造的集成电路。在本说明书中，谈论使用制造厂工艺通过一层(裸片)到另一层(裸片)上地逐渐沉积多层(裸片)所制造的3D IC。3D IC是多层结构的一较佳示例。

SEM–扫描电子显微镜，使用该扫描电子显微镜以将3D IC暴露至初级电子束、收集关于响应电子束或来自3D IC的多层的散射电子的数据及通过对收集的数据应用计算机处理而进一步重建多层的结合的SEM影像。

可用影像或给定影像–表示真实多层结构的影像；SEM影像–可用/给定影像的示例。

CD SEM–临界尺寸扫描电子显微镜，所述临界尺寸扫描电子显微镜可应用至具有从约3000nm至约7nm尺寸的范围广泛的节点中。CD-SEM通过利用更精密的电子光学元件和更先进的影像处理来实现高分辨率、高产量、高灵敏度及高再现性。

预期影像–要在多层结构的特定层中构造和/或发现的一或多个特定细节/特征/结构的影像。举例而言，预期影像可为设计影像，例如通过使用 CAD(计算机辅助设计)工具而产生的用于设计特定层的特征的CAD-影像。预期影像可以是设计影像，所述设计影像经模拟以便在根据设计制造真实物体后看起来更接近该真实物体。

结合的预期影像–在考虑到多层结构的层和元素的可见性的情况下，通过结合多层结构的层的预期影像所得到的影像。