[发明专利]一种CDSEM图像处理方法及其装置

说明书

本发明提供了CDSEM图像处理方法，用于确定CDSEM机台拍摄的待量测图形的图像的测量范围，所述CDSEM图像处理方法包括：基于所述待量测图形的图像得到第一灰度图；对所述第一灰度图作傅里叶变换以得到对应的第一频谱分布；滤除所述第一频谱分布中纵坐标绝对值大于预设阈值的频谱分量以得到第二频谱分布，所述预设阈值与背景噪点和SRAF曝光显影的信号频率有关；以及基于所述第二频谱分布来确定所述测量范围。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺领域，尤其涉及一种CDSEM图像处理方法及其装置。

背景技术

随着半导体制造技术的发展，关键尺寸(Critical Dimension，CD)越来越小。为保证光刻尺寸的准确性，晶圆在黄光区经过曝光显影以后，带有光刻胶图形的晶圆需要在关键尺寸扫描电子显微镜(Critical Dimension Scanning Electronic Microscope，CDSEM)机台上测量CD尺寸，然后确认尺寸差值，从而了解光刻曝光的准确性。

曝光后图形的量测，尤其是一维图形的量测，是半导体制造领域的重要环节之一。例如在工艺流程开发初期，测量焦距-能量矩阵(Focus-Energy Matrix, FEM)在曝光条件下晶圆上的图形数据不仅能检查光刻工艺窗口，还可确定最佳曝光条件，包含最佳的焦距(Focus)和能量(Dose)，是半导体先进工艺制程中的重要步骤。

通常，最佳曝光能量是根据一维密集型图形计算得出，常见图形包含多线形的宽度或多槽形的间距。因此，多线形/槽形图形量测的准确性与成功率都至关重要。

在用CDSEM机台量测图形时，CDSEM机台首先会拍摄待量测图形的照片，接着会用标记(Marker)框选出需要测量的范围，最后在框选出的图片中进行量测。如图1所示，图1中实线框即为标记框选出的测量范围，测量范围内的实线为测量范围的中心线，测量范围内的虚线框为边缘位置。

量测的结果受标记选取范围的影响。标记的设定方式有两种，一种是手动放置在某一位置，另一种是根据设计版图的图形放置。在实际量测中，标记的位置会偏离所需量测图形的范围。这种偏移的成因一般有两点：1.亚分辨图形(Sub-Resolution AssistantFeature,SRAF)曝光显影的干扰；2.图片的背景噪点过强。这两种因素都会影响CDSEM量测的成功率，使量测数据不够准确或量测效率降低。

为解决上述问题，本发明提出一种CDSEM图像处理方法，能够去除待量测图形中SRAF曝光显影和背景噪点的干扰，并自动确定测量范围。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种CDSEM图像处理方法，用于确定 CDSEM机台拍摄的待量测图形的照片的测量范围，所述CDSEM图像处理方法包括：将所述待量测图形转换为灰度图以得到第一灰度图；对所述第一灰度图作傅里叶变换以得到对应的第一频谱分布；滤除所述第一频谱分布中纵坐标绝对值大于预设阈值的频谱分量以得到第二频谱分布；以及基于所述第二频谱分布来确定所述测量范围。

在一实施例中，所述滤除第一频谱分布中的背景噪点和SRAF曝光显影以得到第二频谱分布包括：滤除所述第一频谱分布中纵坐标绝对值大于预设低频频谱阈值的频谱分量以得到所述第二频谱分布。

在一实施例中，所述基于第二频谱分布来确定测量范围包括：基于所述第二频谱分布的低频分量来确定所述测量范围的中心位置；基于所述中心位置以及所述第二频谱分布的高频分量来确定所述测量范围的两条边缘；以及基于所述中心位置和两条边缘确定所述测量范围。