[发明专利]用于确定集成电路器件的尺寸的方法和设备

说明书

为了自动、准确、大批量地表征集成电路器件，本公开提供用于确定集成电路器件的尺寸的方法和设备。该方法包括提供集成电路器件的模板图像，模板图像包括指示模板图像中的位置及待测尺寸的测量工具。该方法还包括基于模板图像和集成电路器件的包括目标结构的待测图像，确定待测图像中的目标结构的位置。此外，该方法包括基于测量工具和待测图像中的目标结构的位置，确定目标结构的尺寸。本公开的实施例可以自动、准确、大批量地测量集成电路器件的尺寸。

技术领域

本公开的实施例总体涉及基于图像的尺寸测量领域，具体涉及用于基于图像来确定集成电路器件的尺寸的方法和设备。

背景技术

目前通用的集成电路关键尺寸的测量方法是通过一种成像设备(如透射电子显微镜TEM、扫描电子显微镜SEM等)捕捉集成电路的图像，然后人工地在图像上针对关键尺寸画线，以确定关键尺寸。这种测量方法工作效率低、耗时长并且测量结果的可重复性差。

此外，需要例如透射电子显微镜对集成电路的横截面切片成像。微小的工艺变化就会影响到最终器件的形貌和尺寸；因而需要大量的切片来反映制造流程。与45nm及以上的生产工艺相比，28nm及以下的工艺所产生的切片图像将呈倍数增长。从而会带来一些关键性的问题：首先人工测量的时间将增长；更重要的是集成电路关键尺寸越小，人工测量的重复性越差，从而影响测量精度。

发明内容

本公开的目的之一即在于克服或者缓解现有技术中所存在的一个或多个技术问题。为了自动、准确、大批量地测量集成电路器件的尺寸，本公开的实施例提供了用于确定集成电路器件的尺寸的方法和设备。

根据本公开的第一方面，提供了用于确定集成电路器件的尺寸的方法。该方法包括提供集成电路器件的模板图像，模板图像包括指示模板图像中的位置及待测尺寸的测量工具。该方法还包括基于模板图像和集成电路器件的包括目标结构的待测图像，确定待测图像中的目标结构的位置。此外，该方法包括基于测量工具和待测图像中的目标结构的位置，确定目标结构的尺寸。本公开的实施例通过图案识别和图像分析，可以自动地测量大批量的集成电路器件的尺寸，并且可重复性高。

根据第一方面的实施例，测量工具包括但不限于以下中的一个或多个：界面分割线，通过直线段来指示界面的位置；界面刻度尺，通过直线段来指示界面的位置，并且通过直线段的端点来指示界面的边缘的位置，从而通过直线段的两个端点之间的距离来指示界面的宽度，作为待测尺寸；自由刻度尺，通过直线段的端点来指示区域的边缘的位置，从而通过直线段的两个端点之间的距离来指示区域的宽度，作为待测尺寸；量角器，通过成角度的两条直线段来指示角结构的位置，从而通过两条直线段的夹角来指示角结构的角度，作为待测尺寸；特征区域，指示由几何框包围的区域的位置；以及特征点，通过几何点来指示点的位置。借助于各种测量工具，在将模板图像与待测图像配准之后，可以迅速地找到目标结构上待测量的兴趣特征，使得灰度分析变得有针对性，从而节省测量时间并且提高测量准确性。

根据第一方面的实施例，模板图像还包括自定义测量参数，用于组合测量工具中的两个或更多个测量工具，从而指示待测尺寸。从而可以基于由组合的两个或更多个测量工具所指示的位置来确定目标结构的尺寸，以便测量多种多样的尺寸。

根据第一方面的实施例，确定待测图像中的目标结构的位置包括：使用模板图像扫描待测图像，并且计算模板图像与待测图像之间的作为位置和灰度的函数的相关因子；以及响应于相关因子的最大值大于或等于阈值，最大值的位置被确定为待测图像中的目标结构的位置。通过这种方式，可以实现模板图像与待测图像之间的图像配准，以便于确定目标结构的位置。

根据第一方面的实施例，确定待测图像中的目标结构的位置还包括：响应于相关因子的最大值大于或等于阈值，以最大值的位置为中心、模板图像的尺寸范围的区域内的相关因子的值被设置为0，以便确定其它目标结构的位置。通过将已找到的目标结构的相关因子的值设置为0，可以便于寻找其余目标结构。

根据第一方面的实施例，该方法还包括响应于相关因子的最大值小于阈值，更换模板图像。