[發明專利]一種光刻膠形貌的三維重建方法

在審

• 申請號: 202011401381.6
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112419486A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 曾輝;劉習軍
• 申請（專利權）人: 廣州粵芯半導體技術有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發明提供了一種光刻膠形貌的三維重建方法，本發明通過無損測量方式獲得所述采集區域的光刻膠線條在第一傾角下的第一二維圖像使得其無需破壞晶圓進行制樣，消除了樣品的成本，還使得其不會出現由于切片造成的光刻膠圖形出現移位、拉伸、改變原本形貌等問題，從而提高了測量精度，同時，在獲取第一二維圖像和第二二維圖像時，均通過機器自動完成，無需通過人工操作，因此不存在人員測量差異，還降低了人工的成本。并通過本發明的方法使得重建的所述采集區域的光刻膠線條的三維圖像的過程通過軟件實現，其也是機器自動完成，無需通過人工操作，大幅度縮短檢測周期，加快了工藝研發進度。

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝領域，特別是涉及一種光刻膠形貌的三維重建方法。

背景技術

光刻(photolithography)工藝是半導體器件制造工藝中的一個重要步驟，該步驟利用曝光和顯影在光刻膠上刻畫幾何圖形結構，然后通過刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉移到所在襯底上。光刻膠線條的側壁傾角、駐波、頂部圓角(top-rounding)與底部圓角(footing)是光刻工藝性能的四大重要評價指標，而他們均可以通過光刻膠線條的側壁形貌表現出來。

通常獲取光刻膠線條形貌的方法為：首先，制備具有光刻膠線條的晶圓樣品，其中，所述光刻膠線條是光刻膠層經過光刻工藝后得到的；接著，切片處理所述晶圓樣品，以獲取具有光刻膠線條的切片；接著，通過電子顯微鏡掃描所述光刻膠線條的切片，以獲取光刻膠線條的側壁形貌；接著，定量測量光刻膠線條的側壁傾角、駐波、頂部圓角與底部圓角等數據，以確認光刻工藝性能。然而，該方法存在以下問題：

a、上述方法屬于有損測量，其需要破壞晶圓進行制樣，且單個切片樣品只能觀察單個圖形的單個截面，使得單次測量成本較高；

b、在制樣過程中，容易出現光刻膠線條出現移位、拉伸、改變原本形貌等問題，從而降低了測量精度；

c、電子顯微鏡掃描在掃描所述光刻膠切片時，掃描樣品質量依賴檢測工程師的操作技能，因此，存在人員測量誤差；

d、測量周期長，一般需要一天才能反饋結果，拉長光刻工藝研發周期。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種光刻膠形貌的三維重建方法，包括以下步驟：

提供一半導體襯底，所述半導體襯底上形成有多個光刻膠線條，所述半導體襯底置于承載平臺上，且所述半導體襯底包括采集區域，所述采集區域包括至少一條光刻膠線條；

通過無損測量方式獲得所述采集區域的光刻膠線條在第一傾角下的第一二維圖像，以及在第二傾角下的第二二維圖像，

其中，所述第一傾角的角度與第二傾角的角度不同；

獲取所述第一二維圖像的第一圖像灰度值和所述第二二維圖像的第二圖像灰度值，并通過所述第一圖像灰度值和第二圖像灰度值獲得需重建三維圖像中的二維圖像數據；

經過所述二維圖像數據計算需重建三維圖像的每個像素點的角度，以重建所述采集區域的光刻膠線條的三維圖像。

可選的，所述無損測量方式包括微距測量掃描式電子顯微鏡測量方式。

進一步的，獲取所述第一二維圖像的第一圖像灰度值和所述第二二維圖像的第二圖像灰度值包括：

通過計算機讀取并進行濾波處理所述第一二維圖像，以獲得第一圖像灰度值；

通過計算機讀取并進行濾波處理所述第二二維圖像，以獲得第二圖像灰度值。

進一步的，所述第一圖像灰度值由所述第一二維圖像中的光刻膠線條的所有像素點的像素灰度值組成。

進一步的，所述第二圖像灰度值由所述第二二維圖像中的光刻膠線條的所有像素點的像素灰度值組成。