申请/专利权人：三星电子株式会社

申请日：2019-01-11

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN110060936B

主分类号：H01L21/66

分类号：H01L21/66;G01B15/00;G01B15/02;G01B15/04

优先权：["20180119 KR 10-2018-0007239"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2020.12.08#实质审查的生效;2019.07.26#公开

摘要：提供了一种晶圆测量设备、一种晶圆测量系统以及一种制造半导体装置的方法。用于测量形成在晶圆上的第一测量目标的可测量特性的晶圆测量系统包括存储器和处理器。存储器配置为存储晶圆的图像、均包括至少一条线的多个模板以及测量程序。处理器可访问存储器并且配置为执行包括在测量程序中的多个模块。模块包括：模板选择模块，配置为接收模板，并且选择与第一测量目标的形状对应的测量模板；模板匹配模块，配置为将测量模板与第一测量目标进行匹配；测量模块，配置为基于测量模板的位置信息来测量第一测量目标的可测量特性。

主权项：1.一种用于测量形成在晶圆上的第一测量目标的可测量特性的晶圆测量系统，所述晶圆测量系统包括：存储器，配置为存储晶圆的图像、均包括至少一条线的多个模板以及测量程序；以及处理器，可访问存储器并且配置为执行包括在测量程序中的多个模块，其中，所述多个模块包括：模板选择模块，配置为接收所述多个模板，并且选择所述多个模板之中的与第一测量目标的形状对应的测量模板；模板匹配模块，配置为将测量模板与第一测量目标进行匹配；测量模块，配置为基于测量模板的位置信息来测量第一测量目标的可测量特性，其中，测量模板包括：边界线，用于确定测量模板是否与第一测量目标的边界一致；以及测量线，用于测量第一测量目标的可测量特性，并且其中，模板匹配模块被配置为检测第一测量目标的边界，基于第一测量目标的边界改变测量模板的边界线和测量线以改变测量模板的尺寸。

全文数据：晶圆测量设备、晶圆测量系统以及制造半导体装置的方法本专利申请要求于2018年1月19日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0007239号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。技术领域本公开涉及一种晶圆测量系统和一种制造半导体装置的方法。更具体地，本公开涉及一种用于测量形成在晶圆上的测量目标的可测量特性的晶圆测量系统，以及一种使用测量的数据来制造半导体装置的方法。背景技术通常，为了通过一系列半导体装置制造工艺生产最终的半导体装置，需要执行若干单元工艺。因此，为了满足高水平的精度，在半导体生产线上布置了多个半导体制造设备例如，CVD设备、溅射设备、蚀刻设备、测量设备等。这些半导体制造设备按计划的工艺顺序进行半导体制造工艺。为了管理执行各种工艺的半导体加工设备的工艺效率，需要有效地测量形成在晶圆上的图案的技术。发明内容本公开中描述的发明构思可以用于提供一种用来精确地且快速地测量形成在晶圆上的测量目标的可测量特性的晶圆测量系统以及一种使用其制造半导体装置的方法。根据本公开的一方面，一种用于测量形成在晶圆上的第一测量目标的可测量特性的晶圆测量系统包括存储器和处理器。存储器配置为存储晶圆的图像、均包括至少一条线的多个模板以及测量程序。处理器可访问存储器并且配置为执行包括在测量程序中的多个模块。模块包括：模板选择模块，配置为接收模板，并且选择与第一测量目标的形状对应的测量模板；模板匹配模块，配置为将测量模板与第一测量目标进行匹配；测量模块，配置为基于测量模板的位置信息来测量第一测量目标的可测量特性。根据本公开的另一方面，一种制造半导体装置的方法包括：通过处理器测量形成在晶圆上的至少一个测量目标的可测量特性；并且基于测量的结果制造半导体装置。所述至少一个测量目标的可测量特性的测量包括：获得晶圆的图像和多个模板；在图像中设定第一测量目标区域，所述第一测量目标区域包括来自所述至少一个测量目标中的第一测量目标。可测量特性的测量还包括：选择与第一测量目标对应的测量模板；将选择的测量模板与第一测量目标区域中的第一测量目标进行匹配；以及基于测量模板的位置信息来测量第一测量目标的可测量特性。根据本公开的另一方面，一种用于测量形成在晶圆上的第一测量目标的可测量特性的测量装置包括存储器、处理器和输出单元。存储器配置为存储晶圆的图像、均包括至少一条线的多个模板以及测量程序。处理器可访问存储器并且配置为执行包括在测量程序中的多个模块。输出单元配置为输出对可测量特性进行测量的处理的结果。模块包括：模板选择模块，配置为接收模板并且选择与测量目标的形状对应的测量模板；模板匹配模块，配置为将测量模板与测量目标进行匹配；以及测量模块，配置为基于测量模板的位置信息来测量测量目标的可测量特性。附图说明通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的示例实施例，在附图中：图1是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的框图。图2是示出根据本公开的实施例的包括在测量程序中的用于测量测量目标的规格可测量特性的模块的框图。图3是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的流程图。图4是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的流程图。图5A至图5D示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的图。图6是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的流程图。图7是示出根据本公开的实施例的通过晶圆测量系统来测量测量目标的规格可测量特性的操作的图。图8是示出根据本公开的实施例的包括在测量程序中的用于测量测量目标的规格可测量特性的模块的框图。图9是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的流程图。图10是示出根据本公开的实施例的制造半导体装置的方法的流程图。具体实施方式图1是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的框图。根据实施例，图1的晶圆测量系统10是基于计算机的晶圆测量系统，其可以是接收各种种类的用于执行操作的信息以测量规格可测量特性并输出测量结果的计算系统。图1的晶圆测量系统10可被实现为单个测量系统。本公开中的术语“晶圆”表示半导体制造工艺中的晶圆或者对其完成了半导体制造工艺的晶圆。也就是说，晶圆可以包括可以在基底上形成的一个或更多个各种层例如，抗蚀剂层、绝缘层、导电层等。术语“规格”可以表示形成在晶圆上的结构的几何性质，因此可以表示形成在晶圆上的可测量的目标的一种或更多种可测量特性。可测量特性包括例如沉积的层的厚度、均匀性、电特性、光学特性等。因此，如在此描述的形成在晶圆上的结构的可测量特性可以包括例如几何特性、形状特性、物理特性、有形特性、可见特性。晶圆测量系统10可以包括处理器100、存储器200、输入单元300和输出单元400。处理器100、存储器200、输入单元300和输出单元400可以通过总线彼此连接，处理器100可以控制存储器200、输入单元300和输出单元400。如在此描述的处理器100是有形的且非暂时性的。如在此使用的，术语“非暂时性”将不被解释为状态的永久特性，而被解释为将持续一段时间的状态的特性。术语“非暂时性”明确地否定诸如载波或信号的特性或者在任意时间任意地点仅暂时存在的其他形式的短暂的特性。处理器100是一件制品和或机器组件。处理器100被配置为执行软件指令以执行如在这里的各种实施例中描述的功能。处理器100可以是通用处理器或者可以是专用集成电路ASIC的一部分。处理器100也可以是微处理器、微计算机、处理器芯片、控制器、微控制器、数字信号处理器DSP、状态机或可编程逻辑装置。处理器100也可以是包括诸如现场可编程门阵列FPGA的可编程门阵列PGA的逻辑电路或者包括离散的门和或晶体管逻辑的其他类型的电路。此外，在此描述的任意处理器100可以包括多处理器、并行处理器或它们两者。多处理器可以包括在单个装置或多个装置中或者结合到单个装置或多个装置。处理器100可以执行与形成在晶圆上的测量目标的规格测量操作相关的各种处理操作。处理器100可以通过执行存储在存储器200中的控制程序来执行与本公开的实施例相关的各种操作。在实施例中，测量程序210存储在存储器200中，并且处理器100可以通过执行存储在存储器200中的测量程序210来测量形成在晶圆上的测量目标的规格。所述规格可以包括在与晶圆平行的方向上的水平宽度、在与平行于晶圆的方向垂直的方向上的深度等。例如，所述规格可以包括形成在晶圆中的晶体管的栅极线的宽度、沉积的层的厚度等。存储器200可以存储在处理器100的处理操作中使用的各种类型的信息。例如，存储器200可以存储用于测量测量目标的规格的晶圆的图像。存储器200还可以存储由处理器100使用的用于测量测量目标的规格的多个模板。存储器200还可以存储各种处理操作结果。例如，存储器200可以存储处理器100执行测量程序210的结果。存储器200可以包括各种半导体存储器、硬盘等。存储器200可被实现为易失性存储器或包括闪存的非易失性存储器。输入单元300配置为由用户操作，并且可以包括例如键盘、操作面板或各种数据读取装置。输入单元300可以接收用于测量规格的晶圆的图像。晶圆的图像可以存储在存储器200中。输出单元400可以包括监视器、打印机和写装置。可以通过输出单元400向用户提供根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作和操作结果。在实施例中，当输出单元400为显示装置时，为了用户方便，可以以不同的颜色显示用于确定测量模板是否与测量目标的边界一致的边界线以及用于测量测量目标的规格的测量线。另外，可以以不同的颜色显示与晶圆的主表面垂直的测量线以及与晶圆的主表面平行的测量线。然而，测量线不限于以不同的颜色显示，而是可以显示为不同类型的线或不同粗细的线。例如，可以将与晶圆的主表面垂直的线显示为直线，并且将与晶圆的主表面水平的线显示为虚线。根据本公开的实施例的晶圆测量系统可以通过使用先前存储在存储器200中的多个模板或者单独生成与测量目标区域对应的模板来测量测量目标的规格。由于可以使用模板重复测量具有基本相同结构的不同测量目标的规格，因此，可以减少测量所需的时间。图2是示出根据本公开的实施例的包括在测量程序中的用于测量测量目标的规格的模块的框图。图3是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的流程图。将参照图2描述根据本公开的在图1中示出的实施例的具体操作。参照图1至图3，测量程序210可以包括模板选择模块211、模板匹配模块213和测量模块215。模板选择模块211、模板匹配模块213和测量模块215中的每个可被实现为由处理器100可执行的程序。处理器100可以通过执行多个模块来测量测量目标的规格。在操作S10中，晶圆测量系统10可以获得晶圆的图像D10。晶圆的图像D10可以是扫描电子显微镜SEM图像或透射电子显微镜TEM图像。然而，根据本公开的实施例的晶圆测量系统10并非仅对SEM图像或TEM图像来执行规格测量操作。而是，可将表示形成在晶圆上的图案的各种图像用于规格测量操作。可以将获得的晶圆的图像D10存储在存储器200中。可以将多个模板D20和存储在存储器200中的晶圆的图像D10提供给测量程序210。在操作S20中，晶圆测量系统10可以在晶圆的图像D10中设定第一测量目标区域。第一测量目标区域可以表示包括测量目标的区域，晶圆测量系统10对测量目标执行规格测量操作。第一测量目标区域可以包括至少一个测量目标。在实施例中，随着用户在第一测量目标区域中选择测量目标区域，晶圆测量系统10可以接收来自外部的测量目标区域选择信号并选择测量目标区域。在实施例中，晶圆测量系统10可以基于对其执行规格测量操作的其他测量目标区域的位置信息设定第一测量目标区域。多个模板D20可以分别包括作为用于测量形成在晶圆上的图案的规格的参考的线。例如，模板D20中的每个可以包括边界线和测量线。边界线用于确定模板D20是否与测量目标的边界一致，测量线用于测量测量目标的规格。处理器100可以通过测量包括在模板D20的每个中的测量线的长度来测量测量目标的与模板D20中的每个对应的规格。在此，处理器100可以基于包括在模板D20的每个中的测量线的位置信息来测量测量线的长度。然而，在根据本公开的实施例的晶圆测量系统10中存储的模板D20中的每个可以仅包括测量线。在操作S30中，处理器100可以通过执行模板选择模块211来从模板D20中选择与第一测量目标区域的测量目标对应的测量模板。例如，当测量形成在晶圆上的晶体管的栅极线的宽度时，可以选择与栅极线的宽度的形状对应的测量模板。相似地，当测量与晶体管的源区漏区接触的接触塞的剖面的宽度时，可以选择与接触塞的形状对应的测量模板。因此，选择可以对应于测量目标的期望类型、测量目标的期望形状、测量目标的期望尺寸或者甚至仅是测量目标的多个不同期望尺寸和或形状例如，宽度中的一个。可以采用选择意为基于期望类型、期望形状、期望尺寸和或其他信息从例如测量模板的库中识别测量模板。然而，本公开不限于将存储在存储器200中的模板D20提供给测量程序210的情况。当模板D20中没有与晶圆的图像D10的测量目标对应的模板时，测量程序210可以单独生成与晶圆的图像D10的测量目标对应的模板。随后将在下面参照图8和图9描述生成模板的情况。当在操作S30中选择了测量模板时，之后在操作S40中，处理器100可以执行模板匹配模块213以将选择的测量模板与晶圆的图像D10的测量目标进行匹配。测量模板与测量目标的匹配可以意为将测量模板与测量目标的边界进行匹配，并且可以相应地改变测量模板的尺寸。例如，模板匹配模块213可以将选择的测量模板的边界线与测量目标的边界进行匹配，并且也可以随着边界线的改变而改变测量线。匹配可以涉及在视觉上使边界线与边界对齐，并且可以包括分析单个像素以精确地识别并确认边界。随后将参照图4描述匹配测量模板的操作S40。在操作S50中，处理器100可以基于与测量目标匹配的测量模板通过执行测量模块215来测量测量目标的规格，并且可以输出测得的数据D100。在实施例中，可以基于关于测量模板的位置坐标的信息来测量测量目标的规格。例如，可以通过测量在测量模板中包括的多条线的至少一部分例如，测量线的长度来测量测量目标的规格。可以基于测量线的位置坐标计算测量线的长度。在获得晶圆的图像D10之后，当用户针对每幅图像选择测量目标并通过鼠标拖拽来手动测量测量目标的规格时，用户凭肉眼确定测量目标的边界。因此，当重复测量具有基本相同形状的不同测量目标的规格时，可以每次不同地确定测量目标的边界。同时，根据本公开的晶圆测量系统10选择测量模板并且在将测量目标的边界与测量模板的边界进行匹配之后测量测量模板的测量线的长度。因此，当重复测量具有基本相同形状的不同测量目标的规格时，可以改善测量准确度。此外，由于可以自动测量测量目标的规格，因此，可以减少测量所需的时间。图4是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的流程图，并且解释图3中的匹配操作S40。参照图2和图4，在操作S40中，处理器可以通过执行模板匹配模块213来将测量模板与晶圆的图像D10的测量目标进行匹配。在操作S41中，处理器可以通过执行模板匹配模块213来检测测量目标的边界。在操作S43中，处理器可以基于测量目标的被检测到的边界来改变测量模板。可以使用晶圆的图像D10的灰度级来执行检测测量目标的边界的操作S41。晶圆的图像D10可以是灰度图像。模板匹配模块213可以从灰度图像检测包含边缘成分的像素。边缘表示图像内部的区域的边界并且表示像素亮度的不连续的点。与边缘对应的像素的检测被称作边缘检测，并且可以通过微分运算数学上地执行边缘检测。例如，处理器可以执行模板匹配模块213以从左至右和或从右至左地对灰度图像的灰度级执行微分运算。处理器可将微分值的绝对值等于或大于特定值的像素确定为边缘。可选择地，处理器可以执行模板匹配模块213以从顶部到底部和或从底部到顶部地对灰度图像的灰度级执行微分运算。处理器可以将微分值的绝对值等于或大于特定值的像素确定为边缘。为了清楚，在操作S41测量目标的边界的检测可以涉及检测形成例如线段的多个像素。也可以多次执行在操作S41测量目标的边界的检测以检测均由多个像素形成的多条线段。线段可以在端部处连接以形成测量目标的整体形状，诸如测量目标的整体轮廓或外部形状。此外，可以使用测量模板的位置信息来执行在操作S41测量目标的边界的检测。例如，可以获得并使用测量模板的位置信息以从测量模板布置的位置在预定的特定范围内执行边缘检测操作。换言之，可以基于位置信息诸如，通过在特定区域或特定范围内检验位于边缘中的像素来执行在操作S41测量目标的边界的检测。检测因此可以是对齐的形式，尽管边缘像素并因此边缘的识别有时将至少涉及检验不是边缘的一部分的像素并确定这些像素不是边缘的一部分。此外，可以在操作S41测量目标的检测之前或者作为操作S41的测量目标的检测的一部分诸如，通过旋转测量模板、竖直地和或水平地移动测量模板或其他方式将测量模板与测量目标对齐以限制处理中待评估的像素的数量。在操作S43中，处理器可以执行模板匹配模块213以改变测量模板使得测量模板的边界线与测量目标的边界一致。因此，可以改变测量模板的尺寸。由于测量模板的边界线改变了，因此也可以改变测量模板的测量线。图5A至图5D是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的图。参照图3至图5A，在操作S10中，晶圆测量系统例如，图1的10可以获得晶圆的图像IM。在实施例中，晶圆的图像IM可以是SEM图像或TEM图像。尽管图5A中示出的晶圆的图像IM等是在与晶圆的主表面垂直的方向上的图像，但是经受根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的图像不限于竖直方向上的图像。在操作S20中，可以在晶圆的图像IM中设定第一测量目标区域MA_1。可以由用户设定第一测量目标区域MA_1，或者可以基于晶圆测量系统已经对其执行了规格测量操作的其他测量目标区域的位置信息或在所述其他测量目标区域中包括的图案的形状来设定第一测量目标区域MA_1。晶圆的图像IM的第一测量目标区域MA_1中可以包括至少一个测量目标。例如，第一测量目标区域MA_1可以包括第一测量目标M1和第二测量目标M2。第一测量目标M1和第二测量目标M2可以形成第一测量目标组MG1。在附图中，第一测量目标M1是与鳍式场效应晶体管FinFET的源区漏区接触的接触塞，第二测量目标M2是FinFET的栅极结构。然而，这仅是为了解释的方便，根据本公开的实施例不限于此。在实施例中，可以基于在晶圆的图像IM中重复形成的结构来设定第一测量目标区域MA_1。例如，由于在图5A中重复形成一个接触塞和一个栅极结构，因此，可以将第一测量目标区域MA_1设定为包括一个接触塞和一个栅极结构。然而，在此描述的多个测量目标区域不限于此，可以将第一测量目标区域MA_1设定得更宽以使其包括两个接触塞和两个栅极结构。晶圆测量系统可以以第一测量目标组MG1为单位来测量测量目标的规格。也就是说，晶圆测量系统可以在测量第一测量目标组MG1中包括的至少一个测量目标的规格之后，测量其他测量目标组中包括的至少一个测量目标的规格。多个测量目标中的具有基本相同形状的测量目标可以被包括在不同的测量目标组中，因此可以顺序地测量规格。参照图3和图5B，在操作S30中，可以从存储在存储器中的多个模板选择与第一测量目标M1对应的第一测量模板T1和与第二测量目标M2对应的第二测量模板T2。第一测量模板T1可以包括用于确定第一测量模板T1是否与第一测量目标M1的边界一致的第一边界线TB1以及用于测量第一测量目标M1的规格的第一测量线TM1。第一测量线TM1的两端可以形成为与第一边界线TB1接触。在图5B中，第一测量线TM1包括用于测量水平方向上的宽度的两条线，但是在此描述的多条测量线不限于此。第一测量线TM1可以根据将在第一测量目标M1中测量的规格来改变。另外，图5B示出了包括第一边界线TB1和第一测量线TM1两者的第一测量模板T1。然而，在此描述的多个测量模板不限于此。第一测量模板T1可以仅包括第一测量线TM1。当输出单元例如，图1中的400是显示装置时，可以以不同的颜色显示第一边界线TB1和第一测量线TM1。第二测量模板T2可以包括用于确定第二测量模板T2是否与第二测量目标M2的边界一致的第二边界线TB2以及用于测量第二测量目标M2的规格的第二测量线TM2。第二测量线TM2的两端可以形成为与第二边界线TB2接触。在图5B中，第二测量线TM2包括用于测量横向方向上的宽度和纵向方向上的深度的两条线，但是在此描述的多条测量线不限于此。第二测量线TM2可以根据将在第二测量目标M2中测量的规格而改变。另外，图5B示出了第二测量模板T2包括第二边界线TB2和第二测量线TM2两者。然而，在此描述的多个测量模板不限于此。第二测量模板T2可以仅包括第二测量线TM2。参照图4和图5C，可以将第一测量模板T1和第二测量模板T2分别布置在第一测量目标M1和第二测量目标M2上。用户可以直接移动第一测量模板T1和第二测量模板T2，但是在此描述的测量模板的布置不限于此。基于另一测量目标区域中包括的已经对其执行了规格测量操作并且具有与第一测量目标M1和第二测量目标M2基本相同的形状的其他测量目标的位置信息，可以将第一测量模板T1和第二测量模板T2分别布置在第一测量目标M1和第二测量目标M2上。在操作S41中，可以检测第一测量目标M1与第二测量目标M2之间的边界。还可以包括在特定的范围内从第一测量目标M1上的第一测量模板T1的第一边界线TB1和第二测量目标M2上的第二测量模板T2的第二边界线TB2检测第一测量目标M1与第二测量目标M2之间的边界的操作。在操作S43中，可以改变第一边界线TB1使其与第一测量目标M1的被检测到的边界一致，并且可以改变第二边界线TB2使其与第二测量目标M2的边界一致。由于第一边界线TB1和第二边界线TB2改变了，因此也可以改变第一测量线TM1和第二测量线TM2。当第一测量模板T1和第二测量模板T2包括第一测量线TM1和第二测量线TM2但不包括第一边界线TB1和第二边界线TB2时，可以改变第一测量线TM1和第二测量线TM2使得第一测量线TM1和第二测量线TM2的两端分别与第一测量目标M1和第二测量目标M2的边界相接触。参照图3和图5D，在操作S50中，可以通过测量第一测量线TM1和第二测量线TM2的长度来测量第一测量目标M1和第二测量目标M2的规格。例如，在图5D中，测量第一测量线TM1的长度，从而可测得第一测量目标M1的第一宽度CD1为a[nm]，并且可测得第一测量目标M1的第二宽度CD2为b[nm]。另外，测量第二测量线TM2的长度，从而可测得第二测量目标M2的第三宽度CD3为c[nm]，并且可测得第二测量目标M2的第一深度Depth1为d[nm]。图6是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的流程图，并解释图3中的测量测量目标的规格的操作S50之后的操作。图7示出了根据本公开的实施例的通过晶圆测量系统来测量测量目标的规格的操作的图。图7是沿与晶圆的主表面垂直的方向的图像。参照图6和图7，在操作S60中，处理器可以在晶圆的图像IM中设定在第一测量目标区域MA_1之后的第二测量目标区域MA_2。第二测量目标区域MA_2可以由用户设定或者可以通过基于晶圆测量系统对其执行了规格测量操作的第一测量目标区域MA_1的位置信息来推导第二测量目标区域MA_2的位置信息来设定。第一测量目标区域MA_1和第二测量目标区域MA_2可以彼此相邻。在附图中，第二测量目标区域MA_2被设定在其上设定有第一测量目标区域的晶圆的图像IM中，但是第二测量目标区域MA_2可以被设定在另一晶圆的图像中。可以在晶圆的图像IM的第二测量目标区域MA_2中包括至少一个测量目标。例如，第二测量目标区域MA_2可以包括第三测量目标M3和第四测量目标M4。第三测量目标M3和第四测量目标M4可以形成第二测量目标组MG2。第三测量目标M3可以具有与第一测量目标M1基本相同的形状，第四测量目标M4可以具有与第二测量目标M2基本相同的形状。因此，也可以使用用于测量第一测量目标M1和第二测量目标M2的规格的第一测量模板T1和第二测量模板T2来测量第三测量目标M3和第四测量目标M4的规格。在操作S70中，处理器可以通过执行模板匹配模块将第一测量模板T1和第二测量模板T2与第三测量目标M3和第四测量目标M4进行匹配。图4的匹配操作S40的描述可以应用至匹配操作S70。在操作S80中，基于与第三测量目标M3和第四测量目标M4一致的第一测量模板T1和第二测量模板T2，处理器可以通过执行测量模块来测量第三测量目标M3和第四测量目标M4的规格。当相似的图案重复地形成在晶圆上时，根据本公开的晶圆测量系统可以通过使用选择的测量模板重复地测量图案的规格。因此，可以减少测量规格所用的时间。图8是示出根据本公开的实施例的用于测量测量目标的规格的模块的框图。所述模块包括在测量程序中，并且图8中示出的模块包括模板选择模块。图9是示出根据本公开的实施例的晶圆测量系统的操作的流程图。图9解释图3中的选择测量模板的操作S30。参照图8和图9，模板选择模块211可以包括模板确定模块211_1、测量目标区域识别模块211_2、边界检测模块211_3和模板生成模块211_4。模板确定模块211_1、测量目标区域识别模块211_2、边界检测模块211_3和模板生成模块211_4中的每个可以实现为由处理器100执行的程序。处理器100可以通过执行模板确定模块211_1、测量目标区域识别模块211_2、边界检测模块211_3和模板生成模块211_4来选择与测量目标对应的测量模板D21。如下面描述的，生成测量模板的过程可以包括：在操作S33，设定包括第一测量目标的第一测量目标区域；在操作S35，检测第一测量目标的边界作为被检测到的边界；以及在操作S37，生成包括第一测量目标的被检测到的边界的至少一部分以及用于测量第一测量目标的可测量特性的测量线的测量模板作为生成的测量模板。在操作S31中，处理器可以通过执行模板确定模块211_1来确定存储在存储器中的多个模板中是否存在与测量目标对应的模板。如果存在对应的模板，则模板确定模块211_1从多个模板中选择与测量目标对应的模板，并且可以顺序地执行图3的操作S40和操作S50。如果不存在与测量目标对应的模板，则处理器可以通过顺序地执行测量目标区域识别模块211_2、边界检测模块211_3和模板生成模块211_4来执行生成与测量目标对应的测量模板D21的操作。在操作S33中，处理器可以通过执行测量目标区域识别模块211_2来设定测量目标区域以执行规格测量操作。可以将测量目标区域设定为包括测量目标。如果测量目标区域与第一测量目标区域相同，则可以不执行设定测量目标区域的操作。在操作S35中，处理器可以通过执行边界检测模块211_3来检测包括在测量目标区域中的测量目标的边界作为被检测到的边界。图4的检测测量目标的边界的操作S41的描述可以应用到检测测量目标的边界的操作S35。因此，处理器可以通过执行边界检测模块211_3从左至右、从右至左、从顶部到底部和或从底部到顶部地对晶圆的图像的测量目标区域的灰度级执行差分运算。处理器可以将差分运算的结果等于或大于特定值的点确定为测量目标的边界。在操作S37中，处理器可以通过执行模板生成模块211_4来生成包括测量线的测量模板。处理器可以通过执行模板生成模块211_4来将测量目标的边界的至少一部分生成为边界线。另外，处理器可以通过执行模板生成模块211_4在测量目标处生成表示待测量的规格的测量线。在实施例中，可以由用户直接设定测量线。例如，当在操作S35中检测到测量目标的边界之后，用户在测量目标处选择待测量的部分时，晶圆测量系统可以通过输入单元接收测量线生成信号，并且可以基于测量线生成信号生成测量线。用户可以选择待测量长度的部分，并且可以在选择的部分处生成测量线。在实施例中，可以通过预定规则生成测量线。可以将与用来测量针对每个测量目标的形状的规格的测量点有关的信息存储在存储器中。处理器可以通过基于与测量点有关的信息执行模板生成模块211_4来生成包括形成在测量点处的测量线的测量模板。根据测量模板的测量线相对于晶圆的主表面垂直还是水平，可以在输出单元400中以不同的颜色显示测量线。例如，参照图5D，可以以红色显示测量目标M2的第三宽度CD3，并且可以以蓝色显示第一深度Depth1。然而，测量线不限于以不同的颜色显示，而是可以显示为不同类型的线或不同粗细的线。例如，可以将与晶圆的主表面垂直的线显示为直线，并且可以将与晶圆的主表面水平的线显示为虚线。当在操作S37中生成了与测量目标对应的测量模板时，处理器可以顺序地执行图3中的操作S40和操作S50。可以将生成的测量模板D21存储在晶圆测量系统的存储器中。测量模板D21可以被包括在图2中的模板D20中。如图6和图7中描述的，当规格测量操作用于与上述测量目标具有基本相同的形状的另一测量目标时，晶圆测量系统可以使用生成的测量模板。图10是示出根据本公开的实施例的制造半导体装置的方法的流程图。参照图10，制造半导体装置的方法可以包括测量形成在晶圆上的测量目标的规格的操作S100、将测量规格的结果与目标值进行比较的操作S200以及基于比较的结果制造半导体装置的操作S300。测量测量目标的规格的操作S100可以包括图3的获得晶圆的图像的操作S10、设定第一测量目标区域的操作S20、选择测量模板的操作S30、将测量模板与测量目标进行匹配的操作S40以及测量测量目标的规格的操作S50。测量形成在晶圆上的图案的规格的操作S100还可以包括操作S60、操作S70和操作S80。操作S60是图6中的设定第二测量目标区域的操作。操作S70是将测量模板与第二测量目标区域中的测量目标进行匹配的操作。操作S80是测量第二测量目标区域中的测量目标的规格的操作。如果在将测量规格的结果与目标值进行比较的操作S200中，测量规格的结果满足目标值，则操作可以保持不变，并且可以执行使用已经使用的工艺配方制造半导体装置的操作S300。当满足目标值时，这意味着测量值处于目标值的控制上限UCL和控制下限LCL的范围内。另一方面，当形成在晶圆上的图案的规格的测量结果不满足目标值时，可以执行确定不合规格的原因的操作。不合规格会意味着测量值位于目标值的UCL和LCL的范围之外。确定不合规格的原因的操作可以包括从工艺配方中包括的多个工艺因素例如，温度、压力、工艺时间和工艺气体的浓度中确定导致不合规格的缺陷工艺因素的操作。如果确定了缺陷工艺因素，则可以通过补充所述缺陷工艺因素来创建新的工艺配方。可以基于新的工艺配方来执行制造半导体装置的操作S300。按照根据本公开的实施例的制造半导体装置的方法，减少了用于测量形成在晶圆上的图案的规格的时间，并且改善了精确度，从而可以快速地检测出在制造晶圆时出现的缺陷。因此，可以减少制造半导体装置的时间。如上所述，已经在附图和具体实施方式中示出并描述了实施例。尽管在本公开中使用特定的术语来解释这些实施例，但是特定术语并不意图限制在此描述的发明构思的范围，而是仅用于更好地理解。本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如所附的权利要求限定的在此描述的发明构思的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种变化。因此，本公开的范围不限于本公开的具体实施方式而由所附权利要求限定。

权利要求：1.一种用于测量形成在晶圆上的第一测量目标的可测量特性的晶圆测量系统，所述晶圆测量系统包括：存储器，配置为存储晶圆的图像、均包括至少一条线的多个模板以及测量程序；以及处理器，可访问存储器并且配置为执行包括在测量程序中的多个模块，其中，所述多个模块包括：模板选择模块，配置为接收所述多个模板，并且选择与第一测量目标的形状对应的测量模板；模板匹配模块，配置为将测量模板与第一测量目标进行匹配；测量模块，配置为基于测量模板的位置信息来测量第一测量目标的可测量特性。2.如权利要求1所述的晶圆测量系统，其中，所述模板匹配模块配置为检测第一测量目标的边界并基于第一测量目标的边界改变测量模板。3.如权利要求1所述的晶圆测量系统，所述模板选择模块包括：测量目标区域识别模块，配置为设定图像的包括第一测量目标的测量目标区域；边界检测模块，配置为检测包括在测量目标区域中的第一测量目标的边界；模板生成模块，配置为生成与第一测量目标的形状对应的测量模板。4.如权利要求3所述的晶圆测量系统，其中，由模板生成模块生成的测量模板包括：边界线，用于确定测量模板是否与第一测量目标的边界一致；以及测量线，与第一测量目标的可测量特性对应。5.如权利要求4所述的晶圆测量系统，其中，所述测量模块配置为测量测量线的长度以测量第一测量目标的可测量特性。6.如权利要求1所述的晶圆测量系统，其中，所述晶圆还包括与第一测量目标具有基本相同形状的第二测量目标，模板匹配模块将测量模板与第二测量目标进行匹配，并且测量模块配置为基于测量模板的位置信息来测量第二测量目标的可测量特性。7.如权利要求1所述的晶圆测量系统，其中，测量模板中包括的至少一条线包括在与晶圆的主表面垂直的方向上的直线。8.一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：通过处理器测量形成在晶圆上的至少一个测量目标的可测量特性；并且基于测量的结果制造半导体装置，其中，所述至少一个测量目标的可测量特性的测量包括：获得晶圆的图像和多个模板；在图像中设定第一测量目标区域，所述第一测量目标区域包括来自所述至少一个测量目标中的第一测量目标；选择与第一测量目标对应的测量模板作为选择的测量模板；将选择的测量模板与第一测量目标区域中的第一测量目标进行匹配；以及基于测量模板的位置信息来测量第一测量目标的可测量特性。9.如权利要求8所述的方法，其中，第一测量目标的匹配包括：检测第一测量目标的边界；基于第一测量目标的边界改变测量模板的尺寸。10.如权利要求8所述的方法，其中，测量模板包括：边界线，用于确定测量模板是否与第一测量目标的边界一致；以及测量线，用于测量第一测量目标的可测量特性。11.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括：在图像中设定包括第二测量目标的第二测量目标区域；将选择的测量模板与第二测量目标区域中的第二测量目标进行匹配；以及基于测量模板的位置信息来测量第二测量模板的可测量特性，其中，第二测量目标具有与第一测量目标基本相同的形状。12.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括：在测量第一测量目标的可测量特性之后，测量第二测量目标的可测量特性，其中，第一测量目标区域和第二测量目标区域彼此相邻。13.如权利要求8所述的方法，其中，测量模板的选择包括：确定所述多个模板中是否存在与第一测量目标对应的模板；并且当存在与第一测量目标对应的模板时，从所述多个模板中选择与第一测量目标对应的模板。14.如权利要求8所述的方法，其中，测量模板的选择包括：确定所述多个模板中是否存在与第一测量目标对应的模板；并且当不存在与第一测量目标对应的模板时，生成与第一测量目标对应的模板。15.如权利要求14所述的方法，其中，所述模板的生成包括：设定包括第一测量目标的测量目标区域；检测第一测量目标的边界作为被检测到的边界；以及生成包括第一测量目标的被检测到的边界的至少一部分以及用于测量第一测量目标的可测量特性的测量线的测量模板作为生成的测量模板。16.如权利要求15所述的方法，其中，模板的生成还包括将生成的测量模板存储在存储器中。17.如权利要求8所述的方法，其中，半导体装置的制造包括：将测量第一测量目标的可测量特性的结果与目标值进行比较；并且基于比较的结果来制造半导体装置。18.一种用于测量形成在晶圆上的测量目标的可测量特性的测量设备，所述测量设备包括：存储器，配置为存储晶圆的图像、均包括至少一条线的多个模板以及测量程序；处理器，可访问存储器并且配置为执行包括在测量程序中的多个模块；以及输出单元，配置为输出对可测量特性进行测量的处理的结果，其中，所述多个模块包括：模板选择模块，配置为接收所述多个模板并且选择与测量目标的形状对应的测量模板；模板匹配模块，配置为将测量模板与测量目标进行匹配；以及测量模块，配置为基于测量模板的位置信息来测量测量目标的可测量特性。19.如权利要求18所述的测量设备，其中，测量模板包括：边界线，用于确定测量模板是否与测量目标的边界一致；以及测量线，用于测量测量目标的可测量特性，并且输出单元与测量线的颜色不同地显示边界线的颜色。20.如权利要求19所述的测量设备，其中，测量线包括与晶圆的主表面垂直的第一测量线以及与晶圆的主表面平行的第二测量线，并且输出单元配置为与第二测量线的颜色不同地显示第一测量线的颜色。

百度查询： 三星电子株式会社 晶圆测量设备、晶圆测量系统以及制造半导体装置的方法

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