1.本技術實施例涉及半導體技術領域，尤其涉及一種半導體結構尺寸的測量方法及設備。

背景技術：

2.隨著半導體芯片的集成度越來越高，集成電路刻線的圖形線寬尺寸已進入納米級別，加工形成的關鍵尺寸(critical dimension，簡稱cd)對半導體芯片性能的影響越來越大，因此，精確測量半導體芯片的cd已成為提升半導體芯片性能和質量的關鍵。

3.由于原子力顯微鏡(atomic force microscope，簡稱afm)測量精度高，而且在采用非接觸測量模式時可以在不破壞半導體結構條件下實現(xiàn)對半導體結構的測量，因此廣泛應用于納米級半導體結構的測量。

4.目前，afm采用非接觸模式測量半導體結構表面時，通常是控制afm的探針在距離半導體結構表面上方5～10nm的距離處振蕩，此時，通過檢測半導體結構與上述探針之間的相互作用力即可分析出半導體結構的表面結構。然而，當半導體結構的表面存在寬度很小、且深寬比較大，即存在高深寬比的溝槽時，afm的探針需要到達溝槽的表面一定距離，在測量過程中很容易接觸到該溝槽的側壁，對半導體結構造成破壞。

技術實現(xiàn)要素：

5.本技術實施例提供一種半導體結構尺寸的測量方法及設備，可以解決現(xiàn)有技術中當半導體結構的表面存在寬度很小、且深寬比較大，即存在高深寬比的溝槽時，afm的探針需要到達溝槽的表面一定距離，在測量過程中很容易對半導體結構造成破壞的技術問題。

6.第一方面，本技術實施例提供了一種半導體結構尺寸的測量方法，該方法包括：

7.控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于待測半導體結構頂表面的方向，朝所述待測半導體結構頂表面移動第一距離；

8.控制所述探針沿平行于所述待測半導體結構頂表面的方向保持所述第一距離對所述待測半導體結構表面進行掃描，并檢測所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅；

9.根據(jù)所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。

10.在一種可行的實施方式中，所述控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于所述待測半導體結構頂表面的方向，朝所述待測半導體結構頂表面移動第一距離之前，還包括：

11.控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向，朝所述半導體基準樣品頂表面移動所述第一距離；

12.控制所述探針沿平行于所述半導體基準樣品頂表面的方向保持所述第一距離對所述半導體基準樣品頂表面進行掃描，并檢測所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的

各個掃描點的振幅；

13.根據(jù)所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅，確定第一振幅閾值與第二振幅閾值。

14.在一種可行的實施方式中，所述根據(jù)所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅，確定第一振幅閾值與第二振幅閾值，包括：

15.基于以下方式計算所述第一振幅閾值a1：

[0016][0017]

基于以下方式計算所述第二振幅閾值a2：

[0018][0019]

其中，其中，表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅的平均值，aj表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的第j個掃描點的振幅，m表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的掃描點的個數(shù)。

[0020]

在一種可行的實施方式中，所述根據(jù)所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸，包括：

[0021]

若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于或等于所述第一振幅閾值且小于或等于所述第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第一標識；

[0022]

若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于所述第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第二標識；

[0023]

根據(jù)掃描所述待測半導體結構表面時輸出的標識，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0024]

在一種可行的實施方式中，所述根據(jù)掃描所述待測半導體結構表面時輸出的標識，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸，包括：

[0025]

確定掃描所述待測半導體結構表面時輸出的所述第一標識分布的第一區(qū)域與輸出的所述第二標識分布的第二區(qū)域；

[0026]

確定所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的邊界，并根據(jù)所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的邊界確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0027]

在一種可行的實施方式中，所述方法還包括：

[0028]

若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅小于所述第一振幅閾值，則輸出預設的提醒信息，所述提醒信息用于提醒測試人員所述待測半導體結構表面存在異常。

[0029]

在一種可行的實施方式中，所述控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向，朝所述半導體基準樣品頂表面移動所述第一距離之前，所述方法還包括：

[0030]

根據(jù)在無作用力時和有作用力時，所述探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系，確定所述探針在所述預設基準位置處且驅動頻率為目標驅動頻率值時的第一振幅，以及所述探針沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動所述第一距離，且驅動頻率為所述目標驅動頻率值時的第二振幅；

[0031]

調節(jié)所述探針至所述預設基準位置，并將所述探針的驅動頻率調節(jié)至所述目標驅動頻率值；

[0032]

控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于所述半導體基準樣品頂表面的方向移動多次，并記錄所述探針每次移動的移動距離以及每次移動后所述探針的振幅，直到所述探針的振幅為所述第二振幅；

[0033]

根據(jù)已記錄的所述探針每次移動的移動距離，確定所述第一距離。

[0034]

在一種可行的實施方式中，所述根據(jù)已記錄的所述探針每次移動的移動距離，確定所述第一距離，包括：

[0035]

基于以下方式計算所述第一距離z1：

[0036][0037]

其中，其中，表示所述探針各次移動的移動距離的平均值，zi表示所述探針第i次移動的移動距離，n表示所述探針移動的次數(shù)。

[0038]

在一種可行的實施方式中，還包括：

[0039]

基于以下方式計算第二距離z2：

[0040][0041]

若移動距離zi小于所述第一距離z1或大于所述第二距離z2，則輸出預設的提醒信息，所述提醒信息用于提醒測試人員所述待測半導體結構表面存在異常。

[0042]

第二方面，本技術實施例提供了一種半導體結構尺寸的測量裝置，該裝置包括：

[0043]

控制模塊，用于控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于待測半導體結構頂表面的方向，朝所述待測半導體結構頂表面移動第一距離；

[0044]

檢測模塊，用于控制所述探針沿平行于所述待測半導體結構頂表面的方向保持所述第一距離對所述待測半導體結構表面進行掃描，并檢測所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅；

[0045]

處理模塊，用于根據(jù)所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0046]

在一種可行的實施方式中，所述控制模塊，還用于控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向，朝所述半導體基準樣品頂表面移動所述第一距離；

[0047]

所述檢測模塊，還用于控制所述探針沿平行于所述半導體基準樣品頂表面的方向保持所述第一距離對所述半導體基準樣品頂表面進行掃描，并檢測所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅；

[0048]

所述處理模塊，還用于根據(jù)所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅，確定第一振幅閾值與第二振幅閾值。

[0049]

在一種可行的實施方式中，所述處理模塊用于：

[0050]

基于以下方式計算所述第一振幅閾值a1：

[0051][0052]

基于以下方式計算所述第二振幅閾值a2：

[0053][0054]

其中，其中，表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅的平均值，aj表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的第j個掃描點的振幅，m表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的掃描點的個數(shù)。

[0055]

在一種可行的實施方式中，所述處理模塊用于：

[0056]

若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于或等于所述第一振幅閾值且小于或等于所述第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第一標識；

[0057]

若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于所述第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第二標識；

[0058]

根據(jù)掃描所述待測半導體結構表面時輸出的標識，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0059]

在一種可行的實施方式中，所述處理模塊用于：

[0060]

確定掃描所述待測半導體結構表面時輸出的所述第一標識分布的第一區(qū)域與輸出的所述第二標識分布的第二區(qū)域；

[0061]

確定所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的邊界，并根據(jù)所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的邊界確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0062]

在一種可行的實施方式中，還包括：

[0063]

提醒模塊，用于若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅小于所述第一振幅閾值，則輸出預設的提醒信息，所述提醒信息用于提醒測試人員所述待測半導體結構表面存在異常。

[0064]

在一種可行的實施方式中，所述控制模塊還用于：

[0065]

根據(jù)在無作用力時和有作用力時，所述探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系，確定所述探針在所述預設基準位置處且驅動頻率為目標驅動頻率值時的第一振幅，以及所述探針沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動所述第一距離，且驅動頻率為所述目標驅動頻率值時的第二振幅；

[0066]

調節(jié)所述探針至所述預設基準位置，并將所述探針的驅動頻率調節(jié)至所述目標驅動頻率值；

[0067]

控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于所述半導體基準樣品頂表面的方向移動多次，并記錄所述探針每次移動的移動距離以及每次移動后所述探針的振幅，直到所述探針的振幅為所述第二振幅；

[0068]

所述處理模塊還用于：

[0069]

根據(jù)已記錄的所述探針每次移動的移動距離，確定所述第一距離。

[0070]

在一種可行的實施方式中，所述處理模塊用于：

[0071]

基于以下方式計算所述第一距離z1：

[0072]

[0073]

其中，其中，表示所述探針各次移動的移動距離的平均值，zi表示所述探針第i次移動的移動距離，n表示所述探針移動的次數(shù)。

[0074]

在一種可行的實施方式中，所述處理模塊還用于：

[0075]

基于以下方式計算第二距離z2：

[0076][0077]

若移動距離zi小于所述第一距離z1或大于所述第二距離z2，則輸出預設的提醒信息，所述提醒信息用于提醒測試人員所述待測半導體結構表面存在異常。

[0078]

第三方面，本技術實施例提供了一種原子力顯微鏡，包括：至少一個處理器和存儲器；

[0079]

所述存儲器存儲計算機執(zhí)行指令；

[0080]

所述至少一個處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機執(zhí)行指令，使得所述至少一個處理器執(zhí)行如第一方面提供的半導體結構尺寸的測量方法。

[0081]

第四方面，本技術實施例提供了一種計算機可讀存儲介質，該計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執(zhí)行指令，當執(zhí)行所述計算機執(zhí)行指令時，實現(xiàn)如第一方面提供的半導體結構尺寸的測量方法。

[0082]

第五方面，本技術實施例提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如第一方面提供的半導體結構尺寸的測量方法。

[0083]

本技術實施例所提供的半導體結構尺寸的測量方法及設備，在測量過程中，先控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于待測半導體結構頂表面的方向，朝待測半導體結構頂表面移動第一距離，然后控制探針沿平行于待測半導體結構頂表面的方向保持上述第一距離對待測半導體結構表面進行掃描，并檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅；根據(jù)探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定待測半導體結構的關鍵尺寸。即本技術中，原子力顯微鏡的探針與待測半導體結構頂表面的間隔距離不受待測半導體結構表面構造的影響，因此當待測半導體結構的表面存在寬度很小、且深寬比較大，即存在高深寬比的溝槽時，上述探針并不會下降到溝槽內(nèi)進行掃描，從而不會在測量過程中接觸到該溝槽的側壁，避免對待測半導體結構造成破壞；同時，本技術通過檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，來確定待測半導體結構的關鍵尺寸，不需要檢測待測半導體結構與上述探針之間的相互作用力，測量方式簡單，不受待測半導體結構表面構造的影響，使用范圍更加廣泛。

附圖說明

[0084]

為了更清楚地說明本技術實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對本技術實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

[0085]

圖1為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量方法的流程示意圖一；

[0086]

圖2為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量場景示意圖一；

[0087]

圖3為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量場景示意圖二；

[0088]

圖4為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量方法的流程示意圖二；

[0089]

圖5為本技術實施例中提供的在無作用力時和有作用力時，afm的探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系示意圖；

[0090]

圖6為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量方法的流程示意圖三；

[0091]

圖7為本技術實施例中掃描待測半導體結構頂表面時輸出的第一標識與第二標識的分布區(qū)域示意圖；

[0092]

圖8為本技術實施例中提供的一種關鍵尺寸的測量裝置的程序模塊示意圖；

[0093]

圖9為本技術實施例中提供的一種原子力顯微鏡的硬件結構示意圖。

具體實施方式

[0094]

為使本技術實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒炯夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。

[0095]

本技術的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本技術的實施例例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。

[0096]

此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產(chǎn)品或設備固有的其它步驟或單元。

[0097]

目前，原子力顯微鏡(atomic force microscope，簡稱afm)由于測量精度高，而且在采用非接觸測量模式時可以在不破壞半導體結構條件下實現(xiàn)對半導體結構的測量，已廣泛應用于納米級半導體結構，如動態(tài)隨機存取存儲器(dynamic random access memory，dram)工藝尺寸的測量。

[0098]

其中，afm通過檢測待測半導體結構表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究半導體結構的表面結構及性質。在測量過程中，將一對微型力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小探針接近半導體結構表面，這時微小探針將與半導體結構表面相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運動狀態(tài)發(fā)生變化。在探針掃描半導體結構表面時，利用傳感器檢測探針的這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得半導體結構表面形貌結構信息及表面粗糙度信息。

[0099]

在現(xiàn)有的測量過程中，afm采用非接觸模式測量半導體結構表面時，通常是控制afm的探針在距離半導體結構表面上方5～10nm的距離處振蕩，此時，通過檢測半導體結構與上述探針之間的相互作用力即可分析出半導體結構的表面結構。然而，當半導體結構的表面存在寬度很小、且深寬比較大，即存在高深寬比的溝槽時，afm的探針需要到達溝槽的表面一定距離，在測量過程中很容易接觸到該溝槽的側壁，對半導體結構造成破壞。另外，對于存在高深寬比溝槽的光阻而言，利用afm傳統(tǒng)的非接觸測量模式，也難以對其高深寬比

溝槽的關鍵尺寸進行測量。

[0100]

為了解決上述技術問題，本技術實施例提供了一種半導體結構尺寸的測量方法，afm的探針與待測半導體結構頂表面的間隔距離可以不受待測半導體結構表面構造的影響，當待測半導體結構的表面存在寬度很小、且深寬比較大，即存在高深寬比的溝槽時，afm的探針并不會下降到溝槽內(nèi)進行掃描，從而不會在測量過程中接觸到該溝槽的側壁，避免對待測半導體結構造成破壞；同時，通過檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，來確定待測半導體結構的關鍵尺寸，不需要檢測待測半導體結構與上述探針之間的相互作用力，測量方式簡單，不受待測半導體結構表面構造的影響，且能夠用于測量光阻的關鍵尺寸，使用范圍更加廣泛。

[0101]

下面以具體的實施例對本技術的技術方案進行詳細說明?？梢岳斫獾氖?，下面這幾個具體的實施例可以相互結合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。

[0102]

參照圖1，圖1為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量方法的流程示意圖一，本實施例的執(zhí)行主體為原子力顯微鏡，或者為與原子力顯微鏡連接的外部設備，或者還可以是由原子力顯微鏡和與原子力顯微鏡連接的外部設備一起執(zhí)行，如圖1所示，該半導體結構尺寸的測量方法包括：

[0103]

s101、控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于待測半導體結構頂表面的方向，朝待測半導體結構頂表面移動第一距離。

[0104]

為了更好的理解本技術實施例，參照圖2，圖2為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量場景示意圖一。

[0105]

在圖2中，可以先控制afm的探針200從預設的基準位置沿垂直于待測半導體結構100的頂表面101的方向，朝待測半導體結構100的頂表面101移動第一距離z1。

[0106]

其中，上述基準位置與半導體結構100的頂表面101之間的垂直距離大于第一距離z1。

[0107]

s102、控制探針沿平行于待測半導體結構頂表面的方向保持第一距離對待測半導體結構表面進行掃描，并檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅。

[0108]

為了更好的理解本技術實施例，參照圖3，圖3為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量場景示意圖二。

[0109]

在圖3中，控制探針200沿平行于待測半導體結構100的頂表面101的方向保持第一距離z1對待測半導體結構100的表面101進行掃描，例如從掃描點a1開始，依次經(jīng)過掃描點a2、掃描點a3、掃描點a4、掃描點a5等進行掃描。

[0110]

其中，探針200在掃描過程中相對于基準位置的距離保持第一距離z1不變。即當待測半導體結構100的頂表面101存在溝槽時，上述探針并不會下降到溝槽內(nèi)進行掃描，而是保持與基準位置之間的第一距離z1進行掃描。

[0111]

其中，探針200在掃描過程中，探針200的驅動頻率保持不變。即探針200在無作用力或者受到的作用力保持不變時，其振幅也一直保持不變。

[0112]

本技術實施例中，當探針200在待測半導體結構100的表面101上掃描時，實時的檢測探針200在各個掃描點的振幅。

[0113]

s103、根據(jù)探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定待測半導體

結構的關鍵尺寸。

[0114]

可以理解的是，根據(jù)蘭納-瓊斯勢(lennard-jones potential)原理，afm的探針與待測半導體結構頂表面之間的距離越小，探針受到的半導體結構表面的相互作用力就會越大。而在探針的驅動頻率保持不變的情況下，探針受到的相互作用力越大，其振幅就會越小。

[0115]

基于上述原理，本技術實施例中，根據(jù)探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅的變化情況，即可確定出afm的探針與待測半導體結構表面之間的距離的變化情況，從而確定出待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0116]

在一種可行的實施方式中，上述待測半導體結構為光阻。

[0117]

需要說明的是，現(xiàn)有的關鍵尺寸掃描電子顯微鏡(critical dimension-scanning electron microscope，簡稱cd-sem)雖然也能夠用于測量具有高深寬比溝槽的半導體結構，但是，cd-sem主要是基于電子束轟擊半導體表面的方式來進行測量，由于光阻的表面強度較低，所以現(xiàn)有的cd-sem無法準確的測量光阻關鍵尺寸。本技術實施例所提供的測量方法，通過改進afm的測量方式，使得afm能夠應用于具有高深寬比溝槽的光阻的關鍵尺寸測量，使用范圍更加廣泛。

[0118]

本技術實施例所提供的半導體結構尺寸的測量方法，原子力顯微鏡的探針與待測半導體結構表面的間隔距離不受待測半導體結構表面構造的影響，因此當待測半導體結構的表面存在寬度很小、且深寬比較大，即存在高深寬比的溝槽時，上述探針并不會下降到溝槽內(nèi)進行掃描，從而不會在測量過程中接觸到該溝槽的側壁，避免對待測半導體結構造成破壞；同時，本技術通過檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，來確定待測半導體結構的關鍵尺寸，不需要檢測待測半導體結構與上述探針之間的相互作用力，測量方式簡單，不受待測半導體結構表面構造的影響，使用范圍更加廣泛。

[0119]

基于上述實施例中所描述的內(nèi)容，在本技術一種可行的實施方式中，參照圖4，圖4為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量方法的流程示意圖二。上述半導體結構尺寸的測量方法還包括：

[0120]

s401、控制探針從預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向，朝半導體基準樣品頂表面移動第一距離。

[0121]

本技術實施例中，可以預先設置一個基準位置，當半導體基準樣品固定于afm的測量臺，且afm的探針處于該基準位置時，afm的探針能夠不受半導體基準樣品頂表面的作用力。

[0122]

其中，上述半導體基準樣品可以理解為與待測半導體結構的表面結構相同的半導體結構。

[0123]

在一種可行的實施方式中，在測量之前，可以采用以下步驟先確定上述第一距離：

[0124]

步驟a、根據(jù)在無作用力時和有作用力時，探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系，確定探針在預設基準位置處且驅動頻率為目標驅動頻率值時的第一振幅，以及探針沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動第一距離，且驅動頻率為目標驅動頻率值時的第二振幅。

[0125]

為了更好的理解本技術實施例，參照圖5，圖5為本技術實施例中提供的在無作用力時和有作用力時，afm的探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系示意圖。

[0126]

從圖5中可以看出，在無作用力時和有作用力時，afm的探針的振幅均會隨著驅動頻率的變化而變化。本技術實施例中，可以根據(jù)在無作用力時和有作用力時，afm的探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系圖，確定afm的探針在無作用力時和有作用力時的振幅之差δa的最大值，即確定圖5中所示的“最大坡度位置”。

[0127]

在確定圖5中所示的“最大坡度位置”之后，將“最大坡度位置”對應的驅動頻率確定為目標驅動頻率值，以及將驅動頻率為目標驅動頻率值時，afm的探針在無作用力時的振幅確定為上述第一振幅、afm的探針在有作用力時的振幅確定為上述第二振幅。

[0128]

步驟b、調節(jié)探針至預設基準位置，并將探針的驅動頻率調節(jié)至目標驅動頻率值。

[0129]

步驟c、控制探針從預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動多次，并記錄探針每次移動的移動距離以及每次移動后探針的振幅，直到探針的振幅為第二振幅；其中，每次移動后探針的振幅均大于或等于上述第二振幅。

[0130]

在一種可行的實施方式中，可以先控制探針從預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動距離zi，并記錄移動后探針的振幅，然后再控制探針從預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動距離zi，并記錄移動后探針的振幅，以此往復，直到探針的振幅為第二振幅。

[0131]

其中，距離zi＝第一距離/n。

[0132]

本技術實施例中，為了保障測量的準確性，可以預先設置n的大小，例如設置n≥30。

[0133]

在另一種可行的實施方式中，可以先控制探針從預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向隨機移動一段距離，并記錄移動后探針的振幅，然后再控制探針從預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向隨機移動一段距離，并記錄移動后探針的振幅，以此往復，直到探針的振幅為第二振幅。

[0134]

步驟d、根據(jù)已記錄的探針每次移動的移動距離，確定第一距離。

[0135]

在一種可行的實施方式中，可以基于以下方式計算第一距離z1：

[0136][0137]

其中，其中，表示探針各次移動的移動距離的平均值，zi表示探針第i次移動的移動距離，n表示探針移動的次數(shù)。

[0138]

在一種可行的實施方式中，還包括：

[0139]

基于以下方式計算第二距離z2：

[0140][0141]

若移動距離zi小于第一距離z1或大于第二距離z2，則輸出預設的提醒信息，提醒信息用于提醒測試人員待測半導體結構表面存在異常。

[0142]

s402、控制探針沿平行于半導體基準樣品頂表面的方向保持第一距離對半導體基準樣品頂表面進行掃描，并檢測探針在半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅。

[0143]

s403、根據(jù)探針在半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅，確定第一振幅閾值與第二振幅閾值。

[0144]

在一種可行的實施方式中，可以基于以下方式計算第一振幅閾值a1：

[0145][0146]

基于以下方式計算第二振幅閾值a2：

[0147][0148]

其中，其中，表示探針在半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅的平均值，aj表示探針在半導體基準樣品頂表面上的第j個掃描點的振幅，m表示探針在半導體基準樣品頂表面上的掃描點的個數(shù)。

[0149]

基于上述實施例中所描述的內(nèi)容，上述步驟s103中描述的根據(jù)探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定待測半導體結構的關鍵尺寸，具體包括：

[0150]

若待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于或等于第一振幅閾值且小于或等于第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第一標識。例如若待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于或等于第一振幅閾值且小于或等于第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出“1”。若待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第二標識。例如，若待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出“0”。

[0151]

可以理解的是，由于半導體基準樣品頂表面相對平整，控制探針沿平行于半導體基準樣品頂表面的方向保持第一距離對半導體基準樣品頂表面進行掃描時，探針受半導體基準樣品頂表面的作用力大小基本能夠保持在一個較小的范圍之內(nèi)，即探針在半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅能夠處于一個較小的范圍之內(nèi)。因此，當待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于第一振幅閾值且小于第二振幅閾值時，說明當前掃描點與探針之間的距離處于正常的范圍內(nèi)；而當待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于或等于第二振幅閾值時，則說明當前掃描點與探針之間的距離明顯增大了，從而可以推測出當前掃描點位于待測半導體結構表面上的溝槽上方。

[0152]

在一種可行的實施方式中，若待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅小于第一振幅閾值，則輸出預設的提醒信息，該提醒信息用于提醒測試人員待測半導體結構表面存在異常。

[0153]

可以理解的是，當待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅小于或等于第一振幅閾值時，說明當前掃描點與探針之間的距離明顯減小了，從而可以推測出當前掃描點可能存在異常，例如當前掃描點可能存在粒子、工藝殘留、凸起等。為了避免探針接觸到半導體結構表面，此時可以輸出提醒信息的方式，提醒測試人員待測半導體結構表面存在異常，方便測試人員進行專項分析。

[0154]

基于上述實施例中描述的內(nèi)容，為了更好的理解本技術實施例，參照圖6，圖6為本技術實施例中提供的一種半導體結構尺寸的測量方法的流程示意圖三。

[0155]

在圖6中，上述半導體結構尺寸的測量方法包括：

[0156]

s601、控制探針從預設基準位置朝待測半導體結構頂表面移動距離z1。

[0157]

s602、控制探針沿平行于待測半導體結構頂表面的方向保持距離z1對待測半導體結構表面進行掃描，并檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅。

[0158]

s603、確定第j個掃描點的振幅aj是否處于預設振幅區(qū)間，振幅區(qū)間a＝[a1，a2]；若aj∈a，則輸出“1”；若aj》a2，則輸出“0”；若aj＜a1，則輸出提醒信息。

[0159]

s604、根據(jù)輸出的標識，確定待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0160]

在一種可行的實施方式中，可以先確定掃描待測半導體結構表面時輸出的第一標識“1”分布的第一區(qū)域與輸出的第二標識“0”分布的第二區(qū)域；然后確定第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的邊界，并根據(jù)第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的邊界確定待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0161]

為了更好的理解本技術實施例，參照圖7，圖7為本技術實施例中掃描待測半導體結構頂表面時輸出的第一標識與第二標識的分布區(qū)域示意圖。

[0162]

在圖7中，假設掃描待測半導體結構表面時輸出的第一標識“1”均分布在格子狀區(qū)域，而輸出的第二標識“0”則均分布在白色區(qū)域，則可以通過測量格子狀區(qū)域與白色區(qū)域的邊界之間的距離，來得到待測半導體結構的關鍵尺寸(critical dimension，簡稱cd)。

[0163]

基于上述實施例中所描述的內(nèi)容，本技術實施例中還提供一種關鍵尺寸的測量裝置，參照圖8，圖8為本技術實施例中提供的一種關鍵尺寸的測量裝置的程序模塊示意圖，該關鍵尺寸的測量裝置80包括：

[0164]

控制模塊801，用于控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于待測半導體結構頂表面的方向，朝待測半導體結構頂表面移動第一距離。

[0165]

檢測模塊802，用于控制探針沿平行于待測半導體結構頂表面的方向保持第一距離對待測半導體結構表面進行掃描，并檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅。

[0166]

處理模塊803，用于根據(jù)探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0167]

本技術實施例所提供的半導體結構尺寸的測量裝置，原子力顯微鏡的探針與待測半導體結構頂表面的間隔距離不受待測半導體結構表面構造的影響，因此當待測半導體結構的表面存在寬度很小、且深寬比較大，即存在高深寬比的溝槽時，上述探針并不會下降到溝槽內(nèi)進行掃描，從而不會在測量過程中接觸到該溝槽的側壁，避免對待測半導體結構造成破壞；同時，本技術通過檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，來確定待測半導體結構的關鍵尺寸，不需要檢測待測半導體結構與上述探針之間的相互作用力，測量方式簡單，不受待測半導體結構表面構造的影響，使用范圍更加廣泛。

[0168]

在一種可行的實施方式中，控制模塊801還用于控制探針從預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向，朝半導體基準樣品頂表面移動第一距離。

[0169]

檢測模塊802還用于控制探針沿平行于半導體基準樣品頂表面的方向保持第一距離對半導體基準樣品頂表面進行掃描，并檢測探針在半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅。

[0170]

處理模塊803還用于根據(jù)探針在半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅，確定第一振幅閾值與第二振幅閾值。

[0171]

在一種可行的實施方式中，處理模塊803具體用于：

[0172]

基于以下方式計算第一振幅閾值a1：

[0173][0174]

基于以下方式計算第二振幅閾值a2：

[0175][0176]

其中，其中，表示探針在半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅的平均值，aj表示探針在半導體基準樣品頂表面上的第j個掃描點的振幅，m表示探針在半導體基準樣品頂表面上的掃描點的個數(shù)。

[0177]

在一種可行的實施方式中，處理模塊803具體用于：

[0178]

若待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于或等于第一振幅閾值且小于或等于第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第一標識；

[0179]

若待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第二標識；

[0180]

根據(jù)掃描待測半導體結構表面時輸出的標識，確定待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0181]

在一種可行的實施方式中，處理模塊803具體用于：

[0182]

確定掃描待測半導體結構表面時輸出的第一標識分布的第一區(qū)域與輸出的第二標識分布的第二區(qū)域；

[0183]

確定第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的邊界，并根據(jù)第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的邊界確定待測半導體結構的關鍵尺寸。

[0184]

在一種可行的實施方式中，上述關鍵尺寸的測量裝置80還包括：

[0185]

提醒模塊，用于若待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅小于第一振幅閾值，則輸出預設的提醒信息，該提醒信息用于提醒測試人員待測半導體結構表面存在異常。

[0186]

在一種可行的實施方式中，控制模塊801還用于：

[0187]

根據(jù)在無作用力時和有作用力時，探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系，確定所探針在預設基準位置處且驅動頻率為目標驅動頻率值時的第一振幅，以及探針沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動第一距離，且驅動頻率為目標驅動頻率值時的第二振幅。

[0188]

調節(jié)探針至預設基準位置，并將探針的驅動頻率調節(jié)至目標驅動頻率值。

[0189]

控制探針從預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動多次，并記錄探針每次移動的移動距離以及每次移動后探針的振幅，直到探針的振幅為第二振幅。

[0190]

處理模塊803還用于：

[0191]

根據(jù)已記錄的探針每次移動的移動距離，確定第一距離。

[0192]

在一種可行的實施方式中，處理模塊803具體用于：

[0193]

基于以下方式計算第一距離z1：

[0194][0195]

其中，其中，表示探針各次移動的移動距離的平均值，zi表示探針第i次移動的移動距離，n表示探針移動的次數(shù)。

[0196]

在一種可行的實施方式中，處理模塊803具體還用于：

[0197]

基于以下方式計算第二距離z2：

[0198][0199]

若移動距離zi小于第一距離z1或大于第二距離z2，則輸出預設的提醒信息，提醒信息用于提醒測試人員待測半導體結構表面存在異常。

[0200]

需要說明的是，本技術實施例中控制模塊801、檢測模塊802、處理模塊803具體執(zhí)行的內(nèi)容可以參閱圖1至圖7所示實施例中相關內(nèi)容，此處不做贅述。

[0201]

進一步的，基于上述實施例中所描述的內(nèi)容，本技術實施例中還提供了一種原子力顯微鏡，該原子力顯微鏡包括至少一個處理器和存儲器；其中，存儲器存儲計算機執(zhí)行指令；上述至少一個處理器執(zhí)行存儲器存儲的計算機執(zhí)行指令，以實現(xiàn)如上述實施例中描述的半導體結構尺寸的測量方法中的各個步驟，本實施例此處不再贅述。

[0202]

為了更好的理解本技術實施例，參照圖9，圖9為本技術實施例提供的一種原子力顯微鏡的硬件結構示意圖。

[0203]

如圖9所示，本實施例的原子力顯微鏡90包括：處理器901以及存儲器902；其中：

[0204]

存儲器902，用于存儲計算機執(zhí)行指令；

[0205]

處理器901，用于執(zhí)行存儲器存儲的計算機執(zhí)行指令，以實現(xiàn)上述實施例中描述的半導體結構尺寸的測量方法中的各個步驟，具體可以參見前述方法實施例中的相關描述，本實施例此處不再贅述。

[0206]

可選地，存儲器902既可以是獨立的，也可以跟處理器901集成在一起。

[0207]

當存儲器902獨立設置時，該設備還包括總線903，用于連接存儲器902和處理器901。

[0208]

進一步的，基于上述實施例中所描述的內(nèi)容，本技術實施例中還提供了一種計算機可讀存儲介質，該計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執(zhí)行指令，當處理器執(zhí)行計算機執(zhí)行指令時，以實現(xiàn)上述實施例中描述的半導體結構尺寸的測量方法中的各個步驟，具體可以參見前述方法實施例中的相關描述，本實施例此處不再贅述。

[0209]

進一步的，基于上述實施例中所描述的內(nèi)容，本技術實施例中還提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)上述實施例中描述的半導體結構尺寸的測量方法中的各個步驟，具體可以參見前述方法實施例中的相關描述，本實施例此處不再贅述。

[0210]

在本技術所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的設備和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的設備實施例僅僅是示意性的，例如，模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

[0211]

作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

[0212]

另外，在本技術各個實施例中的各功能模塊可以集成在一個處理單元中，也可以是各個模塊單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成在一個單元中。上述模塊成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

[0213]

上述以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)的集成的模塊，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。上述軟件功能模塊存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)或處理器(英文：processor)執(zhí)行本技術各個實施例方法的部分步驟。

[0214]

應理解，上述處理器可以是中央處理單元(英文：central processing unit，簡稱：cpu)，還可以是其他通用處理器、數(shù)字信號處理器(英文：digital signal processor，簡稱：dsp)、專用集成電路(英文：application specific integrated circuit，簡稱：asic)等。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。結合申請所公開的方法的步驟可以直接體現(xiàn)為硬件處理器執(zhí)行完成，或者用處理器中的硬件及軟件模塊組合執(zhí)行完成。

[0215]

存儲器可能包含高速ram存儲器，也可能還包括非易失性存儲nvm，例如至少一個磁盤存儲器，還可以為u盤、移動硬盤、只讀存儲器、磁盤或光盤等。

[0216]

總線可以是工業(yè)標準體系結構(industry standard architecture，isa)總線、外部設備互連(peripheral component，pci)總線或擴展工業(yè)標準體系結構(extended industry standard architecture，eisa)總線等?？偩€可以分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等。為便于表示，本技術附圖中的總線并不限定僅有一根總線或一種類型的總線。

[0217]

上述存儲介質可以是由任何類型的易失性或非易失性存儲設備或者它們的組合實現(xiàn)，如靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)，電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)，可擦除可編程只讀存儲器(eprom)，可編程只讀存儲器(prom)，只讀存儲器(rom)，磁存儲器，快閃存儲器，磁盤或光盤。存儲介質可以是通用或專用計算機能夠存取的任何可用介質。

[0218]

一種示例性的存儲介質耦合至處理器，從而使處理器能夠從該存儲介質讀取信息，且可向該存儲介質寫入信息。當然，存儲介質也可以是處理器的組成部分。處理器和存儲介質可以位于專用集成電路(application specific integrated circuits，簡稱：asic)中。當然，處理器和存儲介質也可以作為分立組件存在于電子設備或主控設備中。

[0219]

本領域普通技術人員可以理解：實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

[0220]

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本技術的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本技術進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本技術各實施例技術方案的范圍。技術特征：

1.一種半導體結構尺寸的測量方法，其特征在于，所述方法包括：控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于待測半導體結構頂表面的方向，朝所述待測半導體結構頂表面移動第一距離；控制所述探針沿平行于所述待測半導體結構頂表面的方向保持所述第一距離對所述待測半導體結構表面進行掃描，并檢測所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅；根據(jù)所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于所述待測半導體結構頂表面的方向，朝所述待測半導體結構頂表面移動第一距離之前，還包括：控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向，朝所述半導體基準樣品頂表面移動所述第一距離；控制所述探針沿平行于所述半導體基準樣品頂表面的方向保持所述第一距離對所述半導體基準樣品頂表面進行掃描，并檢測所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅；根據(jù)所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅，確定第一振幅閾值與第二振幅閾值。3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅，確定第一振幅閾值與第二振幅閾值，包括：基于以下方式計算所述第一振幅閾值a1：基于以下方式計算所述第二振幅閾值a2：其中，其中，表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅的平均值，a

j

表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的第j個掃描點的振幅，m表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的掃描點的個數(shù)。4.根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸，包括：若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于或等于所述第一振幅閾值且小于或等于所述第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第一標識；若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于所述第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第二標識；根據(jù)掃描所述待測半導體結構表面時輸出的標識，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)掃描所述待測半導體結構表面時

輸出的標識，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸，包括：確定掃描所述待測半導體結構表面時輸出的所述第一標識分布的第一區(qū)域與輸出的所述第二標識分布的第二區(qū)域；確定所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的邊界，并根據(jù)所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的邊界確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅小于所述第一振幅閾值，則輸出預設的提醒信息，所述提醒信息用于提醒測試人員所述待測半導體結構表面存在異常。7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向，朝所述半導體基準樣品頂表面移動所述第一距離之前，所述方法還包括：根據(jù)在無作用力時和有作用力時，所述探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系，確定所述探針在所述預設基準位置處且驅動頻率為目標驅動頻率值時的第一振幅，以及所述探針沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動所述第一距離，且驅動頻率為所述目標驅動頻率值時的第二振幅；調節(jié)所述探針至所述預設基準位置，并將所述探針的驅動頻率調節(jié)至所述目標驅動頻率值；控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于所述半導體基準樣品頂表面的方向移動多次，并記錄所述探針每次移動的移動距離以及每次移動后所述探針的振幅，直到所述探針的振幅為所述第二振幅；根據(jù)已記錄的所述探針每次移動的移動距離，確定所述第一距離。8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)已記錄的所述探針每次移動的移動距離，確定所述第一距離，包括：基于以下方式計算所述第一距離z1：其中，其中，表示所述探針各次移動的移動距離的平均值，zi表示所述探針第i次移動的移動距離，n表示所述探針移動的次數(shù)。9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括：基于以下方式計算第二距離z2：若移動距離zi小于所述第一距離z1或大于所述第二距離z2，則輸出預設的提醒信息，所述提醒信息用于提醒測試人員所述待測半導體結構表面存在異常。10.一種半導體結構尺寸的測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：控制模塊，用于控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于待測半導體結構頂表面的方向，朝所述待測半導體結構頂表面移動第一距離；檢測模塊，用于控制所述探針沿平行于所述待測半導體結構頂表面的方向保持所述第一距離對所述待測半導體結構表面進行掃描，并檢測所述探針在所述待測半導體結構表面

上的各個掃描點的振幅；處理模塊，用于根據(jù)所述探針在所述待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊，還用于控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向，朝所述半導體基準樣品頂表面移動所述第一距離；所述檢測模塊，還用于控制所述探針沿平行于所述半導體基準樣品頂表面的方向保持所述第一距離對所述半導體基準樣品頂表面進行掃描，并檢測所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅；所述處理模塊，還用于根據(jù)所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅，確定第一振幅閾值與第二振幅閾值。12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊用于：基于以下方式計算所述第一振幅閾值a1：基于以下方式計算所述第二振幅閾值a2：其中，其中，表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的各個掃描點的振幅的平均值，aj表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的第j個掃描點的振幅，m表示所述探針在所述半導體基準樣品頂表面上的掃描點的個數(shù)。13.根據(jù)權利要求11或12所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊用于：若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于或等于所述第一振幅閾值且小于或等于所述第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第一標識；若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅大于所述第二振幅閾值，則在當前掃描點輸出第二標識；根據(jù)掃描所述待測半導體結構表面時輸出的標識，確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。14.根據(jù)權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊用于：確定掃描所述待測半導體結構表面時輸出的所述第一標識分布的第一區(qū)域與輸出的所述第二標識分布的第二區(qū)域；確定所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的邊界，并根據(jù)所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的邊界確定所述待測半導體結構的關鍵尺寸。15.根據(jù)權利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括：提醒模塊，用于若所述待測半導體結構表面上當前掃描點的振幅小于所述第一振幅閾值，則輸出預設的提醒信息，所述提醒信息用于提醒測試人員所述待測半導體結構表面存在異常。16.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊還用于：根據(jù)在無作用力時和有作用力時，所述探針的振幅與驅動頻率之間的曲線關系，確定所述探針在所述預設基準位置處且驅動頻率為目標驅動頻率值時的第一振幅，以及所述探針沿垂直于半導體基準樣品頂表面的方向移動所述第一距離，且驅動頻率為所述目標驅動頻率值時的第二振幅；調節(jié)所述探針至所述預設基準位置，并將所述探針的驅動頻率調節(jié)至所述目標驅動頻率值；控制所述探針從所述預設基準位置沿垂直于所述半導體基準樣品頂表面的方向移動多次，并記錄所述探針每次移動的移動距離以及每次移動后所述探針的振幅，直到所述探針的振幅為所述第二振幅；所述處理模塊還用于：根據(jù)已記錄的所述探針每次移動的移動距離，確定所述第一距離。17.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊用于：基于以下方式計算所述第一距離z1：其中，其中，表示所述探針各次移動的移動距離的平均值，zi表示所述探針第i次移動的移動距離，n表示所述探針移動的次數(shù)。18.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊還用于：基于以下方式計算第二距離z2：若移動距離zi小于所述第一距離z1或大于所述第二距離z2，則輸出預設的提醒信息，所述提醒信息用于提醒測試人員所述待測半導體結構表面存在異常。19.一種原子力顯微鏡，其特征在于，包括：至少一個處理器和存儲器；所述存儲器存儲計算機執(zhí)行指令；所述至少一個處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機執(zhí)行指令，使得所述至少一個處理器執(zhí)行如權利要求1至9任一項所述的半導體結構尺寸的測量方法。20.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執(zhí)行指令，當執(zhí)行所述計算機執(zhí)行指令時，實現(xiàn)如權利要求1至9任一項所述的半導體結構尺寸的測量方法。21.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)權利要求1至9任一項所述的半導體結構尺寸的測量方法。

技術總結

本申請實施例提供了一種半導體結構尺寸的測量方法及設備，在測量過程中，先控制原子力顯微鏡的探針從預設基準位置沿垂直于待測半導體結構頂表面的方向，朝待測半導體結構頂表面移動第一距離，然后控制探針沿平行于待測半導體結構頂表面的方向保持上述第一距離對待測半導體結構表面進行掃描，并檢測探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅；根據(jù)探針在待測半導體結構表面上的各個掃描點的振幅，確定待測半導體結構的關鍵尺寸。本申請在待測半導體結構的表面存在高深寬比的溝槽時，能夠避免對待測半導體結構造成破壞，測量方式簡單，不受待測半導體結構表面構造的影響，使用范圍更加廣泛。使用范圍更加廣泛。使用范圍更加廣泛。

技術研發(fā)人員：李政

受保護的技術使用者：長鑫存儲技術有限公司

技術研發(fā)日：2021.01.15

技術公布日：2022/7/19