改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法
2023-12-09 12:59:41 1
專利名稱：改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件技術領域，尤其涉及一種改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法。
背景技術：
在集成電路的製造過程中，一般而言，首先將光刻膠塗覆在晶圓表面；然後通過光罩對所述光刻膠進行曝光；隨後進行曝光後烘烤以改變所述光刻膠的物理性質；最後進行顯影后檢測。顯影后檢測的主要步驟是對光刻膠圖案的關鍵尺寸(CriticalDimension, CD)進行量測，以判斷其是否符合規格。如果符合規格，則進行後續的刻蝕工藝，並將所述光刻膠圖案轉移到所述晶圓上。
但是，隨著半導體製造技術的發展，微型尺寸的需求日益增加，關鍵尺寸越來越小。由於關鍵尺寸的變化對電子元件的特性有重大的影響，因此光刻工藝必須準確控制光刻膠圖案的關鍵尺寸，以免臨界電壓以及與圖案尺寸變異相關的線阻值發生變動，導致元件品質和電路效能的降低。另外，對於接觸孔、通孔之類的關鍵層，由於其自身圖形為孔洞，較其它線性量測圖形而言測量難度更大。待測量的圖形為稀疏的孔洞，如果註冊圖形的條件選取不當，則使註冊圖形的尋找失敗進而導致測量失敗。而對於註冊圖形的條件選取，聚焦條件的確定是關鍵因素。如果註冊圖形的聚焦圖形信息不好，必將直接導致註冊圖形尋找失敗。因此，如何有效地改善註冊圖形聚焦條件成為本領域的研究熱點之一。故針對現有技術存在的問題，本案設計人憑藉從事此行業多年的經驗，積極研究改良，於是有了本發明一種改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法。
發明內容
本發明是針對現有技術中，傳統的待測圖案為孔洞型，測量難度大，以及註冊圖形的條件選取不當，易於導致測量失敗等缺陷提供一種改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法。為了解決上述問題，本發明提供一種改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，所述方法包括執行步驟SI :確定輔助定位圖形的形狀，所述輔助定位圖形包括至少由三個分別具有水平方向和豎直方向呈90°圖形信息的獨立定位圖形構成；執行步驟S2 :通過曝光和顯影工藝將光掩模版上的所述待測圖案和所述輔助定位圖形轉移至所述光阻層，所述輔助定位圖形對應設置在所述光掩模版之稀疏圖形區域；執行步驟S3 :通過⑶SEM，對輔助定位圖形進行定位；執行步驟S4 :確定待測圖案，並進行關鍵尺寸測量。可選地，所述待測圖案為接觸孔圖案、通孔圖案的其中之一，或者其組合。可選地，所述稀疏圖形區域為接觸孔圖案或者所述通孔圖案的孔間距dl ^ 2. 5 μ m的區域。
可選地，所述輔助定位圖形的水平方向尺寸和所述豎直方向尺寸與所述待測圖案的相應尺寸之比例為I: I 5: I。可選地，所述輔助定位圖形與所述待測圖形之間的最小距離d2為所述輔助定位圖形與所述待測圖形不產生幹涉的距離。可選地，所述光阻層中的待測圖案與所述光掩模版中的待測圖案對應，所述光阻層中的輔助定位圖形與所述光掩模版中的輔助定位圖形對應，所述光阻層中的稀疏圖形區域與所述光掩模版中的稀疏圖形區域對應。 可選地，所述確定待測圖案，並進行關鍵尺寸測量的方法為通過待測圖案與所述輔助定位圖形之間的相對距離對所述待測圖案進行定位，並通過待測量圖案與所述輔助定位圖形之間的相對距離準確量測待測圖案之關鍵尺寸。可選地，所述確定待測圖案的方法包括將所述輔助定位圖形作為聚焦點，進而確定所述待測圖案。綜上所述，本發明所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，通過在所述待測圖形之稀疏圖形區域處設置所述輔助定位圖形，並通過曝光和顯影工藝將所述光掩模版上的所述待測圖案和所述輔助定位圖形轉移至所述光阻層，不僅增加了邊緣反射二次電子束的信息，利於所述輔助定位圖形的聚焦和信息識別，而且增大了待測圖案，尤其包括接觸孔圖案、通孔圖案量測的成功率，進一步提高了製程的穩定性。
圖I所示為本發明改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法的流程圖；圖2所示為本發明光掩模版之稀疏圖形區域的結構示意圖；圖3所示為待測圖案與輔助定位圖形的分布結構示意圖。
具體實施例方式為詳細說明本發明創造的技術內容、構造特徵、所達成目的及功效，下面將結合實施例並配合附圖予以詳細說明。請參閱圖1，圖I所示為本發明改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法的流程圖。所述改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，包括以下步驟執行步驟SI :確定輔助定位圖形的形狀，所述輔助定位圖形包括至少由三個分別具有水平方向和豎直方向呈90°圖形信息的獨立定位圖形構成；執行步驟S2 :通過曝光和顯影工藝將光掩模版上的所述待測圖案和所述輔助定位圖形轉移至所述光阻層；其中，所述待測圖案包括但不限於接觸孔圖案、通孔圖案的其中之一，或者其組合。在本發明中，為了便於闡述各元、組件之間的關係，不煩定義所述接觸孔圖案或者所述通孔圖案的孔間距Cl1 ^ 2. 5μπι的區域為稀疏圖形區域。所述輔助定位圖形與所述待測圖形之間的最小距離d2以所述輔助定位圖形與所述待測圖形不產生幹涉為宜。所述輔助定位圖形對應設置在所述光掩模版之稀疏圖形區域。顯然地，所述光阻層中的待測圖案與所述光掩模版中的待測圖案對應；所述光阻層中的輔助定位圖形與所述光掩模版中的輔助定位圖形對應；所述光阻層中的稀疏圖形區域與所述光掩模版中的稀疏圖形區域對應。所述輔助定位圖形的水平方向尺寸和所述豎直方向尺寸與所述待測圖案的相應尺寸之比例為1:1 5:1。執行步驟S3 :通過⑶SEM，對輔助定位圖形進行定位；所述輔助定位圖形形狀簡單、易於辨認；同時，所述輔助定位圖形包括至少由三個分別具有水平方向和豎直方向呈90°圖形信息的獨立定位圖形構成，增加了邊緣反射二次電子束的信息，從而更有利於所述輔助定位圖形聚焦及信息識別。執行步驟S4 :確定待測圖案，並進行關鍵尺寸測量。具體地，對所述待測圖案之關鍵尺寸進行量測時，不僅可以通過待測圖案與所述輔助定位圖形之間的相對距離對所述待測圖案進行定位，而且還可以通過待測量圖案與所述輔助定位圖形之間的相對距離準確量測待測圖案之關鍵尺寸。更重要地，在使用所述CDSEM對所述待測圖案進行聚焦過程中，可以將所述輔助定位圖形作為聚焦點，進而保護所述待測圖案。 請參閱圖2、圖3，並結合參閱圖1，圖2所示為本發明光掩模版之稀疏圖形區域的結構示意圖。圖3所示為待測圖案與輔助定位圖形的分布結構示意圖。作為本發明的具體實施方式
，便於直觀闡述本發明之技術方案，在所述具體實施方式
中列舉的具體數值不應視為對本發明技術方案的限制。所述改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，包括以下步驟執行步驟SI :確定輔助定位圖形I的形狀，所述輔助定位圖形I包括至少由三個分別具有水平方向和豎直方向呈90°圖形信息的獨立定位圖形11構成；執行步驟S2 :通過曝光和顯影工藝將光掩模版4上的所述待測圖案2和所述輔助定位圖形I轉移至所述光阻層3 ；其中，所述待測圖案2包括但不限於接觸孔圖案、通孔圖案的其中之一，或者其組合。在本發明中，為了便於闡述各元、組件之間的關係，不煩定義所述接觸孔圖案或者所述通孔圖案的孔間距Cl1彡2. 5μπι的區域為稀疏圖形區域41。所述輔助定位圖形I與所述待測圖形2之間的最小距離d2以所述輔助定位圖形I與所述待測圖形2不產生幹涉為宜。所述輔助定位圖形I對應設置在所述光掩模版4之稀疏圖形區域41。所述輔助定位圖形I的水平方向尺寸和所述豎直方向尺寸與所述待測圖案2的相應尺寸之比例為1:1 5:1。執行步驟S3 :通過⑶SEM，對輔助定位圖形I進行定位；所述輔助定位圖形I形狀簡單、易於辨認；同時，所述輔助定位圖形I包括至少由三個分別具有水平方向和豎直方向呈90°圖形信息的獨立定位圖形11構成，增加了邊緣反射二次電子束的信息，從而更有利於所述輔助定位圖形聚焦及信息識別。執行步驟S4 :確定待測圖案2，並進行關鍵尺寸測量。具體地，對所述待測圖案2之關鍵尺寸進行量測時，不僅可以通過待測圖案2與所述輔助定位圖形I之間的相對距離對所述待測圖案進行定位，而且還可以通過待測量圖案2與所述輔助定位圖形I之間的相對距離準確量測待測圖案2之關鍵尺寸。另外，在使用所述CDSEM對所述待測圖案2進行聚焦過程中，可以將所述輔助定位圖形I作為聚焦點，進而保護所述待測圖案2。明顯地，本發明所述改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，通過在所述光掩模版4之稀疏圖形區域41設置所述輔助定位圖形I，並通過曝光和顯影工藝將所述光掩模版4上的所述待測圖案2和所述輔助定位圖形I轉移至所述光阻層3，不僅增加了邊緣反射二次電子束的信息，利於所述輔助定位圖形I的聚焦和信息識別，而且增大了待測圖案2，尤其包括接觸孔圖案、通孔圖案量測的成功率，進一步提高了製程的穩定性。綜上所述，本發明所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，通過在所述待測圖形之稀疏圖形區域處設置所述輔助定位圖形，並通過曝光和顯影工藝將所述光掩模版上的所述待測圖案和所述輔助定位圖形轉移至所述光阻層，不僅增加了邊緣反射二次電子束的信息，利於所述輔助定位圖形的聚焦和信息識別，而且增大了待測圖案，尤其包括接觸孔圖案、通孔圖案量測的成功率，進一步提高了製程的穩定性。本領域技術人員均應了解，在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，可以對本發 明進行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權利要求書及等同物的保護範圍內時，認為本發明涵蓋這些修改和變型。
權利要求
1.一種改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，其特徵在於，所述方法包括 執行步驟Si:確定輔助定位圖形的形狀，所述輔助定位圖形包括至少由三個分別具有水平方向和豎直方向呈90°圖形信息的獨立定位圖形構成； 執行步驟S2 :通過曝光和顯影工藝將光掩模版上的所述待測圖案和所述輔助定位圖形轉移至所述光阻層，所述輔助定位圖形對應設置在所述光掩模版之稀疏圖形區域； 執行步驟S3 :通過⑶SEM，對輔助定位圖形進行定位； 執行步驟S4 :確定待測圖案，並進行關鍵尺寸測量。
2.如權利要求I所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，其特徵在於，所述待測圖案為接觸孔圖案、通孔圖案的其中之一，或者其組合。
3.如權利要求2所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，其特徵在於，所述稀疏圖形區域為接觸孔圖案或者所述通孔圖案的孔間距dl彡2. 5 μ m的區域。
4.如權利要求2所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，其特徵在於，所述輔助定位圖形的水平方向尺寸和所述豎直方向尺寸與所述待測圖案的相應尺寸之比例為1:1 5:1。
5.如權利要求2所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，其特徵在於，所述輔助定位圖形與所述待測圖形之間的最小距離d2為所述輔助定位圖形與所述待測圖形不產生幹涉的距離。
6.如權利要求I所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，其特徵在於，所述光阻層中的待測圖案與所述光掩模版中的待測圖案對應，所述光阻層中的輔助定位圖形與所述光掩模版中的輔助定位圖形對應，所述光阻層中的稀疏圖形區域與所述光掩模版中的稀疏圖形區域對應。
7.如權利要求I所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，其特徵在於，所述確定待測圖案，並進行關鍵尺寸測量的方法為通過待測圖案與所述輔助定位圖形之間的相對距離對所述待測圖案進行定位，並通過待測量圖案與所述輔助定位圖形之間的相對距離準確量測待測圖案之關鍵尺寸。
8.如權利要求I所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，其特徵在於，所述確定待測圖案的方法包括將所述輔助定位圖形作為聚焦點，進而確定所述待測圖案。
全文摘要
一種改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，包括步驟S1確定輔助定位圖形的形狀，所述輔助定位圖形包括至少由三個分別具有水平方向和豎直方向呈90°圖形信息的獨立定位圖形構成；步驟S2通過曝光和顯影工藝將光掩模版上的所述待測圖案和所述輔助定位圖形轉移至所述光阻層；步驟S3通過CDSEM，對輔助定位圖形進行定位；步驟S4確定待測圖案，並進行關鍵尺寸測量。本發明所述的改善待測圖案之關鍵尺寸量測的方法，通過在所述光掩模版之稀疏圖形區域設置所述輔助定位圖形，增加了邊緣反射二次電子束的信息，利於所述輔助定位圖形的聚焦和信息識別，進而增大了待測圖案，尤其包括接觸孔圖案、通孔圖案量測的成功率，進一步提高了製程的穩定性。
文檔編號G03F7/20GK102944983SQ201210496709
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者夏婷婷, 朱駿, 馬蘭濤, 張旭升 申請人:上海華力微電子有限公司