專利名稱：用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，特別涉及一種針對(duì)關(guān)鍵尺寸掃描式電子顯微鏡 (Critical Dimension Scanning Electronic Microscope,CDSEM)的用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過(guò)程中，一般而言先將光刻膠涂布于晶片表面。然后透過(guò)光罩對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光。接著進(jìn)行曝光后烘烤以改變光刻膠的物理性質(zhì)。之后進(jìn)行顯影后檢測(cè) (After Development Inspection，ADI)。顯影后檢測(cè)的主要步驟是對(duì)光刻膠圖案的關(guān)鍵尺寸(Critical Dimension，⑶)進(jìn)行量測(cè)，以判斷其是否符合規(guī)格。如果符合規(guī)格，則進(jìn)行蝕刻工藝將光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到晶片上。但是，隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展，微型尺寸的需求日益增加，關(guān)鍵尺寸越來(lái)越小。由于關(guān)鍵尺寸的變化對(duì)電子元件的特性有重大影響，因此光刻工藝必須準(zhǔn)確控制光刻膠圖案的關(guān)鍵尺寸，以免臨界電壓以及與圖案尺寸變異相關(guān)的線阻值發(fā)生變動(dòng)，導(dǎo)致元件品質(zhì)和電路效能的降低。一般而言，利用關(guān)鍵尺寸掃描式電子顯微鏡(CDSEM)對(duì)關(guān)鍵尺寸進(jìn)行量測(cè)。首先， 用一束極細(xì)的電子束掃描晶片，在晶片表面上激發(fā)出次級(jí)電子。其中，次級(jí)電子的多少與電子束入射角有關(guān)，也就是說(shuō)與晶片的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。然后，次級(jí)電子由探測(cè)體收集，并被探測(cè)體內(nèi)的閃爍器轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。再次，該光信號(hào)經(jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)來(lái)控制熒光屏上電子束的強(qiáng)度，從而顯示出與電子束同步的掃描圖像。由CDSEM得到的掃描圖像是三維立體的，反映了晶片的表面結(jié)構(gòu)。另外，為了使晶片表面發(fā)射出次級(jí)電子，晶片在固定、脫水后，需要噴涂上一層重金屬微粒，該重金屬微?？梢栽陔娮邮霓Z擊下發(fā)出次級(jí)電子信號(hào)。雖然，在多數(shù)情況下CDSEM可以對(duì)CD的光刻和刻蝕的精度進(jìn)行精密和準(zhǔn)確的量測(cè)，但是在同一個(gè)晶片上，可能會(huì)存在CDSEM難以辨認(rèn)出的圖案，例如密集圖案區(qū)中多個(gè)樣式相同而位置又非常鄰近的重復(fù)圖案。此時(shí)，很難建立一個(gè)能夠準(zhǔn)確量測(cè)其中某一個(gè)量測(cè)點(diǎn)的方案。另外，當(dāng)要逐個(gè)量測(cè)上述這些量測(cè)點(diǎn)的時(shí)候，也很難建立自動(dòng)又準(zhǔn)確的方案。因此，常常需要耗費(fèi)大量的人力來(lái)進(jìn)行輔助量測(cè)。如圖1所示。圖1所示為帶有圖案的局部晶片的示意圖。101為具有待量測(cè)圖案的晶片的局部。104和105是分別對(duì)待量測(cè)圖案102和103及其周圍鄰近圖案進(jìn)行同比例放大后的示意圖。從圖1中可以看出，待量測(cè)圖案102與其周邊圖案形狀相同，又由于其尺寸很小且與周邊圖案非常鄰近，因此，用CDSEM對(duì)102進(jìn)行量測(cè)時(shí)會(huì)比較困難，很容易發(fā)生量測(cè)錯(cuò)誤的情況。同樣地，103的尺寸比102更小，對(duì)其進(jìn)行精確量測(cè)的難度會(huì)更大。因此，需要一種針對(duì)CDSEM設(shè)備的用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的方法，使得可以自動(dòng)地對(duì)晶片上那些難以辨認(rèn)的圖案進(jìn)行量測(cè)，增強(qiáng)圖案的可辨認(rèn)度，從而提高量測(cè)的準(zhǔn)確度、降低停機(jī)時(shí)間和減少人力資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式
部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。為了在用CDSEM對(duì)圖案進(jìn)行量測(cè)時(shí)，增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度，本發(fā)明提供一種針對(duì)關(guān)鍵尺寸掃描式電子顯微鏡的用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的方法，該方法包括下列步驟a)選擇輔助圖形的形狀并確定所述輔助圖形的尺寸；b)在光罩上確定所述待量測(cè)圖案所在的區(qū)塊；c)在所述區(qū)塊旁邊定位所述輔助圖形；d)在所述光罩上制作所述輔助圖形；e)對(duì)所述光罩進(jìn)行曝光。進(jìn)一步地，所述待量測(cè)圖案為重復(fù)圖案。進(jìn)一步地，所述輔助圖形的形狀選自方形框、十字架形和米字型其中一種。進(jìn)一步地，所述輔助圖形在水平方向上的尺寸范圍為300 500nm。進(jìn)一步地，所述輔助圖形在水平方向上的尺寸優(yōu)選地為300nm。進(jìn)一步地，所述輔助圖形在垂直方向上的尺寸范圍為300 500nm。進(jìn)一步地，所述輔助圖形在垂直方向上的尺寸優(yōu)選地為300nm。進(jìn)一步地，所述輔助圖形位于所述區(qū)塊的左下角旁邊。進(jìn)一步地，所述輔助圖形與所述待量測(cè)圖案所在區(qū)塊之間的距離為1埃。根據(jù)本發(fā)明的針對(duì)關(guān)鍵尺寸掃描式電子顯微鏡的用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的方法，通過(guò)在待量測(cè)圖案旁邊加上兩種不斷重復(fù)的輔助圖形，可以增強(qiáng)CDSEM機(jī)臺(tái)對(duì)待量測(cè)圖案，特別是密集圖案區(qū)中多個(gè)樣式相同而位置又非常鄰近的重復(fù)圖案的可辨認(rèn)度，從而提高量測(cè)的準(zhǔn)確度、降低停機(jī)時(shí)間和減少人力資源的浪費(fèi)，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。除此之外，輔助圖形還可以作為聚焦過(guò)程的參考點(diǎn)，從而有效地保護(hù)了待量測(cè)圖案。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，圖1所示為帶有圖案的晶片的局部示意圖；圖2A所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輔助圖形的示意圖；圖2B所示為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的輔助圖形的示意圖；圖2C所示為根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的輔助圖形的示意圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的方法制作完輔助圖形后的晶片局部放大示意圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的方法制作輔助圖形的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便說(shuō)明本發(fā)明的方法是如何增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外， 本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。參照?qǐng)D2A、圖2B、圖2C和圖3描述本發(fā)明的用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的方法。其中，圖2A所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輔助圖形的示意圖；圖2B所示為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的輔助圖形的示意圖；圖2C所示為根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的輔助圖形的示意圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的方法制作完輔助圖形后的晶片局部放大示意圖。首先，選擇輔助圖形的形狀并確定輔助圖形的尺寸。其中，輔助圖形是用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案可辨認(rèn)度的圖形。并且輔助圖形的形狀可以任選，但以形狀簡(jiǎn)單、易于辨認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)。例如，方形框，十字架形，還可以是米字形等，如圖2A、圖2B和圖2C所示。輔助圖形的尺寸為水平方向300 500nm，垂直方向?yàn)?00 500nm，優(yōu)選地為水平方向300nm，垂直方向300nm。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況在上述范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值。然后，在光罩上確定待量測(cè)圖案所在的區(qū)塊。區(qū)塊的大小和包含的待量測(cè)圖案的數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況確定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是彼此不相鄰或間距較大的待量測(cè)圖案應(yīng)被劃入不同的區(qū)塊。每一區(qū)塊為包含待量測(cè)圖案的具有(n*n)個(gè)圖案的方形區(qū)域，優(yōu)選地η = 4。然后，在上述確定好的待量測(cè)圖案所在區(qū)塊的旁邊定位輔助圖形。其中，定位輔助圖形的基本原則如下輔助圖形的位置可在待量測(cè)圖案所在區(qū)塊周邊的任何位置，諸如上方、下方等。優(yōu)選地，在所述區(qū)塊的左下方。輔助圖形與區(qū)塊之間的距離可以根據(jù)實(shí)際情況確定。如果待量測(cè)圖案的尺寸較大，且其與周邊的其他圖案之間的距離較大，那么輔助圖形可以距離區(qū)塊較遠(yuǎn)。否則，輔助圖形要更靠近區(qū)塊。但輔助圖形不能與待量測(cè)圖案所在區(qū)塊重疊，同時(shí)其與待量測(cè)圖案所在區(qū)塊之間的距離不能小到使圖案之間形成干涉。優(yōu)選地， 輔助圖形與區(qū)塊之間的距離為1埃。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況在滿足上述條件的情況下確定適當(dāng)?shù)木嚯x。其中，針對(duì)每一區(qū)塊的輔助圖形的數(shù)量可以有多個(gè)，至少為1個(gè)。另外，針對(duì)每一光罩的輔助圖形的形狀可以有多種，優(yōu)選地為2種，例如方形框和十字架形。并且相鄰區(qū)塊的輔助圖形不同，即兩種輔助圖形不斷重復(fù)，交叉排列。如圖3所示，如果區(qū)塊303的輔助圖形為十字架形，那么其周圍區(qū)塊301、302、304和305的輔助圖形則為方形框。然后，用電子束在上述光罩上確定好的位置上制作輔助圖形。然后，在制作好輔助圖形后，對(duì)光罩進(jìn)行曝光。這樣，輔助圖形將隨芯片圖案一起曝光到晶片上。參見(jiàn)圖4，示出了根據(jù)本發(fā)明的方法制作輔助圖形的方法流程圖。
在步驟401中，選擇輔助圖形的形狀并確定輔助圖形的尺寸。然后，在步驟402中， 在光罩上確定待量測(cè)圖案所在的區(qū)塊。在步驟403中，在步驟402中確定的待量測(cè)圖案所在區(qū)塊的旁邊定位輔助圖形。隨后，在步驟404中，用電子束在上述光罩上由步驟403確定好的位置上制作輔助圖形。最后，在步驟405中，對(duì)光罩進(jìn)行曝光。這樣，由于輔助圖形的形狀簡(jiǎn)單、易于辨認(rèn)，所以在對(duì)待量測(cè)圖案進(jìn)行量測(cè)時(shí)，不僅可以通過(guò)待量測(cè)圖案與輔助圖形之間的相對(duì)距離對(duì)待量測(cè)圖案進(jìn)行定位，而且還可以通過(guò)待量測(cè)點(diǎn)與輔助圖形之間的相對(duì)距離準(zhǔn)確量測(cè)出CD尺寸。另外，在用CDSEM對(duì)待量測(cè)點(diǎn)進(jìn)行聚焦時(shí)，還可以將輔助圖案作為聚焦點(diǎn)，從而保護(hù)了待量測(cè)點(diǎn)。綜上所述，僅是本發(fā)明較佳的實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等同實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的方法，該方法包括以下步驟a)選擇輔助圖形的形狀并確定所述輔助圖形的尺寸；b)在光罩上確定所述待量測(cè)圖案所在的區(qū)塊；c)在所述區(qū)塊旁邊定位所述輔助圖形；d)在所述光罩上制作所述輔助圖形；e)對(duì)所述光罩進(jìn)行曝光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述待量測(cè)圖案為重復(fù)圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輔助圖形的形狀選自方形框、十字架形和米字型其中一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輔助圖形在水平方向上的尺寸范圍為 300 500nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述輔助圖形在水平方向上的尺寸為 300nmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輔助圖形在垂直方向上的尺寸范圍為 300 500nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述輔助圖形在垂直方向上的尺寸為 300nmo
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輔助圖形在所述區(qū)塊的左下角。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輔助圖形與所述區(qū)塊之間的水平距離為1埃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種針對(duì)關(guān)鍵尺寸掃描式電子顯微鏡的用于增強(qiáng)待量測(cè)圖案的可辨認(rèn)度的方法，所述方法包括以下步驟選擇輔助圖形的形狀并確定所述輔助圖形的尺寸；在光罩上確定所述待量測(cè)圖案所在的區(qū)塊；在所述區(qū)塊旁邊定位所述輔助圖形；在所述光罩上制作所述輔助圖形；對(duì)所述光罩進(jìn)行曝光。本發(fā)明提供的方法使得可以自動(dòng)地對(duì)晶片上那些難以辨認(rèn)的圖案進(jìn)行量測(cè)，增強(qiáng)圖案的可辨認(rèn)度，從而提高量測(cè)的準(zhǔn)確度、降低停機(jī)時(shí)間和減少人力資源的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102193307SQ20101013181
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者劉思南, 郝靜安 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司