專利名稱：改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過程中，一般而言，首先將光刻膠涂覆在晶圓表面；然后通過光罩對所述光刻膠進行曝光；隨后進行曝光后烘烤以改變所述光刻膠的物理性質(zhì)；最后進行顯影后檢測。顯影后檢測的主要步驟是對光刻膠圖案的關(guān)鍵尺寸(CriticalDimension, CD)進行量測，以判斷其是否符合規(guī)格。如果符合規(guī)格，則進行后續(xù)的刻蝕工藝，并將所述光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到所述晶圓上。
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)鍵尺寸越來越小。由于關(guān)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(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，導(dǎo)致元件品質(zhì)和電路效能的降低。另外，對于接觸孔、通孔之類的關(guān)鍵層，由于其自身圖形為孔洞，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，如果注冊圖形的條件選取不當(dāng)，則使注冊圖形的尋找失敗進而導(dǎo)致測量失敗。而對于注冊圖形的條件選取，聚焦條件的確定是關(guān)鍵因素。如果注冊圖形的聚焦圖形信息不好，必將直接導(dǎo)致注冊圖形尋找失敗。因此，如何有效地改善注冊圖形聚焦條件成為本領(lǐng)域的研究熱點之一。故針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗，積極研究改良，于是有了本發(fā)明一種改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的待測圖案為孔洞型，測量難度大，以及注冊圖形的條件選取不當(dāng)，易于導(dǎo)致測量失敗等缺陷提供一種改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，所述方法包括執(zhí)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(gòu)成；執(zhí)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(zhuǎn)移至所述光阻層，所述輔助定位圖形對應(yīng)設(shè)置在所述光掩模版之稀疏圖形區(qū)域；執(zhí)行步驟S3 :通過⑶SEM，對輔助定位圖形進行定位；執(zhí)行步驟S4 :確定待測圖案，并進行關(guān)鍵尺寸測量?？蛇x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?？蛇x地，所述稀疏圖形區(qū)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(qū)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(yīng)尺寸之比例為I: I 5: I?？蛇x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(chǎn)生干涉的距離?？蛇x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(yīng)，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(yīng)，所述光阻層中的稀疏圖形區(qū)域與所述光掩模版中的稀疏圖形區(qū)域?qū)?yīng)。 可選地，所述確定待測圖案，并進行關(guān)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，并通過待測量圖案與所述輔助定位圖形之間的相對距離準(zhǔn)確量測待測圖案之關(guān)鍵尺寸?？蛇x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(fā)明所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，通過在所述待測圖形之稀疏圖形區(qū)域處設(shè)置所述輔助定位圖形，并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(zhuǎn)移至所述光阻層，不僅增加了邊緣反射二次電子束的信息，利于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，進一步提高了制程的穩(wěn)定性。


圖I所示為本發(fā)明改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法的流程圖；圖2所示為本發(fā)明光掩模版之稀疏圖形區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為待測圖案與輔助定位圖形的分布結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。請參閱圖1，圖I所示為本發(fā)明改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法的流程圖。所述改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，包括以下步驟執(zhí)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(gòu)成；執(zhí)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(zhuǎn)移至所述光阻層；其中，所述待測圖案包括但不限于接觸孔圖案、通孔圖案的其中之一，或者其組合。在本發(fā)明中，為了便于闡述各元、組件之間的關(guān)系，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(qū)域為稀疏圖形區(qū)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(chǎn)生干涉為宜。所述輔助定位圖形對應(yīng)設(shè)置在所述光掩模版之稀疏圖形區(qū)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(yīng)；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(yīng)；所述光阻層中的稀疏圖形區(qū)域與所述光掩模版中的稀疏圖形區(qū)域?qū)?yīng)。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(yīng)尺寸之比例為1:1 5:1。執(zhí)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、易于辨認(rèn)；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(gòu)成，增加了邊緣反射二次電子束的信息，從而更有利于所述輔助定位圖形聚焦及信息識別。執(zhí)行步驟S4 :確定待測圖案，并進行關(guān)鍵尺寸測量。具體地，對所述待測圖案之關(guān)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(zhǔn)確量測待測圖案之關(guān)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，并結(jié)合參閱圖1，圖2所示為本發(fā)明光掩模版之稀疏圖形區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示為待測圖案與輔助定位圖形的分布結(jié)構(gòu)示意圖。作為本發(fā)明的具體實施方式
，便于直觀闡述本發(fā)明之技術(shù)方案，在所述具體實施方式
中列舉的具體數(shù)值不應(yīng)視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。所述改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，包括以下步驟執(zhí)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(gòu)成；執(zhí)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(zhuǎn)移至所述光阻層3 ；其中，所述待測圖案2包括但不限于接觸孔圖案、通孔圖案的其中之一，或者其組合。在本發(fā)明中，為了便于闡述各元、組件之間的關(guān)系，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(qū)域為稀疏圖形區(qū)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(chǎn)生干涉為宜。所述輔助定位圖形I對應(yīng)設(shè)置在所述光掩模版4之稀疏圖形區(qū)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(yīng)尺寸之比例為1:1 5:1。執(zhí)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、易于辨認(rèn)；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(gòu)成，增加了邊緣反射二次電子束的信息，從而更有利于所述輔助定位圖形聚焦及信息識別。執(zhí)行步驟S4 :確定待測圖案2，并進行關(guān)鍵尺寸測量。具體地，對所述待測圖案2之關(guān)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(zhǔn)確量測待測圖案2之關(guān)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(fā)明所述改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，通過在所述光掩模版4之稀疏圖形區(qū)域41設(shè)置所述輔助定位圖形I，并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(zhuǎn)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，利于所述輔助定位圖形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，進一步提高了制程的穩(wěn)定性。綜上所述，本發(fā)明所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，通過在所述待測圖形之稀疏圖形區(qū)域處設(shè)置所述輔助定位圖形，并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(zhuǎn)移至所述光阻層，不僅增加了邊緣反射二次電子束的信息，利于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，進一步提高了制程的穩(wěn)定性。本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā) 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(quán)利要求書及等同物的保護范圍內(nèi)時，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，其特征在于，所述方法包括 執(zhí)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(gòu)成； 執(zhí)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(zhuǎn)移至所述光阻層，所述輔助定位圖形對應(yīng)設(shè)置在所述光掩模版之稀疏圖形區(qū)域； 執(zhí)行步驟S3 :通過⑶SEM，對輔助定位圖形進行定位； 執(zhí)行步驟S4 :確定待測圖案，并進行關(guān)鍵尺寸測量。
2.如權(quán)利要求I所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，其特征在于，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(quán)利要求2所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，其特征在于，所述稀疏圖形區(qū)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(qū)域。
4.如權(quán)利要求2所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，其特征在于，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(yīng)尺寸之比例為1:1 5:1。
5.如權(quán)利要求2所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，其特征在于，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(chǎn)生干涉的距離。
6.如權(quán)利要求I所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，其特征在于，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(yīng)，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(yīng)，所述光阻層中的稀疏圖形區(qū)域與所述光掩模版中的稀疏圖形區(qū)域?qū)?yīng)。
7.如權(quán)利要求I所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，其特征在于，所述確定待測圖案，并進行關(guān)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，并通過待測量圖案與所述輔助定位圖形之間的相對距離準(zhǔn)確量測待測圖案之關(guān)鍵尺寸。
8.如權(quán)利要求I所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，其特征在于，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(guān)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(gòu)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(zhuǎn)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，并進行關(guān)鍵尺寸測量。本發(fā)明所述的改善待測圖案之關(guān)鍵尺寸量測的方法，通過在所述光掩模版之稀疏圖形區(qū)域設(shè)置所述輔助定位圖形，增加了邊緣反射二次電子束的信息，利于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，進一步提高了制程的穩(wěn)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(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)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