量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法
【專利摘要】本發(fā)明一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，通過在晶圓上布置與切割線垂直且呈中心對(duì)稱的測試金屬線，該測試金屬線具有互不連接的第一測試單元和第二測試單元，其中，上述第一測試單元和第二測試單元分別具有沿水平方向以定值t遞增或遞減并向?qū)Ψ窖由斓亩鄺l凸起金屬線，掃描位于第一測試單元和第二測試單元之間并與凸起金屬線一一對(duì)應(yīng)的通孔，將通孔的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以精確量測出通孔與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，保證了集成電路制造工藝的精度和可重復(fù)性，進(jìn)而提升了產(chǎn)品的良率。
【專利說明】量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大規(guī)模集成電路制造朝著集成度更高，關(guān)鍵尺寸不斷縮小以及器件結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜的方向發(fā)展，對(duì)集成電路制造工藝的精度和可重復(fù)性要求越來越高。為滿足集成電路整體電學(xué)性能的要求，在芯片的具體制造過程中，不同結(jié)構(gòu)的電路圖形常一層層的疊堆在一起。其中，集成電路前段制造工藝的疊堆主要是柵極和接觸孔，后段的疊堆主要是通孔和金屬線。由于通孔和金屬線在后段是多層的重復(fù)結(jié)構(gòu)，尤其在一些先進(jìn)工藝中其具有多達(dá)10層的重復(fù)結(jié)構(gòu)，因此如何精確量測通孔與金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，以保證集成電路制造工藝的精度和可重復(fù)性，進(jìn)而提升產(chǎn)品的良率就顯得尤為重要。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，常通過光學(xué)方法來量測通孔與金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差值，進(jìn)而來控制集成電路制造工藝的精度和可重復(fù)性。但由于光學(xué)方法，其本身受到波長分辨率大小的限制，當(dāng)器件尺寸不斷縮小時(shí)，這種方法就不能精確量測通孔與金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，從而無法保證集成電路制造工藝的精度和可重復(fù)性，進(jìn)而也無法滿足工藝精確控制的要求來提升產(chǎn)品的良率。
[0004]因此，尋找一種精確量測通孔和下層金屬線間對(duì)準(zhǔn)偏差的方法對(duì)于提升器件的質(zhì)量就顯得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的為，針對(duì)上述問題，提出了一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，該方法通過在晶圓上布置與切割線垂直且呈中心對(duì)稱的測試金屬線，該測試金屬線具有互不連接的第一測試單元和第二測試單元，其中，上述第一測試單元和第二測試單元分別具有沿水平方向以定值t遞增或遞減并向?qū)Ψ窖由斓亩鄺l凸起金屬線，掃描位于第一測試單元和第二測試單元之間并與凸起金屬線一一對(duì)應(yīng)的通孔，將通孔的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以精確量測出通孔與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，保證了集成電路制造工藝的精度和可重復(fù)性，進(jìn)而提升了產(chǎn)品的良率。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，包括如下步驟:
[0007]步驟S01，于晶圓上布置與切割線垂直且呈中心對(duì)稱的測試金屬線，所述測試金屬線具有互不連接的第一測試單元和第二測試單元，其中，所述第一測試單元和第二測試單元分別具有沿水平方向以定值t遞增或遞減并向?qū)Ψ窖由斓膎條凸起金屬線，其中，n為大于2的整數(shù)；
[0008]步驟S02，掃描位于所述第一測試單元和第二測試單元之間并與所述凸起金屬線一一對(duì)應(yīng)的通孔，以獲得所述通孔的掃描數(shù)據(jù)，其中，所述凸起金屬線與通孔相連時(shí)掃描結(jié)果顯示為亮，所述凸起金屬線與通孔不相連時(shí)掃描結(jié)果顯示為暗；
[0009]步驟S03，將所述通孔的掃描數(shù)據(jù)與無對(duì)準(zhǔn)偏差的標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以量測出所述通孔與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，其中，所述無對(duì)準(zhǔn)偏差的標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)為所述第一測試單元和第二測試單元的最長凸起金屬線與通孔相連，其他凸起金屬線與通孔不相連時(shí)的掃描結(jié)果。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一測試單元和第二測試單元還分別連接有一 P型離子井和金屬鎢接觸孔的器件，其中，所述第一測試單元和第二測試單元是與所述P型離子井和金屬鎢接觸孔器件上的接觸孔相連。
[0011]進(jìn)一步地，所述通孔的掃描數(shù)據(jù)是通過掃描式電子顯微鏡掃描所述通孔實(shí)現(xiàn)的。
[0012]進(jìn)一步地，所述通孔與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差包括正Y方向上的對(duì)準(zhǔn)偏差和負(fù)Y方向上的對(duì)準(zhǔn)偏差。其中，所述對(duì)準(zhǔn)偏差是正Y方向還是負(fù)Y方向是由所述第一測試單元和第二測試單元的最長凸起金屬線所對(duì)應(yīng)的通孔的亮暗變化來確定。
[0013]進(jìn)一步地，所述凸起金屬線的寬度范圍為IOnm?50nm。
[0014]進(jìn)一步地，所述定值t的范圍為Inm?30nm。
[0015]進(jìn)一步地，所述通孔的掃描數(shù)據(jù)與無對(duì)準(zhǔn)偏差的標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以計(jì)算出所述有亮暗變化通孔的數(shù)量k。
[0016]進(jìn)一步地，當(dāng)k為小于2的整數(shù)時(shí)，所述的通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差為O ;k為大于或等于2的整數(shù)時(shí)，所述的通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差為(k-l)*t。
[0017]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，通過在晶圓上布置與切割線垂直且呈中心對(duì)稱的測試金屬線，該測試金屬線具有互不連接的第一測試單元和第二測試單元，其中，上述第一測試單元和第二測試單元分別具有沿水平方向以定值t遞增或遞減并向?qū)Ψ窖由斓亩鄺l凸起金屬線，掃描位于第一測試單元和第二測試單元之間并與凸起金屬線一一對(duì)應(yīng)的通孔，將通孔的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以精確量測出通孔與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，保證了集成電路制造工藝的精度和可重復(fù)性，進(jìn)而提升了產(chǎn)品的良率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為能更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中:
[0019]圖1為P型離子井和金屬鎢接觸孔的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為與接觸孔相連的第一測試單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為第一測試單元與通孔一一對(duì)應(yīng)示意圖；
[0022]圖4為第一測試單元和第二測試單元的最長凸起金屬線與通孔相連，其他凸起金屬線與通孔不相連的標(biāo)準(zhǔn)影像示意圖；
[0023]圖5為負(fù)Y方向上通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為正Y方向上通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差量測方法的一具體實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0026]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0027]上述及其它技術(shù)特征和有益效果，將結(jié)合附圖1-7對(duì)本發(fā)明量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法的一較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]本發(fā)明一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，包括如下步驟:
[0029]步驟S01，于晶圓上布置與切割線垂直且呈中心對(duì)稱的測試金屬線，該測試金屬線具有互不連接的第一測試單元200和第二測試單元200 ’，其中，第一測試單元200和第二測試單元200’分別具有沿水平方向以定值t遞增或遞減并向?qū)Ψ窖由斓膎條凸起金屬線，其中，n為大于2的整數(shù)。
[0030]請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖4，具體來說，在晶圓的切割線上布置與切割線垂直且呈中心對(duì)稱的測試金屬線，該測試金屬線具有互不連接的第一測試單元200和第二測試單元200’，進(jìn)一步地，該第一測試單元200和第二測試單元200’彼此之間互不相連并呈中心對(duì)稱。另外，上述第一測試單元200連接有一 P型離子井和金屬鎢接觸孔的器件，第二測試單元200’連接有另一 P型離子井和金屬鎢接觸孔的器件，其中第一測試單元200和第二測試單元200’都是與P型離子井和金屬鎢接觸孔器件上的接觸孔100相連接的，如圖1所示為P型離子井和金屬鎢接觸孔的器件結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，上述第一測試單元200和第二測試單元200’具有沿水平方向以定值t遞增或遞減并向?qū)Ψ窖由斓膎條凸起金屬線，n為大于2的整數(shù)，具體地，若第一測試單元200和第二測試單元200’上的最長凸起金屬線長度為L，那么其他凸起金屬線的長度為L-n*t。更近一步地，該第一測試單元200具有沿水平方向以定值t遞減并向第二測試單元200’延伸的n條凸起金屬線，n為大于2的整數(shù)，如圖2所示；該第二測試單元200’具有沿水平方向以定值t遞增并向第一測試單元200延伸的n條凸起金屬線，n為大于2的整數(shù)。其中，上述凸起金屬線寬度范圍為IOnm?50nm ；上述相鄰?fù)蛊鸾饘倬€間為一定值的長度差t的范圍為Inm?30nm。
[0031]步驟S02，掃描位于第一測試單元200和第二測試單元200’之間并與上述凸起金屬線一一對(duì)應(yīng)的通孔300，以獲得通孔300的掃描數(shù)據(jù)，其中，凸起金屬線與通孔300相連時(shí)掃描結(jié)果顯示為亮，凸起金屬線與通孔300不相連時(shí)掃描結(jié)果顯示為暗。
[0032]請(qǐng)參閱圖3，具體來說，通過掃描式電子顯微鏡來掃描位于第一測試單元200和第二測試單元200’之間并與上述凸起金屬線——對(duì)應(yīng)的通孔300，當(dāng)該凸起金屬線與其相對(duì)應(yīng)的通孔300相連時(shí)掃描結(jié)果顯示為亮，當(dāng)該凸起金屬線與其相對(duì)應(yīng)的通孔300不相連時(shí)掃描結(jié)果顯示為暗，如圖3所示。然后，將上述每一個(gè)通孔300的亮暗進(jìn)行采集，就得到了通孔300的掃描數(shù)據(jù)。
[0033]步驟S03，將通孔300的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以量測出通孔300與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，其中，上述標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)為第一測試單元200和第二測試單元200’的最長凸起金屬線與通孔300相連，其他凸起金屬線與通孔300不相連時(shí)的掃描結(jié)果。
[0034]請(qǐng)參閱圖4、圖5、圖6和圖7，具體來說，上述標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)即為通孔300與下層金屬線無對(duì)準(zhǔn)偏差時(shí)的掃描數(shù)據(jù)，其是第一測試單元200和第二測試單元200’的最長凸起金屬線分別與其一一對(duì)應(yīng)的通孔300相連，而其他凸起金屬線與其對(duì)應(yīng)的通孔300不相連時(shí)的掃描結(jié)果，也即是說與第一測試單元200的最長凸起金屬線所對(duì)應(yīng)通孔300的掃描結(jié)果顯示為亮，與第二測試單元200’的最長凸起金屬線所對(duì)應(yīng)通孔300的掃描結(jié)果顯示為亮，與其他凸起金屬線相對(duì)應(yīng)通孔300的掃描結(jié)果顯示為暗，如圖4所示。在本實(shí)施中，通孔300與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差包括正Y方向上的對(duì)準(zhǔn)偏差和負(fù)Y方向上的對(duì)準(zhǔn)偏差。其中，通孔300與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差是正Y方向還是負(fù)Y方向是由第一測試單元200和第二測試單元200’的最長凸起金屬線所對(duì)應(yīng)的通孔300的亮暗變化來確定。如圖5所示為負(fù)Y方向上通孔300與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的掃描數(shù)據(jù)，如圖6所示為正Y方向上通孔300與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的掃描數(shù)據(jù)。具體地，如果第一測試單元200的最長凸起金屬線所對(duì)應(yīng)的通孔300由亮變暗說明通孔300具有正Y方向上的對(duì)準(zhǔn)偏差，如果第二測試單元200’的最長凸起金屬線所對(duì)應(yīng)的通孔300由亮變暗說明通孔300具有負(fù)Y方向上的對(duì)準(zhǔn)偏差。最后，通過通孔300的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以統(tǒng)計(jì)出有亮暗變化通孔300的數(shù)量k，繼而量測出在與切割線垂直方向上通孔300與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，其中，當(dāng)k為小于2的整數(shù)時(shí)，所述的通孔300與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差為0，也即是可認(rèn)為此時(shí)通孔300與下層金屬線無對(duì)準(zhǔn)偏差；當(dāng)k為大于或等于2的整數(shù)時(shí)，所述的通孔300與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差為(k-l)*t,其中t最小可為lnm。
[0035]綜上所述，本發(fā)明一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，通過在晶圓上布置與切割線垂直且呈中心對(duì)稱的測試金屬線，該測試金屬線具有互不連接的第一測試單元和第二測試單元，其中，上述第一測試單元和第二測試單元分別具有沿水平方向以定值t遞增或遞減并向?qū)Ψ窖由斓亩鄺l凸起金屬線，掃描位于第一測試單元和第二測試單元之間并與凸起金屬線一一對(duì)應(yīng)的通孔，將通孔的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以精確量測出通孔與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，保證了集成電路制造工藝的精度和可重復(fù)性，進(jìn)而提升了產(chǎn)品的良率。
[0036]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S01，于晶圓上布置與切割線垂直且呈中心對(duì)稱的測試金屬線，所述測試金屬線具有互不連接的第一測試單元和第二測試單元，其中，所述第一測試單元和第二測試單元分別具有沿水平方向以定值t遞增或遞減并向?qū)Ψ窖由斓摩菞l凸起金屬線，其中，η為大于2的整數(shù)； 步驟S02，掃描位于所述第一測試單元和第二測試單元之間并與所述凸起金屬線一一對(duì)應(yīng)的通孔，以獲得所述通孔的掃描數(shù)據(jù)，其中，所述凸起金屬線與通孔相連時(shí)掃描結(jié)果顯示為亮，所述凸起金屬線與通孔不相連時(shí)掃描結(jié)果顯示為暗； 步驟S03，將所述通孔的掃描數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以量測出所述通孔與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)為所述第一測試單元和第二測試單元的最長凸起金屬線與通孔相連，其他凸起金屬線與通孔不相連時(shí)的掃描結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，其特征在于，所述第一測試單元和第二測試單元還分別連接有一 P型離子井和金屬鎢接觸孔的器件，其中，所述第一測試單元和第二測試單元是與所述P型離子井和金屬鎢接觸孔器件上的接觸孔相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，其特征在于，所述通孔的掃描數(shù)據(jù)是通過掃描式電子顯微鏡掃描所述通孔實(shí)現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，其特征在于，所述通孔與下層金屬線的對(duì)準(zhǔn)偏差包括正Y方向上的對(duì)準(zhǔn)偏差和負(fù)Y方向上的對(duì)準(zhǔn)偏差。其中，所述對(duì)準(zhǔn)偏差是正Y方向還是負(fù)Y方向是由所述第一測試單元和第二測試單元的最長凸起金屬線所對(duì)應(yīng)的通孔的亮暗變化來確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，其特征在于，所述凸起金屬線的寬度范圍為IOnm?50nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，其特征在于，所述定值t的范圍為I?30nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，其特征在于，所述通孔的掃描數(shù)據(jù)與無對(duì)準(zhǔn)偏差的標(biāo)準(zhǔn)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以計(jì)算出所述有亮暗變化通孔的數(shù)量k。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種量測通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差的方法，其特征在于，當(dāng)k為小于2的整數(shù)時(shí)，所述的通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差為O ;當(dāng)k為大于或等于2的整數(shù)時(shí)，所述的通孔與下層金屬線對(duì)準(zhǔn)偏差為(k-l)*t。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK103500721SQ201310495483
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】倪棋梁, 陳宏璘, 龍吟 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司