專利名稱：一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形結(jié)構(gòu)及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精度檢測，尤其涉及一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形結(jié)構(gòu)及檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體芯片的集成度不斷提高，晶體管的特征尺寸不斷縮小到納米級，生產(chǎn)工藝也越來越復(fù)雜。在生產(chǎn)中各種元器件的三維結(jié)構(gòu)被分解為幾十層二維的光刻圖形。為了達(dá)到良好的器件性能，各個(gè)光刻圖形不但要有精準(zhǔn)的特征尺寸線寬，還要保證層與層之間的精確套刻(對準(zhǔn))，對轉(zhuǎn)過程的結(jié)果，或者每個(gè)連續(xù)的圖形與先前層匹配的精度，被稱作套準(zhǔn)。

套刻精準(zhǔn)檢測通常是在上下兩個(gè)光刻層的圖形中各放置一個(gè)套刻精準(zhǔn)檢測圖形， 通過保持兩個(gè)套刻精準(zhǔn)檢測圖形的相對位置的對準(zhǔn)，來保證兩層光刻圖形的對準(zhǔn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，常用的套刻精準(zhǔn)檢測圖形包括內(nèi)外條型(bar-in-bar)、內(nèi)外箱型(box-in-box)、和先進(jìn)圖像量度型(AIM)。參考圖1所示的內(nèi)外箱型套刻精度檢測圖形，包括形成在空白區(qū) 300中的前層套刻圖形200，以及位于前層套刻圖形200中心位置的當(dāng)層套刻圖形100。在芯片的大規(guī)模生產(chǎn)中保證特征尺寸線寬均勻度和穩(wěn)定度對穩(wěn)定產(chǎn)品良率有十分重要的意義。特征尺寸線寬量測是確保生產(chǎn)出具有均勻和穩(wěn)定的特征尺寸線寬的產(chǎn)品的重要手段。隨著生產(chǎn)精度要求不斷提高，特征尺寸線寬量測圖形包括孤立圖形、半密集圖形、和密集圖形。特征尺寸檢測圖形和套刻精度檢測圖形分別放置于當(dāng)層光刻圖形的不同區(qū)域。掃描式電子顯微鏡是量測特征尺寸線寬的主要設(shè)備。其成像原理是電子束照射在被量測物體上，在不同形貌區(qū)域產(chǎn)生不同數(shù)量的二次電子。收集二次電子信號并轉(zhuǎn)化成特征尺寸線寬的圖像。當(dāng)電子束照射在光刻膠上時(shí)，會(huì)對光刻膠造成電子照射損傷，導(dǎo)致光刻膠圖形變形，影響特征尺寸線寬的量測結(jié)果。為了減少對光刻膠的電子照射損傷，需要增加額外圖形用于確定特征尺寸檢測圖形位置。而且每個(gè)特征尺寸檢測圖形的量測時(shí)間有限。 當(dāng)需要對特征尺寸檢測圖形重復(fù)量測時(shí)，量測結(jié)果會(huì)受到光刻膠的電子照射損傷的影響。因此，提供一種能夠有效集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形結(jié)構(gòu)及檢測方法就顯得尤為重要了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減少芯片生產(chǎn)中檢測圖形所占用的面積，避免了特征尺寸檢測圖形受電子輻照損傷而影響特征尺寸檢測的問題。本發(fā)明公開一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形結(jié)構(gòu)，其特征在于，一內(nèi)箱式套刻精度檢測圖形，所述內(nèi)箱包括若干呈陣列式排列的孔，部分所述孔被填充。上述的結(jié)構(gòu)，其中，所述包含部分被填充孔的內(nèi)箱中包括 孤立孔，所述孤立孔相鄰周圍一圈的孔均被填充；密集孔，所述密集孔相鄰周圍一圈的孔均未被填充，所述密集孔與其周圍陣列式排列的未填充孔呈九宮格形結(jié)構(gòu)；
半密集孔，所述半密集孔相鄰周圍一圈包括至少一填充孔以及至少一未填充孔。上述的結(jié)構(gòu)，其中，所述內(nèi)箱寬度不小于10微米。上述的結(jié)構(gòu)，其中，所述若干孔排列組成的陣列為正方形。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還公開一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形檢測方法，其中，所述圖形結(jié)構(gòu)適用于0. 25微米技術(shù)節(jié)點(diǎn)以下通孔和接觸孔的光刻生產(chǎn)工藝， 使用由孔構(gòu)成的內(nèi)箱式套刻精度檢測圖形來檢測套刻精度或在光學(xué)顯微鏡下確定特征尺寸檢測圖形位置。上述的方法，其中，用掃描式電子顯微鏡量測特征尺寸時(shí)，使用孤立孔、半密集孔或密集孔的特征尺寸檢測圖形來檢測圖形線寬。本發(fā)明減少了芯片生產(chǎn)中檢測圖形所占用的面積，節(jié)省的面積可用于放置其他的監(jiān)測和測試圖形；增加了特征尺寸檢測圖形的數(shù)量，避免了特征尺寸檢測圖形受電子輻照損傷而影響特征尺寸檢測的問題。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。在附圖中，為清楚明了，放大了部分部件。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)外箱型套刻精度檢測圖形；以及
圖2為根據(jù)本發(fā)明的，一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。參考圖2所示出的，根據(jù)本發(fā)明的，一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形結(jié)構(gòu)。如圖所持，一內(nèi)箱999式套刻精度檢測圖形，所述內(nèi)箱999包括若干呈陣列式排列的孔， 部分所述孔被填充。優(yōu)選地，被填充的孔主要分布在內(nèi)箱999的中心區(qū)域。更為具體地，所述包含部分被填充孔的內(nèi)箱999中包括
孤立孔102，所述孤立孔102相鄰周圍一圈的孔均被填充，圖2中孤立孔102的周圍為平坦區(qū)域；
密集孔103，所述密集孔103相鄰周圍一圈的孔均未被填充，所述密集孔與其周圍陣列式排列的未填充孔呈九宮格形結(jié)構(gòu)；
半密集孔101，所述半密集孔101相鄰周圍一圈包括至少一填充孔以及至少一未填充孔(參考圖2中的未填充孔111)，其中，未填充孔111也是半密集孔。優(yōu)選地，孤立孔102、密集孔103和半密集孔101的數(shù)量均至少為1個(gè)。進(jìn)一步地，所述內(nèi)箱999寬度不小于10微米。在一個(gè)優(yōu)選例中，所述若干孔排列組成的陣列為正方形，如圖所示，內(nèi)箱999的形狀的正方形。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還公開一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形檢測方法，其特征在于，本發(fā)明的圖形結(jié)構(gòu)適用于0. 25微米技術(shù)節(jié)點(diǎn)以下通孔和接觸孔的光刻生產(chǎn)工藝，使用由孔構(gòu)成的內(nèi)箱式套刻精度檢測圖形來檢測套刻精度或在光學(xué)顯微鏡下確定特征尺寸檢測圖形位置。進(jìn)一步地，在用掃描式電子顯微鏡量測特征尺寸時(shí)，使用孤立孔102、半密集孔 101或密集孔103的特征尺寸檢測圖形來檢測圖形線寬。本發(fā)明的檢測圖形結(jié)構(gòu)既可用于套刻精度檢測，又可用于特征尺寸檢測。本發(fā)明在當(dāng)層的套刻精度圖形中減少了芯片生產(chǎn)中檢測圖形所占用的面積，并且增加了特征尺寸檢測圖形的數(shù)量。本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)所述變化例，這樣的變化例并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅述。以上對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；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)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。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)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、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
1.一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形結(jié)構(gòu)，其特征在于，一內(nèi)箱式套刻精度檢測圖形，所述內(nèi)箱包括若干呈陣列式排列的孔，部分所述孔被填充。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述包含部分被填充孔的內(nèi)箱中包括 孤立孔，所述孤立孔相鄰周圍一圈的孔均被填充；密集孔，所述密集孔相鄰周圍一圈的孔均未被填充，所述密集孔與其周圍陣列式排列的未填充孔呈九宮格形結(jié)構(gòu)；半密集孔，所述半密集孔相鄰周圍一圈包括至少一填充孔以及至少一未填充孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)箱寬度不小于10微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述若干孔排列組成的陣列為正方形。
5.一種權(quán)利要求1或2所述的的圖形結(jié)構(gòu)的使用方法，其特征在于，所述圖形結(jié)構(gòu)適用于0. 25微米技術(shù)節(jié)點(diǎn)以下通孔和接觸孔的光刻生產(chǎn)工藝，使用由孔構(gòu)成的內(nèi)箱式套刻精度檢測圖形來檢測套刻精度或在光學(xué)顯微鏡下確定特征尺寸檢測圖形位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，用掃描式電子顯微鏡量測特征尺寸時(shí)，使用孤立孔、半密集孔或密集孔的特征尺寸檢測圖形來檢測圖形線寬。
全文摘要
本發(fā)明公開一種集成尺寸量測和套刻精度檢測的圖形結(jié)構(gòu)，其特征在于，一內(nèi)箱式套刻精度檢測圖形，所述內(nèi)箱包括若干呈陣列式排列的孔，部分所述孔被填充。本發(fā)明的圖形結(jié)構(gòu)適用于0.25微米技術(shù)節(jié)點(diǎn)以下通孔和接觸孔的光刻生產(chǎn)工藝，使用由孔構(gòu)成的內(nèi)箱式套刻精度檢測圖形來檢測套刻精度或在光學(xué)顯微鏡下確定特征尺寸檢測圖形位置。
文檔編號H01L21/66GK102446902SQ201110265240
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者戴韞青, 毛智彪, 王劍 申請人:上海華力微電子有限公司