[发明专利]特征尺寸近似性图案

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造光刻领域，特别涉及一种特征尺寸近似性图案。

背景技术

目前，在集成电路制造中，为了将集成电路的图案顺利地转移到晶圆(wafcr)上，必须先将该电路图案设计成一光罩图案，然后再将光罩图案自光罩表面，通过曝光机台转移到该wafer上。所述wafer包括，但不局限于，例如硅、硅锗(SiGe)、绝缘体硅(SOI)以及其各种组合物等材料。随着超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated circuites，VLSI)的发展，导致了对减小图形尺寸和增加布局密度的需求的增长。

通常每片wafer包括多个曝光单元(shot)，整片wafer上每个shot中的图案是相同的，即将wafcr划分为若干个具有周期性结构的shot，一个shot内又包括一个或多个晶粒(die)。每个die内根据应用的需要会制作多个栅极，其中总会存在部分尺寸相同的栅极，扩展到shot范围，在整个shot范围内，也存在部分尺寸相同的栅极，那么在shot范围内要确保具有相同尺寸的栅极，最终从光罩上转移到wafer上真正具有相同的尺寸，即确保shot内栅极的特征尺寸均匀性(intra-ficld CDU)较好，随着图形尺寸的缩小和布局密度的增长，越来越成为一个关键的技术。多种因素影响着栅极特征尺寸均匀性，例如光学临近修正(Optical Proximity Correction，OPC)模型的影响，曝光机台的影响，以及光罩本身制作能力的影响，等等。

当关键尺寸(critical dimensions，CD)接近或小于光刻制程所用的光源波长时，就会使曝光图形变形；还会因为受到临近的图形影响等因素而导致图形的扭曲和偏移，例如线端缩短(line-end shortening)、线端连结(line-endbridging)和/或线宽变异(line width variations)、线角圆化(line corner rounding)。这就需要使用分辨率增强技术(RET)以扩展光刻工艺的能力。RET包括例如使用OPC、次分辨率辅助图形增强光刻(SRAF)和相位移增强掩模光刻(PSM)的技术。

用OPC来修正光罩上的图案，是近来在制造端所兴起的一种热门工艺，而OPC技术就是将光的影响因素考虑进去，通过软件，采用OPC模型，对光罩图案不断修正，补偿上述图形的扭曲和偏移，达到目的光罩图案。预先改变光罩上的图形形状和尺寸，即在光罩上的图形末端增加辅助图形，用于校正wafer上最终复制的图形，使在wafer上最终形成的图案具有预期形状。

曝光机台的因素涉及到曝光量、用于表示曝光机台的透镜收集衍射光能力的数值孔径(Number Aperture，NA)、曝光机台焦平面变化的情况等，也就是说曝光机台能否精确曝光也是决定栅极的特征尺寸均匀性的重要因素。

为了检测到光罩本身的制作能力，在shot区域的切割道(scribe line)内，制作CDU图案或CD条(CD Bar)。而且为了检测到shot区域内的所有栅极尺寸，所述CDU图案或CD Bar均匀遍布整个shot区域，图1为晶圆上一个shot的俯视图。该图中die的数量为3×4，die101间以切割道102相隔，每个die101通过沉积、光刻、蚀刻、掺杂及热处理等工艺，在半导体衬底上形成栅极，当然还会形成叠层、互连线以及焊垫等；切割道102用于沿此处分为一个个die，切割道102内制作有CDU图案103，而且本实施例中CDU图案分为5组位于shot的中心区域和四周区域，每组CDU图案的编号为图1中的(1)～(5)所示。当然CDU图案不限于5组，可以制作更多组，以更加准确地检测栅极的CDU，但为了简单起见，制作5组足以反映问题。