[发明专利]一种集成尺寸量测和套刻精度检测的图形结构及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及精度检测，尤其涉及一种集成尺寸量测和套刻精度检测的图形结构及检测方法。

背景技术

随着半导体芯片的集成度不断提高，晶体管的特征尺寸不断缩小到纳米级，生产工艺也越来越复杂。在生产中各种元器件的三维结构被分解为几十层二维的光刻图形。为了达到良好的器件性能，各个光刻图形不但要有精准的特征尺寸线宽，还要保证层与层之间的精确套刻（对准），对转过程的结果，或者每个连续的图形与先前层匹配的精度，被称作套准。

套刻精准检测通常是在上下两个光刻层的图形中各放置一个套刻精准检测图形，通过保持两个套刻精准检测图形的相对位置的对准，来保证两层光刻图形的对准。现有技术中，常用的套刻精准检测图形包括内外条型（bar-in-bar）、内外箱型（box-in-box）、和先进图像量度型（AIM）。参考图1所示的内外箱型套刻精度检测图形，包括形成在空白区300中的前层套刻图形200，以及位于前层套刻图形200中心位置的当层套刻图形100。

在芯片的大规模生产中保证特征尺寸线宽均匀度和稳定度对稳定产品良率有十分重要的意义。特征尺寸线宽量测是确保生产出具有均匀和稳定的特征尺寸线宽的产品的重要手段。随着生产精度要求不断提高，特征尺寸线宽量测图形包括孤立图形、半密集图形、和密集图形。特征尺寸检测图形和套刻精度检测图形分别放置于当层光刻图形的不同区域。

扫描式电子显微镜是量测特征尺寸线宽的主要设备。其成像原理是电子束照射在被量测物体上，在不同形貌区域产生不同数量的二次电子。收集二次电子信号并转化成特征尺寸线宽的图像。当电子束照射在光刻胶上时，会对光刻胶造成电子照射损伤，导致光刻胶图形变形，影响特征尺寸线宽的量测结果。为了减少对光刻胶的电子照射损伤，需要增加额外图形用于确定特征尺寸检测图形位置。而且每个特征尺寸检测图形的量测时间有限。当需要对特征尺寸检测图形重复量测时，量测结果会受到光刻胶的电子照射损伤的影响。

因此，提供一种能够有效集成尺寸量测和套刻精度检测的图形结构及检测方法就显得尤为重要了。

发明内容

本发明的目的是减少芯片生产中检测图形所占用的面积，避免了特征尺寸检测图形受电子辐照损伤而影响特征尺寸检测的问题。

本发明公开一种集成尺寸量测和套刻精度检测的图形结构，其特征在于，一内箱式套刻精度检测图形，所述内箱包括若干呈阵列式排列的孔，部分所述孔被填充。

上述的结构，其中，所述包含部分被填充孔的内箱中包括：

孤立孔，所述孤立孔相邻周围一圈的孔均被填充；

密集孔，所述密集孔相邻周围一圈的孔均未被填充，所述密集孔与其周围阵列式排列的未填充孔呈九宫格形结构；

半密集孔，所述半密集孔相邻周围一圈包括至少一填充孔以及至少一未填充孔。

上述的结构，其中，所述内箱宽度不小于10微米。

上述的结构，其中，所述若干孔排列组成的阵列为正方形。

根据本发明的另一个方面，还公开一种集成尺寸量测和套刻精度检测的图形检测方法，其中，所述图形结构适用于0.25微米技术节点以下通孔和接触孔的光刻生产工艺，使用由孔构成的内箱式套刻精度检测图形来检测套刻精度或在光学显微镜下确定特征尺寸检测图形位置。

上述的方法，其中，用扫描式电子显微镜量测特征尺寸时，使用孤立孔、半密集孔或密集孔的特征尺寸检测图形来检测图形线宽。

本发明减少了芯片生产中检测图形所占用的面积，节省的面积可用于放置其他的监测和测试图形；增加了特征尺寸检测图形的数量，避免了特征尺寸检测图形受电子辐照损伤而影响特征尺寸检测的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。在附图中，为清楚明了，放大了部分部件。

图1为现有技术的内外箱型套刻精度检测图形；以及

图2为根据本发明的，一种集成尺寸量测和套刻精度检测的图形结构。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。