曝光失焦的SEM检查装置及其方法转让专利

申请号 : CN201210335510.5

文献号 : CN102830594B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 王剑

申请人 : 上海华力微电子有限公司

摘要 :

一种曝光失焦的SEM检查装置,包括间隔设置的至少第一可曝光图案和第二可曝光图案,所述第一可曝光图案具有第一平直线条图案和设置在所述第一平直线条图案上的第一凸部图案;所述第二可曝光图案具有第二平直线条图案和设置在所述第二平直线条图案上的第二凸部图案;位于所述第一可曝光图案与所述第二可曝光图案相邻空间的第一凸部图案和所述第二平直线条图案或者所述第二凸部图案和所述第一平直线条图案之间具有预设距离。本发明所述曝光失焦的SEM检查装置通过在所述平直条形图案上设置凸部图案,不仅增加了曝光敏感度,而且表征对焦平面的偏移更为直观。所述检查方法可以定点、准确,快捷的通过所述可曝光图案的变形粘连情况判断所述对焦平面的偏移量。

权利要求 :

1.一种曝光失焦的SEM检查装置,其特征在于,所述曝光失焦的SEM检查装置包括间隔设置的至少第一可曝光图案和第二可曝光图案,所述第一可曝光图案具有第一平直线条图案和设置在所述第一平直线条图案第一侧的第一凸部图案;所述第二可曝光图案具有第二平直线条图案和设置在所述第二平直线条图案第一侧的第二凸部图案;位于所述第一可曝光图案与所述第二可曝光图案相邻空间的第一凸部图案和所述第二平直线条图案或者所述第二凸部图案和所述第一平直线条图案之间具有预设距离,且所述预设距离根据刻蚀工艺中曝光对焦平面偏移量的不同大小和线宽大小进行预设;所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案进一步包括间隔设置的第一可曝光图案、第二可曝光图案、第三可曝光图案,以及第四可曝光图案,所述第一可曝光图案具有第一平直线条图案和设置在所述第一平直线条图案第一侧的第一凸部图案,所述第二可曝光图案具有第二平直线条图案和设置在所述第二平直线条图案第一侧的第二凸部图案,所述第三可曝光图案具有第三平直线条图案和设置在所述第三平直线条图案第一侧的第三凸部图案,所述第四可曝光图案具有第四平直线条图案和设置在所述第四平直线条图案第一侧的第四凸部图案;位于所述第一可曝光图案与所述第二可曝光图案相邻空间的第一凸部图案和所述第二平直线条图案之间具有第一预设距离d1,且所述第一预设距离d1对应所述曝光对焦平面的偏移量为10nm;位于所述第二可曝光图案与所述第三可曝光图案相邻空间的第二凸部图案和所述第三平直线条图案之间具有第二预设距离d2,且所述第二预设距离d2对应所述曝光对焦平面的偏移量为

20nm;位于所述第三可曝光图案与所述第四可曝光图案相邻空间的第三凸部图案和所述第四平直线条图案之间具有第三预设距离d3,且所述第三预设距离d3对应所述曝光对焦平面的偏移量为30nm。

2.如权利要求1所述的曝光失焦的SEM检查装置,其特征在于,所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案适用于0.25μm及0.25μm以下线条曝光的光刻生产工艺。

3.如权利要求1所述的曝光失焦的SEM检查装置,其特征在于,所述第一侧为左侧。

4.如权利要求1所述的曝光失焦的SEM检查装置,其特征在于,所述第一侧为右侧。

5.一种如权利要求1所述的曝光失焦的SEM检查装置的检查方法,其特征在于,所述方法包括:

执行步骤S1:对所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案曝光;

执行步骤S2:利用SEM装置检查所述可曝光图案曝光后的图形,进而判断所述对焦平面偏移量的大小;

执行步骤S3:曝光设备调整。

6.如权利要求5所述的曝光失焦的SEM检查装置的检查方法,其特征在于,所述对焦平面偏移量的大小通过所述可曝光图案曝光后的变形粘连进行判断。

7.一种如权利要求6所述的曝光失焦的SEM检查装置的检查方法,其特征在于,位于所述第一可曝光图案与所述第二可曝光图案相邻空间的第一凸部图案和所述第二平直线条图案之间具有第一预设距离d1,且所述第一预设距离d1对应所述曝光对焦平面的偏移量为10nm,所述可曝光图案的第一凸部图案处发生变形粘连时,可判断所述对焦平面发生了

10nm偏移。

8.一种如权利要求6所述的曝光失焦的SEM检查装置的检查方法,其特征在于,位于所述第二可曝光图案与所述第三可曝光图案相邻空间的第二凸部图案和所述第三平直线条图案之间具有第二预设距离d2,且所述第二预设距离d2对应所述曝光对焦平面的偏移量为20nm,所述可曝光图案的第一凸部图案、第二凸部图案处发生变形粘连时,可判断所述对焦平面发生了20nm偏移。

9.一种如权利要求6所述的曝光失焦的SEM检查装置的检查方法,其特征在于,位于所述第三可曝光图案与所述第四可曝光图案相邻空间的第三凸部图案和所述第四平直线条图案之间具有第三预设距离d3,且所述第三预设距离d3对应所述曝光对焦平面的偏移量为30nm,所述可曝光图案的第一凸部图案、第二凸部图案,以及第三凸部图案处发生变形粘连时,可判断所述对焦平面发生了30nm偏移。

说明书 :

曝光失焦的SEM检查装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体器件技术领域,尤其涉及一种曝光失焦的SEM检查装置及其方法。

背景技术

[0002] 随着CMOS半导体工艺的发展以及按比例尺寸缩小,微小的缺陷将会对器件性能造成极大的影响。所以在半导体器件的制备工艺过程中主动发现缺陷并及时防止情况恶化是降低生产成本,保证产品质量的有效途径。
[0003] 在现有半导体芯片制造过程中,通常使用光刻机(scanner)曝光定义电路图形。但是,随着超大规模集成电路工艺技术的不断进步,半导体器件的线宽尺寸(CD)越来越小,工艺窗口也越来越小,则在使用所述光刻机曝光定义电路图形的过程中容易发生对焦平面偏移,产生曝光图形粘连,极大地损害电路性能,进而导致电路失效。
[0004] 通常地,在现有光刻曝光工艺中,本领域技术人员通过量测线宽CD的大小计算对焦平面的偏移。所述计算对焦平面偏移的方法仅为量化的表现,而不能直观发现定义电路图形的状态。
[0005] 故针对现有技术存在的问题,本案设计人凭借从事此行业多年的经验,积极研究改良,于是有了发明一种曝光失焦的SEM检查装置及其方法。

发明内容

[0006] 本发明是针对现有技术中,传统的方法通过量测线宽CD的大小计算对焦平面的偏移,所述计算对焦平面偏移的方法仅为量化的表现,而不能直观发现定义电路图形的状态等缺陷提供一种曝光失焦的SEM检查装置。
[0007] 本发明的又一目的是针对现有技术中,传统的方法通过量测线宽CD的大小计算对焦平面的偏移,所述计算对焦平面偏移的方法仅为量化的表现,而不能直观发现定义电路图形的状态等缺陷提供一种曝光失焦的SEM检查装置的检查方法。
[0008] 为了解决上述问题,本发明提供一种曝光失焦的SEM检查装置,所述曝光失焦的SEM检查装置包括间隔设置的至少第一可曝光图案和第二可曝光图案,所述第一可曝光图案具有第一平直线条图案和设置在所述第一平直线条图案第一侧的第一凸部图案;所述第二可曝光图案具有第二平直线条图案和设置在所述第二平直线条图案第一侧的第二凸部图案;位于所述第一可曝光图案与所述第二可曝光图案相邻空间的第一凸部图案和所述第二平直线条图案或者所述第二凸部图案和所述第一平直线条图案之间具有预设距离,且所述预设距离根据刻蚀工艺中曝光对焦平面偏移量的不同大小和线宽大小进行预设。
[0009] 可选的,所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案进一步包括间隔设置的第一可曝光图案、第二可曝光图案、第三可曝光图案,以及第四可曝光图案,所述第一可曝光图案具有第一平直线条图案和设置在所述第一平直线条图案第一侧的第一凸部图案,所述第二可曝光图案具有第二平直线条图案和设置在所述第二平直线条图案第一侧的第二凸部图案,所述第三可曝光图案具有第三平直线条图案和设置在所述第三平直线条图案第一侧的第三凸部图案,所述第四可曝光图案具有第四平直线条图案和设置在所述第四平直线条图案第一侧的第四凸部图案。
[0010] 可选的,位于所述第一可曝光图案与所述第二可曝光图案相邻空间的第一凸部图案和所述第二平直线条图案之间具有第一预设距离d1,且所述第一预设距离d1对应所述曝光对焦平面的偏移量为10nm。
[0011] 可选的,位于所述第二可曝光图案与所述第三可曝光图案相邻空间的第二凸部图案和所述第三平直线条图案之间具有第二预设距离d2,且所述第二预设距离d2对应所述曝光对焦平面的偏移量为20nm。
[0012] 可选的,位于所述第三可曝光图案与所述第四可曝光图案相邻空间的第三凸部图案和所述第四平直线条图案之间具有第三预设距离d3,且所述第三预设距离d3对应所述曝光对焦平面的偏移量为30nm。
[0013] 可选的,所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案适用于0.25μm及0.25μm以下线条曝光的光刻生产工艺。
[0014] 可选的,所述第一侧为左侧。
[0015] 可选的,所述第一侧为右侧。
[0016] 为实现本发明之又一目的,本发明提供一种曝光失焦的SEM检查装置的检查方法,所述曝光失焦的SEM检查装置的检查方法包括:
[0017] 执行步骤S1:对所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案曝光;
[0018] 执行步骤S2:利用所述SEM装置检查所述可曝光图案曝光后的图形,进而判断所述对焦平面偏移量的大小;
[0019] 执行步骤S3:曝光设备调整。
[0020] 可选的,所述对焦平面偏移量的大小通过所述可曝光图案曝光后的变形粘连进行判断。
[0021] 可选的,所述可曝光图案的第一凸部图案处发生变形粘连时,可判断所述对焦平面发生了10nm偏移。
[0022] 可选的,所述可曝光图案的第一凸部图案、第二凸部图案处发生变形粘连时,可判断所述对焦平面发生了20nm偏移。
[0023] 可选的,所述可曝光图案的第一凸部图案、第二凸部图案,以及第三凸部图案处发生变形粘连时,可判断所述对焦平面发生了30nm偏移。
[0024] 综上所述,本发明所述曝光失焦的SEM检查装置通过在所述平直条形图案上设置凸部图案,不仅增加了曝光敏感度,而且表征对焦平面的偏移更为直观。所述曝光失焦的SEM检查装置的检查方法不仅可以定点、准确,快捷的通过所述可曝光图案的变形粘连情况判断所述对焦平面的偏移量,而且可以对曝光工艺中的不良及时处理,提高生产效率,提高产品良率。

附图说明

[0025] 图1所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案结构示意图;
[0026] 图2所示为本发明列举的曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案的结构示意图;
[0027] 图3所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置的检查方法流程图;
[0028] 图4所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置检查到所述对焦平面偏移10nm的结构示意图;
[0029] 图5所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置检查到所述对焦平面偏移20nm的结构示意图;
[0030] 图6所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置检查到所述对焦平面偏移30nm的结构示意图。

具体实施方式

[0031] 为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效,下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
[0032] 请参阅图1,图1所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案结构示意图。所述可曝光图案1包括间隔设置的至少第一可曝光图案10和第二可曝光图案11。所述第一可曝光图案10具有第一平直线条图案101和设置在所述第一平直线条图案101第一侧的第一凸部图案102。所述第二可曝光图案11具有第二平直线条图案111和设置在所述第二平直线条图案111第一侧的第二凸部图案112。位于所述第一可曝光图案10与所述第二可曝光图案11相邻空间的第一凸部图案102和所述第二平直线条图案111或者所述第二凸部图案112和所述第一平直线条图案101之间具有预设距离,且所述预设距离根据刻蚀工艺中曝光对焦平面偏移量的不同大小和线宽大小进行预设。所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案1适用于0.25μm及0.25μm以下线条曝光的光刻生产工艺。显然地,所述第一侧可为左侧。所述第一侧亦可为右侧。
[0033] 请参阅图2,并结合参阅图1,图2所示为本发明列举的曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案的结构示意图。在本发明中,列举地,所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案1包括间隔设置的第一可曝光图案10、第二可曝光图案11、第三可曝光图案12,以及第四可曝光图案13。所述第一可曝光图案10具有第一平直线条图案101和设置在所述第一平直线条图案101第一侧的第一凸部图案102。所述第二可曝光图案11具有第二平直线条图案111和设置在所述第二平直线条图案111第一侧的第二凸部图案112。所述第三可曝光图案12具有第三平直线条图案121和设置在所述第三平直线条图案121第一侧的第三凸部图案122。所述第四可曝光图案13具有第四平直线条图案131和设置在所述第四平直线条图案131第一侧的第四凸部图案132。位于所述第一可曝光图案10与所述第二可曝光图案11相邻空间的第一凸部图案102和所述第二平直线条图案111之间具有第一预设距离d1,且所述第一预设距离d1根据刻蚀工艺中曝光对焦平面偏移量的不同大小进行预设。具体地,所述第一预设距离d1对应所述曝光对焦平面的偏移量为10nm。位于所述第二可曝光图案11与所述第三可曝光图案12相邻空间的第二凸部图案112和所述第三平直线条图案121之间具有第二预设距离d2,且所述第二预设距离d2根据刻蚀工艺中曝光对焦平面偏移量的不同大小进行预设。具体地,所述第二预设距离d2对应所述曝光对焦平面的偏移量为20nm。位于所述第三可曝光图案12与所述第四可曝光图案13相邻空间的第三凸部图案122和所述第四平直线条图案131之间具有第三预设距离d3,且所述第三预设距离d3根据刻蚀工艺中曝光对焦平面偏移量的不同大小进行预设。具体地,所述第三预设距离d3对应所述曝光对焦平面的偏移量为30nm。
[0034] 所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案1仅为列举,不应视为对本发明技术方案的限制。本领域的技术人员可以按照本发明揭露的技术方案并根据实际需要定义不同数量且间隔设置的曝光图案。
[0035] 请参阅图3,并结合参阅图2,详述本发明曝光失焦的SEM检查装置的检查方法流程。图3所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置的检查方法流程图。在所述刻蚀工艺曝光过程中,对所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案1曝光。所述曝光失焦的SEM检查装置的检查方法,包括:
[0036] 执行步骤S1:对所述曝光失焦的SEM检查装置之可曝光图案1曝光;
[0037] 执行步骤S2:利用所述SEM装置检查所述可曝光图案1曝光后的图形,进而判断所述对焦平面偏移量的大小;
[0038] 执行步骤S3:曝光设备调整。
[0039] 请参阅图4、图5、图6,图4所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置检查到所述对焦平面偏移10nm的结构示意图。图5所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置检查到所述对焦平面偏移20nm的结构示意图。图6所示为本发明曝光失焦的SEM检查装置检查到所述对焦平面偏移30nm的结构示意图。具体地,在所述步骤S2中,当所述可曝光图案1的第一凸部图案101处发生变形粘连时,则可判断所述对焦平面发生了10nm偏移。类似地,当所述可曝光图案的第一凸部图案102、第二凸部图案112处发生变形粘连时,则可判断所述对焦平面发生了20nm偏移。当所述可曝光图案的第一凸部图案102、第二凸部图案112,以及第三凸部图案122处发生变形粘连时,则可判断所述对焦平面发生了30nm偏移。
[0040] 综上所述,本发明所述曝光失焦的SEM检查装置通过在所述平直条形图案上设置凸部图案,不仅增加了曝光敏感度,而且表征对焦平面的偏移更为直观。所述曝光失焦的SEM检查装置的检查方法不仅可以定点、准确,快捷的通过所述可曝光图案的变形粘连情况判断所述对焦平面的偏移量,而且可以对曝光工艺中的不良及时处理,提高生产效率,提高产品良率。
[0041] 本领域技术人员均应了解,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可以对本发明进行各种修改和变型。因而,如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时,认为本发明涵盖这些修改和变型。