一种掩膜板及孤立孔寻址图形在测量中的应用方法技术

本发明专利技术公开了一种掩膜板及孤立孔寻址图形在测量中的应用方法，通过在掩膜板上制作一系列间距变化、大小变化、样式变化的孤立孔寻址图案以及密集孔寻址参考图案，可建立适合于不同节点、不同尺寸、能够借助在孤立孔图形区域设置优选寻址方式的孤立孔自动测量方法，优化了包括孤立孔自动测量过程中寻址图形距离、样式、大小等工艺条件，以满足孤立孔测量的精确性、稳定性要求，可配合密集孔像散矫正图形，提高测量的清晰度，同时，配合密集孔图形寻址间距、尺寸作为参考，通过比较数据找到孤立孔图形最优测量方式，可在线监控光刻工艺孤立孔尺寸情况，以提高线宽测量扫描电镜自动测量成功率，减少产品因孔洞尺寸测量失真而造成的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，更具体地，涉及一种孤立孔寻址图形设计及其在测量中的应用方法。
技术介绍
半导体芯片制造中，在光刻定义一层电路后，需要测量图形的尺寸来监控光刻工艺是否达标。因此，一般选取一些典型的、具有代表性的图形来进行测量，例如线条、沟槽、孔等。并且，这些特征测量图形主要根据产品设计会包括孤立图形、半密集图形和密集图形，其线宽测量是确保产品良率的重要检测手段。随着集成电路技术的不断发展，关键尺寸越来越小，然而为了保证生产出晶圆的品质，在线实时监控的密度也越来越大，伴随着的有测量图形结构、测量晶圆片数，测量点数也越来越多。这就要使用到集成电路关键尺寸的自动测量方法，进而导致对测量图形的寻址精确度带来极高的要求。对于例如接触孔和通孔之类的关键层，由于其本身测量的图形为孔(洞)，因此，相对于普通的线性测量图形，接触孔和通孔之类的关键层的自动测量难度就比较大，其中尤为突出的便是孤立孔的测量。一种正常孤立孔的显微图片如图1A所示。而导致孤立孔测量失效的主要原因有两点，其一是由于寻址的不稳定性而导致无法找到相关测量孤立孔，图1B显示孤立孔寻址异常的显微图片；其二是由于线宽测量机台(CDSEM)在测量孔图形时因像散异常而导致孤立孔影像模糊，图1C显示孤立孔像散异常的显微图片。因此，为了避免先进节点孤立孔测量失效，保证孤立孔测量的准确性及稳定性，急需新的孤立孔寻址图形设计来满足孤立孔的自动测量要求。同时，针对这些问题，还需要建立一种优化的测量方法，以确定不同尺寸孤立孔的寻址方式及像差校准，进而达到对光刻孤立孔图形线宽精确测量的工艺要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种孤立孔寻址图形设计及其在测量中的应用。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种孤立孔寻址图形设计，包括一掩膜板，所述掩膜板上包含由一个孤立孔和一个位于孤立孔侧部、用于孤立孔测量寻址的第一寻址图形按照不同的第一寻址图形大小M1～Mx、与孤立孔之间的间距N1～Ny及第一寻址图形样式P1～Pz形成xyz种排列组合形式的孤立孔寻址图案，以及由第一组密集孔和一个位于密集孔侧部的第一寻址图形按照不同的第一寻址图形大小M1～Mx、与孤立孔之间的间距N1～Ny及第一寻址图形样式P1～Pz形成xyz种排列组合形式的密集孔寻址参考图案，所述孤立孔和第一密集孔的大小为实际版图设计中的最小孔洞尺寸，其中，x、y、z为正整数。优选地，所述第一寻址图形的水平与竖直方向尺寸可变，每种样式P1～Pz对应的所述第一寻址图形大小M1～Mx满足等比数列：Mx＝M1×1.274(x-1)其中，x、z为正整数。优选地，所述孤立孔寻址图案中第一寻址图形与孤立孔之间的间距N1～Ny满足等差数列：Ny＝N1+0.5(y-1)其中，y为正整数。优选地，在所述孤立孔寻址图案中第一寻址图形的相邻侧还包括一个用于二次定位的第二寻址图形，所述第一、第二寻址图形的样式不同。优选地，在所述孤立孔寻址图案中第一寻址图形的相邻侧还包括一组用于对孤立孔进行像差矫正的第二组密集孔，所述第一、第二组密集孔的大小相同。优选地，在所述孤立孔寻址图案中第一寻址图形的一相邻侧还包括一个用于二次定位的第二寻址图形、另一相邻侧还包括一组用于对孤立孔进行像差矫正的第二组密集孔，所述第一、第二寻址图形的样式不同，所述第一、第二组密集孔的大小相同。一种孤立孔寻址图形设计在测量中的应用，包括以下步骤：步骤S01：制作一掩膜板，包含由一个孤立孔和一个位于孤立孔侧部、用于孤立孔测量寻址的第一寻址图形按照不同的第一寻址图形大小M1～Mx、与孤立孔之间的间距N1～Ny及第一寻址图形样式P1～Pz形成xyz种排列组合形式的孤立孔寻址图案，以及由第一组密集孔和一个位于密集孔侧部的第一寻址图形按照不同的第一寻址图形大小M1～Mx、与孤立孔之间的间距N1～Ny及第一寻址图形样式P1～Pz形成xyz种排列组合形式的密集孔寻址参考图案，所述孤立孔和第一密集孔的大小为实际版图设计中的最小孔洞尺寸，其中，x、y、z为正整数；步骤S02：将所述掩膜板上的图案转移到晶圆上；步骤S03：利用线宽测量扫描电镜对晶圆上的图案建立针对xyz种排列组合形式的孤立孔测量程式；步骤S04：使用所建立的孤立孔测量程式，通过线宽测量扫描电镜对晶圆进行整片测量，以获得xyz种排列组合形式的孤立孔测量成功数；步骤S05：测量xyz种排列组合形式的密集孔寻址参考图案，以获得密集孔图形的最优寻址间距、寻址图形大小、寻址图形样式作为参考数据；步骤S06：将孤立孔和密集孔测量的结果进行比对，以获得最优的孤立孔测量方法，并将此测量方法应用于实际量产产品中，布局于版图，以提高线宽测量扫描电镜自动测量成功率，减少产品孔洞尺寸测量失真。优选地，针对一次寻址测量失败的情况，通过在所述孤立孔寻址图案中第一寻址图形的相邻侧设置一个用于二次定位的第二寻址图形，并建立二次寻址的测量程式进行测量，以进一步提高寻址的成功率，所述第一、第二寻址图形的样式不同。优选地，针对测量影像不清晰和/或模糊的孤立孔，通过在所述孤立孔寻址图案中第一寻址图形的相邻侧设置一组用于对孤立孔进行像差矫正的第二组密集孔，并建立测量程式，使用第二组密集孔图形进行二次电子像散的调整，以进一步提高孤立孔测量精确度，所述第一、第二组密集孔的大小相同。优选地，针对一次寻址测量失败的情况以及测量影像不清晰和/或模糊的孤立孔，通过在所述孤立孔寻址图案中第一寻址图形的一相邻侧设置一个用于二次定位的第二寻址图形、另一相邻侧设置一组用于对孤立孔进行像差矫正的第二组密集孔，并建立测量程式进行测量，以进一步提高孤立孔测量的成功率、精确度和稳定性，所述第一、第二寻址图形的样式不同，所述第一、第二组密集孔的大小相同。从上述技术方案可以看出，本专利技术通过在掩膜板上制作一系列间距变化、大小变化、样式变化的孤立孔寻址图案以及密集孔寻址参考图案，可建立适合于不同节点、不同尺寸、能够借助在孤立孔图形区域设置优选寻址方式的孤立孔自动测量方法，优化了包括孤立孔自动测量过程中寻址图形距离、样式、大小等工艺条件，以满足孤立孔测量的精确性、稳定性要求，可配合密集孔像散矫正图形，提高测量的清晰度，同时，配合密集孔图形寻址间距、尺寸作为参考，通过比较数据找到孤立孔图形最优测量方式，可在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孤立孔寻址图形设计，其特征在于，包括一掩膜板，所述掩膜板上包含由一个孤立孔和一个位于孤立孔侧部、用于孤立孔测量寻址的第一寻址图形按照不同的第一寻址图形大小M1～Mx、与孤立孔之间的间距N1～Ny及第一寻址图形样式P1～Pz形成xyz种排列组合形式的孤立孔寻址图案，以及由第一组密集孔和一个位于密集孔侧部的第一寻址图形按照不同的第一寻址图形大小M1～Mx、与孤立孔之间的间距N1～Ny及第一寻址图形样式P1～Pz形成xyz种排列组合形式的密集孔寻址参考图案，所述孤立孔和第一密集孔的大小为实际版图设计中的最小孔洞尺寸，其中，x、y、z为正整数。

【技术特征摘要】
1.一种孤立孔寻址图形设计，其特征在于，包括一掩膜板，所述掩膜
板上包含由一个孤立孔和一个位于孤立孔侧部、用于孤立孔测量寻址的第一
寻址图形按照不同的第一寻址图形大小M1～Mx、与孤立孔之间的间距N1～
Ny及第一寻址图形样式P1～Pz形成xyz种排列组合形式的孤立孔寻址图案，
以及由第一组密集孔和一个位于密集孔侧部的第一寻址图形按照不同的第一
寻址图形大小M1～Mx、与孤立孔之间的间距N1～Ny及第一寻址图形样式
P1～Pz形成xyz种排列组合形式的密集孔寻址参考图案，所述孤立孔和第一
密集孔的大小为实际版图设计中的最小孔洞尺寸，其中，x、y、z为正整数。
2.根据权利要求1所述的孤立孔寻址图形设计，其特征在于，所述第
一寻址图形的水平与竖直方向尺寸可变，每种样式P1～Pz对应的所述第一
寻址图形大小M1～Mx满足等比数列：
Mx＝M1×1.274(x-1)其中，x、z为正整数。
3.根据权利要求1所述的孤立孔寻址图形设计，其特征在于，所述孤
立孔寻址图案中第一寻址图形与孤立孔之间的间距N1～Ny满足等差数列：
Ny＝N1+0.5(y-1)
其中，y为正整数。
4.根据权利要求1所述的孤立孔寻址图形设计，其特征在于，在所述
孤立孔寻址图案中第一寻址图形的相邻侧还包括一个用于二次定位的第二寻
址图形，所述第一、第二寻址图形的样式不同。
5.根据权利要求1所述的孤立孔寻址图形设计，其特征在于，在所述孤
立孔寻址图案中第一寻址图形的相邻侧还包括一组用于对孤立孔进行像差矫
正的第二组密集孔，所述第一、第二组密集孔的大小相同。
6.根据权利要求1所述的孤立孔寻址图形设计，其特征在于，在所述
孤立孔寻址图案中第一寻址图形的一相邻侧还包括一个用于二次定位的第二
寻址图形、另一相邻侧还包括一组用于对孤立孔进行像差矫正的第二组密集
孔，所述第一、第二寻址图形的样式不同，所述第一、第二组密集孔的大小
相同。
7.一种孤立孔寻址图形设计在测量中的应用，其特征在于，包括以下
步骤：
步骤S01：制作一掩膜板，包含由一个孤立孔和一个位于孤立孔侧部、
用于孤立孔测量寻址的第一寻址图形按照不同的第一寻址图形大小M1～Mx、
与孤立孔之间的间距N1～Ny及第一寻址图形样式P1～Pz形成xyz种排列组
合形式的孤立孔寻址图案，以及由第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳云，毛智彪，罗华明，汪武平，陈晓强，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31