掩模版的监测图形、掩模版及掩模版的监测方法技术

本发明专利技术提供了一种掩模版的监测图形、掩模版及掩模版的监测方法。所述监测图形包括主图形区，包括第一图形分区、第二图形分区、第三图形分区和第四图形分区四个图形分区，第二图形分区、第三图形分区和第四图形分区分别由第一图形分区以主图形区的几何中心为中心旋转90

【技术实现步骤摘要】
掩模版的监测图形、掩模版及掩模版的监测方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造
，尤其涉及一种掩模版的监测图形、掩模版及掩模版的监测方法。

技术介绍

[0002]在集成电路制造
，光刻(Lithography)技术是指光刻胶在特殊波长光线或者电子束下发生化学变化，通过曝光、显影、刻蚀等工艺过程，将设计在掩模上的图形转移到晶圆上的图形精细加工技术。参阅图1，光刻掩模版是微纳加工技术常用的光刻工艺所使用的图形母版，由不透明的掩模层110在透明的基板100上形成掩模图形结构，再通过曝光过程将图形信息转移到晶圆上。光刻掩模版广泛应用于集成电路(Integrated Circuit，IC)、平板显示器(Flat Panel Display，FPD)、印刷电路板(Printed Circuit Boards，PCB)、微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)等涉及光刻工艺的领域。
[0003]在半导体制作过程中，设计图形如何准确地形成在掩模版上，是半导体制造工艺关注的重点问题之一，掩模版的制造工艺可以决定所述掩模版是否能够精确的形成设计图形的几何图形。然而，在实际的掩模版制造工艺中，制成的部分掩模版上可能出现设计图形的形状不正常的情况，若采用不正常的掩模版进行光刻工艺后会对后续的刻蚀或离子注入等工序产生影响，从而导致晶圆无法返工而报废。因此，在掩模版制造完成后需要对掩模版进行检测，以监测掩模版上是否存在设计图形的形状不正常的情况，若存在则重新制造掩模版，从而避免不正常的掩模版影响生产效率、产品良率或造成晶圆报废。
[0004]传统的掩模版监测方法会对掩模版上的设计图形的尺寸进行量测，即对设计图形进行SEM(Scan Electron Microscope)量测，该量测方法是基于设计图形的俯视图进行的。参阅图1，当实际俯视图量测得到的数据和其理论的尺寸大小在一定范围内时，认定制造的掩模版是符合要求的，此时所述掩模版沿AA
’
的剖面图如图2所示，所述掩模层110的侧壁垂直于所述基底100的表面。然而，在实际制造的过程中，所述掩模版可能存在底部切角(即图3中圆圈所表示的部分)或底部站角(即图4中圆圈所表示的部分)的问题，传统的掩模版检测方法无法发现上述问题，而切片分析虽然可以监测所述掩模版上是否存在底部站角或底部切角，但会造成晶圆浪费，成本过高。因此，需要一种方法解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种掩模版的监测图形、掩模版及掩模版的监测方法，在掩模版上设置一监测图形并对所述掩模版进行光刻或模拟光刻，判断同一方向上不同的关键特征尺寸的差值绝对值是否大于设计阈值，从而判断所述掩模版是否合格，提高了监测效率，节约了监测成本。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种掩模版的监测图形，包括：
[0007]主图形区，包括第一图形分区、第二图形分区、第三图形分区和第四图形分区四个图形分区，所述第二图形分区、所述第三图形分区和所述第四图形分区分别由所述第一图
形分区以所述主图形区的几何中心为中心旋转90
°
、180
°
和270
°
而成，且四个所述图形分区内均包括若干个相同且平行的线条图形，其中，所述第一图形分区和所述第三图形分区的线条图形均沿第一方向排列，所述第二图形分区和所述第四图形分区的线条图形均沿第二方向排列，所述第一方向与所述第二方向垂直；
[0008]所述第一图形分区与所述第二图形分区之间具有第一关键特征尺寸，所述第二图形分区与所述第三图形分区之间具有第二关键特征尺寸，所述第三图形分区与所述第四图形分区之间具有第三关键特征尺寸，所述第四图形分区与所述第一图形分区之间具有第四关键特征尺寸，在俯视图上，所述第一关键特征尺寸、所述第二关键特征尺寸、所述第三关键特征尺寸及所述第四关键特征尺寸相同。
[0009]可选的，所述第一关键特征尺寸、所述第二关键特征尺寸、所述第三关键特征尺寸及所述第四关键特征尺寸的范围均为120nm～800nm。
[0010]可选的，四个所述图形分区的线条图形的数量和宽度均相同。
[0011]可选的，每一个所述图形分区中的相邻线条图形之间的距离与所述线条图形的宽度相同。
[0012]可选的，四个所述图形分区的线条图形的宽度范围均为200nm～1000nm，四个所述图形分区的线条图形的长度范围均为2000nm～8000nm。
[0013]可选的，所述监测图形还包括图形禁止区域，所述主图形区设置于所述图形禁止区域内，且所述主图形区的几何中心与所述图形禁止区域的几何中心重合。
[0014]可选的，所述主图形区的外围与所述图形禁止区域的外围之间的距离大于任一所述图形分区的线条图形的宽度。
[0015]相应地，本专利技术还提供一种掩模版，包括设计图形及若干组所述监测图形。
[0016]可选的，所述设计图形为产品的设计图形或测试的设计图形。
[0017]可选的，所述设计图形和所述监测图形为在同一图形写入工艺条件下形成的。
[0018]可选的，所述监测图形位于掩模版的切割道区内，且所述监测图形的图案宽度小于或等于切割道区的宽度。
[0019]可选的，以所述掩模版的中心点为中心，所述监测图形在掩模版上呈放射状均匀分布或呈阵列均匀分布。
[0020]可选的，不同组的所述监测图形对应的四个图形分区的尺寸相同或不同，不同组的所述监测图形对应的四个图形分区的线条图形的宽度相同或不相同。
[0021]可选的，不同组的监测图形对应的第一关键特征尺寸、第二关键特征尺寸、第三关键特征尺寸及第四关键特征尺寸相同或不同。
[0022]相应地，本专利技术还提供一种掩模版的监测方法，用于对所述掩模版进行监测，包括：
[0023]对含有监测图形的掩模版进行模拟光刻处理，形成模拟监测图形，其中，所述模拟监测图形包括第一模拟图形分区、第二模拟图形分区、第三模拟图形分区和第四模拟图形分区四个模拟图形分区，四个所述模拟图形分区分别对应所述监测图形中的四个图形分区，所述第一模拟图形分区与所述第二模拟图形分区之间具有第一模拟关键特征尺寸，所述第二模拟图形分区与所述第三模拟图形分区之间具有第二模拟关键特征尺寸，所述第三模拟图形分区与所述第四模拟图形分区之间具有第三模拟关键特征尺寸，所述第四模拟图
形分区与所述第一模拟图形分区之间具有第四模拟关键特征尺寸；
[0024]获取所述第一模拟关键特征尺寸和第三模拟关键特征尺寸之间的第一差值绝对值，获取所述第二模拟关键特征尺寸和第四模拟关键特征尺寸之间的第二差值绝对值；
[0025]当所述第一差值绝对值大于第一设计阈值，和/或当所述第二差值绝对值大于第二设计阈值时，判定所述掩模版内的设计图形具有缺陷；
[0026]当所述第一差值绝对值小于或等于第一设计阈值，且当所述第二差值绝对值小于或等于第二设计阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掩模版的监测图形，其特征在于，包括：主图形区，包括第一图形分区、第二图形分区、第三图形分区和第四图形分区四个图形分区，所述第二图形分区、所述第三图形分区和所述第四图形分区分别由所述第一图形分区以所述主图形区的几何中心为中心旋转90
°
、180
°
和270
°
而成，且四个所述图形分区内均包括若干个相同且平行的线条图形，其中，所述第一图形分区和所述第三图形分区的线条图形均沿第一方向排列，所述第二图形分区和所述第四图形分区的线条图形均沿第二方向排列，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一图形分区与所述第二图形分区之间具有第一关键特征尺寸，所述第二图形分区与所述第三图形分区之间具有第二关键特征尺寸，所述第三图形分区与所述第四图形分区之间具有第三关键特征尺寸，所述第四图形分区与所述第一图形分区之间具有第四关键特征尺寸，在俯视图上，所述第一关键特征尺寸、所述第二关键特征尺寸、所述第三关键特征尺寸及所述第四关键特征尺寸相同。2.如权利要求1所述的掩模版的监测图形，其特征在于，所述第一关键特征尺寸、所述第二关键特征尺寸、所述第三关键特征尺寸及所述第四关键特征尺寸的范围均为120nm～800nm。3.如权利要求1所述的掩模版的监测图形，其特征在于，四个所述图形分区的线条图形的数量和宽度均相同。4.如权利要求1所述的掩模版的监测图形，其特征在于，每一个所述图形分区中的相邻线条图形之间的距离与所述线条图形的宽度相同。5.如权利要求1所述的掩模版的监测图形，其特征在于，四个所述图形分区的线条图形的宽度范围均为200nm～1000nm，四个所述图形分区的线条图形的长度范围均为2000nm～8000nm。6.如权利要求1所述的掩模版的监测图形，其特征在于，所述监测图形还包括图形禁止区域，所述主图形区设置于所述图形禁止区域内，且所述主图形区的几何中心与所述图形禁止区域的几何中心重合。7.如权利要求6所述的掩模版的监测图形，其特征在于，所述主图形区的外围与所述图形禁止区域的外围之间的距离大于任一所述图形分区的线条图形的宽度。8.一种掩模版，其特征在于，包括设计图形及若干组如权利要求1
‑
7任一项所述的监测图形。9.如权利要求8所述的掩模版，其特征在于，所述设计图形为产品的设计图形或测试的设计图形。10.如权利要求8所述的掩模版，其特征在于，所述设计图形和所述监测图形为在同一图形写入工艺条件下形成的。11.如权利要求8所述的掩模版，其特征在于，所述监测图形位于掩模版的切割道区内，且所述监测图形的图案宽度小于或等于切割道区的宽度。12.如权利要求8所述的掩模版，其特征在于，以所述掩模版的中心点为中心，所述监测图形在掩模版上呈放射状均匀分布或呈阵列均匀分布。13.如权利要求8所述的掩模版，其特征在于，不同组的所述监测图形对应的四个图形分区的尺寸相同或不同，不同组的所述监测图形对应的四个图形分区的线条图形的宽度相
同或不相同。14.如权利要求8所述的掩模版，其特征在于，不同组的监测图形对应的第一关键特征尺寸、第二关键特征尺寸、第三关键特征尺寸及第四关键特征尺寸相同或不同。15.一种掩模版的监测方法，用于对如权利要求8～14中任一项所述的掩模版进行监测，包括：对含有监测图形的掩模版进行模拟光刻处理，形成模拟监测图形，其中，所述模拟监测图形包括第一模拟图形分区、第二模拟图形分区、第三模拟图形分区和第四模拟图形分区四个模拟图形分区，四个所述模拟图形分区分别对应所述监测图形中的四个图形分区，所述第一模拟图形分区与所述第二模拟图形分区之间具有第一模拟关键特征尺寸，所述第二模拟图形分区与所述第三模拟图形分区之间具有第二模拟关键特征尺寸，所述第三模拟图形分区与所述第四模拟图形分区之间具有第三模拟关键特征尺寸，所述第四模拟图形分区与所述第一模拟图形分区之间具有第四模拟关键特征尺寸；获取所述第一模拟关键特征尺寸和第三模拟关键特征尺寸之间的第一差值绝对值，获取所述第二模拟关键特征尺寸和第四模拟关键特征尺寸之间的第二差值绝对值；当所述第一差值绝对值大于第一设计阈值，和/或当所述第二差值绝对值大于第二设计阈值时，判定所述掩模版内的设计图形具有缺陷；当所述第一差值绝对值小于或等于第一设计阈值，且当所述第二差值绝对值小于或等于第二设计阈值时，判定所述掩模版内的设计图形合格。16.如权利要求15所述的掩模版的监测方法，其特征在于，采用空间影像测量系统对所述第一模拟关键特征尺寸、所述第二模拟关键特征尺寸、所述第三模拟关键尺寸及第四模拟关键特征尺寸进行测量。17.如权利要求15所述的掩模版的监测方法，其特征在于，采用光刻曝光系统在带胶的晶圆上输出携带所述监测图形的光刻图像信息。18.如权利要求15所述的掩模版的监测方法，其特征在于，所述第一设计阈值和所述第二设计阈值均为4nm。19.一种掩模版的监测图形，其特征在于，包括：主图形区，包括第一图形分区、第二图形分区、第三图形分区和第四图形分区四个图形分区及将四个所述图形分区分隔的隔离区，所述隔离区包括垂直交错的第一隔离分区和第二隔离分区，所述第二图形分区、所述第三图形分区和所述第四图形分区分别由所述第一图形分区以所述隔离区的几何中心为中心旋转90
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【专利技术属性】
技术研发人员：李伟峰，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：