CN102466982B - 一种线宽均匀性的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线宽均匀性的测试方法，包括以下步骤：在光刻版上形成线宽设计值为目标值A1、A2、......、Ak的k个线宽测试图形，同时形成至少k个修正图形，每一个线宽测试图形至少有一个相对应的修正图形，修正图形的线宽设计值略大于或小于相对应的线宽测试图形的目标值；遍测线宽测试图形和修正图形在光刻版上的线宽实际值；在每一个线宽测试图形以及相对应的修正图形中，挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形，作为对应图形；将对应图形光刻到圆片上；测试圆片上的对应图形的线宽，作为评价线宽均匀性的数据。本发明消除了制版误差，得到的线宽均匀性数据能够真实反映光刻机镜头性能。
Description
【技术领域】
本发明涉及半导体工艺，尤其涉及一种用于光刻机镜头性能评价的线宽均匀性的测试方法。
【背景技术】
光刻版图形通过光刻机镜头曝光后在圆片上的单个成像区域称为一个shot，圆片上每个shot内的线宽均匀性是光刻工艺的一个重要参数，尤其是shot大小为光刻机镜头最大可利用范围时的线宽均匀性，更是评价光刻机的一项关键指标。
传统的评价方法是在光刻版上重复放置一些线宽测试图形，在圆片上曝光后测试线宽，得到shot内(within shot，WIS)的线宽均匀性表现。图1是传统的线宽均匀性的测试方法流程图。包括以下步骤：S110，在光刻版上形成不同线宽的测试图形，每种线宽都要形成多个相同的重复图形。S120，以光刻机镜头最大可利用尺寸将光刻版上的测试图形光刻到圆片上。S130，测试圆片上WIS线宽均匀性，以评价光刻机的表现。
传统的评价方法对于实际产品的质量监控是有意义的，但却无法评价光刻机镜头本身。这是因为在制作光刻版、将测试图形转移到光刻版上时，每种线宽都要形成多个重复图形。但由于光刻版制作工艺的影响，最终光刻版上各区域重复测试图形的线宽是不一致的，因此测出的线宽均匀性会受光刻版制版时误差的影响，也就是说会受到光刻版制版及光刻机镜头的共同影响，无法真实反映光刻机镜头的性能。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种能够消除光刻版制版时的误差，得到的线宽均匀性能够真实反映光刻机镜头性能的线宽均匀性的测试方法。
一种线宽均匀性的测试方法，包括以下步骤：在光刻版上形成线宽设计值为目标值A1、A2、......、Ak的k个线宽测试图形，所述k为自然数，同时形成至少k个修正图形，每一个所述线宽测试图形至少有一个相对应的所述修正图形，所述修正图形的线宽设计值大于或小于相对应的所述线宽测试图形的目标值；从所述线宽测试图形和所述修正图形中挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形作为对应图形；使用光刻机将所述对应图形光刻到圆片上；测试圆片上的所述对应图形的线宽，作为评价线宽均匀性的数据。
优选的，所述从所述线宽测试图形和所述修正图形中挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形作为对应图形的步骤具体是：遍测所述k个线宽测试图形和所述至少k个修正图形在光刻版上的线宽实际值；在每一个线宽测试图形以及与所述每一个线宽测试图形相对应的修正图形中，挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形，作为对应图形。
优选的，所述线宽测试图形的每一个有两个以上相对应的所述修正图形，且所述修正图形的线宽设计值为其对应的线宽测试图形的目标值加或减第一预设值的i倍，所述i为自然数。
优选的，所述第一预设值大于光刻版制版时的步进精度。
优选的，所述第一预设值为1至10纳米。
优选的，每一线宽测试图形以及每一修正图形均包括两个线宽图形，所述两个线宽图形互为反型图形。
优选的，所述线宽测试图形以及修正图形均包括x方向图形和y方向图形，所述x方向图形和y方向图形相互垂直。
上述线宽均匀性的测试方法，通过设置与目标值尺寸有异的修正图形，在光刻版制版后形成的有误差的图形中挑选出与目标值最接近的图形，作为对应图形来评价线宽均匀性，从而消除了制版误差，得到的线宽均匀性数据能够真实反映光刻机镜头性能，提高了测试的准确性。
【附图说明】
图1是传统的线宽均匀性的测试方法流程图；
图2是一个实施例中线宽均匀性的测试方法的流程图；
图3是一实施例中当第一预设值为1纳米时线宽测试图形和修正图形的示意图。
【具体实施方式】
图2是一个实施例中线宽均匀性的测试方法的流程图，包括以下步骤：
S210，在光刻版上形成k个线宽测试图形和至少k个修正图形。
在光刻版上形成均匀分布的线宽设计值为目标值A1、A2、......、Ak的k个线宽测试图形，k为自然数。同时形成至少k个修正图形，每一个线宽测试图形至少有一个相对应的修正图形，修正图形的线宽设计值大于或小于相对应的线宽测试图形的目标值。
在优选的实施方式中，每一个线宽测试图形有两个以上相对应的修正图形，且修正图形的线宽设计值为其对应的线宽测试图形的目标值加或减第一预设值的i倍，i为自然数。也就是说，除了每个目标值尺寸放置一个传统的线宽测试图形外，还要对应的对称放置数个线宽设计值是目标值加减数纳米(即第一预设值的i倍)的图形。
第一预设值的值为1至10纳米，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，一般来说目标值越小，第一预设值的值就越小。另外需要注意的是第一预设值必须大于光刻版制版时的步进精度。该步进精度是指光刻版制版时相对于曝光光源作相对移动的可控的最小移动距离。图3是一实施例中当第一预设值为1纳米时线宽测试图形和修正图形的示意图(在光刻版制作前的数据准备阶段)。需要注意的是，在优选的实施例中，各修正图形的各条形结构的中心间距(即一条形结构的中心点到另一条形结构的中心点的距离)应保持不变，即保持与相对应的线宽测试图形相等。
在优选的实施例中，每一个线宽测试图形和修正图形均包括两个线宽图形，这两个线宽图形互为反型图形(即透光和不透光的部分正好相反)，以便满足不同类型的测试需求，即对条形结构进行测试和对各条形结构之间的间隔结构进行测试。在优选的实施例中，每一个线宽测试图形和修正图形还可以包括密型结构(1∶1的条形和间隔结构比例)和疏型结构(完全独立的条形或间隔结构)。
在优选的实施例中，线宽测试图形以及修正图形均包括x方向图形和y方向图形，且x方向图形和y方向图形相互垂直。如有必要还可以增加其他方向的图形，例如45度或135度等方向的图形。
S211，从宽测试图形和修正图形中挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形作为对应图形。线宽实际值是指将图形转移到光刻版上后，在光刻版上的线宽实际值。S211又步骤具体包括S220和S230两个步骤。
S220，遍测k个线宽测试图形和至少k个修正图形在光刻版上的线宽实际值。
S230，挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形，作为对应图形。
在每一个线宽测试图形以及与每一个线宽测试图形相对应的修正图形中，挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形，作为对应图形。
S240，使用光刻机将对应图形光刻到圆片上。
实际生产中为了操作方便，也可以将k个线宽测试图形和至少k个修正图形全部光刻到圆片上，而不是仅仅将对应图形光刻到圆片上。
S250，测试圆片上的对应图形的线宽，作为评价线宽均匀性的数据。
得到了评价线宽均匀性的数据后进行的线宽均匀性计算是要计算平均值，方差，最大最小差值等，为本领域技术人员所习知，此处不再赘述。
上述线宽均匀性的测试方法，通过设置修正图形，在光刻版制版后形成的有误差的图形中挑选出与目标值最接近的图形作为对应图形，并测试其在圆片上的线宽尺寸，以此作为计算线宽均匀性的数据。由此计算得到的线宽均匀性，消除了光刻版制版时的误差对线宽测试的影响，得到的线宽均匀性数据能够真实反映光刻机镜头性能，提高了测试的准确性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (1)
1.一种线宽均匀性的测试方法，包括以下步骤：
在光刻版上形成线宽设计值为目标值A1、A2、……、Ak的k个线宽测试图形，所述k为自然数，同时形成至少k个修正图形，每一个所述线宽测试图形至少有一个相对应的所述修正图形，所述修正图形的线宽设计值大于或小于相对应的所述线宽测试图形的目标值；所述线宽测试图形的每一个有两个以上相对应的所述修正图形，且所述修正图形的线宽设计值为其对应的线宽测试图形的目标值加或减第一预设值的i倍，所述i为自然数，所述第一预设值为1至10纳米且大于光刻版制版时的步进精度，步进精度是指光刻版制版时相对于曝光光源作相对移动的可控的最小移动距离；每一个所述修正图形的各条形结构的中心间距与相对应的线宽测试图形相等；所述线宽测试图形以及修正图形均包括x方向图形和y方向图形，所述x方向图形和y方向图形相互垂直；每一线宽测试图形以及每一修正图形均包括两个线宽图形，所述两个线宽图形互为反型图形，所述互为反型图形指两个线宽图形的透光和不透光的部分正好相反；每一个线宽测试图形和每一个修正图形均包括1:1的条形和间隔结构比例的密型结构和完全独立的条形结构的疏型结构；
从所述线宽测试图形和所述修正图形中挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形作为对应图形；具体是遍测所述k个线宽测试图形和所述至少k个修正图形在光刻版上的线宽实际值；在每一个线宽测试图形以及与所述每一个线宽测试图形相对应的修正图形中，挑选出线宽实际值与目标值最接近的图形，作为对应图形；
使用光刻机将所述对应图形光刻到圆片上；
测试圆片上的所述对应图形的线宽，作为评价线宽均匀性的数据。
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