CN103713471A - 一种关键尺寸测试的校正装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关键尺寸测试的校正装置和方法，可以在Mask上设置至少一组Mark，利用所述Mask进行刻蚀工艺后在基板上形成的图形获知DICD的实际值，据此校正CD测试结果。本发明装置和方法，简化了DICD测试值的校准工作，并能够保证校准精度。

Description

一种关键尺寸测试的校正装置和方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种关键尺寸测试的校正装置和方法。

背景技术

对于传统光刻工艺中的图形关键尺寸测试，通常采用图形边缘探测的方法来确定测试值。这种测试方法的测试值受电荷耦合装置(Charge-coupled Device，CCD)成像图形亮度的影响较大，因此需要对得到的测试值进行光亮调节校正，使测试值更接近于真实值。

目前针对测试值的校正方法通常是和切扫描电镜(Scanning ElectronMicroscope，SEM)样品测试值来做比较，然后调整光亮到最佳测试水平。这种校正方法的测试周期长，校正费用高。特别地，随着使用时间的延长，关键尺寸(Critical Dimension，CD)测试设备的光源光亮会逐渐降低，这导致测试值一直需要校正，因此校正工作量变大，不利于产品工艺进行过程中的关键尺寸监控。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种关键尺寸测试的校正装置和方法，以简化刻蚀后关键尺寸(Development Inspection Critical Dimension，DICD)测试值的校准工作，并保证校准精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种关键尺寸测试的校正装置，该装置包括掩膜板Mask，所述掩膜板Mask设置有至少一组标记Mark，所述至少一组标记Mark用于在经过刻蚀工艺后在基板上形成能够获知关键尺寸DICD的实际值的图形。

所述Mark至少由一个Mark单元组成，所述Mark单元包括至少两个彼此具有距离关系的Mark次单元。

所述距离关系包括：交叠或间隔一距离。

所述Mark次单元为长方形或者正方形结构。

所述Mark次单元为长方形时，所述Mark次单元的排列方式为：沿长方形长边方向水平排列，或沿长方形长边方向竖直排列。

当所述一组Mark中包括多个Mark单元时，各Mark单元排布在一条直线上或不在一条直线上。

当一组Mark中的各Mark单元排布在一条直线上时，任意相邻两个Mark单元之间的距离相同或不同，且各所述Mark单元所包括的所述Mark次单元之间的距离具有数值排列规律或具有不规律的数值排列规律；

当一组Mark中的各Mark单元排布不在一条直线上时，各Mark单元均匀分布或不均匀分布；各所述Mark单元所包括的所述Mark次单元之间的距离具有数值排列规律或具有不规律的数值排列规律。

所述数值排列规律包括：等差递增或等差递减；

所述均匀分布包括涵盖中心对称或轴对称的对称分布。

在所述至少一组Mark中，Mark单元以Mask关键尺寸CD为5～30μm为基准。

一种关键尺寸测试的校正方法，该方法包括：

在Mask上设置至少一组Mark，利用所述Mask进行刻蚀工艺后在基板上形成的图形获知DICD的实际值，据此校正CD测试结果。

所述Mark由Mark单元组成，所述Mark单元包括至少两个彼此具有距离关系的Mark次单元；

所述获知DICD的实际值，据此校正CD测试结果的过程包括：由微观图像获取设备获取利用所述Mask经过刻蚀工艺之后所形成的图形，根据其中的Mark次单元由交叠或间隔一距离变为恰好咬合的情况获知DICD的实际值，将该值与测试设备检测到的DICD值进行比较，根据比较所得的差值校正CD测试结果。

所述Mask上设置有多组Mark时，所述DICD的实际值是针对利用所述Mask在基板上形成的各组Mark所获知的DICD实际值求平均所得的值。

所述方法应用于光刻工艺中。

本发明装置和方法，简化了DICD测试值的校准工作，并能够保证校准精度。

附图说明

图1为本发明实施例在掩膜板(Mask)上设置标记(Mark)的原理示意图；

图2为本发明一实施例中经过光刻工艺后在基板上形成的Mark的结构示意图；

图3为本发明另一实施例中经过光刻工艺后在基板上形成的Mark的结构示意图；

图4a至4c为本发明实施例的其它Mark单元的组成结构示意图。

具体实施方式

在进行图形关键尺寸DICD的测试及测试数值校正，或刻蚀剥离后图形关键尺寸最终关键尺寸(Final Inspection Critical Dimension，FICD)的测试，或CD偏差量(Bias)的确定时，可以在掩膜版上设置一组Mark，此组Mark在经过光刻工艺后在玻璃基板上形成一组带光刻胶的图形，可以从这组图形获知DICD的实际值，并可以以此组Mark的实际值作为DICD测试光亮调整的基准，从而解决了DICD测试值的校准问题。比如：由显微镜或具有放大功能的自动照相机等微观图像获取设备获知DICD的实际值，将该值与测试设备检测到的DICD值进行比较，根据比较所得的差值校正CD测试结果。

和传统的SEM校准方法相比，上述操作方式简洁可行，并具有一定的精度，可在CD测试设备灯使用一段时间后做校准。另外，可以在进行Mask设计时设置Mark，不需要玻璃样品，设计完成后预计CD测试校准成本为零。

具体而言，可以在Mask上设计一组如图1所示的Mark，该组Mark中的Mark单元可以在玻璃基板上均匀分布(均匀分布不是必须的，但均匀分布可保证根据Mark单元在玻璃基板上取样时的数据可靠性并提高实用性)，如Mark单元在玻璃基板上按行列数为4*4或5*5等方式均匀排布，保证测试时具备点抽样的均匀分布性。如图1所示的一组Mark所包含的Mark单元在一条直线上时，其中的一个Mark单元可以以Mask CD为10μm为基准(掩膜版关键尺寸所对应的中心值)；当Mark单元的数量为奇数时，处在中间位置的中间Mark单元可以以Mask CD为10μm为基准(掩膜版关键尺寸所对应的中心值)。对于该组Mark的中间Mark单元的左边相邻Mark单元(左二)，在Mask设计时将组成Mark单元的两个Mark次单元(如图中所示的两个矩形块，下面以矩形块为例描述)重叠0.25μm，在经过光刻工艺后，若该Mark单元中左矩形块的下边缘和右矩形块的上边缘对齐，则说明光刻后的关键尺寸相比Mask尺寸缩小了0.25μm，对应Mask CD为10μm而言，关键尺寸应为9.75μm。需要说明的是，10μm只是举例，例如以栅(Gate)层为例，某些产品的基准是10μm，有些产品的基准可以是5μm，具体的基准范围可以是5～30μm。所述矩形快可以为正方形或长方形，以下亦同。

若经过光刻工艺后该组Mark形成了如图2所示的图形，则说明DICD实际值为10.25μm，因为在10.25.μm处的上下两个矩形块恰好咬合。具体而言，在Mask设计时10μm处左边矩形块下边缘和右边矩形块上边缘正好对齐，10.25μm处的左边矩形块下边缘和右边矩形块上边缘相差0.25μm，而玻璃基板上的图形进行光刻后，10μm处左边矩形块下边缘和右边矩形块上边缘已发生交叠，说明DICD比Mask CD偏大，而在10.25μm处左边矩形块下边缘和右边矩形块上边缘正好对齐，说明DICD比原先Mask CD偏大了0.25μm，即，实际关键尺寸为10+0.25＝10.25(μm)，所对应的测试精度为0.125μm。

若经过光刻工艺后该组Mark形成了如图3所示的图形，则说明DICD实际值为9.75μm，因为在9.75μm处的上下两个矩形块恰好咬合。具体而言，9.75μm处的左边矩形块下边缘和右边矩形块上边缘对齐，说明DICD实际值即为9.75μm。

在整个玻璃基板上，可以以图1所示的一组Mark为例，在玻璃基板上的多处摆放多组这样的Mark，获知多组Mark的DICD值后取平均值，得到该玻璃基板上DICD的实际值，而后将该DICD实际值与CD测试设备不同光亮测试方案得到的值进行对比，从中选取一种最为接近的光亮作为测试条件，最终完成校准。

在实际应用时，除了上述针对光刻胶的光刻以外，本发明还可以应用于针对金属、半导体等材质的刻蚀，在经过不同的刻蚀工艺后均可在基板上形成能够获知关键尺寸DICD的实际值的图形。

以上描述的图1至图3中的Mark单元还可以采用如图4a至4c所示的图形。具体而言，相对于图1，图4中的Mark单元所包含的Mark次单元的排布方式发生了变化，即该Mark次单元由沿图1至图3中的沿长方形长边方向水平排列变成沿长方形长边方向竖直排列；具体实施时，将上下两个矩形块进行重叠与拉开，形成类似于图1中的Mark次单元之间的间距。并且，图4a中，Mark单元中上矩形块的左边缘与下矩形块的右边缘在可以10μm处恰好咬合。

在实际应用中，当一组Mark中包括多个Mark单元时，各Mark单元可以在一条直线上或不在一条直线上。当一组Mark中的各Mark单元在一条直线上时，依次排列的各Mark单元所包括的Mark次单元之间的距离可以具有数值排列规律或具有不规律的数值排列。所述数值排列规律可以包括：递增(如：等差递增)或递减(如：等差递减)等。并且，各Mark单元之间的距离可以相同或不同。

当一组Mark中的各Mark单元不在一条直线上时，各Mark单元可以形成前述的均匀分布或不均匀分布。所述均匀分布可以包括对称(如：中心对称或轴对称等)分布，例如，Mark单元可以排布为长方形的形状，各个Mark单元位于长方形的边或者顶点的位置。并且，各Mark单元所包括的Mark次单元之间的距离可以相同或不同。

另外，组成所述Mark单元的Mark次单元的形状可以是矩形、三角形、直角梯形等，只要能够通过组成所述Mark单元的Mark次单元读出DICD的实际值即可。

需要说明的是，一组Mark至少由一个Mark单元组成，所述Mark单元包括两个(如图1、2、3、4a所示)或三个(如图4b、4c所示)甚至更多个彼此具有距离关系(如交叠或间隔一定距离)的Mark次单元。当所述Mark单元包括三个或更多个Mark次单元时，可以由该Mark单元读出两个或更多个数值，如：当所述Mark单元包括如图4c所示的三个Mark次单元时，可以由Mark单元中上方的矩形块和左下方的矩形块之间的距离关系读出一个数值(该数值可能是变大后或变小后的DICD)，还可以由Mark单元中上方的矩形块和右下方的矩形块之间的距离关系读出一个数值(该数值可能是变大后或变小后的DICD)。

另外，无论一组Mark中包括一个还是多个Mark单元，也无论Mark单元包含两个、三个还是更多的Mark次单元，至少有两个Mark次单元之间交叠或间隔的距离，是刻蚀后DICD的实际值与测试设备检测到的DICD值之间的差。

综上所述可见，无论是方法还是装置，本发明用于关键尺寸测试的校正技术，在Mask上设置至少一组Mark，利用所述Mask进行刻蚀工艺(如：光刻工艺)后在基板上形成的图形获知DICD的实际值，据此校正CD测试结果，简化了DICD测试值的校准工作，并能够保证校准精度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种关键尺寸测试的校正装置，其特征在于，该装置包括掩膜板Mask，所述掩膜板Mask设置有至少一组标记Mark，所述至少一组标记Mark用于在经过刻蚀工艺后在基板上形成能够获知关键尺寸DICD的实际值的图形。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述Mark至少由一个Mark单元组成，所述Mark单元包括至少两个彼此具有距离关系的Mark次单元。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述距离关系包括：交叠或间隔一距离。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述Mark次单元为长方形或者正方形结构。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述Mark次单元为长方形时，所述Mark次单元的排列方式为：沿长方形长边方向水平排列，或沿长方形长边方向竖直排列。

6.根据权利要求2至5任一项所述的装置，其特征在于，当所述一组Mark中包括多个Mark单元时，各Mark单元排布在一条直线上或不在一条直线上。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

当一组Mark中的各Mark单元排布在一条直线上时，任意相邻两个Mark单元之间的距离相同或不同，且各所述Mark单元所包括的所述Mark次单元之间的距离具有数值排列规律或具有不规律的数值排列规律；

当一组Mark中的各Mark单元排布不在一条直线上时，各Mark单元均匀分布或不均匀分布；各所述Mark单元所包括的所述Mark次单元之间的距离具有数值排列规律或具有不规律的数值排列规律。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述数值排列规律包括：等差递增或等差递减；

所述均匀分布包括涵盖中心对称或轴对称的对称分布。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述至少一组Mark中，Mark单元以Mask关键尺寸CD为5～30μm为基准。

10.一种关键尺寸测试的校正方法，其特征在于，该方法包括：

在Mask上设置至少一组Mark，利用所述Mask进行刻蚀工艺后在基板上形成的图形获知DICD的实际值，据此校正CD测试结果。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述Mark由Mark单元组成，所述Mark单元包括至少两个彼此具有距离关系的Mark次单元；

所述获知DICD的实际值，据此校正CD测试结果的过程包括：由微观图像获取设备获取利用所述Mask经过刻蚀工艺之后所形成的图形，根据其中的Mark次单元由交叠或间隔一距离变为恰好咬合的情况获知DICD的实际值，将该值与测试设备检测到的DICD值进行比较，根据比较所得的差值校正CD测试结果。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，

所述Mask上设置有多组Mark时，所述DICD的实际值是针对利用所述Mask在基板上形成的各组Mark所获知的DICD实际值求平均所得的值。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法应用于光刻工艺中。

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