CN114001692B - 测量电容之间最短距离的方法及评价电容制程的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测量电容之间最短距离的方法及评价电容制程的方法，所述测量电容之间最短距离的方法为，获取相邻两个电容相邻面的切线之间的距离，将其作为两个电容之间的最短距离，其中，相邻的两个电容的相邻面的所述切线的方向相同，且所述切线的方向与电容的预设排布方向垂直。本发明的优点在于，能够避免电容在相对预设排布方向发生偏移带来的测量误差，大大提高了测量准确度。

Description

测量电容之间最短距离的方法及评价电容制程的方法
技术领域
本发明涉及存储器领域，尤其涉及一种测量电容之间最短距离的方法及评价电容制程的方法。
背景技术
随着半导体集成电路器件特征尺寸的不断缩小，动态随机存取存储器(DynamicRandom Access Memory，DRAM)中电容(Capacitance)的数量不断增加。相邻电容之间发生短路的可能性变得越来越高，其为DRAM制造过程造成良率损失非常常见的一种原因。准确测量及监控相邻电容在设计方向上的最短距离对制程优化和良率提高具有重要意义。
通常使用CD SEM(线宽扫描式电子显微镜)测量相连电容之间的水平距离，但是由于电容偏移的随机性，该种测量方法不准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种测量电容之间最短距离的方法及评价电容制程方法，能够避免电容在相对预设排布方向发生偏移带来的测量误差，提高测量准确度。
为了解决上述问题，本发明提供了一种测量电容之间最短距离的方法，其获取相邻两个电容相邻面的切线之间的距离，将其作为两个电容之间的最短距离，其中，相邻的两个电容的相邻面的所述切线的方向相同，且所述切线的方向与电容的预设排布方向垂直。
可选地，将相邻的两个电容相邻面的切线之间沿所述预设排布方向上的距离作为两个电容之间的最短距离。
可选地，所述电容为柱状电容，所述切线为所述电容的横截面的切线。
可选地，获取相邻的两个电容相邻面的切线之间的距离的步骤进一步包括：获取相邻的两个电容的半径；获取分别经过相邻的两个电容圆心的两条直线之间的距离，所述直线的延伸方向与所述切线的延伸方向相同；将两条直线之间的距离与两个电容的半径之差作为所述切线之间的距离。
可选地，获取分别经过相邻的两个电容圆心的两条直线之间的距离的步骤进一步包括：将两个电容圆心在预设排布方向上的投影坐标点之间的距离作为经过相邻的两个电容圆心的两条直线之间的距离。
可选地，获取相邻的两个电容相邻面的切线之间的距离的步骤进一步包括：获取相邻的两个电容的直径；获取相邻的两个电容不相邻面的第一切线之间的距离，所述第一切线的延伸方向与所述相邻的两个电容相邻面的切线的延伸方向相同；获取所述第一切线之间的距离与两个电容的直径的差值，所述差值作为相邻的两个电容的最短距离。
本发明还提供一种评价电容制程的方法，获取两个电容之间的最短距离与预设值进行比较，以评价电容制程，其中，两个电容之间的最短距离采用如上所述的方法获得，所述预设值为电容按照预设排布方向进行排布时的所述切线之间的距离。
本发明还提供一种评价电容制程的方法，其包括如下步骤：设置多个取样区域；在取样区域，沿预设排布方向获取多个电容，作为一个电容组，进而获取多个电容组；获取每一电容组中的相邻电容最短距离的最大值与最小值之差，作为初始参数，其中，每一电容组中的相邻电容最短距离采用权利1～6任意一项所述的方法获得；获得多个电容组的初始参数的平均值，所述平均值作为评价电容制程的参数。
可选地，多个电容组有序或无序设置。
可选地，多个电容组在与预设排布方向呈预设角度方向上依次排布。
本发明的优点在于，能够避免电容在相对预设排布方向发生偏移带来的测量误差，大大提高了测量准确度。
附图说明
图1是现有技术中测量相邻电容之间预设排布方向上的最短距离的方法的示意图；
图2是现有技术中测量相邻电容之间预设排布方向上的最短距离的方法的另一示意图；
图3是本发明测量电容之间最短距离的方法的一实施例的示意图；
图4是本发明测量电容之间最短距离的方法的一实施例的另一示意图；
图5是本发明测量电容之间最短距离的方法的一实施例的另一示意图；
图6是本发明测量电容之间最短距离的方法的另一实施例的示意图。
图7是本发明评价电容制程的方法的一实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的测量电容之间最短距离的方法及评价电容制程方法的实施例做详细说明。
相邻电容之间预设排布方向上的最短距离能够有效评估电容之间发生短路的可能性的大小，所述预设排布方向可为电容的理论排布方向。目前，测量相邻电容之间理论排布方向上的最短距离的方法是使用线宽扫描式电子显微镜测量相连电容之间的水平距离。图1是现有技术中测量相邻电容之间理论排布方向上的最短距离的方法的示意图。请参阅图1，电容C1及电容C2为相邻的两个电容，采用线宽扫描式电子显微镜测量电容C1及电容C2在理论排布方向(D方向)上的距离D1，该距离D1即为电容C1及电容C2在理论排布方向上的最短距离，以评估电容C1及电容C2之间发生短路的可能性的大小。
但是，发明人发现，在电容相对预设排布方向未发生偏移的情况下，该测量准确度较高，在电容相对预设排布方向发生偏移的情况下，该测量准确度不高。如图1所示，电容C1及电容C2的圆心连线O在预设排布方向(D方向)上，电容相对预设排布方向未发生偏移，则此时的距离D1即为电容C1及电容C2在预设排布方向上的最短距离。如图2所示，电容C1及电容C2的圆心连线O不在预设排布方向(D方向)上，电容C2相对预设排布方向发生偏移，则此时的距离D1不是电容C1与电容C2之间的最短距离，该距离D1大于电容C1与电容C2之间的最短距离，测量不准确，导致采用该距离评估电容之间发生短路的可能性的大小时发生误差。
鉴于上述原因，本发明提出一种测量电容在预设排布方向上的最短距离的方法，不论电容是否相对预设排布方向发生偏移，均能够准确测量电容之间的最短距离，提高评估的准确度。
本发明测量电容之间最短距离的方法为，获取相邻的两个电容相邻面的切线之间的距离，将其作为两个电容之间的最短距离，其中，相邻的两个电容的相邻面的所述切线的方向相同，且所述切线的方向与电容的预设排布方向垂直。
图3是本发明测量电容之间最短距离的方法的一实施例的示意图，请参阅图3，电容C1与电容C2相邻设置，所述电容C1与电容C2具有预设排布方向，例如图3中的D方向。在本实施例宏，所述预设排布方向为所述电容的理论排布方向，所述理论排布方向是指电容的理论设计方向，其为制备半导体结构前预先设定。在本发明其他实施例中，所述预设排布方向可为任意确定的目标方向。
获取电容C1与电容C2相邻面的切线T1及切线T2之间的距离，将其作为电容C1与电容C2在预设排布方向上的最短距离。由于所述电容C1及电容C2为柱状电容，因此，其横截面为圆形，则所述切线T1及切线T2为圆形横截面的切线。所述切线T1与所述切线T2的延伸方向相同，均与电容C1及电容C2的预设排布方向(D方向)垂直。例如，若预设排布方向为水平方向，则所述切线T1及所述切线T2的延伸方向为竖直方向，若预设排布方向为竖直方向，则所述切线T1及所述切线T2的延伸方向为水平方向。
其中，将相邻的两个电容相邻面的切线之间沿所述预设排布方向上的距离作为两个电容之间的最短距离。具体地说，将电容C1与电容C2的切线T1及切线T2沿所述预设排布方向(D方向)上的距离S作为电容C1与电容C2之间的最短距离。
采用本发明的测量方法获得的最短距离不受电容是否相对预设排布发生偏移的影响，即不论电容是否相对预设排布方向发生偏移，本发明测量方法均能够测量出电容之间的最短距离。具体地说，在电容相对预设排布方向未发生偏移的情况下，如图3所示，电容C1及电容C2的圆心连线在预设排布方向(D方向)上，则切线T1及切线T2的距离S即为电容C1及电容C2在预设排布方向上的最短距离。在电容相对预设排布方向发生偏移的情况下，如图4所示，电容C1及电容C2的圆心连线O不在预设排布方向(D方向)上，即电容C2相对预设排布方向发生偏移，则此时切线T1及切线T2的距离S依然是电容C1与电容C2之间的最短距离。
采用本发明的方法获得的最短距离能够避免电容在相对预设排布方向发生偏移带来的测量误差，大大提高了测量准确度。
受到测量仪器的影响，直接测量电容C1与电容C2相邻面的切线T1及切线T2之间的距离误差较大，因此，本发明提供了两种能够间接测量电容C1与电容C2相邻面的切线T1及切线T2之间的距离的方法。
请参阅图4，测量电容C1与电容C2相邻面的切线T1及切线T2之间的距离的一种方法如下：
获取电容C1的半径r1及电容C2的半径r2。该步骤可通过测量仪器测量获得。
获取分别经过电容C1及电容C2的圆心的两条直线O1及O2之间的距离H。其中，所述直线O1及O2的延伸方向与所述切线T1及T2的延伸方向相同。即直线O1及O2与切线T1及T2平行，四条直线均垂直电容的预设排布方向。例如，若电容的预设排布方向为水平方向，则所述直线O1及O2与切线T1及T2为竖直方向。在图4中，所述电容的预设排布方向为与水平方向呈一夹角的D方向，则所述直线O1及O2与切线T1及T2的延伸方向垂直D方向。
在本实施例中，获取分别经过相邻的两个电容圆心的两条直线之间的距离的步骤进一步包括：将两个电容圆心在预设排布方向上的投影坐标点之间的距离作为经过相邻的两个电容圆心的两条直线之间的距离。具体地说，请参阅图4，电容C1的圆心在预设排布方向(D方向)上的投影坐标为(x1，y1)，电容C2的圆心在预设排布方向(D方向)上的投影坐标为(x2，y2)，则电容C1与电容C2的圆心在预设排布方向上的投影坐标点之间的距离可通过勾股定理计算。列举一个简单的例子，如图5所示，当预设排布方向为水平方向(X方向)时，电容C1及电容C2在预设排布方向上的投影坐标分别为(x1，y1)及(x2，y1)的纵坐标相同，可忽略不计，则投影坐标点之间的距离为横坐标x2与x1之差。
在获取分别经过电容C1及电容C2的圆心的两条直线O1及O2之间的距离H后，将两条直线O1及O2之间的距离H与两个电容C1及C2的半径r1及r2做差，该差值作为所述切线T1及T2之间的距离S，S＝H-r1-r2。所述距离S即为电容C1及电容C2在预设排布方向上的最短距离。
请参阅图6，本发明提供的测量电容C1与电容C2相邻面的切线T1及切线T2之间的距离的另一种方法如下：
获取电容C1的直径d1及电容C2的直径d2。该步骤可通过测量仪器测量获得。
获取电容C1及电容C2不相邻面的第一切线之间的距离，所述第一切线的延伸方向与电容C1及电容C2相邻面的切线的延伸方向相同。具体地说，电容C1及电容C2不相邻面的第一切线分别为切线T3及切线T4。切线T3及切线T4与切线T1及切线T2的延伸方向相同，即切线T3及切线T4与切线T1及切线T2平行。可以理解的是，切线T3及切线T4之间的距离S1取向与切线T1及切线T2之间的距离S的取向相同。例如，切线T3及切线T4之间的距离S1为切线T3及切线T4沿预设排布方向(D方向)的距离。
获取切线T3及切线T4之间的距离S1与电容C1及电容C2的直径d1及d2的差值。所述差值为所述切线T1及T2之间的距离S，即所述差值为电容C1及电容C2在预设排布方向上的最短距离，S＝S1-d1-d2。
本发明提供上述两种测量电容C1与电容C2相邻面的切线T1及切线T2之间的距离的方法，本领域技术人员也可采用其他方法测量电容C1与电容C2相邻面的切线T1及切线T2之间的距离。
上述测量方法获得的相邻电容的最短距离通常用于评价电容制程。因此，本发明还提供一种评价电容制程的方法。本发明评价电容制程的方法是获取两个电容之间的最短距离与预设值进行比较，以评价电容制程。
其中，两个电容之间的最短距离采用如上所述的测量方法获得。所述预设值为电容按照预设排布方向进行排布时的所述切线之间的距离。所述预设值即为对半导体装置进行设计时的设计值。例如，请参阅图3，所述预设值即为电容C1及C2按照预设排布方向排布，且未发生偏移的情况下，切线T1及切线T2之间的距离。该距离可为沿电容的预设排布方向的距离。
进一步，所述评价电容制程包括评价电容之间短路的概率及电容开口的程度。
当两个电容之间的最短距离小于预设值时，可用于评价电容之间短路的概率，进而判断出制程的好坏以及对良率的影响。例如，两个电容之间的最短距离与预设值的偏差与电容之间发生短路的概率呈正比。具体地说，两个电容之间的最短距离与预设值的偏差越大，电容之间发生短路的概率越高。
当两个电容之间的最短距离大于预设值时，可用于电容开口的程度。例如，两个电容之间的最短距离与预设值的偏差与电容开口的程度呈正比。具体地说，两个电容之间的最短距离与预设值的偏差越大，电容开口的程度越大。
本发明还提供一种评价电容制程的方法。下面结合图7描述本发明评价电容制程的方法。请参阅图7，半导体装置包括多个电容C。
步骤一、设置多个取样区域，例如，设置了取样区域A1、A2、A3、A4及A5。多个所述取样区域可有序或者无序排布，在本实施例中，所述取样区域有序排布。
步骤二、在取样区域中，沿预设排布方向(D方向)获取多个电容，作为一个电容组。多个取样区域能够获得多个电容组。多个电容组有序或者无序设置。在本实施例中，多个电容组有序设置，且在与预设排布方向(D方向)呈预设角度方向上依次排布。
例如，在本实施例中，在取样区域A1中沿预设排布方向(D方向)获取5个电容，作为第一电容组；在取样区域A2中沿预设排布方向(D方向)获取5个电容，作为第二电容组；在取样区域A3中沿预设排布方向(D方向)获取5个电容，作为第三电容组；在取样区域A4中沿预设排布方向(D方向)获取5个电容，作为第四电容组；在取样区域A5中沿预设排布方向(D方向)获取5个电容，作为第五电容组。可以理解的是，在本发明其他实施例中，所述电容组中的电容的数量也可为其他数目。
步骤三、获取每一电容组中的相邻电容最短距离的最大值与最小值之差，作为初始参数。其中，每一电容组中的相邻电容最短距离采用上述的测量方法获得。
步骤四、获得多个电容组的初始参数的平均值，所述平均值作为评价电容制程的参数。
例如，第一电容组中相邻的电容的最短距离分别为S1.1、S1.2、S1.3、S1.4及S1.5；第二电容组中相邻的电容的最短距离分别为S2.1、S2.2、S2.3、S2.4及S2.5；第三电容组中相邻的电容的最短距离分别为S3.1、S3.2、S3.3、S3.4及S3.5；第四电容组中相邻的电容的最短距离分别为S3.1、S3.2、S3.3、S3.4及S3.5，第五电容组中相邻的电容的最短距离分别为S5.1、S5.2、S5.3、S5.4及S5.5。
所述平均值为：P＝Average((Max(S1.1；S 1.2；S 1.3；S 1.4；S 1.5)-Min(S1.1；S1.2；S1.3；S1.4；S1.5))+(Max(S2.1；S2.2；S2.3；S2.4；S2.5)-Min(S2.1；S2.2；S2.3；S2.4；S2.5))+(Max(S3.1；S3.2；S3.3；S3.4；S3.5)-Min(S3.1；S3.2；S3.3；S3.3；4；S3.5))+(Max(S4.1；S4.2；S4.3；S4.4；S4.5)-Min(S4.1；S4.2；S4.3；S4.4；S4.5))+(Max(S5.1；S5.2；S5.3；S5.4；S5.5)-Min(S5.1；S5.2；S5.3；S5.4；S5.5)))
所述平均值P可用于评价相邻电容发生短路的概率。具体地说，所述平均值P越小，说明电容分布均匀，则制程稳定发生偏移的概率较低，则相邻电容发生短路的概率越低。所述平均值P越大，电容分布混乱，容易发生偏移和短路，减少良率，则制程需要优化。
进一步，可通过合理选择取样区域和计算方法提高评价的准确性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种测量电容之间最短距离的方法，其特征在于，所述电容为柱状电容，获取相邻两个电容相邻面的切线之间的距离，所述切线为所述电容的横截面的切线，将相邻的两个电容相邻面的切线之间沿电容的预设排布方向上的距离作为两个电容之间的最短距离，其中，相邻的两个电容的相邻面的所述切线的方向相同，且所述切线的方向与电容的预设排布方向垂直。
2.根据权利要求1所述的测量电容之间最短距离的方法，其特征在于，
获取相邻的两个电容相邻面的切线之间的距离的步骤进一步包括：获取相邻的两个电容的半径；
获取分别经过相邻的两个电容圆心的两条直线之间的距离，所述直线的延伸方向与所述切线的延伸方向相同；
将两条直线之间的距离与两个电容的半径之差作为所述切线之间的距离。
3.根据权利要求2所述的测量电容之间最短距离的方法，其特征在于，获取分别经过相邻的两个电容圆心的两条直线之间的距离的步骤进一步包括:将两个电容圆心在预设排布方向上的投影坐标点之间的距离作为经过相邻的两个电容圆心的两条直线之间的距离。
4.根据权利要求1所述的测量电容之间最短距离的方法，其特征在于，获取相邻的两个电容相邻面的切线之间的距离的步骤进一步包括：
获取相邻的两个电容的直径；
获取相邻的两个电容不相邻面的第一切线之间的距离，所述第一切线的延伸方向与所述相邻的两个电容相邻面的切线的延伸方向相同；
获取所述第一切线之间的距离与两个电容的直径的差值，所述差值作为相邻的两个电容的最短距离。
5.一种评价电容制程的方法，其特征在于，获取两个电容之间的最短距离与预设值进行比较，以评价电容制程，其中，两个电容之间的最短距离采用如权利要求 1～4任意一项所述的方法获得，所述预设值为电容按照预设排布方向进行排布时的所述切线之间的距离。
6.一种评价电容制程的方法，其特征在于，包括如下步骤：
设置多个取样区域；
在取样区域，沿预设排布方向获取多个电容，作为一个电容组，进而获取多个电容组；
获取每一电容组中的相邻电容最短距离的最大值与最小值之差，作为初始参数，其中，每一电容组中的相邻电容最短距离采用如权利要求 1～4任意一项所述的方法获得；
获得多个电容组的初始参数的平均值，所述平均值作为评价电容制程的参数。
7.根据权利要求6所述的评价电容制程的方法，其特征在于，多个电容组有序或无序设置。
8.根据权利要求7所述的评价电容制程的方法，其特征在于，多个电容组在与预设排布方向呈预设角度方向上依次排布。
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