CN217444387U - 一种关键尺寸测试条结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种关键尺寸测试条结构，包括：多个密集图案，相邻的密集图案之间具有第一间隙，多个密集图案形成有图形密集测试区；多个稀疏图案，设置在图形密集测试区的一侧，且稀疏图案和密集图案之间具有第二间隙，稀疏图案形成有图形稀疏测试区；多个辅助图案，设置在图形密集测试区的侧部，且辅助图案和密集图案之间、辅助图案和稀疏图案之间具有第三间隙，第一间隙、第二间隙和第三间隙形成有图形间隙测试区；其中，辅助图案包括至少一个拐角图形，且拐角图形形成有图形角度测试区。本实用新型提出的关键尺寸测试条结构，提高了样品检测的安全性和操作性。

Description

一种关键尺寸测试条结构

技术领域

本实用新型涉及关键尺寸测量技术领域，特别涉及一种关键尺寸测试条结构。

背景技术

随着集成电路特征尺寸的缩小，在制程上对关键尺寸轮廓的检测提出了更高的要求。在半导体制造工艺中，通常使用扫描电子显微镜来量测不同膜层的关键尺寸，以保证关键尺寸符合要求，提高产品的良率和可靠性。关键尺寸扫描电子显微镜(Critical-Dimension Scan Electronic Microscope，CD-SEM)将电子束照射晶圆，通过将检测出的二次电子转换为模拟器亮度，以获取检测影像。但是，多次使用扫描电子显微镜检测具有破坏性，可能会导致热敏感图形的收缩，从而影响图案曝光。

因此，如何避免多次检测可能对待测件所产生的破坏，并在复杂环境下提高样品检测的安全性和操作性已经成为亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型提出一种关键尺寸测试条结构，可以避免多次检测可能对待测件所产生的破坏，并在复杂环境下提高样品检测的安全性和操作性。

为实现上述目的及其他目的，本实用新型提出一种关键尺寸测试条结构，包括：

多个密集图案，相邻的所述密集图案之间具有第一间隙，多个所述密集图案形成有图形密集测试区；

多个稀疏图案，设置在所述图形密集测试区的一侧，且所述稀疏图案和所述密集图案之间具有第二间隙，所述稀疏图案形成有图形稀疏测试区；

多个辅助图案，设置在所述图形密集测试区的侧部，且所述辅助图案和所述密集图案之间、所述辅助图案和所述稀疏图案之间具有第三间隙，所述第一间隙、所述第二间隙和所述第三间隙形成有图形间隙测试区；

其中，所述辅助图案包括至少一个拐角图形，且所述拐角图形形成有图形角度测试区。

在本实用新型一实施例中，所述密集图案为条形，且多个所述密集图案呈线性阵列排布。

在本实用新型一实施例中，所述第一间隙设置于相邻的所述密集图案的侧边线之间。

在本实用新型一实施例中，所述稀疏图案为条形，且所述稀疏图案的一端与所述辅助图案的端部相邻近。

在本实用新型一实施例中，所述第二间隙设置于所述稀疏图案的端部和所述密集图案的端部之间。

在本实用新型一实施例中，所述辅助图案为凹槽状，且所述辅助图案包括凹部。

在本实用新型一实施例中，所述密集图案沿水平方向的投影位于所述凹部内。

在本实用新型一实施例中，所述第三间隙设置于所述辅助图案的端部和所述稀疏图案的侧边线之间，以及所述凹部的边线和所述密集图案的端部之间。

在本实用新型一实施例中，所述辅助图案有2个，且2个所述辅助图案对称设置于所述图形密集测试区的两侧。

在本实用新型一实施例中，所述图形密集测试区的图形数量多于所述图形稀疏测试区。

如上所述，本实用新型提出了一种关键尺寸测试条结构，通过在检测模板上设置测试区图形，实现了对芯片上关键尺寸图形的线宽、线条、间距以及角度等参数的实时尺寸监控，并及时、准确地观测制程上的差异及波动情况。本实用新型可以同时对多个不同区域进行检测，满足多环境下的样本检测。减少了多次测量电子束对待测物件的损坏，并在复杂环境下提高样品检测的安全性和操作性。

附图说明

图1为本实用新型在一实施例中的测试区结构示意图；

图2为本实用新型在一实施例中的图形结构示意图；

图3为本实用新型在一实施例中的辅助图案示意图；

图4为本实用新型在一实施例中的关键尺寸测试条结构示意图二；

图5为本实用新型在一实施例中的关键尺寸测试条结构示意图三。

附图标记说明：

100 检测模板；

10 稀疏图案；

11 第一宽度测试区；

20 密集图案；

21 第二宽度测试区；

201 第一条状图形；

202 第二条状图形；

203 第三条状图形；

30 辅助图案；

301 第一测试部；

302 第二测试部；

303 第三测试部；

304 拐角图形；

305 凹部；

1 第一间隙；

2 第二间隙；

3 第三间隙；

31 第一端对线测试区；

32 第二端对线测试区；

4 图形角度测试区。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型提出一种关键尺寸测试条结构，可以避免检测过程对待测件所产生的破坏，并在复杂环境下提高样品检测的安全性和操作性。

请参阅图1和图2所示，图1为本实用新型在一实施例中的测试区结构示意图，图2为本实用新型在一实施例中的图形结构示意图。本实用新型提出一种关键尺寸测试条结构，在本实用新型的一实施例中，关键尺寸测试条结构可以包括检测模板100和测试区图形。在本实用新型的一实施例中，测试区图形可以包括稀疏图案10、密集图案20和辅助图案30。其中，密集图案20有多个，且相邻的密集图案20之间具有第一间隙1，多个密集图案20形成图形密集测试区。其中，稀疏图案10有多个，且稀疏图案10设置在所述图形密集测试区的一侧。稀疏图案10和密集图案20之间具有第二间隙2，且稀疏图案10形成图形稀疏测试区。其中，辅助图案30可以是例如1个或多个，在本实施例中，辅助图案30为例如2个，且辅助图案30设置在所述图形密集测试区的侧部。辅助图案30和密集图案20之间、辅助图案30和稀疏图案10之间具有第三间隙3，第一间隙1、第二间隙2和第三间隙3形成有图形间隙测试区。其中，辅助图案30包括至少一个拐角图形304，且拐角图形304形成图形角度测试区。

请参阅图1和图2所示，在本实用新型一实施例中，稀疏图案10可以为长条状，且稀疏图案10的一端与辅助图案30的端部相邻。其中，稀疏图案10例如为矩形。在本实用新型的其他实施例中，也可以根据实际需要将稀疏图案10设置为其他形状，例如方形、多边形等。稀疏图案10具有第一宽度，且根据所述第一宽度，稀疏图案10可以形成第一宽度测试区11。第一宽度测试区11可以对半导体结构中稀疏或独立的线条尺寸进行测量，其中，半导体结构例如为金属互连结构、浅沟槽等等。

请参阅图1和图2所示，在本实用新型一实施例中，密集图案20可以设置在稀疏图案10的一端。且密集图案20可以为条状。具体的，密集图案20有多个，且多个密集图案20相互平行呈线性阵列分布，以形成图形密集测试区。在本实施例中，密集图案20例如有3个，图形密集测试区可以包括第一条状图形201、第二条状图形202和第三条状图形203。在本实用新型的一实施例中，密集图案20可以例如为矩形。在本实用新型的其他实施例中，也可以根据实际需要将密集图案20设置为其他形状，例如方形、多边形等。其中，密集图案20具有第二宽度，且根据所述第二宽度，密集图案20形成第二宽度测试区21，以测量半导体结构中密集分布的线条图案的线条尺寸，其中，半导体结构例如为金属互连结构、浅沟槽以及掩膜尺寸等等。在黄光光刻中，图形的密度会影响到形成的图形尺寸，因此设置稀疏图案10和密集图案20，可以同时对不同密度的线条图形进行测量。

请参阅图1和图2所示，在本实用新型一实施例中，相邻的密集图案20之间具有第一间隙1。具体的，第一间隙1设置在相邻的密集图案20的侧边线之间。通过第一间隙1可以测试半导体结构中图形密集分布区域的线与线之间的间距。例如在金属互连结构中测试相邻金属布线之间的距离，又例如在浅沟槽结构中测试相邻沟槽的槽边线之间的距离，再例如在掩膜结构中，测试相邻掩膜之间的间距等等。

请参阅图1和图2所示，在本实用新型一实施例中，密集图案20的短边中心线与稀疏图案10的短边中心线平行，且稀疏图案10的端部和密集图案20的端部之间具有第二间隙2。在本实施例中，稀疏图案10例如为1个，密集图案20例如为3个。例如3个密集图案20中，位于中央的密集图案20和稀疏图案10之间具有第二间隙2。根据第二间隙2，可以对图形密集测试区和图形稀疏测试区之间的距离进行测量，以便于在光刻过程中把控图形尺寸。

请参阅图1、图2和图4所示，在本实用新型一实施例中，第一条状图形201可以设置在第二条状图形202的长边一侧，且第一条状图形201的长边中心线与第二条状图形202的长边中心线在同一条直线上。第三条状图形203可以设置在第二条状图形202相对第一条状图形201的另一侧，且第三条状图形203的长边中心线与第二条状图形202的长边中心线在同一条直线上。在本实施例中，第一条状图形201与第三条状图形203可以相对于第二条状图形202的短边中心线对称，第一条状图形201和第三条状图形203的结构也可以相同。本实用新型不限定图形密集测试区中密集图案20的数量，密集图案20的数量可以是奇数，以便于设置密集图案20和稀疏图案10的对称轴一致，从而形成规则的测试结构。在本实施例中，密集图案20可以是例如3个、例如5个等等，在其他实施例中也可以是例如7个、例如9个乃至更多个。

请参阅图1至图3所示，在本实用新型一实施例中，辅助图案30为凹槽状，且辅助图案30包括凹部305。密集图案20在辅助图案30上的投影位于凹部305内。其中，辅助图案30可以是例如1个，且辅助图案30可以设置在密集图案20的一侧。在本实用新型的其他实施例中，辅助图案20也可以是例如2个，且辅助图案30设置在密集图案20的两侧。当辅助图案30设置在密集图案20的两侧时，此时两个辅助图案30相对于稀疏图案10的短边中心线对称。

请参阅图3所示，图3为本实用新型在一实施例中的关键尺寸测试条结构辅助图案示意图。在本实用新型一实施例中，辅助图案30可以包括第一测试部301、第二测试部302和第三测试部303，第一测试部301可以垂直于第三测试部303，第二测试部302也可以垂直于第三测试部303。当第一测试部301和第二测试部302垂直于第三测试部303时，第一测试部301和第二测试部302平行。其中，第一测试部301、第二测试部302和第三测试部303为条形。在本实用新型的一实施例中，第一测试部301和第二测试部302相对于第三测试部303的水平中心线对称。

请参阅图1-图3所示，在本实用新型的一实施例中，密集图案20的端部和辅助图案30的边线之间具有第三间隙3。其中，在同一个检测模板100上，有多个第三间隙3。具体的，密集图案20的端部和第三测试部303的侧边线之间设置有第一端对线测试区31。密集图案20的端部和第一测试部301的侧边线之间也可以设置有第一端对线测试区31(图中未示出)。根据第三间隙3和第二间隙2，可以同时对半导体结构上的多处间距或宽度结构进行测量。

请参阅图1-图3所示，在本实用新型的一实施例中，稀疏图案10的侧边线和辅助图案30的端部之间具有第三间隙3。其中，稀疏图案10的一端辅助图案30的端部邻近。在本实施例中，图形稀疏测试区为例如1个，具体的，稀疏图案10的长边边线与第三测试部303的短边边线之间设置有第二端对线测试区32。在其他实施例中，当稀疏图案10和第一测试部301邻近，第二端对线测试区32也可以设置在第一测试部301的端部边线和稀疏图案10的长边边边线之间。通过第一间隙1、第二间隙2和第三间隙3，在检测模板100上形成了多处图形间隙测试区，可以对多个图形的间距宽度同时进行测量。

请参阅图1-图3和图5所示，在本实用新型的一实施例中，辅助图案30包括拐角图形304，拐角图形304设置于第一测试部301和第二测试部302的夹角区域，以及第二测试部302和第三测试部303的夹角区域。拐角图形304可以测量图形的直角度和圆度或其他角度，从而形成图形角度测试区。当需要对圆度进行测量时，第一测试部301和第二测试部302的连接处还可以形成圆角。

请参阅图1-图3所示，在本实用新型的一实施例中，在对半导体结构的尺寸测试中，所述第一宽度可以测量密集区线条尺寸，第一宽度测试区11可以测量独立或稀疏的线条尺寸。第二间隙2可以测量端部对端部的间隙尺寸，第三间隙3可以测量端部与线条之间的间隙尺寸。图形角度测试区可以测量图形的直角度和圆度或其他角度。使用不同的测量区，可以同时对多个区域进行检测，满足复杂环境的样本的快速、安全检测。

请参阅图1-图3所示，在本实用新型的一实施例中，可以将检测模板100上的测试区图形之外的区域设置为透明区，测试区图形设置为非透明区。使用检测模板100对晶圆进行曝光，将检测模板100上的测试区图形复制到晶圆表面的光刻胶上，通过显影曝光去除晶圆上测试区图形覆盖区域之外的光刻胶，以获取标准晶圆检测区。检测对象可以包括第一宽度测试区11、第二宽度测试区21、第一间隙1、第二间隙2、第三间隙3、图形角度测试区等等。

请参阅图1-图3所示，在本实用新型的一实施例中，将待测晶圆放入CD-SEM中，通过坐标信息确定晶圆检测区。对待测晶圆检测区进行光标定位，如果待测晶圆检测区和标准晶圆检测区图形的光标定位一致，则表示检测位置准确。如果待测晶圆检测区和标准晶圆检测区图形的光标定位不一致，则表示检测位置产生了偏差，调整CD-SEM坐标以获取准确的待检测区位置，使其与标准晶圆检测区一致，然后进行待测晶圆检测区关键尺寸的测量。在确定待检测区之后，对晶圆在CD-SEM机台上进行测量，将获取的光刻胶图形尺寸和位置与检测模板100上的测试区图形进行比较。

请参阅图1-图3所示，在本实用新型的一些实施例中，关键尺寸测试条结构可以测量独立或稀疏区线条以及密集区线条的关键尺寸、图案间隙尺寸、直角或圆角尺寸、图案端部线条尺寸等。在本实用新型的其他实施例中，稀疏区线条以及密集区线条的关键尺寸可以包括线条宽度，宽度可以为例如例如掩膜版的线宽、栅极宽度以及金属导线宽度等。

综上所述，本实用新型提出了一种关键尺寸测试条结构。通过在检测模板上设置测试区图形，实现了对芯片上关键尺寸图形的线宽、线条、间距以及角度等参数的实时尺寸监控，并及时、准确地观测制程上的差异及波动情况。本实用新型可以同时对多个不同区域进行检测，满足多环境下的样本检测。减少了多次测量电子束对待测物件的损坏，并在复杂环境下提高样品检测的安全性和操作性。

以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本实用新型中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种关键尺寸测试条结构，其特征在于，包括：

多个密集图案，相邻的所述密集图案之间具有第一间隙，多个所述密集图案形成有图形密集测试区；

多个稀疏图案，设置在所述图形密集测试区的一侧，且所述稀疏图案和所述密集图案之间具有第二间隙，所述稀疏图案形成有图形稀疏测试区；

多个辅助图案，设置在所述图形密集测试区的侧部，且所述辅助图案和所述密集图案之间、所述辅助图案和所述稀疏图案之间具有第三间隙，所述第一间隙、所述第二间隙和所述第三间隙形成有图形间隙测试区；

其中，所述辅助图案包括至少一个拐角图形，且所述拐角图形形成有图形角度测试区。

2.根据权利要求1所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述密集图案为条形，且多个所述密集图案呈线性阵列排布。

3.根据权利要求2所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述第一间隙设置于相邻的所述密集图案的侧边线之间。

4.根据权利要求1所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述稀疏图案为条形，且所述稀疏图案的一端与所述辅助图案的端部相邻近。

5.根据权利要求1所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述第二间隙设置于所述稀疏图案的端部和所述密集图案的端部之间。

6.根据权利要求1所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述辅助图案为凹槽状，且所述辅助图案包括凹部。

7.根据权利要求6所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述密集图案沿水平方向的投影位于所述凹部内。

8.根据权利要求7所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述第三间隙设置于所述辅助图案的端部和所述稀疏图案的侧边线之间，以及所述凹部的边线和所述密集图案的端部之间。

9.根据权利要求1所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述辅助图案有2个，且2个所述辅助图案对称设置于所述图形密集测试区的两侧。

10.根据权利要求1所述的关键尺寸测试条结构，其特征在于：所述图形密集测试区的图形数量多于所述图形稀疏测试区。

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