专利名称：光刻线宽测试校准方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻线宽测试校准方法，涉及半导体生产工艺。
背景技术：
集成电路生产中的线宽测试(CD，Critical Dimension)—般采用光学显微镜和扫描电镜两种方式测定。在先进半导体工艺中，线宽尺寸越来越小，因此主要使用分辨率较高的扫描电镜进行测试。扫描电镜的基本工作原理是由电子枪发射电子，在电场下被加速，经电磁透镜聚焦，成为极细的电子束，在扫描线圈的作用下，在样品表面扫描，激发出各种物理信号，其强度随表面特征而变化。通过检测器检测信号，并经放大，调制图像进行分析。扫描电镜的校准一般有两种方法1、从设备生产厂家购买标准样品。标准样品由重复的等距离的条(line)和间距 (space)组成，相邻两根条或间距之间的距离称为pitch。日常校准是通过测量pitch来判断设备量测的准确性和重复性。2、生产线制备光刻后或刻蚀后标准圆片，使用基准扫描电镜测试线宽。以后利用标准圆片及其相关数据校准扫描电镜。然而，线宽的扫描电镜测量是利用二次电子成像的原理，因此必须先使用聚焦电子束轰击标准样品表面，标准样品表面在电子束的轰击下，必然会发生形貌变化，导致测量的不准确。因此，扫描电镜测量时，其测量位置一般定期进行更换。因此校准样品测试点可能在已损坏的情况下继续被测试收集数据，用以校准设备，导致校准错误。同时从设备生产厂家购买的标准样品，有一定的使用寿命，且价格昂贵，不适宜定期更换。另外，在电子束的轰击下，光刻样品的形貌更容易变形，因此一般生产线上使用刻蚀后的圆片进行校准。但是圆片上光刻胶的形貌和刻蚀后的形貌不是一致的，且计算线宽的算法(algorithm)也有差异，而线宽测试受这两个因素的影响很大，因此使用刻蚀后圆片校准的扫描电镜，不能保证光刻线宽测试的准确性。当然，厂商的标准样品也存在同样问题，标准样品理论上是一个完美的条(line)和间距(space)组成的光栅结构，扫描电镜不同算法对测试结果影响较小，适用于检定设备分辨力，重复性等。但不同厚度的不同种类的光刻胶的形貌存在差异，不同的测试算法可以得到不同的测试结果。

发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种光刻线宽测试校准方法，该光刻线宽测试校准方法可最大程度减少了电子束轰击样品产生的不利影响。本发明的目的通过提供以下技术方案实现一种光刻线宽测试校准方法，其中，包括以下步骤S100、光刻圆片曝光；S101、将曝光后的圆片放置若干天；
S102、基准扫描电镜测试整片圆片所有点的线宽，并保存放入数据库中；S103、日常校准，测试圆片上第一组测试点数据，并与所述数据库中数据比较，计
算第一差值；S104、判断所述第一差值是否在规范内，是否需要调整；若否，结束当前校准。进一步地，若S104的第一差值不在规范内，需要调整，则进行以下步骤S105，测试圆片上第二组测试点数据，并与数据库中数据比较，计算第二差值；S106、判断所述第二差值是否与所述第一差值一致；若一致，则校准设备，并结束当前校准。若所述第二差值与所述第一差值不一致时，则以第二差值为准，并结束当前校准。若所述第二差值与所述第一差值一致，则在下次校准时使用所述第一组测试点。若所述第二差值与所述第一差值不一致，则在下次校准时使用所述第二组测试
点ο所述第一组测试点和所述第二组测试点均是圆片上的3 5个测试点。再进一步地，所述圆片在生产线环境放置至少7天。再进一步地，每次校准都测试校准圆片上不同的测试点，使每个测试点只测试两次，一次为基准设备收集数据，一次为日常校准。根据S104的第一差值，判断设备是否漂移。更进一步地，基准扫描电镜收集圆片的原始数据，其测试点是管芯内的相同位置。与现有技术相比，本发明的有益效果是对于光刻线宽的测量，避免了刻蚀后圆片或厂商标准样品形貌与光刻样品形貌差异引起的误差；另外，避免了电子束轰击样品引起的形貌损坏对校正的影响。


下面结合附图对本发明作进一步说明图1为本发明第一实施方式扫描电镜校准的流程图。图2为本发明第二实施方式扫描电镜校准的流程图。
具体实施例方式以下参照

本发明的最佳实施方式。本发明扫描电镜校准第一实施方式，包括以下步骤S100、光刻圆片涂胶/曝光/显影；S101、圆片在生产线环境放置7天以上；S102、基准扫描电镜测试整片圆片所有点的线宽，并保存放入数据库中；S103、日常校准，测试3 5点数据，并与数据库中数据比较，计算差值；S104、判断差值是否在规范内，是否需要调整；若否，则执行步骤S109，即结束当前校准，可进行下一次校准；若是，则执行步骤105 ；S105、测试另外3 5点数据，并与数据库中数据比较，计算差值；S106、判断差值是否与S103的差值一致；若一致，则执行步骤S107、若不一致，则执行步骤S108 ；
S107、校准设备，下一次校准测试时仍用旧的测试点；S108、以新数据为准，判断设备是否需要校准，并在下一次日常校准时，测试新的数据点；最后，S109、结束当前校准，并可进行下一次校准。根据上述流程，当日常校正时的测量值和数据库中的标准值差值较大，表示设备需要校正时，为防止圆片上的测试点被多次测量影响形貌而导致误测定时，再测定另外 3 5个新的测试点(尚未被用作日常校准测试)，计算两次测试值与数据库中基准值的差值。如果差值一致，表示第一次测试时的测试点的形貌没有被损坏，测试值真实反映了设备状态，测试点可以继续用于校正设备。如果差值不一致，表示第一次测试的测试点的形貌已损坏，不可以其测试值作为校正依据，应以第二次测试数据作为校正依据。上述流程适用于设备稳定而校正测试点被损坏的情况，当测试点形貌由于电子束轰击，同时设备状态漂移时，有可能校正测试得到的数值和数据库中的数值一致，导致校正判断错误，为此，需要将上述第一实施方式变更为下述第二实施方式。本发明扫描电镜校准第二实施方式，包括以下步骤S200、光刻圆片涂胶/曝光/显影；S201、圆片在生产线环境放置7天以上；S202、基准扫描电镜测试整片圆片所有点的线宽，并保存放入数据库中；S203、日常校准，测试3 5点数据，并与数据库中数据比较，计算差值；S204、根据差值，判断设备是否漂移，是否需要调整；若不需要调整，则进行S205 ；S205、结束当前校准，并开始下一次校准，即是重复S203、S204步骤。上述流程中每次校准的测试点都是不一样的，测试点得形貌是没有被损坏的，保证了校准结果的准确性。值得一提的是1、光刻圆片曝光结束后，在用线宽基准测试设备测试之前，需在生产线环境保存一周以上，以保证圆片光刻胶形貌的稳定。2、线宽基准设备收集圆片的原始数据，其测试点是管芯内的相同位置。制备校准圆片时，应选择管芯面积较小的且管芯内线宽最小尺寸代表了生产线上最先进工艺的线宽尺寸。这样同一片圆片内的可用于扫描电镜校准的图形就比较多，测量重复图形的线宽，将其保存在数据库中作为今后校准比较的基准。3、扫描电镜校准时是比较各点的测试值和数据库中保存的基准设备测试的数值的差值。根据不同扫描电镜的型号的差异，如果该差值在2 5纳米范围内，就认为设备稳定，否则需进行校准。4、为消除电子束轰击对样品的影响，规定由两种测量方法，根据实际情况可任意选择一种。(1)每次校准都测试校准圆片上不同的测试点，一般测试3 5个点。即每个点只测试两次，一次为基准设备收集数据，一次为日常校准。(2)当校准测试超规范时，再重新测定3 5个新的测试点，比较各次测试值和基准值差值。如果差值一值，表示第一次校准测试无误，测试点可以继续用于下一次校准；否则表示第一次测试有误，测试点的光刻胶形貌已损坏，不能用作校准，应以第二次的新测试点的数据为准。尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
权利要求
1.一种光刻线宽测试校准方法，其特征在于，包括以下步骤5100、光刻圆片曝光；5101、将曝光后的圆片放置若干天；5102、基准扫描电镜测试整片圆片所有点的线宽，并保存放入数据库中；5103、日常校准，测试圆片上第一组测试点数据，并与所述数据库中数据比较，计算第一差值；5104、判断所述第一差值是否在规范内，是否需要调整；若否，结束当前校准。
2.根据权利要求1所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，若S104的第一差值不在规范内，需要调整，则进行以下步骤S105，测试圆片上第二组测试点数据，并与数据库中数据比较，计算第二差值； S106、判断所述第二差值是否与所述第一差值一致；若一致，则校准设备，并结束当前校准。
3.根据权利要求2所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，若所述第二差值与所述第一差值不一致时，则以第二差值为准，并结束当前校准。
4.根据权利要求2所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，若所述第二差值与所述第一差值一致，则在下次校准时使用所述第一组测试点。
5.根据权利要求3所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，若所述第二差值与所述第一差值不一致，则在下次校准时使用所述第二组测试点。
6.根据权利要求2至5中任意一项所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，所述第一组测试点和所述第二组测试点均是圆片上的3 5个测试点。
7.根据权利要求1所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，所述圆片在生产线环境放置至少7天。
8.根据权利要求1所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，每次校准都测试校准圆片上不同的测试点，使每个测试点只测试两次，一次为基准设备收集数据，一次为日常校准。
9.根据权利要求8所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，根据S104的第一差值， 判断设备是否漂移。
10.根据权利要求1所述的光刻线宽测试校准方法，其特征在于，基准扫描电镜收集圆片的原始数据，其测试点是管芯内的相同位置。
全文摘要
本发明提供了一种光刻线宽测试校准方法，其中，包括以下步骤S100、光刻圆片曝光；S101、将曝光后的圆片放置若干天；S102、基准扫描电镜测试整片圆片所有点的线宽，并保存放入数据库中；S103、日常校准，测试圆片上第一组测试点数据，并与所述数据库中数据比较，计算第一差值；S104、判断所述第一差值是否在规范内，是否需要调整；若否，结束当前校准。与现有技术相比，本发明的有益效果是对于光刻线宽的测量，避免了刻蚀后圆片或厂商标准样品形貌与光刻样品形貌差异引起的误差；另外，避免了电子束轰击样品引起的形貌损坏对校正的影响。
文档编号G01B15/00GK102538723SQ20101057811
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者黄玮 申请人:无锡华润上华科技有限公司