專利名稱：曝光失焦的sem檢查裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種曝光失焦的SEM檢查裝置及其方法。
背景技術(shù)：
隨著CMOS半導(dǎo)體工藝的發(fā)展以及按比例尺寸縮小，微小的缺陷將會(huì)對(duì)器件性能造成極大的影響。所以在半導(dǎo)體器件的制備工藝過(guò)程中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)缺陷并及時(shí)防止情況惡化是降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑。在現(xiàn)有半導(dǎo)體芯片制造過(guò)程中,通常使用光刻機(jī)(scanner)曝光定義電路圖形。但是，隨著超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體器件的線寬尺寸(CD)越來(lái)越小，工藝窗口也越來(lái)越小，則在使用所述光刻機(jī)曝光定義電路圖形的過(guò)程中容易發(fā)生對(duì)焦平面偏 移，產(chǎn)生曝光圖形粘連，極大地?fù)p害電路性能，進(jìn)而導(dǎo)致電路失效。通常地，在現(xiàn)有光刻曝光工藝中，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)量測(cè)線寬CD的大小計(jì)算對(duì)焦平面的偏移。所述計(jì)算對(duì)焦平面偏移的方法僅為量化的表現(xiàn)，而不能直觀發(fā)現(xiàn)定義電路圖形的狀態(tài)。故針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于是有了發(fā)明一種曝光失焦的SEM檢查裝置及其方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的方法通過(guò)量測(cè)線寬CD的大小計(jì)算對(duì)焦平面的偏移，所述計(jì)算對(duì)焦平面偏移的方法僅為量化的表現(xiàn)，而不能直觀發(fā)現(xiàn)定義電路圖形的狀態(tài)等缺陷提供一種曝光失焦的SM檢查裝置。本發(fā)明的又一目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的方法通過(guò)量測(cè)線寬CD的大小計(jì)算對(duì)焦平面的偏移，所述計(jì)算對(duì)焦平面偏移的方法僅為量化的表現(xiàn)，而不能直觀發(fā)現(xiàn)定義電路圖形的狀態(tài)等缺陷提供一種曝光失焦的SM檢查裝置的檢查方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種曝光失焦的SEM檢查裝置，所述曝光失焦的SEM檢查裝置包括間隔設(shè)置的至少第一可曝光圖案和第二可曝光圖案，所述第一可曝光圖案具有第一平直線條圖案和設(shè)置在所述第一平直線條圖案第一側(cè)的第一凸部圖案；所述第二可曝光圖案具有第二平直線條圖案和設(shè)置在所述第二平直線條圖案第一側(cè)的第二凸部圖案；位于所述第一可曝光圖案與所述第二可曝光圖案相鄰空間的第一凸部圖案和所述第二平直線條圖案或者所述第二凸部圖案和所述第一平直線條圖案之間具有預(yù)設(shè)距離，且所述預(yù)設(shè)距離根據(jù)刻蝕工藝中曝光對(duì)焦平面偏移量的不同大小和線寬大小進(jìn)行預(yù)設(shè)。可選的，所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案進(jìn)一步包括間隔設(shè)置的第一可曝光圖案、第二可曝光圖案、第三可曝光圖案，以及第四可曝光圖案，所述第一可曝光圖案具有第一平直線條圖案和設(shè)置在所述第一平直線條圖案第一側(cè)的第一凸部圖案，所述第二可曝光圖案具有第二平直線條圖案和設(shè)置在所述第二平直線條圖案第一側(cè)的第二凸部圖案，所述第三可曝光圖案具有第三平直線條圖案和設(shè)置在所述第三平直線條圖案第一側(cè)的第三凸部圖案，所述第四可曝光圖案具有第四平直線條圖案和設(shè)置在所述第四平直線條圖案第一側(cè)的第四凸部圖案?？蛇x的，位于所述第一可曝光圖案與所述第二可曝光圖案相鄰空間的第一凸部圖案和所述第二平直線條圖案之間具有第一預(yù)設(shè)距離Cl1，且所述第一預(yù)設(shè)距離Cl1對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為10nm?？蛇x的，位于所述第二可曝光圖案與所述第三可曝光圖案相鄰空間的第二凸部圖案和所述第三平直線條圖案之間具有第二預(yù)設(shè)距離d2，且所述第二預(yù)設(shè)距離d2對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為20nm?？蛇x的，位于所述第三可曝光圖案與所述第四可曝光圖案相鄰空間的第三凸部圖案和所述第四平直線條圖案之間具有第三預(yù)設(shè)距離d3，且所述第三預(yù)設(shè)距離d3對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為30nm。
可選的，所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案適用于O. 25 μ m及O. 25 μ m以下線條曝光的光刻生產(chǎn)工藝?？蛇x的，所述第一側(cè)為左側(cè)?？蛇x的，所述第一側(cè)為右側(cè)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之又一目的，本發(fā)明提供一種曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法，所述曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法包括執(zhí)行步驟SI :對(duì)所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案曝光；執(zhí)行步驟S2 :利用所述SEM裝置檢查所述可曝光圖案曝光后的圖形，進(jìn)而判斷所述對(duì)焦平面偏移量的大??；執(zhí)行步驟S3 :曝光設(shè)備調(diào)整?？蛇x的，所述對(duì)焦平面偏移量的大小通過(guò)所述可曝光圖案曝光后的變形粘連進(jìn)行判斷。可選的，所述可曝光圖案的第一凸部圖案處發(fā)生變形粘連時(shí)，可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 IOnm偏移。可選的，所述可曝光圖案的第一凸部圖案、第二凸部圖案處發(fā)生變形粘連時(shí)，可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 20nm偏移?？蛇x的，所述可曝光圖案的第一凸部圖案、第二凸部圖案，以及第三凸部圖案處發(fā)生變形粘連時(shí)，可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 30nm偏移。綜上所述，本發(fā)明所述曝光失焦的SEM檢查裝置通過(guò)在所述平直條形圖案上設(shè)置凸部圖案，不僅增加了曝光敏感度，而且表征對(duì)焦平面的偏移更為直觀。所述曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法不僅可以定點(diǎn)、準(zhǔn)確，快捷的通過(guò)所述可曝光圖案的變形粘連情況判斷所述對(duì)焦平面的偏移量，而且可以對(duì)曝光工藝中的不良及時(shí)處理，提高生產(chǎn)效率，提高
產(chǎn)品良率。


圖I所示為本發(fā)明曝光失焦的SM檢查裝置之可曝光圖案結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明列舉的曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案的結(jié)構(gòu)示意圖3所示為本發(fā)明曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法流程圖；圖4所示為本發(fā)明曝光失焦的SHM檢查裝置檢查到所述對(duì)焦平面偏移IOnm的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示為本發(fā)明曝光失焦的SEM檢查裝置檢查到所述對(duì)焦平面偏移20nm的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6所示為本發(fā)明曝光失焦的SHM檢查裝置檢查到所述對(duì)焦平面偏移30nm的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參閱圖1，圖I所示為本發(fā)明曝光失焦的SM檢查裝置之可曝光圖案結(jié)構(gòu)示意圖。所述可曝光圖案I包括間隔設(shè)置的至少第一可曝光圖案10和第二可曝光圖案11。所述第一可曝光圖案10具有第一平直線條圖案101和設(shè)置在所述第一平直線條圖案101第一側(cè)的第一凸部圖案102。所述第二可曝光圖案11具有第二平直線條圖案111和設(shè)置在所述第二平直線條圖案111第一側(cè)的第二凸部圖案112。位于所述第一可曝光圖案10與所述第二可曝光圖案11相鄰空間的第一凸部圖案102和所述第二平直線條圖案111或者所述第二凸部圖案112和所述第一平直線條圖案101之間具有預(yù)設(shè)距離，且所述預(yù)設(shè)距離根據(jù)刻蝕工藝中曝光對(duì)焦平面偏移量的不同大小和線寬大小進(jìn)行預(yù)設(shè)。所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案I適用于O. 25 μ m及O. 25 μ m以下線條曝光的光刻生產(chǎn)工藝。顯然地，所述第一側(cè)可為左側(cè)。所述第一側(cè)亦可為右側(cè)。請(qǐng)參閱圖2，并結(jié)合參閱圖1，圖2所示為本發(fā)明列舉的曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案的結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā)明中，列舉地，所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案I包括間隔設(shè)置的第一可曝光圖案10、第二可曝光圖案11、第三可曝光圖案12，以及第四可曝光圖案13。所述第一可曝光圖案10具有第一平直線條圖案101和設(shè)置在所述第一平直線條圖案101第一側(cè)的第一凸部圖案102。所述第二可曝光圖案11具有第二平直線條圖案111和設(shè)置在所述第二平直線條圖案111第一側(cè)的第二凸部圖案112。所述第三可曝光圖案12具有第三平直線條圖案121和設(shè)置在所述第三平直線條圖案121第一側(cè)的第三凸部圖案122。所述第四可曝光圖案13具有第四平直線條圖案131和設(shè)置在所述第四平直線條圖案131第一側(cè)的第四凸部圖案132。位于所述第一可曝光圖案10與所述第二可曝光圖案11相鄰空間的第一凸部圖案102和所述第二平直線條圖案111之間具有第一預(yù)設(shè)距離Cl1，且所述第一預(yù)設(shè)距離Cl1根據(jù)刻蝕工藝中曝光對(duì)焦平面偏移量的不同大小進(jìn)行預(yù)設(shè)。具體地，所述第一預(yù)設(shè)距離Cl1對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為10nm。位于所述第二可曝光圖案11與所述第三可曝光圖案12相鄰空間的第二凸部圖案112和所述第三平直線條圖案121之間具有第二預(yù)設(shè)距離d2，且所述第二預(yù)設(shè)距離d2根據(jù)刻蝕工藝中曝光對(duì)焦平面偏移量的不同大小進(jìn)行預(yù)設(shè)。具體地，所述第二預(yù)設(shè)距離d2對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為20nm。位于所述第三可曝光圖案12與所述第四可曝光圖案13相鄰空間的第三凸部圖案122和所述第四平直線條圖案131之間具有第三預(yù)設(shè)距離d3，且所述第三預(yù)設(shè)距離d3根據(jù)刻蝕工藝中曝光對(duì)焦平面偏移量的不同大小進(jìn)行預(yù)設(shè)。具體地，所述第三預(yù)設(shè)距離d3對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為30nm。所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案I僅為列舉，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以按照本發(fā)明揭露的技術(shù)方案并根據(jù)實(shí)際需要定義不同數(shù)量且間隔設(shè)置的曝光圖案。請(qǐng)參閱圖3，并結(jié)合參閱圖2，詳述本發(fā)明曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法流程。圖3所示為本發(fā)明曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法流程圖。在所述刻蝕工藝曝光過(guò)程中，對(duì)所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案I曝光。所述曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法，包括執(zhí)行步驟SI :對(duì)所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案I曝光；執(zhí)行步驟S2 :利用所述SEM裝置檢查所述可曝光圖案I曝光后的圖形，進(jìn)而判斷所述對(duì)焦平面偏移量的大小；執(zhí)行步驟S3 :曝光設(shè)備調(diào)整。 請(qǐng)參閱圖4、圖5、圖6,圖4所示為本發(fā)明曝光失焦的SEM檢查裝置檢查到所述對(duì)焦平面偏移IOnm的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5所示為本發(fā)明曝光失焦的SEM檢查裝置檢查到所述對(duì)焦平面偏移20nm的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6所示為本發(fā)明曝光失焦的SEM檢查裝置檢查到所述對(duì)焦平面偏移30nm的結(jié)構(gòu)示意圖。具體地，在所述步驟S2中，當(dāng)所述可曝光圖案I的第一凸部圖案101處發(fā)生變形粘連時(shí)，則可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 IOnm偏移。類似地，當(dāng)所述可曝光圖案的第一凸部圖案102、第二凸部圖案112處發(fā)生變形粘連時(shí)，則可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 20nm偏移。當(dāng)所述可曝光圖案的第一凸部圖案102、第二凸部圖案112，以及第三凸部圖案122處發(fā)生變形粘連時(shí)，則可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 30nm偏移。綜上所述，本發(fā)明所述曝光失焦的SEM檢查裝置通過(guò)在所述平直條形圖案上設(shè)置凸部圖案，不僅增加了曝光敏感度，而且表征對(duì)焦平面的偏移更為直觀。所述曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法不僅可以定點(diǎn)、準(zhǔn)確，快捷的通過(guò)所述可曝光圖案的變形粘連情況判斷所述對(duì)焦平面的偏移量，而且可以對(duì)曝光工藝中的不良及時(shí)處理，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品良率。本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書及等同物的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種曝光失焦的SEM檢查裝置，其特征在于，所述曝光失焦的SEM檢查裝置包括間隔設(shè)置的至少第一可曝光圖案和第二可曝光圖案，所述第一可曝光圖案具有第一平直線條圖案和設(shè)置在所述第一平直線條圖案第一側(cè)的第一凸部圖案；所述第二可曝光圖案具有第二平直線條圖案和設(shè)置在所述第二平直線條圖案第一側(cè)的第二凸部圖案；位于所述第一可曝光圖案與所述第二可曝光圖案相鄰空間的第一凸部圖案和所述第二平直線條圖案或者所述第二凸部圖案和所述第一平直線條圖案之間具有預(yù)設(shè)距離，且所述預(yù)設(shè)距離根據(jù)刻蝕工藝中曝光對(duì)焦平面偏移量的不同大小和線寬大小進(jìn)行預(yù)設(shè)。
2.如權(quán)利要求I所述的曝光失焦的SEM檢查裝置，其特征在于，所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案進(jìn)一步包括間隔設(shè)置的第一可曝光圖案、第二可曝光圖案、第三可曝光圖案，以及第四可曝光圖案，所述第一可曝光圖案具有第一平直線條圖案和設(shè)置在所述第一平直線條圖案第一側(cè)的第一凸部圖案，所述第二可曝光圖案具有第二平直線條圖案和設(shè)置在所述第二平直線條圖案第一側(cè)的第二凸部圖案，所述第三可曝光圖案具有第三平直線條圖案和設(shè)置在所述第三平直線條圖案第一側(cè)的第三凸部圖案，所述第四可曝光圖案具有第四平直線條圖案和設(shè)置在所述第四平直線條圖案第一側(cè)的第四凸部圖案。
3.如權(quán)利要求2所述的曝光失焦的SEM檢查裝置，其特征在于，位于所述第一可曝光圖案與所述第二可曝光圖案相鄰空間的第一凸部圖案和所述第二平直線條圖案之間具有第一預(yù)設(shè)距離Cl1，且所述第一預(yù)設(shè)距離Cl1對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為10nm。
4.如權(quán)利要求2所述的曝光失焦的SEM檢查裝置，其特征在于，位于所述第二可曝光圖案與所述第三可曝光圖案相鄰空間的第二凸部圖案和所述第三平直線條圖案之間具有第二預(yù)設(shè)距離d2，且所述第二預(yù)設(shè)距離d2對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為20nm。
5.如權(quán)利要求2所述的曝光失焦的SEM檢查裝置，其特征在于，位于所述第三可曝光圖案與所述第四可曝光圖案相鄰空間的第三凸部圖案和所述第四平直線條圖案之間具有第三預(yù)設(shè)距離d3，且所述第三預(yù)設(shè)距離d3對(duì)應(yīng)所述曝光對(duì)焦平面的偏移量為30nm。
6.如權(quán)利要求I 5任一權(quán)利要求所述的曝光失焦的SEM檢查裝置，其特征在于，所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案適用于O. 25 μ m及O. 25 μ m以下線條曝光的光刻生產(chǎn)工藝。
7.如權(quán)利要求I 5任一權(quán)利要求所述的曝光失焦的SEM檢查裝置，其特征在于，所述第一側(cè)為左側(cè)。
8.如權(quán)利要求I 5任一權(quán)利要求所述的曝光失焦的SEM檢查裝置，其特征在于，所述第一側(cè)為右側(cè)。
9.一種如權(quán)利要求I 5任一權(quán)利要求所述的曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法，其特征在于，所述方法包括 執(zhí)行步驟SI :對(duì)所述曝光失焦的SEM檢查裝置之可曝光圖案曝光； 執(zhí)行步驟S2 :利用所述SEM裝置檢查所述可曝光圖案曝光后的圖形，進(jìn)而判斷所述對(duì)焦平面偏移量的大??； 執(zhí)行步驟S3:曝光設(shè)備調(diào)整。
10.如權(quán)利要求9所述的曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法，其特征在于，所述對(duì)焦平面偏移量的大小通過(guò)所述可曝光圖案曝光后的變形粘連進(jìn)行判斷。
11.一種如權(quán)利要求10所述的曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法，其特征在于，所述可曝光圖案的第一凸部圖案處發(fā)生變形粘連時(shí)，可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 IOnm偏移。
12.—種如權(quán)利要求10所述的曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法，其特征在于，所述可曝光圖案的第一凸部圖案、第二凸部圖案處發(fā)生變形粘連時(shí)，可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 20nm偏移。
13.—種如權(quán)利要求10所述的曝光失焦的SEM檢查裝置的檢查方法，其特征在于，所述可曝光圖案的第一凸部圖案、第二凸部圖案，以及第三凸部圖案處發(fā)生變形粘連時(shí)，可判斷所述對(duì)焦平面發(fā)生了 30nm偏移。
全文摘要
一種曝光失焦的SEM檢查裝置，包括間隔設(shè)置的至少第一可曝光圖案和第二可曝光圖案，所述第一可曝光圖案具有第一平直線條圖案和設(shè)置在所述第一平直線條圖案上的第一凸部圖案；所述第二可曝光圖案具有第二平直線條圖案和設(shè)置在所述第二平直線條圖案上的第二凸部圖案；位于所述第一可曝光圖案與所述第二可曝光圖案相鄰空間的第一凸部圖案和所述第二平直線條圖案或者所述第二凸部圖案和所述第一平直線條圖案之間具有預(yù)設(shè)距離。本發(fā)明所述曝光失焦的SEM檢查裝置通過(guò)在所述平直條形圖案上設(shè)置凸部圖案，不僅增加了曝光敏感度，而且表征對(duì)焦平面的偏移更為直觀。所述檢查方法可以定點(diǎn)、準(zhǔn)確，快捷的通過(guò)所述可曝光圖案的變形粘連情況判斷所述對(duì)焦平面的偏移量。
文檔編號(hào)H01L21/66GK102830594SQ201210335510
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者王劍 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司