专利名称：一种利用ovl机台量测关键尺寸的方法
技术领域：
本发明涉及一种关键尺寸(Critical Dimension,⑶)的量测方法，特别是涉及一种利用OVL(套准)机台量测关键尺寸的方法。
背景技术：
关键尺寸(CD)是集成电路antegrated Circuit, IC)生产过程中重要的参数，一般利用CD-SEM(关键尺寸扫描电子显微镜)机台来量测。CD-SEM是利用电子束的二次成像技术来成像，最终测定关键尺寸大小。OVL(套准)是利用光学来测量不同层次的对准偏差。通常，OVL机台的价格远远低于CD-SEM机台的价格，因此，如果能用现有一般的OVL机台来进行关键尺寸大小的量测， 就有更强的经济适应性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用OVL机台量测关键尺寸的方法。通过利用OVL机台来量测关键尺寸，达到于用CD-SEM机台量测关键尺寸的结果。为解决上述技术问题，本发明的利用OVL机台量测关键尺寸的方法，包括步骤(1)在芯片(wafer)上设计能过量测的OVL标记；(2)光刻成型后，利用OVL机台实际量测OVL标记，建立OVL量测程式(Recipe)， 通过OVL大小反应关键尺寸大小。该方法，还包括步骤(3)在经过上述方法得到的关键尺寸，通过⑶-SEM的校准， 从而得出两个系统之间的偏差(bias)。步骤(1)中的OVL标记的具体设计方法如下以芯片(wafer)的中心点为中心，设计方块PAD，该方块PAD边长为m ；以方块PAD 的最左边距离m处，设计条形图形Cl，Cl的垂直方向长度为n，水平方向长度为a ；以Cl的最左边距离b处，设计条形图形C2，C2的垂直方向长度为P，水平方向长度为a ；以方块PAD的最右边距离m处，设计条形图形C3，C3的垂直方向长度为p，水平方向长度为加+b，其中，以C3的中心点为中心，挖空设计条形图形C4，C4的垂直方向长度为 n，水平方向长度为b ；方块PAD、条形图形C1、C2、C3、C4的中心点都在同一水平线上，并且利用条形图形 Cl、C2以方块PAD的45度中线对称，设计Cl'和C2'，同时，利用条形图形C3、C4以方块 PAD的45度中线对称，设计C3'和C4'。a+b 为 pitch (重复单元)大小。其中，优选地，m = 10 μ m，η = 14 μ m，ρ = 20 μ m。步骤(2)中的OVL 量测程式=Shift X(偏移 X) = (b_a)/2 = (Pitch_2a)/2 = Pitch/2-a，Y 方向也有同样结果即 Shift Y = (b_a)/2 = (PitchIa)/2 = Pitch/2-a， 变换公式得到a = Pitch/2-Shift X。Pitch设计时已经恒定，a反比于Shift X，以a的大小反应关键尺寸大小。
步骤(3)中的两个系统之间的偏差是利用⑶-SEM测出实际a的尺寸大小，以求得 a(ovl)与 a(CD-SEM)之间的偏差，a(CD-SEM) = bias+a(OVL) = bias+Pitch/2-Shift X。本发明利用相对廉价的OVL机台来量测关键尺寸，从而使工厂的产能调配，经济生产更加有弹力。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1是本发明设计的OVL标记；图2是为建立OVL程式(Recipe)所显示的前层图形边界选择线。
具体实施例方式本发明的利用OVL机台量测关键尺寸的方法，包括步骤(1)在芯片上设计能过量测的OVL标记设计如图1所示的OVL标记，其中，中心图形为10um*10um方块PAD，在PAD外周设计Line (线宽)和Space (线间距)，整个图形可以沿45度中线对称。具体的设计步骤如下以芯片的中心点为所设计方块PAD的中心点，该方块PAD边长为m ；以方块PAD的最左边距离m处，设计条形图形Cl，Cl的垂直方向长度为n，水平方向长度为a ；以Cl的最左边距离b处，设计条形图形C2，C2的垂直方向长度为P，水平方向长度为a ；以方块PAD的最右边距离m处，设计条形图形C3，C3的垂直方向长度为p，水平方向长度为加+b，其中，以C3的中心点为中心，挖空设计条形图形C4，C4的垂直方向长度为 n，水平方向长度为b ；方块PAD、条形图形C1、C2、C3、C4的中心点都在同一水平线上，并且利用条形图形 Cl、C2以方块PAD的45度中线对称，设计Cl'和C2'，同时，利用条形图形C3、C4以方块 PAD的45度中线对称，设计C3'和C4'。a表示为Line (线宽)大小，b表示为Space (线间距)大小，并且a+b为pitch (重复单元)大小。其中，m = 10 μ m, η = 14 μ m, ρ = 20 μ m。(2)光刻成型后，利用OVL机台实际量测OVL标记，建立OVL量测程式，通过OVL大小反应关键尺寸大小；具体步骤以10um*10um的方块PAD为当层图形，以图2所示的实线圈标记所表示的条形图形为前层图形，建立OVL量测程式。其中注意，以虚线为前层图形的边界选择线 (即以虚线内的条形图形为前层图形)，由于OVL可以量测当层图形与前层图形中心的X和 Y 方向的偏移，得到:Shift X = (b-a)/2 = (Pitch-2a)/2 = Pitch/2-a。Y 方向也有同样结果即 Shift Y = (b-a) /2 = (PitchIa)/2 = Pitch/2-a。变换公式得到a = Pitch/2-Shift X。Pitch设计时已经恒定，因此，a反比于 Shift X(通常，OVL机台以向右为x-direction的正方向。)。本步骤中以a的大小反应关键尺寸大小。(3)在经过上述方法得到的关键尺寸，通过⑶-SEM的校准，从而得出两个系统之间的偏差(bias)。因为考虑实际情况，需要对不同量测系统进行校准。通过利用CD-SEM测出实际 a的尺寸大小。以求得a(OVL)与a(CD_SEM)之间的偏差，a(CD_SEM) = bias+a(OVL)= bias+Pitch/2-Shift X。按照上述步骤，本发明就能实现利用现有一般的OVL机台来进行关键尺寸大小的量测，非常方便，而且实用性更强。
权利要求
1.一种利用OVL机台量测关键尺寸的方法，包括步骤(1)在芯片上设计能过量测的OVL标记；(2)光刻成型后，利用OVL机台实际量测OVL标记，建立OVL量测程式，通过OVL大小反应关键尺寸大小。
2.如权利要求1所述的利用OVL机台量测关键尺寸的方法，其特征在于还包括步骤 (3)在经过上述方法得到的关键尺寸，通过CD-SEM的校准，从而得出两个系统之间的偏差。
3.如权利要求1所述的利用OVL机台量测关键尺寸的方法，其特征在于所述步骤⑴ 中的OVL标记的设计方法如下以芯片的中心点为中心，设计方块PAD，该方块PAD边长为m ；以方块PAD的最左边距离 m处，设计条形图形Cl，Cl的垂直方向长度为n，水平方向长度为a;以Cl的最左边距离b 处，设计条形图形C2，C2的垂直方向长度为P，水平方向长度为a ；以方块PAD的最右边距离m处，设计条形图形C3，C3的垂直方向长度为p，水平方向长度为加+b，其中，以C3的中心点为中心，挖空设计条形图形C4，C4的垂直方向长度为n，水平方向长度为b;方块PAD、条形图形Cl、C2、C3、C4的中心点都在同一水平线上，并且利用条形图形Cl、 C2以方块PAD的45度中线对称，设计Cl'和C2'，同时，利用条形图形C3、C4以方块PAD 的45度中线对称，设计C3'和C4'。
4.如权利要求3所述的利用OVL机台量测关键尺寸的方法，其特征在于所述a+b为重复单元大小，m = 10 μ m, η = 14 μ m, ρ = 20 μ m。
5.如权利要求1所述的利用OVL机台量测关键尺寸的方法，其特征在于所述OVL量测程式为Shift X = (b-a) /2 = (PitchIa)/2 = Pitch/2-a ；Shift Y = (b-a) /2 = (PitchIa)/2 = Pitch/2-a。
6.如权利要求5所述的利用OVL机台量测关键尺寸的方法，其特征在于所述OVL量测程式为a = Pitch/2-Shift X，以a的大小反应关键尺寸大小。
7.如权利要求2所述的利用OVL机台量测关键尺寸的方法，其特征在于所述步骤 (3)中的两个系统之间的偏差是利用CD-SEM测出实际a的尺寸大小，以求得a(OVL)与 a (CD-SEM)之间的偏差，a (CD-SEM) = bias+a (OVL) = bias+Pitch/2-Shift X。
全文摘要
本发明公开了一种利用OVL机台量测关键尺寸的方法，包括步骤1)在芯片上设计能过量测的OVL标记；2)光刻成型后，利用OVL机台实际量测OVL标记，建立OVL量测程式，通过OVL大小反应关键尺寸大小；还包括步骤3)在经过上述方法得到的关键尺寸，通过CD-SEM的校准，从而得出两个系统之间的偏差。本发明利用相对廉价的OVL机台来量测关键尺寸，从而使工厂的产能调配，经济生产更加有弹力。
文档编号H01L21/66GK102446782SQ20101050548
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者丁刘胜 申请人:上海华虹Nec电子有限公司