專利名稱：：光罩的檢測方法
技術領域：
：本發明涉及一種光罩的檢測方法。
背景技術：
：在半導體制程中，為了將集成電路的圖形順利轉移到晶圓上，必須先將該電路圖形設計形成一光罩(photomask)圖形，之后再將該光罩圖形以一定的比例自光罩表面轉移到該晶圓上。然而隨著超大規模集成電路的發展，其特征尺寸(CD，criticaldimension)越來越小，并且受到曝光機臺(opticalexposuretool)的分辨率極限(resolutionlimit)的影響，在對這些高密度排列的光罩圖形進行曝光制程以進行圖形轉移時，便很容易產生光學臨近效應(OPE,opticalproximityeffect)。例如直角轉角圓形化(right-angledcornerrounded)、直線末端緊縮(lineendshortened)以及直線線寬增加/縮減(linewidthincrease/decrease)等都是常見的光學臨近效應所導致的光罩圖形轉移到晶圓上的缺陷。美國專利US6042973揭露于光罩表面的多個集成電路圖形邊緣分別形成近似圓形的次解析柵欄(sub-resolutiongrating),因此當該電路圖形轉移至晶圓時，該電路圖形邊緣的分辨率可以提高，然而該次解析柵欄并無法避免該電路圖形轉移時發生光學臨近效應。因此，為了避免上述光學臨近效應造成光罩圖形轉移失真，而無法將電路圖形正確地轉移至晶圓上，現行的半導體制程均是先利用計算機系統來對該電路圖形進行光學臨近修正(OPC,opticalproximitycorrection),以消除光學臨近效應，然后再依據修正過的電路圖形制作光罩圖形，形成于光罩上。因此，光學臨近修正的基本原理就是對于電路圖形進行預先的修改，使得修改的量正好能夠補償光學臨近效應造成的缺陷，從而經過光學臨近修正而形成的光罩圖形轉移到晶圓上后，就能達到曝光制程的要求。請參照圖l所示，圖l是包含三條用來定義字符線的電路圖形，該電路圖形包括線形圖形l、線形圖形2和線形圖形3。如果不對于圖l的線形圖形進行光學臨近修正的話，就會出現如圖2所示的晶圓圖形上直線末端緊縮以及直線線寬增加或縮減的現象。參照圖3所示，線形圖形IO、線形圖形20和線形圖形30分別是對于線形圖形1、線形圖形2和線形圖形3進行光學臨近修正后的圖形。根據圖3所示的圖形形成的晶圓圖形如圖4所示，從圖4中可以看到由于進行了光學臨近修正，圖2中出現的直線末端緊縮以及直線線寬增加或縮減的現象改善了。但是，在形成光罩過程中也有可能因為設備或制程的原因導致光罩圖形與設計圖形不符而形成失真，因此對于經過光學臨近修正而形成的光罩圖形還需要進行再次的檢測以確認經過光學臨近修正后形成的光罩圖形轉移到芯片上后能符合曝光制程的要求。現今業界的做法是將經過光學臨近修正的圖形設計成檢測圖形，并設置在光罩區域的四角和中心點上，并且在形成光罩圖形后，對于光罩區域中的檢測圖形進行測量。每個檢測圖形按形狀可分為線型圖形(line)和孔型圖形(hole)兩種類型。其中線型圖形就是指對于電路圖形中的各層互連線，例如第一金屬層M1、第二金屬層M2的檢測圖形。而孔型圖形就是指對于電路圖形中的各個接觸孔或通孔，例如接觸孔CT、第一金屬層和第二金屬層的通孔V1的檢測圖形。而每個檢測圖形按檢測方向又分為密集型(dense)和稀疏型(iso)兩種類型，例如對于線型圖形，密集型就代表將多根互連線按線間距尺寸和線寬尺寸較接近的方式進行排布構成檢測圖形，而稀疏型則代表將多根互連線按線間距尺寸遠大于線寬尺寸的方式進行排布構成檢測圖形。如前所述，測量檢測圖形的特征尺寸，如果測量得到的特征尺寸達到了檢測要求，則光罩符合曝光制程的要求，如果測量得到的特征尺寸沒有達到檢測要求，則光罩不符合曝光制程的要求。其中，現有的^r測要求對于密集型檢測圖形只設定了線間距和線寬相等并且線寬等于工藝設計規則，其中工藝設計規則就是為了使得晶圓能夠被正確生產出來而規定的各個圖形層的最小設計尺寸。但由于電路圖形的尺寸并非全部按工藝設計規則中的最小尺寸，因此現有的這種檢測方法的檢測范圍將不能覆蓋尺寸介于現有密集型和稀疏型兩種尺寸之間的電路圖形。因此，現有的光罩檢測方法具有局限性，很容易遺漏經過光罩制程后發生失真的電路圖形。
發明內容本發明要解決的問題是現有技術的光罩檢測方法具有局限性，較易遺漏經過光罩制程后發生失真的電路圖形。為解決上述問題，本發明提供一種光罩的檢測方法，包括，設置至少一種柵距的稀疏型圖形和至少兩種柵距的密集型圖形來構成一組線型檢測圖形，其中所述柵距為圖形的特征尺寸和圖形間距之和；設置至少一種柵距的稀疏型圖形和至少兩種柵距的密集型圖形來構成一組孔型檢測圖形，其中所述柵距為圖形的特征尺寸和圖形間距之和；至少在光罩的邊緣和中心各設置一組線型檢測圖形或一組孔型檢測圖形或由一組線型沖企測圖形和一組孔型^r測圖形共同構成的^r測圖形；制作光罩；測量光罩上的^r測圖形的特征尺寸；如果被測量圖形的特征尺寸處于檢測圖形的特征尺寸的偏差范圍內，則光罩合格；如果被測量圖形的特征尺寸超出檢測圖形的特征尺寸的偏差范圍，則光罩不合格。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明光罩的檢測方法在光罩上設置由多個不同柵距的圖形構成的檢測圖形，并測量由此形成的光罩圖形的特征尺寸來檢驗光罩是否合格，因此檢測涵蓋的電路圖形的范圍較大，因此檢測較全面。圖1至圖2是現有技術電路圖形及根據該電路圖形形成的晶圓圖形示意圖3至圖4是現有技術經過光學臨近修正的電路圖形及根據該電路圖形形成的晶圓圖形示意圖5是本發明實施例光罩的檢測方法流程圖6是本發明實施例柵距定義示意圖7A至圖7B是本發明實施例線型檢測圖形示意圖8A至圖8B是本發明實施例孔型檢測圖形示意圖。具體實施例方式本發明光罩的檢測方法在光罩上設置由多個不同柵距大小的圖形構成的檢測圖形，并測量由此形成的光罩圖形的特征尺寸來檢驗光罩是否合格。加清楚。如圖5所示，本發明實施例光罩的檢測方法包括下列步驟，步驟sl,設置至少一種柵距尺寸的稀疏型圖形和至少兩種柵距尺寸的密集型圖形來構成一組線型檢測圖形，其中所述柵距pitch為圖形的特征尺寸和圖形間距之和。對于線型圖形，例如M1，如圖6所示，pitch是指兩條Ml的中心點之間的距離或者是當兩條M1之間的間距和M1的線寬相等時M1的線寬和M1之間間距的總和。線型檢測圖形是將數根線寬相等的線條進行等間距排布，并且分為密集型和稀疏型兩種，現有密集型只設置了線間距/線寬比值為1的一種pitch,稀疏型則設置了線間距/線寬比值為10以上的一種pitch,而本發明實施例的稀疏型檢測圖形的線間距/線寬比值為10，而密集型檢測圖形尺寸如表l所示，表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表1中將AA層、GT層和M1層的檢測圖形都設定為同一尺寸。例如，對于Ml層，一共設定了8個不同的大小pitch。由之前對于pitch的介紹可知，要使得檢測圖形的pitch大小達到1.5*pitch,可以使得線間距/線寬的比值為2,要達到2*pitch,可以使得線間距/線寬的比值為3,依此類推，則2.5*pitch、3*pitch、4*pitch、5承pitch和6*pitch的線間距/線寬的比值分別為4、5、7、9、11。并且有時為了保持檢測圖形在在格點上的對稱性，有時會適當改變設定尺寸，例如表1中1.5*pitch的大小原來為270nm,現在調整為280nm;2.5*pitch的大小原來為450nm,現在調整為460nm。而根據表1所給的Ml尺寸得到的密集型線型圖形的檢測圖形就如圖7A所示，從圖7A中可以看到圖中的密集型線型圖形設置了5根線寬相等的Ml，并且在Ppitch設置線寬和線間距均為90nm;在2fpitch設置線寬為90nm、線間距為270nm,即線間距/線寬的比值為3;在6+pitch設置線寬為90nm、線間距為990，即線間距/線寬的比值為11,這些設置都是保持線寬不變，而只增大線間距來達到增大pitch的目的。當然，為了達到增大pitch的目的，也可以保持線間距/線寬的比值為1而同時增大線間距和線寬。如圖7B所示，要達到2*pitch，可以將M1線寬設置成Ppitch線寬的兩倍即180nm，線間距也設置成Ppitch線間距的兩倍即180nm,這樣同樣能夠使得檢測圖形的pitch達到360nrn為1*pitch的兩倍。而要達到6*pitch，可以將M1線寬設置成卩pitch線寬的6倍即540nm，線間距也設置成l*pitch線間距的6倍即540nm，這樣同樣能夠使得;險測圖形的pitch達到1080nrn為l*pitch的6倍。步驟s2,設置至少一種柵距尺寸的稀疏型圖形和至少兩種柵距尺寸的密集型圖形來構成一組孔型檢測圖形。其中對于孔型圖形，柵距pitch的定義與線型類似的，例如Vl,pitch是指兩個VI的中心點之間的距離或者是當兩個VI之間的間距和VI的尺寸相等時VI的尺寸和VI之間間距的總和。孔型圖形的檢測圖形是將孔以一定規模的陣列排布，并且也分為密集型和稀疏型兩種，現有密集型只采用了設計規則所示的孔尺寸，并采用孔間距/孔尺寸比值為1的一種pitch，稀疏型則采用了孔間距/孔尺寸比值為10的一種pitch,而本發明實施例的稀疏型檢測圖形的孔間距/孔尺寸比值為10,密集型檢測圖形尺寸如表2所示，表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2中將CT層和VI層的檢測圖形都設定為同一尺寸。例如，對于CT層，一共設定了8個不同的大小pitch。由之前對于pitch的介紹可知，要使得檢測圖形的pitch大小達到1.5*pitch,可以使得孔間距/孔尺寸的比值為2，要達到2*pitch,可以使得孔間距/孔尺寸的比值為3,依此類推，則2.5*pitch、3*pitch、4*pitch、5*pitch和6*pitch的孔間距/孔尺寸的比值分別為4、5、7、9、11。而根據表2所給的CT尺寸得到的密集型孔型圖形的檢測圖形就如圖8A所示，從圖8A中可以看到圖中的密集型孔型圖形設置了一個3*3的CT陣列，并且在l*pitch設置CT尺寸和CT間距均為lOOnm;在2*pitch設置CT尺寸為100nm、CT間距為300nm，即CT間距/CT尺寸的比值為3;在6*pitch設置CT尺寸為lOOnm、CT間距為1100，即CT間距/CT尺寸的比值為11，保持孔尺寸不變，而只增大孔間距來達到增大pitch的目的。當然，為了達到增大pitch的目的，也可以保持孔間距/孔尺寸的比值為1而同時增大孔間距和孔尺寸。如圖8B所示，要達到2+pitch，可以將CT尺寸設置成"pitchCT尺寸的兩倍即200nrn，CT間距也設置成l*pitch時CT間距的兩倍即200你們，這樣同樣能夠使得檢測圖形的pitch為400nm為l*pitch的兩倍。而要達到3*pitch,可以將CT尺寸設置成l*pitch時CT尺寸的3倍即300nrn,CT間距也設置成l*pitch時CT間距的3倍即300nm,這樣同樣能夠使得檢測圖形的pitch達到羅Onm為l*pitch的3倍。步驟s3，至少在光罩的邊緣和中心各設置一組線型檢測圖形或一組孔型檢測圖形或由一組線型檢測圖形和一組孔型檢測圖形共同構成的檢測圖形。根據步驟S1和步驟S2得到的線型檢測圖形和孔型檢測圖形就構成一組檢測曝光圖形的檢測圖形了。一般的做法都是在光罩的邊緣和中心各設置一組線型檢測圖形或一組孔型檢測圖形或由一組線型檢測圖形和一組孔型檢測圖形構成的檢測圖形，本發明實施例為了使檢測更全面分別在光罩的四角各設置了一個由一組線型檢測圖形和一組孔型檢測圖形共同構成的檢測圖形，在光罩的中心設置了一個由一組線型檢測圖形和一組孔型檢測圖形共同構成的檢測圖形，總共5個檢測圖形。步驟s4,制作光罩。本步驟其實就是根據步驟sl至步驟s3設置的檢測圖形來形成光罩圖形。制作光罩圖形的方法采用本領于技術人員公知的技術，一般通過電腦輔助設計系統，以電子束或鐳射曝光方式將電路圖形烙印在玻璃基板上，烙印好的玻璃板即為光罩。步驟s5，測量光罩上的檢測圖形的特征尺寸并判斷是否處于檢測圖形所設置的特征尺寸的偏差范圍內。本步驟其實包含兩個方面的檢測，一方面是測量光罩上的檢測圖形的特征尺寸來看能夠達到設計要求，例如線型檢測圖形的線寬或者孔型檢測圖形的孔尺寸；另一方面是根據所測得的特征尺寸計算出特征尺寸的變化范圍來看光罩工藝的穩定度，例如，檢測圖形所設置的特征尺寸為180nm，而測量得到的特征尺寸的最大值為190nm，測量得到的特征尺寸的最小值為nOnm，那么變化范圍就是20nm。步驟s6,如果被測量圖形的特征尺寸處于檢測圖形所設置的特征尺寸的偏差范圍內，則光罩合格。本發明實施例設定特征尺寸的正常偏差范圍為10%,即測量值應在"i殳置值的90%至110%之間，并且特征尺寸的變化范圍不能超過10nm。例如，線型^r測圖形所設置的線寬為100nm，那么從光罩上的檢測圖形上測量得到的線寬如果在90nm至110nm之間，并且測量得到的線寬的最大值和最小值之間的差值小于10nm,那么該光罩就是合格的。步驟s7，如果被測量圖形的特征尺寸超出檢測圖形所設置的特征尺寸的偏差范圍，則光罩不合格。根據步驟S6所述，如果在光罩上的檢測圖形上測量得到的特征尺寸超出檢測圖形所設置的特征尺寸的10%偏差范圍或者測量得到的特征尺寸未超出檢測圖形所設置的特征尺寸的10%偏差范圍但測量得到的最大值和最小值之間的差值大于10nm,那么該光罩就不合格。綜上所述，本發明光罩的檢測方法在光罩上設置由多個不同柵距大小的圖形構成的檢測圖形，并測量由此形成的光罩圖形的特征尺寸來檢驗光罩是否合格，因此檢測涵蓋的電路圖形的范圍較大，因此檢測較全面。權利要求1.一種光罩的檢測方法，包括，設置至少一種柵距的稀疏型圖形和至少兩種柵距的密集型圖形來構成一組線型檢測圖形，其中所述柵距為圖形的特征尺寸和圖形間距之和；設置至少一種柵距的稀疏型圖形和至少兩種柵距的密集型圖形來構成一組孔型檢測圖形，其中所述柵距為圖形的特征尺寸和圖形間距之和；至少在光罩的邊緣和中心各設置一組線型檢測圖形或一組孔型檢測圖形或由一組線型檢測圖形和一組孔型檢測圖形共同構成的檢測圖形；制作光罩；測量光罩上的檢測圖形的特征尺寸；如果被測量圖形的特征尺寸處于檢測圖形的特征尺寸的偏差范圍內，則光罩合格；如果被測量圖形的特征尺寸超出檢測圖形的特征尺寸的偏差范圍，則光罩不合格。2.如權利要求1所述的光罩的檢測方法，其特征在于，所述密集型圖形是指圖形間距與圖形的特征尺寸的比值小于IO的圖形，而所述稀疏型圖形是指圖形間距與圖形的特征尺寸的比值在大于等于10的圖形。3.如權利要求1所述的光罩的檢測方法，其特征在于，設置8種不同柵距大小的密集型圖形和1種稀疏型圖形來構成線型^f全測圖形。4.如權利要求1所述的光罩的檢測方法，其特征在于，設置8種不同柵距大小的密集型圖形和1種稀疏型圖形來構成孔型^f企測圖形。5.如權利要求1所述的光罩的檢測方法，其特征在于，在光罩的邊緣四角和中心各設置由一組線型檢測圖形或一組孔型檢測圖形共同構成的檢測圖形。6.如權利要求1所述的光罩的檢測方法，其特征在于，所述的特征尺寸的偏差范圍為10%。全文摘要本發明公開了一種光罩的檢測方法，包括，設置至少一種柵距的稀疏型圖形和至少兩種柵距的密集型圖形來構成一組線型檢測圖形；設置至少一種柵距的稀疏型圖形和至少兩種柵距的密集型圖形來構成一組孔型檢測圖形；至少在光罩的邊緣和中心各設置一組線型檢測圖形或一組孔型檢測圖形或由一組線型檢測圖形和一組孔型檢測圖形共同構成的檢測圖形；制作光罩；測量光罩上的檢測圖形的特征尺寸；如果被測量圖形的特征尺寸處于檢測圖形的特征尺寸的偏差范圍內，則光罩合格；如果被測量圖形的特征尺寸超出檢測圖形的特征尺寸的偏差范圍，則光罩不合格。本發明光罩檢測方法較全面。文檔編號G03F1/84GK101295130SQ20071004025公開日2008年10月29日申請日期2007年4月24日優先權日2007年4月24日發明者程仁強申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司