一种关键尺寸测试的校正装置和方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103713471 A (43)申请公布日 2014.04.09 CN 103713471 A (21)申请号 201210378201.6 (22)申请日 2012.10.08 G03F 7/20(2006.01) G03F 1/44(2012.01) (71)申请人 合肥京东方光电科技有限公司 地址 230011 安徽省合肥市新站区铜陵北路 2177 号 申请人 京东方科技集团股份有限公司 (72)发明人 黄寅虎 刘同军 白明基 (74)专利代理机构 北京派特恩知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11270 代理人 张颖玲 张振伟 (54) 发明名称 一种关键。

2、尺寸测试的校正装置和方法 (57) 摘要 本发明公开了一种关键尺寸测试的校正装置 和方法， 可以在 Mask 上设置至少一组 Mark， 利用 所述 Mask 进行刻蚀工艺后在基板上形成的图形 获知DICD的实际值， 据此校正CD 测试结果。 本发 明装置和方法， 简化了 DICD 测试值的校准工作， 并能够保证校准精度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103713471 A CN 103713471 A 1/1 页 2 1. 。

3、一种关键尺寸测试的校正装置， 其特征在于， 该装置包括掩膜板 Mask， 所述掩膜板 Mask 设置有至少一组标记 Mark， 所述至少一组标记 Mark 用于在经过刻蚀工艺后在基板上 形成能够获知关键尺寸 DICD 的实际值的图形。 2. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 所述 Mark 至少由一个 Mark 单元组成， 所 述 Mark 单元包括至少两个彼此具有距离关系的 Mark 次单元。 3. 根据权利要求 2 所述的装置， 其特征在于， 所述距离关系包括 ： 交叠或间隔一距离。 4. 根据权利要求 3 所述的装置， 其特征在于， 所述 Mark 次单元为长方形或者正方形结。

4、 构。 5. 根据权利要求 4 所述的装置， 其特征在于， 所述 Mark 次单元为长方形时， 所述 Mark 次单元的排列方式为 ： 沿长方形长边方向水平排列， 或沿长方形长边方向竖直排列。 6. 根据权利要求 2 至 5 任一项所述的装置， 其特征在于， 当所述一组 Mark 中包括多个 Mark 单元时， 各 Mark 单元排布在一条直线上或不在一条直线上。 7. 根据权利要求 6 所述的装置， 其特征在于， 当一组 Mark 中的各 Mark 单元排布在一条直线上时， 任意相邻两个 Mark 单元之间的距 离相同或不同， 且各所述 Mark 单元所包括的所述 Mark 次单元之间的距离。

5、具有数值排列规 律或具有不规律的数值排列规律 ； 当一组 Mark 中的各 Mark 单元排布不在一条直线上时， 各 Mark 单元均匀分布或不均匀 分布 ； 各所述 Mark 单元所包括的所述 Mark 次单元之间的距离具有数值排列规律或具有不 规律的数值排列规律。 8. 根据权利要求 7 所述的装置， 其特征在于， 所述数值排列规律包括 ： 等差递增或等差递减 ； 所述均匀分布包括涵盖中心对称或轴对称的对称分布。 9. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 在所述至少一组 Mark 中， Mark 单元以 Mask 关键尺寸 CD 为 5 30m 为基准。 10. 一种关键尺寸测试。

6、的校正方法， 其特征在于， 该方法包括 ： 在 Mask 上设置至少一组 Mark， 利用所述 Mask 进行刻蚀工艺后在基板上形成的图形获 知 DICD 的实际值， 据此校正 CD 测试结果。 11. 根据权利要求 10 所述的方法， 其特征在于， 所述 Mark 由 Mark 单元组成， 所述 Mark 单元包括至少两个彼此具有距离关系的 Mark 次单元 ； 所述获知DICD的实际值， 据此校正CD测试结果的过程包括 ： 由微观图像获取设备获取 利用所述 Mask 经过刻蚀工艺之后所形成的图形， 根据其中的 Mark 次单元由交叠或间隔一 距离变为恰好咬合的情况获知 DICD 的实际值，。

7、 将该值与测试设备检测到的 DICD 值进行比 较， 根据比较所得的差值校正 CD 测试结果。 12. 根据权利要求 10 或 11 所述的方法， 其特征在于， 所述 Mask 上设置有多组 Mark 时， 所述 DICD 的实际值是针对利用所述 Mask 在基板上 形成的各组 Mark 所获知的 DICD 实际值求平均所得的值。 13. 根据权利要求 11 所述的方法， 其特征在于， 所述方法应用于光刻工艺中。 权 利 要 求 书 CN 103713471 A 2 1/4 页 3 一种关键尺寸测试的校正装置和方法 技术领域 0001 本发明涉及显示技术领域， 具体涉及一种关键尺寸测试的校正装。

8、置和方法。 背景技术 0002 对于传统光刻工艺中的图形关键尺寸测试， 通常采用图形边缘探测的方法来确定 测试值。这种测试方法的测试值受电荷耦合装置 (Charge-coupled Device， CCD) 成像图形 亮度的影响较大， 因此需要对得到的测试值进行光亮调节校正， 使测试值更接近于真实值。 0003 目 前 针 对 测 试 值 的 校 正 方 法 通 常 是 和 切 扫 描 电 镜 (Scanning Electron Microscope， SEM) 样品测试值来做比较， 然后调整光亮到最佳测试水平。这种校正方法的 测试周期长， 校正费用高。特别地， 随着使用时间的延长， 关键尺。

9、寸 (Critical Dimension， CD) 测试设备的光源光亮会逐渐降低， 这导致测试值一直需要校正， 因此校正工作量变大， 不利于产品工艺进行过程中的关键尺寸监控。 发明内容 0004 有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种关键尺寸测试的校正装置和方法， 以 简化刻蚀后关键尺寸 (Development Inspection Critical Dimension， DICD) 测试值的校 准工作， 并保证校准精度。 0005 为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的 ： 0006 一种关键尺寸测试的校正装置， 该装置包括掩膜板 Mask， 所述掩膜板 Mask 设置有 至少。

10、一组标记 Mark， 所述至少一组标记 Mark 用于在经过刻蚀工艺后在基板上形成能够获 知关键尺寸 DICD 的实际值的图形。 0007 所述 Mark 至少由一个 Mark 单元组成， 所述 Mark 单元包括至少两个彼此具有距离 关系的 Mark 次单元。 0008 所述距离关系包括 ： 交叠或间隔一距离。 0009 所述 Mark 次单元为长方形或者正方形结构。 0010 所述Mark次单元为长方形时， 所述Mark次单元的排列方式为 ： 沿长方形长边方向 水平排列， 或沿长方形长边方向竖直排列。 0011 当所述一组 Mark 中包括多个 Mark 单元时， 各 Mark 单元排布在。

11、一条直线上或不在 一条直线上。 0012 当一组 Mark 中的各 Mark 单元排布在一条直线上时， 任意相邻两个 Mark 单元之间 的距离相同或不同， 且各所述 Mark 单元所包括的所述 Mark 次单元之间的距离具有数值排 列规律或具有不规律的数值排列规律 ； 0013 当一组 Mark 中的各 Mark 单元排布不在一条直线上时， 各 Mark 单元均匀分布或不 均匀分布 ； 各所述 Mark 单元所包括的所述 Mark 次单元之间的距离具有数值排列规律或具 有不规律的数值排列规律。 0014 所述数值排列规律包括 ： 等差递增或等差递减 ； 说 明 书 CN 103713471 。

12、A 3 2/4 页 4 0015 所述均匀分布包括涵盖中心对称或轴对称的对称分布。 0016 在所述至少一组 Mark 中， Mark 单元以 Mask 关键尺寸 CD 为 5 30m 为基准。 0017 一种关键尺寸测试的校正方法， 该方法包括 ： 0018 在 Mask 上设置至少一组 Mark， 利用所述 Mask 进行刻蚀工艺后在基板上形成的图 形获知 DICD 的实际值， 据此校正 CD 测试结果。 0019 所述 Mark 由 Mark 单元组成， 所述 Mark 单元包括至少两个彼此具有距离关系的 Mark 次单元 ； 0020 所述获知DICD的实际值， 据此校正CD测试结果的。

13、过程包括 ： 由微观图像获取设备 获取利用所述 Mask 经过刻蚀工艺之后所形成的图形， 根据其中的 Mark 次单元由交叠或间 隔一距离变为恰好咬合的情况获知 DICD 的实际值， 将该值与测试设备检测到的 DICD 值进 行比较， 根据比较所得的差值校正 CD 测试结果。 0021 所述 Mask 上设置有多组 Mark 时， 所述 DICD 的实际值是针对利用所述 Mask 在基 板上形成的各组 Mark 所获知的 DICD 实际值求平均所得的值。 0022 所述方法应用于光刻工艺中。 0023 本发明装置和方法， 简化了 DICD 测试值的校准工作， 并能够保证校准精度。 附图说明 0。

14、024 图 1 为本发明实施例在掩膜板 (Mask) 上设置标记 (Mark) 的原理示意图 ； 0025 图 2 为本发明一实施例中经过光刻工艺后在基板上形成的 Mark 的结构示意图 ； 0026 图 3 为本发明另一实施例中经过光刻工艺后在基板上形成的 Mark 的结构示意 图 ； 0027 图 4a 至 4c 为本发明实施例的其它 Mark 单元的组成结构示意图。 具体实施方式 0028 在进行图形关键尺寸 DICD 的测试及测试数值校正， 或刻蚀剥离后图形关键尺 寸最终关键尺寸 (Final Inspection Critical Dimension， FICD) 的测试， 或 CD。

15、 偏差量 (Bias)的确定时， 可以在掩膜版上设置一组Mark， 此组Mark在经过光刻工艺后在玻璃基板 上形成一组带光刻胶的图形， 可以从这组图形获知DICD的实际值， 并可以以此组Mark的实 际值作为 DICD 测试光亮调整的基准， 从而解决了 DICD 测试值的校准问题。比如 ： 由显微镜 或具有放大功能的自动照相机等微观图像获取设备获知 DICD 的实际值， 将该值与测试设 备检测到的 DICD 值进行比较， 根据比较所得的差值校正 CD 测试结果。 0029 和传统的 SEM 校准方法相比， 上述操作方式简洁可行， 并具有一定的精度， 可在 CD 测试设备灯使用一段时间后做校准。。

16、另外， 可以在进行 Mask 设计时设置 Mark， 不需要玻璃 样品， 设计完成后预计 CD 测试校准成本为零。 0030 具体而言， 可以在 Mask 上设计一组如图 1 所示的 Mark， 该组 Mark 中的 Mark 单元 可以在玻璃基板上均匀分布(均匀分布不是必须的， 但均匀分布可保证根据Mark单元在玻 璃基板上取样时的数据可靠性并提高实用性 )， 如 Mark 单元在玻璃基板上按行列数为 4*4 或 5*5 等方式均匀排布， 保证测试时具备点抽样的均匀分布性。如图 1 所示的一组 Mark 所 包含的 Mark 单元在一条直线上时， 其中的一个 Mark 单元可以以 Mask 。

17、CD 为 10m 为基准 说 明 书 CN 103713471 A 4 3/4 页 5 ( 掩膜版关键尺寸所对应的中心值 ) ； 当 Mark 单元的数量为奇数时， 处在中间位置的中间 Mark 单元可以以 Mask CD 为 10m 为基准 ( 掩膜版关键尺寸所对应的中心值 )。对于该组 Mark 的中间 Mark 单元的左边相邻 Mark 单元 ( 左二 )， 在 Mask 设计时将组成 Mark 单元的 两个 Mark 次单元 ( 如图中所示的两个矩形块， 下面以矩形块为例描述 ) 重叠 0.25m， 在 经过光刻工艺后， 若该 Mark 单元中左矩形块的下边缘和右矩形块的上边缘对齐， 。

18、则说明光 刻后的关键尺寸相比 Mask 尺寸缩小了 0.25m， 对应 Mask CD 为 10m 而言， 关键尺寸应 为 9.75m。需要说明的是， 10m 只是举例， 例如以栅 (Gate) 层为例， 某些产品的基准是 10m， 有些产品的基准可以是 5m， 具体的基准范围可以是 5 30m。所述矩形快可以 为正方形或长方形， 以下亦同。 0031 若经过光刻工艺后该组 Mark 形成了如图 2 所示的图形， 则说明 DICD 实际值为 10.25m， 因为在 10.25.m 处的上下两个矩形块恰好咬合。具体而言， 在 Mask 设计时 10m 处左边矩形块下边缘和右边矩形块上边缘正好对齐。

19、， 10.25m 处的左边矩形块下边 缘和右边矩形块上边缘相差 0.25m， 而玻璃基板上的图形进行光刻后， 10m 处左边矩形 块下边缘和右边矩形块上边缘已发生交叠， 说明 DICD 比 Mask CD 偏大， 而在 10.25m 处左 边矩形块下边缘和右边矩形块上边缘正好对齐， 说明DICD比原先Mask CD偏大了0.25m， 即， 实际关键尺寸为 10+0.25 10.25(m)， 所对应的测试精度为 0.125m。 0032 若经过光刻工艺后该组 Mark 形成了如图 3 所示的图形， 则说明 DICD 实际值为 9.75m， 因为在9.75m处的上下两个矩形块恰好咬合。 具体而言，。

20、 9.75m处的左边矩形 块下边缘和右边矩形块上边缘对齐， 说明 DICD 实际值即为 9.75m。 0033 在整个玻璃基板上， 可以以图 1 所示的一组 Mark 为例， 在玻璃基板上的多处摆放 多组这样的Mark， 获知多组Mark的DICD值后取平均值， 得到该玻璃基板上DICD的实际值， 而后将该 DICD 实际值与 CD 测试设备不同光亮测试方案得到的值进行对比， 从中选取一种 最为接近的光亮作为测试条件， 最终完成校准。 0034 在实际应用时， 除了上述针对光刻胶的光刻以外， 本发明还可以应用于针对金属、 半导体等材质的刻蚀， 在经过不同的刻蚀工艺后均可在基板上形成能够获知关键。

21、尺寸 DICD 的实际值的图形。 0035 以上描述的图 1 至图 3 中的 Mark 单元还可以采用如图 4a 至 4c 所示的图形。具 体而言， 相对于图1， 图4中的Mark单元所包含的Mark次单元的排布方式发生了变化， 即该 Mark次单元由沿图1至图3中的沿长方形长边方向水平排列变成沿长方形长边方向竖直排 列 ； 具体实施时， 将上下两个矩形块进行重叠与拉开， 形成类似于图1中的Mark次单元之间 的间距。并且， 图 4a 中， Mark 单元中上矩形块的左边缘与下矩形块的右边缘在可以 10m 处恰好咬合。 0036 在实际应用中， 当一组 Mark 中包括多个 Mark 单元时，。

22、 各 Mark 单元可以在一条直 线上或不在一条直线上。 当一组Mark中的各Mark单元在一条直线上时， 依次排列的各Mark 单元所包括的 Mark 次单元之间的距离可以具有数值排列规律或具有不规律的数值排列。 所述数值排列规律可以包括 ： 递增 ( 如 ： 等差递增 ) 或递减 ( 如 ： 等差递减 ) 等。并且， 各 Mark 单元之间的距离可以相同或不同。 0037 当一组 Mark 中的各 Mark 单元不在一条直线上时， 各 Mark 单元可以形成前述的均 匀分布或不均匀分布。所述均匀分布可以包括对称 ( 如 ： 中心对称或轴对称等 ) 分布， 例 说 明 书 CN 103713。

23、471 A 5 4/4 页 6 如， Mark 单元可以排布为长方形的形状， 各个 Mark 单元位于长方形的边或者顶点的位置。 并且， 各 Mark 单元所包括的 Mark 次单元之间的距离可以相同或不同。 0038 另外， 组成所述Mark单元的Mark次单元的形状可以是矩形、 三角形、 直角梯形等， 只要能够通过组成所述 Mark 单元的 Mark 次单元读出 DICD 的实际值即可。 0039 需要说明的是， 一组Mark至少由一个Mark单元组成， 所述Mark单元包括两个(如 图 1、 2、 3、 4a 所示 ) 或三个 ( 如图 4b、 4c 所示 ) 甚至更多个彼此具有距离关系。

24、 ( 如交叠或 间隔一定距离 ) 的 Mark 次单元。当所述 Mark 单元包括三个或更多个 Mark 次单元时， 可以 由该 Mark 单元读出两个或更多个数值， 如 ： 当所述 Mark 单元包括如图 4c 所示的三个 Mark 次单元时， 可以由 Mark 单元中上方的矩形块和左下方的矩形块之间的距离关系读出一个 数值 ( 该数值可能是变大后或变小后的 DICD)， 还可以由 Mark 单元中上方的矩形块和右下 方的矩形块之间的距离关系读出一个数值 ( 该数值可能是变大后或变小后的 DICD)。 0040 另外， 无论一组 Mark 中包括一个还是多个 Mark 单元， 也无论 Mar。

25、k 单元包含两个、 三个还是更多的 Mark 次单元， 至少有两个 Mark 次单元之间交叠或间隔的距离， 是刻蚀后 DICD 的实际值与测试设备检测到的 DICD 值之间的差。 0041 综上所述可见， 无论是方法还是装置， 本发明用于关键尺寸测试的校正技术， 在 Mask 上设置至少一组 Mark， 利用所述 Mask 进行刻蚀工艺 ( 如 ： 光刻工艺 ) 后在基板上形成 的图形获知 DICD 的实际值， 据此校正 CD 测试结果， 简化了 DICD 测试值的校准工作， 并能够 保证校准精度。 0042 以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103713471 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103713471 A 7 2/2 页 8 图 4a 图 4b 图 4c 说 明 书 附 图 CN 103713471 A 8 。