[发明专利]芯片的图形尺寸检测方法

说明书

本发明公开了一种芯片的图形尺寸检测方法，包括步骤：步骤一、形成前层图形，每一个被测图形所对应的前层图形包括两个标记且设置在被测图形的两侧；将标记的宽度和标记和对应的被测图形的侧面的间距设置在尺寸测量设备的测量范围内；被测图形的尺寸在尺寸测量设备的测量范围外；步骤二、形成被测量图形层；步骤三、采用尺寸测量设备各标记的宽度以及各标记和对应的被测图形的侧面的间距进行测量，根据各测量值和版图设计值计算得到被测图形的尺寸。本发明实现了采用尺寸测量设备对量程外的图形尺寸进行测量，从而提高图形尺寸的测量精度。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种芯片的图形尺寸检测方法。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中，往往需要采用光刻刻蚀工艺形成一层以上的图形结构，CD在半导体集成电路中称为关键尺寸，为芯片上图形的物理尺寸特征。各层图形结构的尺寸是否和设计值相符则需要通过图形尺寸检测来验证。现有芯片的图形尺寸检测方法一般是直接采用尺寸测量设备对图形结构进行直接测试实现，图形尺寸检测方法也称为CD测量方法或CD检测方法。而在CD检测方法中一般直接测试图形尺寸，CD测量值表示这种所测试的图形尺寸大小。

现有的CD测量方法大致有两种

第一种为采用电子束扫描方法进行检测，SEM为扫描式电子显微镜，用来做CD量测的SEM一般称为CD SEM。SEM的量程即测量范围通常为0.05微米～2微米，精度为所测量尺寸的1％，测量量程范围内的小CD时，CD量测值精度高，但对超过量程范围的大CD时，测试精度不满足需求，因此通常认为SEM对大CD不具备精确量测能力。

第二种为采用光学方法进行检测，这种方法量程较大，能检测大CD，但和CD SEM比精度较低。

如图1所示，是现有方法检测芯片的图形尺寸的示意图；在衬底101上形成有图形结构102，由于需要对图形结构102进行尺寸测量，图形结构102即为被测量图形，图形结构102所对应的图形层为被测量图形层，被测量图形102的宽度为D102，现有方法是直接采用CD SEM或光线仪器进行测量D102的值。当D102的大小在SEM的量程内时，能够采用CD SEM进行测量，这样能够获得较高的测量精度。当D102的大小在SEM的量程外时，则不能采用CDSEM进行测量。而采用光学仪器进行测量时则精度较低。

现有一些图形结构的尺寸即大于SEM的量程，又需要得到较高的测量精度，如超级结是由多个交替排列的P型柱和N型柱组成，P型柱采用多次外延加光刻注入形成或通过沟槽刻蚀加外延填充形成，P型柱的宽度往往会大于2微米以上，而P型柱的尺寸变化对器件的性能却会有较大的影响，因此往往要求P型柱的尺寸均匀性较好。所以如何实现较高精度的测量类似于超级结的P型柱的图形结构的尺寸，从而实现对图形结构的监测具有很重要的意义。

除了图1所示的直接对图形结构进行测量的方法，现有方法中还包括采用间接量测方法来实现对大尺寸CD的监控，间接量测方法为使用小尺寸CD来代替大尺寸CD监控，其中小尺寸CD可以通过两者之间的固定关系来监控大尺寸CD的平均值，可以用来监控工艺是否稳定，设备是否有漂移。但小尺寸CD和大尺寸CD的均匀性没有直接关联性，因此该方法无法通过小尺寸CD来监控大尺寸CD的均匀性。某些特殊工艺中比如超级结的P型柱所对应的深沟槽刻蚀中，不允许同层出现不同CD，否则会引起刻蚀缺陷及后续的外延生长缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种芯片的图形尺寸检测方法，采用尺寸测量设备对量程外的图形尺寸进行测量，从而提高图形尺寸的测量精度。

为解决上述技术问题，本发明提供的芯片的图形尺寸检测方法如下步骤：

步骤一、形成前层图形，前层图形为被测量图形层的前一层图形，所述被测量图形层的每一个被测图形所对应的所述前层图形包括两个标记。

所述标记的宽度在尺寸测量设备的测量范围内。