GB T 17866-1999 掩模缺陷检查系统灵敏度分析所用的特制缺陷掩模和评估测量方法准则.pdf

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1、前言本标准等同采用 年 标准版本微型构图 部分中的 掩模缺陷检查系统灵敏度分析所用的特制缺陷掩模和评估测量方法准则标准是国际上公认的一套半导体设备和材料国际标准 掩模缺陷检查系统灵敏度分析所用的特制缺陷掩模和评估测量方法准则是其中的一项它将与如下已经转化的八项国家标准硬面光掩模用铬薄膜硬面光掩模基板硬面感光板中光致抗蚀剂和电子束抗蚀剂规范圆形石英玻璃光掩模基板规范光掩模对准标记规范用于集成电路制造技术的检测图形单元规范掩模曝光系统精密度和准确度的表示准则光掩模缺陷分类和尺寸定义的准则以及与本标准同时转化的 关键尺寸 计量方法 和焦深与最佳聚焦的测量规范 两项 标准形成一个国家标准微型构图系列本

2、标准是根据 标准 掩模缺陷检查系统灵敏度分析所用的特制缺陷掩模和评估测量方法准则制定的 在技术内容上等同地采用了该国际标准本标准从 年 月 日起实施本标准由中国科学院提出本标准由 中国标准化技术委员会归口本标准起草单位中国科学院微电子中心本标准主要起草人陈宝钦陈森锦廖温初 刘明中华人民共和国国家标准掩模缺陷检查系统灵敏度分析所用的特制缺陷掩模和评估测量方法准则国家质量技术监督局 批准 实施范围本标准的目的是制定一套可用于评估掩模缺陷检查系统灵敏度的测试掩模 这套测试掩模包括含特制图形缺陷的测试芯片 以及不含特制图形缺陷的参考测试芯片 由于测试芯片是由各种单元集合而成 所以在本标准中 测试芯片是

3、用单元图形单元图形中的特制缺陷以及单元的布局来定义的 此外测试掩模是通过规定测试芯片的排列来定义的 本标准还讲述这套掩模的用法 过去的设备在灵敏度测试中 许多设备生产厂家和用户使用不同的掩模 而且每个厂家和用户各自决定不同的测试方法 在某些情况下迄今还没有统一的测量方法或灵敏度分析方法 所以在对各厂家的设备进行灵敏度比较时 在厂家与用户商定规范时 在用户与用户商定规范时 都免不了要发生混淆所以在评估掩模缺陷检查系统的灵敏度时最好采用本标准规定的测试掩模引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文 本标准出版时所示版本均为有效 所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用

4、下列标准最新版本的可能性光掩模缺陷分类和尺寸定义的准则微电子学光掩蔽技术术语特制缺陷的类别本标准所述的特制缺陷是利用两种背景图形来定义的 这两种背景图形是接触孔图形线条套圈图形图形的设计规则规定为 在掩模上本章对这两种背景图形中的特制缺陷进行分类定义并编号 在接触孔图形中的特制缺陷称为接触孔缺陷 在线条套圈图形中的特制缺陷称为线条套圈缺陷接触孔缺陷的类型接触孔缺陷分为以下 类 并分别给予编号小点针孔上边突起下边突起左边突起右边突起上边缺口下边缺口左边缺口右边缺口上边右角突起右边下角突起下边左角突起左边上角突起右边上角突起下边右角突起左边下角突起上边左角突起右上角缺口右下角缺口左下角缺口左上角缺

5、口横向桥连纵向桥连过大过小图形丢失上边外扩下边外扩左边外扩右边外扩上边内缩下边内缩左边内缩右边内缩向上方错位向下方错位向左方错位向右方错位向右上方错位向右下方错位向左下方错位向左上方错位半透明半透明点半透明孔上述的接触孔缺陷如图 所示缺陷的尺寸原则上应满足以下条件缺陷编号 宽度 高度缺陷编号 方向涨缩值 方向涨缩值缺陷编号 偏差值 偏差值缺陷编号 宽度 高度半透明缺陷并不是指缺陷的透光率为 的缺陷 此处可以选择不同透光率的几种半透明缺陷参考标准 中所讲述的半透明缺陷的透光率测量方法正方形线条套圈缺陷的类别这些缺陷的分类与相应编号如下水平间隙中小点水平间隙中小点水平间隙中小点垂直间隙中小点垂直间

6、隙中小点垂直间隙中小点右上拐角间隙中小点右上拐角间隙中小点右上拐角间隙中小点右下拐角间隙中小点右下拐角间隙中小点右下拐角间隙中小点左下拐角间隙中小点左下拐角间隙中小点左下拐角间隙中小点左上拐角间隙中小点左上拐角间隙中小点左上拐角间隙中小点水平线条中针孔水平线条中针孔水平线条中针孔垂直线条中针孔垂直线条中针孔垂直线条中针孔图 接触孔缺陷的图解右上拐角线条中针孔右上拐角线条中针孔右上拐角线条中针孔右下拐角线条中针孔右下拐角线条中针孔右下拐角线条中针孔左下拐角线条中针孔左下拐角线条中针孔左下拐角线条中针孔左上拐角线条中针孔左上拐角线条中针孔左上拐角线条中针孔水平线条上边突起水平线条上边突起水平线条下

7、边突起水平线条下边突起垂直线条左边突起垂直线条左边突起垂直线条右边突起垂直线条右边突起水平线条上边缺口水平线条上边缺口水平线条下边缺口水平线条下边缺口垂直线条左边缺口垂直线条左边缺口垂直线条右边缺口垂直线条右边缺口水平线条间纵向桥连垂直线条间横向桥连水平线条纵向断线垂直线条横向断线上述正方形线条套圈的各类缺陷示于图正方形线条套圈背景的尺寸及缺陷相对于线条套圈背景图形边缘的位置示于图在突起缺陷和缺口缺陷中编号 类缺陷的宽度为 类缺陷的宽度为原则上缺陷的尺寸应满足以下条件缺陷编号 宽度 高度缺陷编号 宽度 高度八角形线条套圈缺陷的类别这些缺陷的分类和相应的编号如下拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐

8、角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角突起拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口拐角缺口上述八角形线条套圈的各类缺陷示于图八角形线条套圈背景的尺寸及缺陷相对于线条套圈背景图形边缘的位置示于图原则上缺陷的尺寸应满足以下条件缺陷编号 宽度 高度图 正方形线条套圈各类缺陷的图解图 八角形线条套圈各类缺陷的图解线条套圈缺陷相对于线条边缘的位置类类类图 线条套圈中缺陷的位置安排特制缺陷的尺寸定义特制缺陷的尺寸定义参见国家标准基本单元与基本子单元基本子单元所有的特制缺陷均安

9、排在基本子单元中有两种基本子单元接触孔背景图形基本子单元和线条套圈背景图形基本子单元 内有缺陷的基本子单元称为缺陷子单元接触孔缺陷子单元和线条套圈缺陷子单元接触孔基本子单元有 种形式 和 图 说明以接触孔为背景图形的基本子单元种形式 基本子单元 为以单个接触孔图形为背景的缺陷子单元 基本子单元 为以阵列接触孔图形为背景 中心安放一个缺陷子单元基本子单元 为以单个棱形接触孔图形为背景的缺陷子单元 即接触孔图形按顺时针旋转 的状态 基本子单元 为以阵列棱形接触孔图形为背景中心安放一个棱形接触孔缺陷子单元 在子单元中 缺陷安排在接触孔阵列背景图形中黑块所示的位置上背景 方形孔 背景 方孔阵列 背景

10、棱形孔 背景 棱形孔阵列黑色子单元位置安排缺陷子单元图 接触孔基本子单元的四种背景图形形式线条套圈基本子单元也有 种形式 和 图 说明以线条套圈为背景图形的基本子单元 种形式 基本子单元 为以正方形线条套圈图形为背景 基本子单元 为正方形线条套圈图形按顺时针旋转 基本子单元 为正方形线条套圈图形按顺时针旋转的角度为二分之一的反正切即 基本子单元 为以八角形线条套圈图形为背景背景正方形线条套圈背景正方形线条套圈顺时针旋转背景正方形线条套圈顺时针旋转背景八角形线条套圈图 线条套圈基本子单元的四种背景图形形式基本单元基本单元占据边长为 的正方形面积其中心是一个基本子单元和相应的识别符号 单元中若安排

11、了一个缺陷子单元 就叫做缺陷单元 图 说明单元与子单元之间的关系特制缺陷的识别符号所有的缺陷单元内都写有识别符号 识别符号的形式如下是用来表示单元类型的符号可写 或表示特制缺陷尺寸的两位数值 其单位为表示缺陷编号的两位数值图 所示为一个实例 这个识别符号放在缺陷子单元的下方 识别符号 方向镜像后的反字放在缺陷子单元的上方设计识别符号时必须避免使用锐角 同时要有别于常用 布局规则的点阵字符组图 单元图形结构包括子单元图形及特制缺陷识别符号缺陷单元在芯片图形上的排列规则一个缺陷芯片图形由纵向连接的 个不同背景图形形式的缺陷组构成 每一组对应于一类基本缺陷子单元 因此分别有一个接触孔缺陷芯片和一个线

12、条套圈缺陷芯片 在每个缺陷组中在 方向排列着各种类型的缺陷单元 每一种缺陷占一个单元在 方向上同一种类型背景图形的缺陷占有 个单元它们的背景图形相同只是特制缺陷尺寸不同 特制缺陷尺寸依次从 递增至 增量为每个缺陷单元之间以 的间距排列成 栅阵这些缺陷组的布局如图 所示图 特制缺陷芯片图形的构成各类缺陷单元图形的布置接触孔缺陷有 种每种缺陷有 种缺陷尺寸 又有 类背景图形所以接触孔芯片共有个特制缺陷 该芯片的尺寸为线条套圈缺陷中子单元图形为 和 的正方形线条套圈为背景的缺陷各有 种子单元图形为 的八角形线条套圈缺陷是 种 每种缺陷也有 种规定的尺寸 所以线条套圈缺陷芯片共有种特制缺陷 这种缺陷芯

13、片的尺寸为特制缺陷掩模中芯片布局图 表示缺陷芯片 参考芯片和标题的布局 标题的位置可根据需要安排 参考芯片的图形和缺陷芯片背景图形一致为了提高检查系统的测试速度可以增加一些特殊图形 以便检查系统进行光量校准旋转对位目标设置和原点定位 增加的这些图形必须放在缺陷检查时扫描不到的地方图 掩模缺陷检查系统灵敏度鉴定用的特制掩模测试掩模用于灵敏度评估需要时 可以通过检查全部或部分的基本缺陷芯片来测试被测的检查系统的灵敏度范围 如果超出检查系统的缺陷限度可以把检查分成几部分 这种检查应当重复 次分析结果应当明确指出能在每个单元中 查出的各种最小缺陷尺寸 作为参考应当列出每个子单元的每种缺陷的尺寸 以及每

14、种缺陷被查出的概率 尺寸大小应符合国家标准 的规定测试时应保证掩模旋转 或 时检查系统具有相同的性能 若有差别 应当按照上述 的规定记录存档为了保证结果的可重复性 应当重复做 的测试 第二次测试最好在几天后进行以测试检查系统的稳定性测试掩模的名称比例和标题按照本标准做出的掩模缺陷检查设备灵敏度测试掩模一概叫做随着集成电路的线宽和或大圆片分步重复机缩小倍率的减小 为了适应更小的基本线宽和更小缺陷的需要允许用缩小的比例来制作 用于鉴定光刻掩模缺陷检查设备 除了图 中的 芯片间距保持不变外本标准的所有尺寸都将缩小缩小的比例为所需的设计规则与 设计规则之比按本标准制成的所有测试掩模都应加上标题 其中的 应替换为所用的设计规则 例如 当设计规则为 时测试掩模的标题应为设计规则为 的 应加上标题