本规范规定若干种标准测试图形，用以对集成电路生产中所用的微图形设备、计量仪器和工艺进行一致的全面评估和检测。 GB/T 16878-1997 用于集成电路制造技术的检测图形单元规范 GB/T16878-1997 标准下载解压密码：www.bzxz.net

GB/T 16878—1997
本标准等同采用1994年SEMI标准版本\微型构图\部分中的SEMIP19—92《用丁集成电路制造技术的检测图形单元规范》（Specification for metrologypattethcells forinlegraled circuitmanufacture)
SEMI标准是国际上公认的一套半导体设备和材料国际标准，SEMIP19—92&于集成电路制造技术的检测图形单元规范》是其中的一项，它将与已经转化的SEMIP1-92《硬面光掩模基板》，SEMIP286《硬面光模用铬薄膜》、SEMIP3-·90≤硬面感光板中光致抗剂和电子抗蚀剂\SEMIP492圆形石英玻剪光掩模基板》.SEMIP6-·88&光掩模定位标记规范》及SEMIP21--92%掩模曝光系统精密度和准确度表示准则》和SEMIP22—93《光模缺陷分类和尺寸定义的准则》两项SEMI标摊形成一个微型构图标雅系列。
本标准是根据SEMIP19—92《用于集成电路制造技术的检测图形单元规范》制定的。在技术内容上等同地采用了该国际标准。
本标准的格式和结构按国标GB/T1.1一1993第--单元第部分的规定编制。本标摊从1998年3月1日实施，
本标准由中国科学院提出。
本标准出电子工业部标准化研究所归口。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、廖溢初。1范围
中华人民共和国国家标准
用于集成电路制造技术的
检测图形单元规范
Specification for metrologypatternt cellsfor integrated clrcurit manufactureGB/T 16878—1997
1.1本规范规定若干种标准测试图形,用以对集成电路生产中所旧的微图形设备、计量仪器和工艺进行-致的全面评估和检测。
1.2本规范针对线宽计量、分辨率测试和邻近效应测试的需要，规定若干种基本测试图形单元的形状、一般尺寸、以及推荐的布局和设计规则。这些标准图形包括可供光学显微镜、电了显微镜和电子操针测量用的各种图形单元。
1.3本规范不规定验证母版上测试图形关键尺寸的测量技术，也不规定如何测量大圆片上的光刻图形，只规定若干种必要的基本测试图形，以及用广实施符合本规范的实际测试图形。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过准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，使用本标推的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。SJ/T10152—91集成电路主要工艺设备术语SJ/T10584--94微电子学光掩蔽技术术语3定义
3.1规范中所用术语的定义除下述修订外，按SJ/T10152,SJ/T10584的规定。3-1.1线宽linewidth
导体工艺中，线宽是指根图形线条的某一垂直横截面！的宽度，即以构成线条的图形层和下层之问的界面为准，在某特定岛度处或指某特定光密度处，线条脚界间的直线距离（见图1)。国家技术监督局1997-06-20批准1998-03-01实施
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图1线宽(X,Z.)-Y,-Y
注：由于各种线宽测量方法的物理原理不同,在对同一报线条的间一鼓而用不间方法进行测量时，将会在不词的高度上进行测虽，其测量结果有相当人的差别，故在相应的.在达式中应说明所川的测量方法，如\SEM(打捕电显微镜)线宽”、“光学线宽\、或“电学线宽\等。其次,即使不能定量确定测量时所选择的高度,也应定性说明这个高度。
3.2本规范所用有关术语的定义
3.2.1图素 feature
图素是指具有一-个连续边界所包围的区域，这个区域内的光密度不同于图素外面的背景区域的光密度值。例如：一条线、一个空白区或一个L形拐角线条等图形的最简单组成部分，均称为做图素。3.2.2图素维featuregroup
由一个或多个相似的图素排列而成的一个小集合，例如由三个L形拐角线条和间组成的黑白相问的图形。
3.2.3标称的图素尺寸nominal fcaturedimcnsion特别注明的线性尺小，如线宽或接触孔宽度。3.2.4 基本单元 basic cell
指按本规范规定的标称图素寸做贼的图素或图素组。3.2.5复含单元composite cel
由若干个基木单元纽合而戒。
3.2. 6孤立线条 isolated line亮场中的一条黑线，如图2所示。3.2.7孤文透明线(isnlated spacc）黑色背景中的一条透明的线条,如图 3 所示。4要求
4.1概述
图2抓立线条
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图3孤立透明线
4.1.1本规范对后面附图中所示的每个图形单元逐个进行解释。在IC生产过程中，要用光刻方法或者其他在硅片衬底.上直接形成图形的方法，把这些图形单元做在各种掩蔽层上。4.1.2除非待别加以说明，这些图形单元的许多细节，如取向、大小、线究范围、明暗极性（选择亮场或暗场等，一般均由用户确定。当利用这些单元来进行测试，并据此提出结果报告时，必须说明各种细节，如场极性，取向和布图等因素。4.1.3本规范中给出的所有关键尺寸都是指图形尺寸比例为一倍情况下的实际CAD数值。若给定的放大倍率为M倍，则中间掩模版上检测图形的日标尺寸必须正好是本规范所给山的尺寸的M倍。不得因任何硅片加工过程中引起的偏差而对中间掩模版上测试图形单元的尺寸进行缩放修正。4.2应用
4.2.1这些图形单元拟用于如下各种用途。42.1.1在线工艺监控——通过这些图形的形成好坏来判断该层是否按设计规范进行工。4.2.1.2T.艺技术转让：——使各生产点的工艺监控图形标准化，为各生产点之的T艺技术转让提供方便.
4.2.1.3设备评估——利用标准化的图形来评估半导体设备的性能。4.2.1.4计量设备特性表征——利用标准化的图形来鉴定不同计量设备的特性。5应用指南
5.1总则
5.1.1这里所述的中元是一组基本的测试图形，可以用它们来组戒复合图形。5.1.2如果组复合图形是由任何数量的这些基本单元构成的，只要每个单元均遵守所有的设计规则，则这样的复合图形符合本标准。5.1.3每个基本单元含有--个基本设计图素,这个图素可以在修改过的计量学单位范围内按某种步距(出用户白定)分步重复。用户可根据具体的工艺/设备情况适当确定图系的所有尺寸。5.1.4本规范提供的每个插图旨在说明每个图形单元的合理布局，并规定每个基本.单元内部适用的设计参数。
5.1.5所有图素组必额彼此分开，图素组之的间距至少是最大图素宽度的5倍.之所以规定这个接近度规则，是为了保证那些本应互不相关的图形事实上不互相影响。5.1.6记号，界线、指示标记或任何其他的郭近图素应至少相隔5um。GB/T 16878-1997
5.1.7用于标明图素宽度的记号必须放在每个基本单元的旁边。美键尺寸(CD)的单位必须用微米，而且至少用两位有效数字。记号的大小必须清晰可辨，小数点可用可不用。如果不用小数点，想象中的小数点位置左边的数字记号大小必须稍大于右边的数字。小数点左边可加或不加字符。如果所有关键尺的记号人小均用样大的字体，则对应的数值小于1.0um（如图11表示巾心线线宽为0.8μm左右两边的线条宽度分别递增或递减0.1μm)；任何大于1.0μm的数值，在小数点的后面至少必须有一个小的字符记号。如果一个单元尺寸有公差，而且要用记号来说明这个公差，则“土”符号应放在基本单元的旁边。如果公差小于1.0m，而且是0.1μtm的数倍，则这个公差记号可以使用一个有效数字（如±4代表+0. 4 μm)。
5.1.B由于产生图形的设备通常都施加了各种设计限制（如CAD栅阵、PG矩形、电子束斑的大小）。因此在本标准中允许对检测图形单元进行修改，以满足设备的限制（如为使各单儿图形仍在栅阵上，可对检测图形单元逃行适当调整）。5.2细则
5.2.1L形拐角线条单元（见图4)图4L形拐角线条单元
5.2.1.1L形拐角线条单元是为测量正交的孤立图素以及由线条和间隙组成的图素组的尺寸而设计的。该单元可用米测量图形转印的质量和成像后的图素尺寸。该单元还是直线条分辨率和直角处线条弯曲状况的定性目测点。
5.2.1.2设计参数是指标称的图素宽度、图素之间的间距、最小的图素长度以及不同图素组的线宽之差(修正量)等
5.2.1.3L形拐角线条基本单元可以是--个由L形拐角线条和间隙黑相间地排列着的图素组，也可以用多个这样的图素组嵌套式地排列起来。图素纽内I.形拐角线条之间的步距T(线条中心距)规定为标称图素宽度的两瘩（见图5)。,一标称的图案宽度
S=图索之问的问隙
T'-图肃之间的步距
L一标称的图素长度
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W。—W=不同图素组之间的线宽之差(惨正最）w
图 5 图素组内各图素之间的关系表1
标称的图素宽度
黑白捐间地排列着的1,形拐角线条的数目3
最小长度
10 pam
准每个I.形拐角线条图素组中，中央那个L形拐角线条至少应当比其他L形揭角线条长出10u。如果要把这些单元用于横截面分析，则工形拐角线条的长度可设计得比标称长度长许多。5.2.1.4L形角线条基本单元可以包含1个、3个、5个或7个图素组。如果基本单元只包含一个图紊组，划线茶和间隙的宽度必须都等丁标称的图素宽度，如果基本单元包含3个，5个或7个图素组，购这些图素组是嵌套式的排列。中间图素组的各线条和空白的宽度都必须等于标称的图素宽度。嵌套在中间图素组外侧组较长的图素组的图素宽度应依次增大一个修正量。嵌套在中间图素组内侧的每组较短的图素组的图素宽度应依饮减小一个修正量。在一个基木单元内，所有I.形拐角线条之间的步距必须保持一致，并等于标称图素宽度的两倍。5.2.2真线条单元（见图6)。
图6直线条单元
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5.2.2.1直线条单元是L形拐角线条单元的变型，通过截去拐角部分而形成，用于倾斜式SEM检查。5.2.2.2为了利用L形拐角线条单元来产生直线条单元，需要把图？中A、B两个对角顶点所确定的正方形切去。这个正方形顶点“A\是最外侧拐角以外的顶点。顶点\B\是最内侧拐角以内的项点，它与最近线条之间的距离是最小的关键尺寸的5倍；若最小的关键尺寸小于1μm,则此距离定为5.0m。这个被切去的正行形区域内必须始终保持无图形：+y
图7把上图中的正方形区域去掉，就变成直线条单元5.2.3近剑状单元（见图8）
5.2.3.1设计这个邻近剑状单元的目的是为了提供在大面积区域中孤立线条和孤立亮线的邻近效应的有关信意。这个单元的设计可实现在一个测试图布局中向吋测量白图索和黑图素。5.2.3.2这个单元的设计要素是标称的图素线宽、标称的图素间距和阶梯形台阶宽度。台阶宽度由用户选定，但推荐起码是标称的图素步距的25%(步距等于标称线宽加上标称间距）。5.2.3.3这个单元包含对称复制的9层阶梯，分门场和黑场两种。这里给出白场阶梯测试图形的完描述，除了黑白颠倒之外,向样的描述也适用于黑场阶梯。每层的高度为10 m，单元的最大宽度为40μm，总高度为180m，第1层图素为标称宽度，左右对称，中问隔着一个标称度的间距，第2层～第7层逐次展宽一个修正量（台阶宽度).第8层、第9层分别为标称图素宽度的5倍和10倍，5.2.4接触孔阵列单元（见图9)。5.2.4.1设计这个接触孔阵列单元是为了提供各种尺！的接触孔的分辩率信息和邻近效应信息。5.2.4.2设计参数是标称的正方形接触孔的尺寸，及5×5和3×3阵列中的接触孔之问间隔的尺寸。接触孔之间闻隔的尺寸等于接触孔的尺寸。5.2.4.3接触孔阵列单元包括3组图形：-组是5×5接触孔阵列,一组是3×3接触孔阵列，组是孤立的接触孔。×5阵列将对该阵列的中心接触孔产生最大的邻近效应（即密集图形效应），3X3阵列中的中心接触孔所出现的邻近效应将不同十孤立接触孔和密集接触孔的效应。5.2.5错位接触孔阵列（见图10)总高使iRC
图案标称究度
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10台阶商度
-台阶宽度
图8邻近剑状单元
图9接触孔降列单心
图10错位接触孔阵列
5.2.5.1设计这个错位接触孔阵列是为了在SEM(扫描出子显微镜)部面试分析中增大小接触孔被切中的概率。
5.2.5.2设计参数是标称的正方形接触孔的尺寸,列与列之间的竖向位稳(或称错位),以及接触孔与接触孔之间的间距。接触孔与接触孔之间的间距等丁方形接触孔的尺小。5.2.5.3在排列接触孔时至少用3列接触孔。列与列之间的位移量由用户选定，应使各接触孔仍在栅阵上．
5.2.5.4图10中左边的线条组可有可无，它们被布置在此处是为了在校准节距时提供图素识别参照物，如果线条（或亮线)的宽度是亚微米.则必须使用5个线对（黑白相间），而不是3个线对。5.2.6线性单元（见图11)
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图11线性单元
5.2.6-1设计这个线性单元是为了测试：(1)测量方法的线性，其前提是假设光刻工艺对于所用的线条尺寸都能保持线性；(2)工艺技术的线性，其前提是假设计量方法对丁所测的所有线条尺寸都能保持线性，5.2.6.2这个单元的设计参数是线宽，图素之间的间距、以及最小的线长。图中标以具体的数值，对所有应用场合皆固定不变。
5.2.6.3这个单元包括9条平行的线条，按5rm的间距排列。线宽分别为1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7.0.6.0.5和0.4μm。阵列中2μm宽的.上边界线和下边界线（与平行的线条垂直，连接它们的各个端点)是为了便于作为一个整体认出这个单元。5.2.7电学单元（见图12)
图12电学单元，2X结构
5.2.7：1设计这个电学单元是为了用白动测试系统极谁确文较快地测出导电薄膜的平均线宽，但也可以用于手动探针测试，
5.2..2这个单元的设计参数是：桥电阻的线宽为研，两个抽头巾心之间的桥长为，桥电阻抽头的宽度为W,桥抽头长度为L，桥电阻延长线到薄膜电阻结合处之间的延长线长度为L，薄膜电阻宽度为W。薄膜电阻的长度为L,方形薄膜的尺寸为35μm～100μ丑。这些设计参数的记号标于图13.这些设计参数的设计规则如下：
(a) W,≤W(当 L<100W,时);
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(b) W,≤1.2×W(当 Lh≥100W且 W<0. 7 μm 时);(c）15W或80μm(选其中之较大者)(d) L≥2W.t
(e) L>2ws
(f) L.>2W..
图13电学单元，2×1结构，其上附有各种记号5.2.7.3这个单元包含必种4个压焊点的开尔文(Kelvin)结构：一个范德堡（VanDerPauw）薄膜电阻和一个或多个桥电阻，各个桥电阻的取向由用户决定。桥电阻的周国还可以布置若干邀设的线条，以测量由于邻近效应而引起的工艺偏差，如图14所示，在含有虚设线条的结构中，五连线条将垂直地连接到桥电阻上。bzxZ.net
图11桥电阻与邻近线条的放大图5.2.7.4图13和图15中带有记号V的压焊点仅用于测量电压；并可用作薄膜电阻率测量中电桥的第4点,进而可用公式换算确定薄膜电阻线宽。图15电学单元,1×n结构
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5.2.7.5为了让出部分划片道的位置,压点可布置成1×n的布局（图15)如果空间限制不严格，可以采用常规的2×\布局。压点的大小和间距由用户确定。为了便于在生产环境中进行白动测试，建设压点的每个边长取80um~100um，
5.3说明事项
5.3. T目标关键尺寸(目标 CD)与解像关键尺1(解像 CD)5.3.1.1集成电路上的理想关键尺寸(CD)可以认为是CD的标称值，这重称之为\日标CT\。在集成电路上实际达到的尺寸(称为解像CD)可能不同于它的标称值。5.3.1.2解像CID的测量可能不精确，固为很难确定光学或SEM影像剖面边缘的真实位置5.3.1.3尽管解像CD的测量不精确，但只要所用的测量方法能相当准确和灵敏地检测出我们所关心的尺寸变化，这种测量从相对的角度来说是很有价的。5.3.1.4传统的用可分辨最近两点间距离的分辨率定义不适宜用来表征小尺寸变化的灵敏度。
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