一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板及其循迹方法技术

本发明专利技术公开了一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板及其循迹方法，用于实现在线校准，样板包括中心工作区域及第一、第二循迹区域；通过所述微纳米台阶高度标准样板的第一循迹区域和第二循迹区域内的等腰三角形循迹标识的指向配合设计单位标识确定样板的摆放方向与中心工作区域位置；通过所述中心工作区域内台阶结构左右两侧区域设置的四种循迹定位参考图形快速定位台阶结构位置，通过台阶结构两边对称设置的校准定位块快速定位台阶测量位置，完成整个定位过程。该样板上的台阶结构是在晶圆片上直接制备，并且台阶测量区域可通过循迹标记快速定位，因此该发明专利技术实现了对微电子集成电路产线中纳米测量仪器的在线溯源校准工作，大大提高了仪器校准效率。

A kind of on-line calibration standard template for the height of micro nano steps and its tracking method

【技术实现步骤摘要】
一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板及其循迹方法
本专利技术涉及微纳米级精密测量
，特别是涉及一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板及其循迹方法，用于在线校准微电子集成电路产线中的纳米测量仪器。
技术介绍
纳米标准物质作为纳米几何量的物质载体，是实现纳米尺寸从国家计量标准部门的标准器件传递到实际生产制造中的重要传递介质。为了使微纳米台阶高度标准样板可以投入工业化应用，对微电子集成电路产线中的纳米测量仪器进行在线溯源校准，提高校准效率，开发一种能利用循迹标记快速定位并提供在线校准的晶圆微纳米台阶高度标准样板，就显得格外重要。
技术实现思路
为解决现有技术中在线溯源校准效率低的问题，本专利技术提供一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，在晶圆片上直接制备台阶结构，并且按照循迹标记快速找到校准点，实现高效率的纳米测量仪器高度参数在线校准工作。本专利技术还提供一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板的循迹方法，该方法能够实现对微电子集成电路产线中纳米测量仪器的在线溯源校准工作，大大提高了仪器校准效率。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术手段：一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，包括晶圆片，所述晶圆片表面由外至内依次包括第一循迹区域、第二循迹区域和中心工作区域；所述第一循迹区域上设置有指向第二循迹区域的第一循迹标识，所述第二循迹区域具有第一边框，第一边框内设置有指向中心工作区域的第二循迹标识；所述中心工作区域具有第二边框，第二边框内部设置一台阶结构，所述台阶结构两侧对称分布若干组校准定位块；第二边框内部其他区域设置有多个循迹定位参考图形。作为本专利技术的进一步改进，所述的循迹定位参考图形为一个数字标尺、一个正方形框、一个等腰三角形及一个正方形矩阵；数字标尺位于若干校准定位块的一侧，正方形框、等腰三角形及正方形矩阵等间隔排布，分别纵向排布于若干校准定位块另一侧。作为本专利技术的进一步改进，所述的校准定位块为具有指向性的结构图形；若干组校准定位块等间隔分布于台阶结构去除上下两端一定长度后的纵向范围内。作为本专利技术的进一步改进，所述的结构图形为矩形、三角形、梯形或箭头。作为本专利技术的进一步改进，所述的第一循迹标识沿第一循迹区域的径向设置，第一循迹标识依次排布指向第二循迹区域的第一边框。作为本专利技术的进一步改进，所述的第二循迹标识均匀分布在第一边框内，且第二循迹标识均指向第二边框。作为本专利技术的进一步改进，所述的第一边框和第二边框均为正方形结构，且第一边框和第二边框的几何中心重合。作为本专利技术的进一步改进，所述的第一循迹区域上还设置有用于确定晶圆微纳米台阶高度标准样板的摆放方向的设计单位标识。作为本专利技术的进一步改进，所述的晶圆微纳米台阶高度标准样板是以整个晶圆片为单元结构，台阶结构是在晶圆片中心位置直接制备，具体制备方法为：其中台阶高度大于200nm的台阶结构是在晶圆基底上匀光刻胶，然后曝光显影，最后进行干法刻蚀，通过控制刻蚀的循环步数，刻蚀出所需的台阶高度；台阶高度小于200nm的台阶结构是通过原子层沉积技术在基底上生长氧化物，氧化物厚度即为所需台阶高度，再通过湿法刻蚀制备出台阶结构。采用所述在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板的循迹方法，包括以下步骤：通过所述第一循迹区域上的第一循迹标识以及设计单位标识，确定晶圆微纳米台阶高度标准样板的摆放方向与第二循迹区域的位置，实现初步快速定位；通过第二循迹区域内的第二循迹标识进一步确定晶圆微纳米台阶高度标准样板的中心工作区域位置；通过中心工作区域内台阶结构两侧区域设置的循迹定位参考图形在中心工作区域内快速定位台阶结构；通过台阶结构两边对称设置的校准定位块快速定位台阶结构的测量位置，完成整个定位过程。优选地，当使用纳米测量仪器进行测量时，仪器的镜头聚焦于所述中心工作区域内的循迹定位参考图形：若视野内出现数字标尺，则通过数字标尺的刻度值确定当前镜头位于校准定位块一侧的具体位置；若视野内出现正方形框部分图形、等腰三角形部分图形或正方形矩阵部分图形则确定当前镜头位于校准定位块另一侧的具体位置；再通过操作仪器的定位平台移至校准定位块的位置，快速定位台阶结构的测量位置，完成整个定位过程。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板是以整个晶圆片为单元结构，通过不同的制备方法可获得从几百微米到几纳米的台阶高度特征尺寸；采用四种循迹定位参考图形的设计，通过判断循迹定位参考图形的位置，快速定位台阶结构位置；分别在台阶结构的两侧对称设置了校准定位块，通过校准定位块快速定位台阶的测量位置，使得纳米测量仪器的校准更快速、便捷。而在第一、第二循迹区域内的等腰三角形循迹标识和设计单位标识的设计，则有助于在校准台阶高度前快速确定样板的摆放方向与中心工作区域位置，大大提高测量效率。该样板上的台阶结构是在晶圆片上直接制备，并且台阶测量区域可通过循迹标记快速定位，因此该专利技术实现了对微电子集成电路产线中纳米测量仪器的在线溯源校准工作，大大提高了仪器校准效率。本专利技术的循迹方法是在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板的第一、第二循迹区域内的等腰三角形指向配合设计单位标识符，可以快速确定晶圆微纳米台阶高度标准样板的摆放方向与中心工作区域的具体位置，当纳米测量仪器的镜头聚焦于第一、第二循迹区域内时，通过观察到的相应标识符进行定位，从而便于将仪器的定位平台移至测量时所需的位置，大大提高测量效率。附图说明图1为本专利技术在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板实施例的整体结构平面示意图。图2为本专利技术在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板实施例的第二循迹区域结构平面示意图。图3为本专利技术在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板实施例的中心工作区域结构平面示意图。图中：1、第一循迹区域；2、第一循迹标识(如等腰三角形)；3、设计单位标识；4、第二循迹区域；5、第二循迹标识(如等腰三角形)；6、中心工作区域；7、正方形矩阵；8、等腰三角形；9、正方形框；10、台阶结构；11、数字标尺；12、校准定位块。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细阐述，但本专利技术不限于该实施例。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选施例中详细说明具体的细节。如图1至图3所示，本专利技术提供了一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，该标准样板包括中心工作区域6及第一循迹区域1、第二循迹区域4；所述的中心工作区域6内设有一个台阶结构10、六个校准定位块12及四个循迹定位参考图形。在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板是以整个晶圆片为单元结构，在晶圆片中心位置直接制备台阶结构10，其中台阶高度大于等于200nm的台阶结构是通过干法刻蚀制备，台阶高度小于200nm的台阶结构是通过原子层沉积技术结合湿法刻蚀制备。所述的台阶结构10为长方形，位于中心工作区域的中心位置。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，其特征在于，包括晶圆片，所述晶圆片表面由外至内依次包括第一循迹区域(1)、第二循迹区域(4)和中心工作区域(6)；/n所述第一循迹区域(1)上设置有指向第二循迹区域(4)的第一循迹标识(2)，/n所述第二循迹区域(4)具有第一边框，第一边框内设置有指向中心工作区域(6)的第二循迹标识(5)；/n所述中心工作区域(6)具有第二边框，第二边框内部设置一台阶结构(10)，所述台阶结构(10)两侧对称分布若干组校准定位块(12)；第二边框内部其他区域设置有多个循迹定位参考图形。/n

【技术特征摘要】
1.一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，其特征在于，包括晶圆片，所述晶圆片表面由外至内依次包括第一循迹区域(1)、第二循迹区域(4)和中心工作区域(6)；
所述第一循迹区域(1)上设置有指向第二循迹区域(4)的第一循迹标识(2)，
所述第二循迹区域(4)具有第一边框，第一边框内设置有指向中心工作区域(6)的第二循迹标识(5)；
所述中心工作区域(6)具有第二边框，第二边框内部设置一台阶结构(10)，所述台阶结构(10)两侧对称分布若干组校准定位块(12)；第二边框内部其他区域设置有多个循迹定位参考图形。


2.根据权利要求1所述的一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，其特征在于，所述的循迹定位参考图形为一个数字标尺(11)、一个正方形框(9)、一个等腰三角形(8)及一个正方形矩阵(7)；数字标尺(11)位于若干校准定位块(12)的一侧，正方形框(9)、等腰三角形(8)及正方形矩阵(7)等间隔排布，分别纵向排布于若干校准定位块(12)另一侧。


3.根据权利要求1所述的一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，其特征在于，所述的校准定位块(12)为具有指向性的结构图形；若干组校准定位块(12)等间隔分布于台阶结构(10)去除上下两端一定长度后的纵向范围内。


4.根据权利要求3所述的一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，其特征在于，所述的结构图形为矩形、三角形、梯形或箭头。


5.根据权利要求1所述的一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，其特征在于，所述的第一循迹标识(2)沿第一循迹区域(1)的径向设置，第一循迹标识(2)依次排布指向第二循迹区域(4)的第一边框；所述的第二循迹标识(5)均匀分布在第一边框内，且第二循迹标识(5)均指向第二边框。


6.根据权利要求1所述的一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，其特征在于，所述的第一边框和第二边框均为正方形结构，且第一边框和第二边框的几何中心重合。


7.根据权利要求1所述的一种在线校准晶圆微纳米台阶高度标准样板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琛英，张雅馨，蒋庄德，景蔚萱，林启敬，刘明，张易军，韩枫，毛琦，王松，杨亚威，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61