一种在线检测硅槽刻蚀深度的方法技术

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，提出一种在线检测硅槽刻蚀深度的方法，包括在样品晶圆和待测晶圆的掺杂区域上构造监控结构，其中所述监控结构具有参考结构和多个对照结构，所述参考结构上不具有硅槽，所述多个对照结构上分别具有多个大小一致但数量不等的硅槽；利用所述样品晶圆上的监控结构确定硅槽刻蚀深度与硅槽电阻之间的相关关系；通过在线测试利用所述待测晶圆上的监控结构测量所述待测晶圆上的硅槽电阻；以及根据所述待测晶圆上的硅槽电阻以及所述相关关系确定所述待测晶圆上的硅槽刻蚀深度。槽刻蚀深度。槽刻蚀深度。

【技术实现步骤摘要】
一种在线检测硅槽刻蚀深度的方法


[0001]本专利技术总的来说涉及半导体制造
具体而言，本专利技术涉及一种在线检测硅槽刻蚀深度的方法。

技术介绍

[0002]刻蚀是半导体制造过程中的重要工艺步骤，其通过化学腐蚀或者等离子体轰击等方式，可以将图形从光刻胶转移到衬底晶圆上。对于硅槽刻蚀而言，硅槽刻蚀深度以及晶圆上不同区域的刻蚀均匀性是衡量刻蚀效果的重要参数。
[0003]现有技术中缺乏有效的在线量测手段，通常只能通过将晶圆切片，再借助扫描电子显微镜(SEM)来采集数据的方法测量硅槽刻蚀深度。然而该测量方法属于破坏性测量，在测量过程中用于切片的晶圆已被损坏，无法再作为正常的产品片进行加工，只能报废从而导致流片成本增加。并且该测量方法只能通过样品片的测量来预测同批次其它产品片，其监控作用有限，尤其在刻蚀设备状态波动的情况下存在较大的误差。另外该测量方法在制样、测量以及数据分析过程都需要通过人工操作，不仅效率低下，而且需要占用大量的人力和物力，会造成资源浪费和成本增加。

技术实现思路

[0004]为至少部分解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出一种在线检测硅槽刻蚀深度的方法，其中通过样品晶圆和待测晶圆进行检测，所述样品晶圆和待测晶圆具有多颗芯片，所述多颗芯片上具有掺杂区域，该方法包括下列步骤：
[0005]在所述样品晶圆和待测晶圆的掺杂区域上构造监控结构，其中所述监控结构具有参考结构和多个对照结构，所述参考结构上不具有硅槽，所述多个对照结构上分别具有多个大小一致但数量不等的硅槽；/>[0006]利用所述样品晶圆上的监控结构确定硅槽刻蚀深度与硅槽电阻之间的相关关系；
[0007]通过在线测试利用所述待测晶圆上的监控结构测量所述待测晶圆上的硅槽电阻；以及
[0008]根据所述待测晶圆上的硅槽电阻以及所述相关关系确定所述待测晶圆上的硅槽刻蚀深度。
[0009]在本专利技术一个实施例中规定，利用所述样品晶圆上的监控结构确定硅槽刻蚀深度与硅槽电阻之间的相关关系包括下列步骤：
[0010]测量所述样品晶圆上的监控结构的电阻值并且通过线性拟合确定所述样品晶圆上的硅槽电阻；
[0011]通过对所述样品晶圆切片以测量所述样品晶圆上的硅槽刻蚀深度；以及
[0012]根据所述样品晶圆上的硅槽电阻以及所述样品晶圆上的硅槽刻蚀深度确定硅槽刻蚀深度与硅槽电阻之间的相关关系。
[0013]在本专利技术一个实施例中规定，测量所述样品晶圆上的监控结构的电阻值并且通过
线性拟合确定所述样品晶圆上的硅槽电阻包括下列步骤：
[0014]测量所述样品晶圆上的第一监控结构的第一参考结构的电阻值；
[0015]测量所述第一监控结构的多个第一对照结构的电阻值；
[0016]确定第一线性拟合参数，所述第一线性拟合参数包括：
[0017]所述第一参考结构的电阻值以及所述第一参考结构上的硅槽数量；以及
[0018]所述多个第一对照结构的电阻值以及多个第一对照结构上的硅槽数量；以及
[0019]根据所述第一线性拟合参数进行线性拟合以确定所述样品晶圆上的硅槽电阻。
[0020]在本专利技术一个实施例中规定：将所述样品晶圆切片，并且通过扫描电子显微镜采集数据测量所述样品晶圆上的硅槽刻蚀深度。
[0021]在本专利技术一个实施例中规定，所述硅槽刻蚀深度与硅槽电阻之间的相关关系包括正比关系。
[0022]在本专利技术一个实施例中规定：通过在线测试测量所述待测晶圆上的监控结构的电阻值并且通过线性拟合确定所述待测晶圆上的硅槽电阻，其中包括下列步骤：
[0023]通过在线测试测量所述待测晶圆上的第二监控结构的第二参考结构的电阻值；
[0024]测量所述第二监控结构的多个第二对照结构的电阻值；
[0025]确定第二线性拟合参数，所述第二线性拟合参数包括：
[0026]所述第二参考结构的电阻值以及所述第二参考结构上的硅槽数量；以及
[0027]所述多个第二对照结构的电阻值以及多个第二对照结构上的硅槽数量；以及
[0028]根据所述第二线性拟合参数进行线性拟合以确定所述待测晶圆上的硅槽电阻。
[0029]在本专利技术一个实施例中规定，所述在线测试包括在线晶圆验收测试。
[0030]在本专利技术一个实施例中规定，所述在线测试包括在线芯片探测测试。
[0031]在本专利技术一个实施例中规定，通过在线测试测量所述待测晶圆上多个监控结构的电阻，以计算整张所述待测晶圆上不同位置的硅槽电阻。
[0032]在本专利技术一个实施例中规定：将整张所述待测晶圆上不同位置的硅槽电阻代入所述相关关系中以确定整张所述待测晶圆不同位置的硅槽刻蚀深度，并且生成所述待测晶圆的硅槽刻蚀深度分布图。
[0033]本专利技术至少具有如下有益效果：可以通过在线测试的方式测量待测晶圆的硅槽刻蚀深度，不会对待测晶圆造成损坏。因此可以获得任意一片待测晶圆的硅槽刻蚀深度，不需要通过样品片的测量来预测同批次其它产品片的硅槽刻蚀深度。
附图说明
[0034]为进一步阐明本专利技术的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0035]图1示出了本专利技术一个实施例中监控结构的示意图。
[0036]图2示出了本专利技术一个实施例中对监控结构的线性拟合参数进行线性拟合的结果示意图。
[0037]图3示出了本专利技术一个实施例中硅槽电阻与硅槽刻蚀深度的相关关系示意图。
[0038]图4示出了本专利技术一个实施例中的晶圆硅槽刻蚀深度分布图。
[0039]图5示出了本专利技术一个实施例中在线检测硅槽刻蚀深度的流程图。
具体实施方式
[0040]应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
[0041]在本专利技术中，除非特别指出，“布置在
…
上”、“布置在
…
上方”以及“布置在
…
之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在
…
上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在
…
下或下方”，反之亦然。
[0042]在本专利技术中，各实施例仅仅旨在说明本专利技术的方案，而不应被理解为限制性的。
[0043]在本专利技术中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
[0044]在本专利技术中，术语“硅槽电阻”是指单个硅槽导致的电阻值变化量。
[0045]在此还应当指出，在本专利技术的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线检测硅槽刻蚀深度的方法，其中通过样品晶圆和待测晶圆进行检测，所述样品晶圆和待测晶圆具有多颗芯片，所述多颗芯片上具有掺杂区域，其特征在于，该方法包括下列步骤：在所述样品晶圆和待测晶圆的掺杂区域上构造监控结构，其中所述监控结构具有参考结构和多个对照结构，所述参考结构上不具有硅槽，所述多个对照结构上分别具有多个大小一致但数量不等的硅槽；利用所述样品晶圆上的监控结构确定硅槽刻蚀深度与硅槽电阻之间的相关关系；通过在线测试利用所述待测晶圆上的监控结构测量所述待测晶圆上的硅槽电阻；以及根据所述待测晶圆上的硅槽电阻以及所述相关关系确定所述待测晶圆上的硅槽刻蚀深度。2.根据权利要求1所述的在线检测硅槽刻蚀深度的方法，其特征在于，利用所述样品晶圆上的监控结构确定硅槽刻蚀深度与硅槽电阻之间的相关关系包括下列步骤：测量所述样品晶圆上的监控结构的电阻值并且通过线性拟合确定所述样品晶圆上的硅槽电阻；通过对所述样品晶圆切片以测量所述样品晶圆上的硅槽刻蚀深度；以及根据所述样品晶圆上的硅槽电阻以及所述样品晶圆上的硅槽刻蚀深度确定硅槽刻蚀深度与硅槽电阻之间的相关关系。3.根据权利要求2所述的在线检测硅槽刻蚀深度的方法，其特征在于，测量所述样品晶圆上的监控结构的电阻值并且通过线性拟合确定所述样品晶圆上的硅槽电阻包括下列步骤：测量所述样品晶圆上的第一监控结构的第一参考结构的电阻值；测量所述第一监控结构的多个第一对照结构的电阻值；确定第一线性拟合参数，所述第一线性拟合参数包括：所述第一参考结构的电阻值以及所述第一参考结构上的硅槽数量；以及所述多个第一对照结构的电阻值以及多个第一对照结构上的硅槽数量；以及根据所述第一线性拟合参数进行线性拟合以确定所述样品晶圆上的硅槽电阻。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，李营营，
申请(专利权)人：上海信及光子集成技术有限公司，
类型：发明
国别省市：