高深宽比微结构深度一致性的光学测量与评估方法技术

本发明专利技术公开了一种高深宽比微结构深度一致性的光学测量与评估方法：加工硅基高深宽比单体微结构标准样品，确定其形貌参数以及折射率；修正测量仪器的暗场噪声与透光系数；建立多深度的高深宽比微结构的几何模型和光学模型；获得待测样品反射率光谱以及快速傅里叶变换曲线，计算该曲线极大峰值的半高宽，该半高宽定义为微结构深度一致性评价参数，该评价参数数值越小则深度一致性越好。采用可见光波长进行测量，测量硅晶圆上表面到微结构底部的相对深度值；信噪比相对较高，提高了深度一致性的测量灵敏度；只需测量一次反射光谱数据，光信号测量流程与光学结构简单，易于集成至硅晶圆刻蚀设备实现微结构深度及其一致性的在线测量。测量。测量。

【技术实现步骤摘要】
高深宽比微结构深度一致性的光学测量与评估方法


[0001]本专利技术涉及微电子器件制造工艺的无损测试
，尤其涉及一种高深宽比微结构深度一致性的光学测量与评估方法。

技术介绍

[0002]高深宽比微结构在梳齿状微电极阵列、超级电容器、加速度传感器、陀螺、光栅和微纳谐振器等领域具有广泛应用。微结构阵列的深度一致性影响器件的机械谐振频率、机械强度、电容特性、光学衍射特性等，是评价制造工艺水平与器件品质的重要指标。
[0003]基于红外光的显微干涉法和共聚焦扫描法利用红外波长光线可透过硅晶圆的特性，从待测样品背面进行高深宽比微结构的深度测量。该类方法首先测量微结构底部和晶圆背面的相对深度，再利用晶圆厚度值计算微结构底部至晶圆表面的深度值，易产生由晶圆背面粗糙度和晶圆厚度准确度导致的测量误差。同时，受限于红外光学信号的信噪比，红外显微干涉法的测量灵敏度较低，通常在微米量级，适用于微结构深度差异较大的情况。另外，基于红外光的显微干涉法和共聚焦扫描法的仪器设备复杂、成本高，难以集成至硅晶圆刻蚀设备实现微结构深度在线测量。r/>
技术实现思路
<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高深宽比微结构深度一致性的光学测量与评估方法，包括以下步骤：1)加工标准样品，确定该标准样品的深度值和折射率，对测量仪器的暗场噪声与透光系数光谱进行修正，获得修正后的测量仪器的暗场噪声与透光系数光谱：2)针对待测样品建立多深度的高深宽比微结构的几何模型及光学模型，并获得待测样品的反射率光谱；3)根据步骤2)获得的待测样品反射率光谱，获得待测样品的待测样品的微结构深度一致性评价参数。2.根据权利要求1所述的高深宽比微结构深度一致性的光学测量与评估方法，其特征在于，步骤1)的具体内容如下：1
‑
1)加工标准样品：加工硅基高深宽比单体微结构标准样品，对硅晶圆表面粗糙度值进行检定；1
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2)确定该标准样品的深度值和折射率：将上述标准样品定义为上表面
‑
微结构下表面结构，使用光学轮廓仪测量该标准样品单体微结构的深度值，使用标准色散模型作为硅晶圆的物理光学模型，根据椭圆偏振光谱仪测得的椭偏参数，拟合计算出该标准样品的折射率；1
‑
3)获得修正后的测量仪器的暗场噪声与透光系数光谱：安装该标准样品至测量仪器的样品台；关闭或遮挡光源，测量该标准样品的上表面的暗场反射光谱，用于修正测量仪器的暗场噪声；打开光源并测量标准样品的上表面的亮场反射光谱，使用步骤1
‑
2)获得的标准样品折射率计算光学反射率光谱，同时利用光源发光光谱、光谱仪光量子效率光谱对测量仪器的透光系数光谱进行修正，获得修正后的测量仪器的透光系数光谱。3.根据权利要求2所述的高深宽比微结构深度一致性的光学测量与评估方法，其特征在于，所述光学轮廓仪采用垂直干涉扫描技术；所述椭圆偏振光谱仪测量采用50
°
至60
°
变角度测量；所述拟合计算使用光学波长范围为400nm至950nm；...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春光，王子政，霍树春，武飞宇，沈万福，刘晶，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：