附有薄膜的晶片的膜厚分布测定方法技术

本发明专利技术是一种附有薄膜的晶片的评价方法，其计算在基板的表面上具有薄膜的附有薄膜的晶片的前述薄膜的膜厚分布，其特征在于，通过向前述附有薄膜的晶片表面的部分区域上照射单波长λ的光，并检测前述区域的反射光，测定将前述区域分割为多个的每个像素的反射光强度，从而求得前述区域内的反射光强度分布，并根据该反射光强度分布，计算前述区域内的薄膜的膜厚分布。由此，提供一种附有薄膜的晶片的评价方法，其能以低成本简便地且以充分的空间分辨率，对整个晶片进行影响元件的微薄膜（SOI层）膜厚分布的测定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种附有薄膜的晶片的评价方法，其是计算制作半导体元件所使用的附有薄膜的晶片的膜厚分布，尤其涉及一种计算绝缘衬底上的娃(SiIicon-On-Insulator,SOI)层膜厚分布的评价方法。
技术介绍
近年来，伴随着设计规则的细微化，用于制作SOI元件、尤其是用于制作全耗尽SOKFully Depleted S0I，FD_S0I)元件的SOI晶片的SOI层膜厚分布，开始影响到元件制造工序，甚至影响到晶体管特性。在集成电路中，使构成电路的晶体管的特性均匀，较为重要。现有的膜厚测定方法，当计算在基板的表面上具有薄膜的附有薄膜的晶片上的薄膜的膜厚分布时，一般是利用椭圆偏振光谱法(spectroscopic ellipsometry)、反射光谱法，测定每个点的膜厚，但是，市售的膜厚分布测定装置，还不能够以I μ m左右的分辨率，对大范围的面进行膜厚分布测定。在利用椭圆偏振光谱法、反射光谱法的点测定中，通过对每个测定点，获取某波长范围(通常为可见光区)的光谱，针对该光谱与模型膜结构匹配，来求得各测定点的膜厚。因此，如果以I μ m左右的分辨率进行测定，由于测定点数量过度增加，因此，从计算量及时间的限制来看，无法实际测定。并且，由于为了进行光谱测定，宽波长范围的波长区域必不可少，因此，提高空间分辨率来进行多点膜厚测定，在实际上是不可能的。因此，作为可以利用这些方法一并测定整个晶片的装置，当前只存在空间分辨率为几百微米左右的装置。这样一来，需要一种附有薄膜的晶片的评价方法，所述评价方法能以高精度、低成本且简便地，对整个晶片进行薄膜尤其是SOI层的膜厚分布的测定。而且，在专利文献I中，公开了一种技术，其是向SOI上照射白光，按照各波长将反射光分光，并根据波长的干扰信息来计算SOI层膜厚；在专利文献2中，记载有以下事项向不足I μ m的SOI层上照射488nm的激光，检测它的正反射光，并根据与照射光的干扰条纹，检查面内的膜厚偏差。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2002-343842号公报专利文献2 :日本特开平08-264605号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，提供一种附有薄膜的晶片的评价方法，所述评价方法能以高精度、低成本且简便地，对整个晶片进行影响元件的微薄膜(S0I层)膜厚分布的测定。为了解决上述课题，本专利技术提供一种附有薄膜的晶片的评价方法，计算在基板的表面上具有薄膜的附有薄膜的晶片的前述薄膜的膜厚分布，所述附有薄膜的晶片的评价方法的特征在于通过向前述附有薄膜的晶片表面的部分区域上照射单波长λ的光，并检测前述区域的反射光，测定将前述区域分割为多个的每个像素的反射光强度，从而求得前述区域内的反射光强度分布，并根据该反射光强度分布，计算前述区域内的薄膜的膜厚分布。这样一来，通过使用评价方法，由于将照射光的波长限定为单一波长，因此，计算量较少即可进行，能以低成本、简便地且以充分的空间分辨率，对整个晶片进行薄膜的膜厚分布的测定，其中，该评价方法是通过选择适宜的单波长λ的光，向附有薄膜的晶片表面的部分区域照射该单波长λ的光，并检测该区域的反射光，测定将该区域分割为多个的每个像素的反射光强度，从而求得所述区域内的反射光强度分布，并根据该反射光强度分布，计算所述区域内的薄膜的膜厚分布。并且此时，当选择前述波长λ时，作为前述波长λ，优选为，根据前述附有薄膜的晶片的薄膜的膜厚设定值计算的照射光的反射率(R)为O. 2以上，并且，相对于前述薄膜膜厚的反射率变动率(Λ R/R)的绝对值为O. 02/nm以上。 利用本专利技术的附有薄膜的晶片的评价方法，通过选择反射率相对于薄膜的膜厚设定值的变动较大的波长，来作为照射光的波长λ，可以进行准确的评价。然后，如果根据附有薄膜的晶片的薄膜的膜厚设定值计算的照射光的反射率(R)为O. 2以上，那么反射光强度充分，可以进行准确的评价。并且，如果相对于薄膜膜厚的反射率变动率的绝对值为O. 02/nm以上，那么相对于薄膜的膜厚变动，灵敏度充分，可以进行准确的评价。并且，此时，优选为，当选择前述波长λ时，使前述反射率变动率(Λ R/R)的绝对值为O. 05/nm以上。这样一来，如果选择反射率变动率的绝对值为O. 05/nm以上的波长，那么相对于膜厚变动，灵敏度较高，可以进行更准确的评价。并且，此时，优选为，前述波长λ是选自可见光波长的单一的波长。本专利技术的附有薄膜的晶片的评价方法，由于可以使用普通的光学显微镜装置，并且，可以使用选自可见光波长的单一的波长来进行，因此，成本较低。并且，此时，优选为，使前述像素一边的尺寸，为前述波长λ的1/2以上且为100 μ m以下。这样一来，如果像素一边的尺寸为波长λ的1/2以上且为100 μ m以下，那么就无需担心焦点不容易会聚，可以更准确地计算附有薄膜的晶片的薄膜的膜厚分布。并且，此时，可以使前述区域与元件制造工序的光刻曝光位置保持一致。在本专利技术的附有薄膜的晶片的评价方法中，可以通过调整所使用的显微镜的倍率或视野范围，来使照射光的区域与元件制造工序的光刻曝光位置保持一致。并且，此时，可以通过在多处进行所述区域内的薄膜的膜厚分布的计算，来求得前述整个附有薄膜的晶片的膜厚分布。这样一来，通过在多处进行部分区域内的薄膜的膜厚分布的计算，可以进行整个晶片的评价。根据本专利技术的附有薄膜的晶片的评价方法，即使在这种整个晶片的评价中，由于将波长限定为一波长，因此，能以较少的计算量、较低的成本来进行附有薄膜的晶片的评价。并且，此时，可以使用一种在前述基板与前述薄膜之间、或在前述薄膜上，形成有第二薄膜的附有薄膜的晶片，来作为前述评价的附有薄膜的晶片。这样一来，在本专利技术中，可以使用一种在基板与薄膜之间、或在薄膜上，形成有第二薄膜即具有2层薄膜的附有薄膜的晶片，来作为评价的附有薄膜的晶片。并且，此时，可以使前述基板及前述薄膜为单晶硅，形成于前述基板与前述薄膜之间的所述第二薄膜为氧化硅膜。这样一来，可以使用SOI晶片，作为评价的附有薄膜的晶片，其中，基板及薄膜为单晶娃，第二薄膜为氧化娃膜。通过根据SOI层膜厚与氧化埋层(buried oxide layer,BOX)(氧化硅膜层)厚的组合来选择适宜的波长λ，能以I μ m以下的分辨率来定量地评价SOI层膜厚的膜厚分布、均匀性。(专利技术的效果) 如上所述，根据本专利技术，可以提供一种薄膜的膜厚分布测定、膜厚均匀性评价方法，所述方法能以低成本简便地且以充分的空间分辨率，对整个晶片进行影响元件的微薄膜的膜厚分布的测定。并且，通过选择反射率相对于薄膜的膜厚设定值的变动较大的波长，可以进行更准确的评价。尤其是，当进行SOI晶片的评价时，通过根据SOI层膜厚与BOX层(氧化硅膜层)厚的组合来选择适宜的波长，能以I μ m以下的分辨率来定量地评价SOI层膜厚的膜厚分布、均匀性。附图说明图I是表示当SOI晶片的BOX层厚固定(145nm)时，反射率相对于3个代表性波长的SOI层膜厚的变动的图。图2是可以用于本专利技术的附有薄膜的晶片的评价方法的普通的光学显微镜装置的概要图。图3是实施方式I至实施方式6中的反射率R的波长相关性的计算结果。图4是实施方式I至实施方式6中的反射率的差Λ R的波长相关性的计算结果。图5是实施方式I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑原登，
申请(专利权)人：信越半导体股份有限公司，
类型：
国别省市：