[发明专利]基于扫描电子显微镜测量侧壁倾斜角的方法

说明书

本发明公开了一种基于扫描电子显微镜测量侧壁倾斜角的方法，属于半导体技术领域。所述方法包括：将电子束沿竖直方向倾斜第一角度入射沟道，通过扫描电子显微镜拍摄沟道图片得到第一图片，分析第一图片得到第一角度与预测量的侧壁倾斜角之间的第一关系表达式；将电子束沿竖直方向倾斜第二角度入射沟道，第二角度与第一角度不等，通过扫描电子显微镜拍摄沟道图片得到第二图片，分析第二图片得到第二角度与预测量的侧壁倾斜角之间的第二关系表达式；根据第一关系表达式和第二关系表达式推算出预测量的侧壁倾斜角的大小。本发明中，不仅实现了侧壁倾斜角快速的在线无损测量，而且能够节约时间和成本，缩短研发周期，从而满足大规模的生产要求。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种基于扫描电子显微镜测量侧壁倾斜角的方法。

背景技术

随着人们对电子产品的要求向小型化、多功能、环保型等方向的发展，人们努力寻求将电子系统越来越小，集成度越来越高，功能越来越多，越来越强。由此产生了许多新技术、新材料和新设计，三维堆叠封装技术就是这些技术的典型代表。其中，将三维堆叠封装技术应用于三维存储器的研发过程中，为确保研发效率及产品良率，对其关键结构的角度进行在线快速测量至关重要。其中，沟道侧壁倾斜角(腐蚀角)的测量即为之一。

现有的沟道侧壁倾斜角的测量方法，主要是采用聚焦离子束(Focused Ion beam，FIB)切割样品后，利用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)拍摄图片，并进行人工测量；然而，该方法中，聚焦离子束会破坏晶圆，并且在制备样品的过程中，切割角度不同，最终透射电子显微镜拍摄出来的图片结果之间也会存在一定差异，其无法满足大规模的在线快速测量需求。而扫描电子显微镜(ScanningElectron Microscope，SEM)测量方法，其可实现快速的在线测量，然而其在目前的应用中，通常是采用电子束沿竖直方向入射测量样品，并限于平面特征的测量。在将扫描电子显微镜应用到沟道侧壁倾斜角的测量时，如图1(电子束沿竖直方向入射时，扫描电子显微镜拍摄的沟道图片)和图2(电子束沿竖直方向入射的示意图)所示，由于沟道侧壁是倾斜的，且与竖直方向的夹角很小，故认为电子束近似与侧壁平行，边界处的二次电子受到周围的影响较小，因而在侧壁边界处收集到的电子比其他区域要多，从而产生白色的边界，而其他区域相对较暗。从图中可以看出，在电子束沿竖直方向射入的情况下，由于电子束近似与侧壁方向平行，而看不见侧壁的轮廓，只能看见白色的边界，因此无法测量出需要的数据。可见，虽然扫描电子显微镜测量方法，能够实现快速的在线测量，但是如何应用到三维存储器中沟道侧壁倾斜角的有效测量仍是需要解决的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种基于扫描电子显微镜测量侧壁倾斜角的方法，包括：

将电子束沿竖直方向倾斜第一角度入射沟道，通过扫描电子显微镜拍摄沟道图片得到第一图片，分析所述第一图片得到所述第一角度与预测量的侧壁倾斜角之间的第一关系表达式；

将电子束沿竖直方向倾斜第二角度入射沟道，所述第二角度与所述第一角度不等，通过扫描电子显微镜拍摄沟道图片得到第二图片，分析所述第二图片得到所述第二角度与预测量的侧壁倾斜角之间的第二关系表达式；

根据所述第一关系表达式和所述第二关系表达式推算出预测量的侧壁倾斜角的大小。

可选地，所述第一角度和所述第二角度均大于0度小于10度。

可选地，所述分析所述第一图片得到所述第一角度与预测量侧壁倾斜角之间的第一关系表达式，具体为：测量所述第一图片中电子束倾斜投影的侧壁宽度，将测量的侧壁宽度用所述第一角度的三角函数及预测量侧壁倾斜角的三角函数进行表示，得到第一关系表达式；