[发明专利]台阶样块的刻蚀工艺参数评价方法

说明书

本发明提供了一种台阶样块的刻蚀工艺参数评价方法，属于半导体器件测试技术领域，包括计算台阶样块的高度d；计算台阶样块的外尺寸a和内尺寸b；计算台阶样块的侧面倾斜角θ；设定参数ε评价刻蚀工艺水平，利用参数与台阶侧面倾斜角的关系式计算参数ε。本发明提供的台阶样块的刻蚀工艺参数评价方法，能够准确测量台阶样块的高度及内外尺寸，进而确定台阶样块侧面倾斜角，对台阶样块的刻蚀工艺水平进行准确评价。

技术领域

本发明属于半导体器件测试技术领域，更具体地说，是涉及一种台阶样块的刻蚀工艺参数评价方法。

背景技术

在集成电路与MEMS工艺制造领域，存在大量的几何量工艺参数，其中台阶参数直接影响到整个半导体器件的性能。因此，确保台阶结构的测量精度，对缩减半导体器件的特征参数有着重要的作用。目前，测量台阶的主要方法为接触式测量和非接触式测量。接触式测量精度高，而测量范围小，容易造成台阶表面划痕。在半导体工艺线上，台阶仪作为接触式测量方法的主要仪器，广泛地应用于台阶的测量。

为了保证台阶测量类仪器的准确性，国内外计量机构采用台阶高度标准样块来校准仪器。通常采用半导体刻蚀工艺来研制台阶高度标准样块。通过扫描图像可知，台阶样块呈现出梯形结构，在样块的研制过程中，由于刻蚀工艺的局限性，虽然能够准确控制台阶的高度尺寸，却不能保证台阶侧面完全垂直刻蚀下去，进而影响样块的定标准确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种台阶样块的刻蚀工艺参数评价方法，能够解决现有技术中存在的台阶样块刻蚀准确度差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种台阶样块的刻蚀工艺参数评价方法，包括：

计算台阶样块的高度d；

计算台阶样块的外尺寸a和内尺寸b；

计算台阶样块的侧面倾斜角θ；

设定参数ε评价刻蚀工艺水平，所述参数与台阶侧面倾斜角的关系如公式(1)；

ε＝sinθ (1)。

进一步地，所述计算台阶的高度通过：

扫描出台阶轮廓，将台阶样块划分为A、B和C三个区域，作为测量计算区域，采用各测量计算区域宽度的1/3进行测量，计算结果通过三个测量计算区域的全区域等权的代数和平均值的方法获得，计算公式如(2)所示：

式中：

d——台阶高度，单位：nm；

A_i——区域A中Z轴位移测量值，单位：nm；

B_i——区域B中Z轴位移测量值，单位：nm；

C_i——区域C中Z轴位移测量值，单位：nm；

m——区域B测量点数；

n——区域A、C测量点数；

W——台阶的宽度。

进一步地，所述计算台阶样块的外尺寸a和内尺寸b包括：

采集台阶样块图像，将台阶样块图像分为L、M、N、D、E五个区域，通过边缘检测，获取各区域边界的整像素位置；

寻找边界整像素位置的起止点；

利用轴向邻域和差算法，获取亚像素位置，进而获取边界的精准位置；

完成边界位置的检测，计算台阶样块的外尺寸a和内尺寸b。