[发明专利]一种在线检测硅槽刻蚀深度的方法在审

专利信息
申请号: 202110895081.6 申请日: 2021-08-04
公开(公告)号: CN113611626A 公开(公告)日: 2021-11-05
发明(设计)人: 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
主分类号: H01L21/66 分类号: H01L21/66
代理公司: 上海智晟知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31313 代理人: 张东梅
地址: 200437 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 在线 检测 刻蚀 深度 方法
【说明书】:

发明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。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体制造技术领域。具体而言,本发明涉及一种在线检测硅槽刻蚀深度的方法。

背景技术

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。

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。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题,本发明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:

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。

在本发明一个实施例中规定,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:

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。

在本发明一个实施例中规定,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:

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。

在本发明一个实施例中规定: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。

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