專利名稱：一種非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及襯底表面形貌的檢測(cè)，特別涉及一種非破壞性檢測(cè)襯底表面形 貌的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，當(dāng)在硅襯底上制作凸出或凹陷于硅襯底的結(jié)構(gòu)后，當(dāng) 需檢測(cè)該結(jié)構(gòu)的尺寸是否在控制范圍內(nèi)時(shí)，只有將需檢驗(yàn)的部位做剖面后放在
類似掃描電鏡(SEM)的儀器下進(jìn)行測(cè)試，才能測(cè)得硅片襯底的表面形貌。如此 破壞性的檢驗(yàn)襯底的表面形貌，會(huì)造成極大的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，通過所述 方法可不破壞襯底就能檢測(cè)出襯底表面的形貌。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，該 襯底表面具有凸起結(jié)構(gòu)及/或凹陷結(jié)構(gòu)，該方法包括以下步驟(l)提供一平 坦襯底、 一厚度預(yù)選范圍以及一具有特定圖形的光罩，在該預(yù)選范圍中選取不 同的厚度且在該平坦襯底上分別涂敷所選厚度的光阻，再使用該光罩在該光阻 上光刻出該特定圖形；(2 )測(cè)得該不同厚度的光阻所對(duì)應(yīng)的該特定圖形的特征 尺寸；(3 )依據(jù)測(cè)得的特征尺寸及其對(duì)應(yīng)的光阻厚度繪制出光阻厚度與特征尺 寸的關(guān)系曲線圖，并將該曲線圖儲(chǔ)存在一數(shù)據(jù)庫中；(4 )在待測(cè)的襯底上涂敷 預(yù)選厚度范圍中一選定厚度的光阻，再使用 一具有多個(gè)該特定圖形的光罩在該 光阻上光刻出該多個(gè)特定圖形；(5 )測(cè)得該多個(gè)特定圖形的特征尺寸；(6 ) 依據(jù)所測(cè)得的特征尺寸以及數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的曲線圖得出該待測(cè)襯底的表面形 貌。
在上述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法中，在步驟(6 )中，當(dāng)步驟(5 )中測(cè)到的特征尺寸小于數(shù)據(jù)庫中選定厚度所對(duì)應(yīng)的特征尺寸時(shí)，該特定圖形覆
蓋的結(jié)構(gòu)為凸起結(jié)構(gòu)，當(dāng)步驟(5)中測(cè)到的特征尺寸大于數(shù)據(jù)庫中選定厚度所 對(duì)應(yīng)的特征尺寸時(shí)，該特定圖形覆蓋的結(jié)構(gòu)為凹陷結(jié)構(gòu)。
在上述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法中，在步驟(6)中，該選定厚 度與步驟(5)中測(cè)到的特征尺寸在數(shù)據(jù)庫中所對(duì)應(yīng)的光阻厚度的差值即為該凸 起結(jié)構(gòu)的高度或凹陷結(jié)構(gòu)的深度。
在上述的非破壞性檢測(cè)村底表面形貌的方法中，該凸起結(jié)構(gòu)的高度及該凹 陷結(jié)構(gòu)的深度均小于一預(yù)i殳值。
在上述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法中，該預(yù)設(shè)值為100埃。
在上述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法中，該預(yù)選厚度范圍為3000埃 至4000埃。
在上述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法中，在步驟(l)中，以一厚度 間隔在該預(yù)選厚度范圍中選取不同的厚度，該厚度間隔為100埃
在上述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法中，該選定厚度為3800埃。 在上述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法中，該特定圖形為邊長(zhǎng)為0.18 孩吏米的正方形。
與現(xiàn)有技術(shù)中將襯底做剖面且在掃描電鏡下4企測(cè)相比，本發(fā)明的非破壞性 檢測(cè)襯底表面形貌的方法先建立不同光阻厚度與特定圖形在該光阻上光刻后的 特征尺寸的數(shù)據(jù)庫，然后在待測(cè)的襯底上涂敷選定厚度的光阻，并使用具有多 個(gè)特定圖形的光罩對(duì)光阻進(jìn)行光刻，之后依據(jù)光刻后的特征尺寸及數(shù)據(jù)庫中的 數(shù)據(jù)得出硅片表面的形貌，如此可不破壞襯底就可檢測(cè)出襯底的表面的形貌， 另可大大節(jié)約成本。


本發(fā)明的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法由以下的實(shí)施例及附圖給出。 圖1為本發(fā)明的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法的流程圖； 圖2為步驟S13中的光阻厚度與特征尺寸的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下將對(duì)本發(fā)明的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，用于檢測(cè)表面具有凸起結(jié)構(gòu) 及/或凹陷結(jié)構(gòu)的襯底的表面形貌，所述凸起結(jié)構(gòu)的高度及凹陷結(jié)構(gòu)的深度均小
于一預(yù)設(shè)值。在本實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)值為100埃。
參見圖1，本發(fā)明的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法首先進(jìn)行步驟SIO，
提供一平坦襯底、 一厚度預(yù)選范圍以及一具有特定圖形的光罩。在本實(shí)施例中，
所述預(yù)選厚度范圍為3000埃至4000埃，所述特定圖形為一邊長(zhǎng)為0. 18微米的 正方形。
接著繼續(xù)步驟Sl 1,以一厚度間隔在所述預(yù)選厚度范圍中選取不同的厚度， 且在所述平坦襯底上分別涂敷所選厚度的光阻。在本實(shí)施例中，所述厚度間隔 為100埃，故分別在平坦襯底上涂覆3000埃、3100埃、3200埃、3300埃、3400 埃、3500埃、3600埃、3700埃、3800埃、3900埃、4000埃厚度的光阻。 接著繼續(xù)步驟S12 ，使用所述光罩在所述光阻上光刻出所述特定圖形。 接著繼續(xù)步驟S13,測(cè)得所述不同厚度的光阻所對(duì)應(yīng)的特定圖形的特征尺 寸。在本實(shí)施例中，當(dāng)光阻厚度分別為3000埃、3100埃、3200埃、3300埃、 3400埃、3500埃、3600埃、370G埃、3800埃、3900埃、4000埃時(shí)，測(cè)得其所 對(duì)應(yīng)的特征尺寸分別為0. 150微米、0. 13(U鼓米、0. 12(H敫米、0. 14(U效米、0. 160 《鼓米、0. 142孩t米、0. 126孩￡米、0. 145《效米、0. 180孩￡米、0. 150樣￡米和0. 140 微米。
接著繼續(xù)步驟S14，依據(jù)測(cè)得的特征尺寸及其對(duì)應(yīng)的光阻厚度繪制出光阻厚 度與特征尺寸的關(guān)系曲線圖，并將所述曲線圖儲(chǔ)存在一數(shù)據(jù)庫中。
參見圖2,顯示了光阻厚度與特征尺寸的關(guān)系曲線圖，如圖所示，所述曲線 圖接近余弦曲線。
接著繼續(xù)步驟S15,在待測(cè)的襯底上涂敷預(yù)選厚度范圍中一選定厚度的光 阻。在本實(shí)施例中，所述選定厚度為3800埃。
接著繼續(xù)步驟S15,使用一具有多個(gè)所述特定圖形的光罩在所述光阻上光刻 出所述多個(gè)特定圖形。
接著繼續(xù)步驟S16，測(cè)得所述多個(gè)特定圖形的特征尺寸。在本實(shí)施例中，以襯底中心點(diǎn)為例進(jìn)行說明，在此測(cè)得了襯底中心點(diǎn)處的所述特定圖形的特征尺
寸為0. 17微米。
接著繼續(xù)步驟S17，依據(jù)所測(cè)得的特征尺寸以及數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的曲線圖得 出所述待測(cè)襯底的表面形貌。在本實(shí)施例中，首先判斷出所述襯底中心處的特 征尺寸(即0. 17微米)小于數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的所述選定厚度(即3800埃)所 對(duì)應(yīng)的特征尺寸(即O. 18微米)，故所述襯底中心的結(jié)構(gòu)為凸出結(jié)構(gòu)，然后依 照曲線圖中0. 17微米特征尺寸所對(duì)應(yīng)的光阻厚度為3770埃，故可得出所述襯 底中心為高度為30埃的凸起結(jié)構(gòu)。
需說明的是，所述待測(cè)襯底上其他區(qū)域的表面形貌的判斷與襯底中心處的 形貌判斷一樣，故在此不再贅述。
綜上所述，本發(fā)明的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法先建立不同光阻厚 度與特定圖形在所述光阻上光刻后的特征尺寸的數(shù)據(jù)庫，然后在待測(cè)的襯底上 涂敷選定厚度的光阻，并使用具有多個(gè)特定圖形的光罩對(duì)光阻進(jìn)行光刻，之后 依據(jù)光刻后的特征尺寸及數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)得出硅片表面的形貌，如此可不破壞 襯底就可檢測(cè)出襯底的表面的形貌，另可大大節(jié)約成本。
權(quán)利要求
1、 一種非破壞性檢測(cè)村底表面形貌的方法，該襯底表面具有凸起結(jié)構(gòu)及/或凹陷結(jié)構(gòu)，其特征在于，該方法包括以下步驟(l)提供一平坦襯底、 一厚 度預(yù)選范圍以及一具有特定圖形的光罩，在該預(yù)選范圍中選取不同的厚度且在 該平坦襯底上分別涂敷所選厚度的光阻，再使用該光罩在該光阻上光刻出該特 定圖形；(2)測(cè)得該不同厚度的光阻所對(duì)應(yīng)的該特定圖形的特征尺寸；(3) 依據(jù)測(cè)得的特征尺寸及其對(duì)應(yīng)的光阻厚度繪制出光阻厚度與特征尺寸的關(guān)系曲 線圖，并將該曲線圖儲(chǔ)存在一數(shù)據(jù)庫中；(4 )在待測(cè)的襯底上涂敷預(yù)選厚度范 圍中一選定厚度的光阻，再使用一具有多個(gè)該特定圖形的光罩在該光阻上光刻 出該多個(gè)特定圖形；(5 )測(cè)得該多個(gè)特定圖形的特征尺寸；(6 )依據(jù)所測(cè)得 的特征尺寸以及數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的曲線圖得出該待測(cè)襯底的表面形貌。
2、 如權(quán)利要求1所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于， 在步驟(6)中，當(dāng)步驟(5)中測(cè)到的特征尺寸小于數(shù)據(jù)庫中選定厚度所對(duì)應(yīng) 的特征尺寸時(shí)，該特定圖形覆蓋的結(jié)構(gòu)為凸起結(jié)構(gòu)，當(dāng)步驟(5)中測(cè)到的特征 尺寸大于數(shù)據(jù)庫中選定厚度所對(duì)應(yīng)的特征尺寸時(shí)，該特定圖形覆蓋的結(jié)構(gòu)為凹 陷結(jié)構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求1所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于， 在步驟(6)中，該選定厚度與步驟(5)中測(cè)到的特征尺寸在數(shù)據(jù)庫中所對(duì)應(yīng) 的光阻厚度的差值即為該凸起結(jié)構(gòu)的高度或該凹陷結(jié)構(gòu)的深度。
4、 如權(quán)利要求l所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于， 該凸起結(jié)構(gòu)的高度及該凹陷結(jié)構(gòu)的深度均小于一預(yù)設(shè)值。
5、 如權(quán)利要求4所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于， 該預(yù)設(shè)值為100埃。
6、 如權(quán)利要求1所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于， 該預(yù)選厚度范圍為3000埃至4000埃。
7、 如權(quán)利要求1所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于， 在步驟(l)中，以一厚度間隔在該預(yù)選厚度范圍中選取不同的厚度。
8、 如權(quán)利要求7所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于，該厚度間隔為100埃。
9、 如權(quán)利要求1所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于， 該選定厚度為3800埃。
10、 如權(quán)利要求1所述的非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法，其特征在于, 該特定圖形為邊長(zhǎng)為0. 18微米的正方形。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種非破壞性檢測(cè)襯底表面形貌的方法?，F(xiàn)有技術(shù)需破壞襯底才能檢測(cè)到襯底的表面形貌。本發(fā)明的方法先提供平坦襯底、厚度預(yù)選范圍及具有特定圖形的光罩，且在該平坦襯底上分別涂敷選自厚度預(yù)選范圍的不同厚度的光阻，再使用該光罩光刻出該特定圖形；然后測(cè)得該不同厚度的光阻所對(duì)應(yīng)的該特定圖形的特征尺寸；接著依據(jù)測(cè)得的特征尺寸及其對(duì)應(yīng)的光阻厚度繪制出兩者的關(guān)系曲線圖且將其儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中；之后在待測(cè)的襯底上涂敷預(yù)選厚度范圍中一選定厚度的光阻，再使用一具有多個(gè)該特定圖形的光罩光刻出該多個(gè)特定圖形；最后檢測(cè)該特定圖形的特征尺寸并依據(jù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)得出該待測(cè)襯底的表面形貌。采用本發(fā)明的方法可對(duì)襯底進(jìn)行非破壞性的檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01B21/20GK101312138SQ20071004103
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者莊燕萍, 軻 張, 王鹢奇, 鄒永祥 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司