半導體膜厚度量測校準標準片及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體測試技術(shù)，特別涉及一種用于半導體膜厚度量測設(shè)備所使用的校準標準片及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導體制程工藝的不斷發(fā)展，量測設(shè)備在其中扮演的角色越來越重要，保證半導體量測的準確性同樣極為重要，而保證量測的準確性需要依賴于標準片對設(shè)備進行定期校準。
[0003]半導體生產(chǎn)廠具有多種類型的量測機臺(設(shè)備)，針對膜厚度進行量測的設(shè)備機臺需要厚度量測校準標準片。目前，一套厚度量測校準標準片由數(shù)片晶圓(wafer)組成，每一片晶圓用以校準一個厚度值，每片晶圓的中心位置(光滑面)生長一層確定厚度的二氧化硅，以在晶圓中心位置形成圖案(pattern)區(qū)域，該區(qū)域被確認為校準區(qū)域。例如，目前所使用的一套用于膜厚量測機臺的標準片，二氧化硅在晶圓中心位置所形成的圖案區(qū)域的厚度從20埃到10000埃不等，共有11種不同的膜厚，即11片標準片，每一片標準片的單價約為1.5萬美元，根據(jù)制程需求，需要至少配置6片標準片(包括從最薄到最厚)，在內(nèi)標法的校準方法下，保證在不同的膜厚等級(level)都具有標準片對其進行校準，進而確保量測機臺的準確性。
[0004]由上述說明可以看出；現(xiàn)有的技術(shù)中校準一臺量測機臺需要使用多片標準片，而現(xiàn)行通用的標準片價格都較昂貴，需要花大量的錢購買以及每年對標準片進行例行校準；另外，在校準的過程中，量測機臺需要多次裝載(load)和卸載(unload)不同等級的標準片，一方面會花費大量時間，降低機臺對產(chǎn)品的量測產(chǎn)出率，另一方面在傳輸過程中會增大標準片晶圓損壞的風險；再者，多片標準片晶圓也難以統(tǒng)一保存。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種半導體膜厚度量測校準標準片及其制造方法，以實現(xiàn)采用同一片標準片對多個厚度等級的校準。
[0006]本申請的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種半導體膜厚度量測校準標準片，包括:
[0008]晶圓基片；
[0009]位于所述晶圓基片表面的至少2個不同膜厚等級的圖案區(qū)域。
[0010]進一步，所述晶圓基片為硅基片，所述圖案區(qū)域材料為二氧化硅。
[0011]進一步,所述圖案區(qū)域呈圓形,直徑為35mm?45mm。
[0012]進一步，所述圖案區(qū)域為N個，N ^ 2，各個圖案區(qū)域的厚度各不相等，N個圖案區(qū)域中，第η圖案區(qū)域的厚度為第η厚度，其中，I
[0013]進一步，所述N個圖案區(qū)域均勻地分布于所述晶圓基片中心的周圍，且所述N個圖案區(qū)域距離所述晶圓基片中心均相等。
[0014]進一步,每個圖案區(qū)域的中心到原點的距離均為45mm?55mm。
[0015]進一步，在以所述晶圓基片的中心為原點的極坐標中，所述N個圖案區(qū)域中的任意相鄰的兩個圖案區(qū)域之間的極坐標的角度之差均相等。
[0016]進一步，所述圖案區(qū)域為6個，6個所述圖案區(qū)域分別為:
[0017]第一圖案區(qū)域，其厚度為第一厚度；
[0018]第二圖案區(qū)域，其厚度為第二厚度；
[0019]第三圖案區(qū)域，其厚度為第三厚度；
[0020]第四圖案區(qū)域，其厚度為第四厚度；
[0021]第五圖案區(qū)域，其厚度為第五厚度；
[0022]第六圖案區(qū)域，其厚度為第六厚度；
[0023]所述第一厚度為10?30埃，所述第二厚度為35?55埃，所述第三厚度為100?150埃，所述第四厚度為1000?3000埃，所述第五厚度為5000?7000埃，所述第六厚度為8000 ?12000 埃。
[0024]一種半導體膜厚度量測校準標準片的制造方法，包括:
[0025]提供一晶圓基片；
[0026]在所述晶圓基片表面生長至少2個不同膜厚等級的圖案區(qū)域。
[0027]進一步，所述圖案區(qū)域為N個，N彡2，各個圖案區(qū)域的厚度各不相等，N個圖案區(qū)域中，第η圖案區(qū)域的厚度為第η厚度，其中，I
[0028]進一步，所述N個圖案區(qū)域均勻地分布于所述晶圓基片中心的周圍，且所述N個圖案區(qū)域距離所述晶圓基片中心均相等。
[0029]進一步,每個圖案區(qū)域的中心到原點的距離均為45mm?55mm。
[0030]進一步，在以所述晶圓基片的中心為原點的極坐標中，所述N個圖案區(qū)域中的任意相鄰的兩個圖案區(qū)域之間的極坐標的角度之差均相等。
[0031]進一步，在所述晶圓基片表面生長N個不同膜厚等級的圖案區(qū)域的光刻階段所采用的光刻掩膜為N個；其中，第一光刻掩膜具有第N掩膜區(qū)域，第N光刻掩膜具有從第一掩膜區(qū)域到第N掩膜區(qū)域的全部掩膜區(qū)域，第η光刻掩膜具有從第Ν-Ν+1掩膜區(qū)域到第N掩膜區(qū)域；在所有的N個掩膜區(qū)域中，第η掩膜區(qū)域與所述第η圖案區(qū)域的位置相一致。
[0032]進一步，在所述晶圓基片表面生長N個不同膜厚等級的圖案區(qū)域，包括:
[0033]在所述晶圓基片表面進行第一次薄膜沉積，并使用第一光刻掩膜對所沉積薄膜進行光刻，對光刻后的薄膜進行蝕刻，以在所述晶圓基片表面形成第N圖案區(qū)域；
[0034]在所述晶圓基片表面進行第η次薄膜沉積，并使用第η光刻掩膜對所沉積薄膜進行光刻，對光刻后的薄膜進行蝕刻，以在所述晶圓基片表面形成第Ν-Ν+1掩膜區(qū)域到第N掩膜區(qū)域；
[0035]在所述晶圓基片表面進行第N次薄膜沉積，并使用第N光刻掩膜對所沉積薄膜進行光刻，對光刻后的薄膜進行蝕刻，以在所述晶圓基片表面形成第一掩膜區(qū)域到第N掩膜區(qū)域的全部掩膜區(qū)域。
[0036]進一步，所述圖案區(qū)域為6個，在所述晶圓基片表面生長6個不同膜厚等級的圖案區(qū)域的光刻階段所采用的光刻掩膜為6個，分別為第一光刻掩膜、第二光刻掩膜、第三光刻掩膜、第四光刻掩膜、第五光刻掩膜、第六光刻掩膜；其中，
[0037]第一光刻掩膜具有第六掩膜區(qū)域；
[0038]第二光刻掩膜具有第五掩膜區(qū)域、第六掩膜區(qū)域；
[0039]第三光刻掩膜具有第四掩膜區(qū)域、第五掩膜區(qū)域、第六掩膜區(qū)域；
[0040]第四光刻掩膜具有第三掩膜區(qū)域、第四掩膜區(qū)域、第五掩膜區(qū)域、第六掩膜區(qū)域；
[0041]第五光刻掩膜具有第二掩膜區(qū)域、第三掩膜區(qū)域、第四掩膜區(qū)域、第五掩膜區(qū)域、第六掩膜區(qū)域；
[0042]第六光刻掩膜具有第一掩膜區(qū)域、第二掩膜區(qū)域、第三掩膜區(qū)域、第四掩膜區(qū)域、第五掩膜區(qū)域、第六掩膜區(qū)域；
[0043]在所述晶圓基片表面生長6個不同膜厚等級的圖案區(qū)域，包括:
[0044]在所述晶圓基片表面沉積4000埃厚度薄膜，使用第一光刻掩膜對所沉積薄膜進行光刻，對光刻后的薄膜進行蝕刻，以在所述晶圓基片表面形成4000埃厚度的第六圖案區(qū)域；
[0045]在形成有第六圖案區(qū)域的晶圓基片表面沉積4000埃厚度薄膜，使得第六圖案區(qū)域厚度變?yōu)?000埃，使用第二光刻掩膜對所沉積薄膜進行光刻，對光刻后的薄膜進行蝕亥IJ，以在所述晶圓基片表面形成8000埃厚度的第六圖案區(qū)域以及4000埃厚度的第五圖案區(qū)域；
[0046]在形成有第六圖案區(qū)域和第五圖案區(qū)域的晶圓基