CN112114285A - 一种包含多种校准类型的晶圆标准样板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种包含多种校准类型的晶圆标准样板及其制作方法，属于微纳米级精密测量技术领域。包括：基底，所述基底上设置有指引区域与校准区域；所述指引区域包括：指引图案与至少两个凹坑；所述校准区域包括：与每个凹坑配套的标准样板，所述标准样板安装于所述凹坑上；所述指引图案设置于所述凹坑周围，用于在测量仪器对所述标准样板进行定位时，对所述测量仪器的定位起到指示作用。使用本申请提供的包含多种校准类型的晶圆标准样板及其制作方法，可以在保证校准精度的同时，提高校准效率。

Description

一种包含多种校准类型的晶圆标准样板及其制作方法

技术领域

本申请实施例涉及微纳米级精密测量技术领域，具体而言，涉及一种包含多种校准类型的晶圆标准样板及其制作方法。

背景技术

随着微电子集成电路中结构变得越来越小，使用测量仪器精确地检查和测量这些微小结构变得越来越难。在微电子集成电路产线中，通常使用具有自动装载晶圆功能的测量仪器，来实时检查测量微电子集成电路结构。为了防止干扰或磨损对测量仪器的影响，确保测量仪器的测量准确性，每隔一段时间需要使用标准样板，来测试和校准这类测量仪器。

现有技术中，标准样板上具有校准结构，通过校准结构来测试和校准测量仪器。一块微纳米几何量标准样板通常只包含一种类型或一种尺度的校准结构，也有通过同一种工艺在同一块标准样板上制备出的不同类型或尺度的校准结构。

然而在通过这些校准结构对测量仪器进行校准时，通常需要不同的校准结构来对测量仪器进行校准。若采用一块标准样板对应一种类型的校准结构的方式，则需要频繁更换标准样板来分别对测量仪器进行校准，降低了工作效率；若采用同一种工艺，在标准样板上制备出的不同类型的校准结构，各个不同的校准结构会相互影响，降低了标准样板精度。

发明内容

本申请实施例提供一种包含多种校准类型的晶圆标准样板及其制作方法，旨在解决校准效率低，且使用同一工艺造成的校准结构精度低的问题。

本申请实施例第一方面提供一种包含多种校准类型的晶圆标准样板，包括：基底，所述基底上设置有指引区域与校准区域；

所述指引区域包括：指引图案与至少两个凹坑；

所述校准区域包括：与每个凹坑配套的标准样板，所述标准样板安装于所述凹坑上；

所述指引图案设置于所述凹坑周围，用于在测量仪器对所述标准样板进行定位时，对所述测量仪器的定位起到指示作用。

可选地，所述不同的凹坑周围设置不同的指引图案。

可选地，所述凹坑的内侧壁设置有若干抵触部，所述若干抵触部凸出于所述凹坑的内侧壁，所述若干抵触部远离所述凹坑的内侧壁的一端分别与所述标准样板的侧壁抵触，以对所述标准样板进行定位。

可选地，所述至少两个凹坑内侧壁未设置有所述抵触部的位置，与所述标准样板的侧壁之间具有间隙。

可选地，所述凹坑的深度大于或等于所述标准样板的厚度。

可选地，所述凹坑在所述基底上的分布方式根据所述凹坑的数量确定：

在所述凹坑的数量为两个时，两个所述凹坑对称设置于所述基底的轴线上；

在所述凹坑的数量为三个时，三个所述凹坑分别等间隔分布于以所述基底中心点为中心的一等边三角形的三个顶角处，或三个所述凹坑等间隔分布于所述基底的轴线上，其中，三个所述凹坑中的一个凹坑位于所述基底的中心处；

在所述凹坑的数量为四个时，所述凹坑分别等间隔地分布在以所述基底为中心的一正方形的四个顶角处；

在所述凹坑的数量为五个时，五个所述凹坑中的一个凹坑位于所述基底的中心处，五个所述凹坑中的四个凹坑等间隔均匀分布于所述一个凹坑的周围。

可选地，所述基底上设置有样板规格，所述样板规格设置于所述标准样板周围，其中，不同的所述标准样板对应不同的所述样板规格。

本申请实施例第二方面提供一种制作包含多种校准类型的晶圆标准样板的方法，包括：

制作一块表面具有指引图案、样板规格与至少两个凹坑的光刻掩膜版；

在基底表面旋涂光刻胶，使用所述光刻掩膜版在所述基底表面进行曝光与显影，形成光刻胶掩膜；

通过硅的刻蚀工艺对所述基底表面的光刻胶掩膜进行刻蚀，在所述基底表面形成指引图案、样板规格与至少两个凹坑；

将不同的标准样板安装至与其配套的凹坑中，以形成包含多种校准类型的晶圆标准样板，其中，所述不同的标准样板通过不同的工艺制成。

可选地，在通过硅的刻蚀工艺对所述基底表面的光刻胶掩膜进行刻蚀，在所述基底表面形成指引图案、至少两个凹坑、样板规格之后，还包括：

利用丙酮与酒精清洗所述基底表面残留的光刻胶。

可选地，所述硅的刻蚀工艺包括硅的湿法刻蚀工艺或硅的干法刻蚀工艺。

采用本申请提供的一种包含多种校准类型的晶圆标准样板及其制作方法，通过在基底上设置至少两个凹坑，可以用于安装由不同工艺制造的标准样板，从而使得一块基底上的不同的标准样板能够来自不同的工艺流程，而并非来自同一工艺流程，从而提高了标准样板的精度；并且在使用标准样板进行校准时，测量仪器可以在同一基底上，通过指引图案来查找到所需的标准样板，不必频繁进行标准样板的更换，提高了校准效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的凹坑数量为2个时的结构示意图；

图2是本申请一实施例提出的凹坑数量为3个时的一种结构示意图；

图3是本申请一实施例提出的凹坑数量为3个时的另一种结构示意图；

图4是本申请一实施例提出的凹坑数量为4个时的结构示意图；

图5是本申请一实施例提出的凹坑数量为5个时的结构示意图。

附图标记说明：1、指引区域；2、校准区域；3、标准样板；4、指引图案；5、凹坑；6、基底；7、抵触部；8、样板规格；9、间隙。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

一种包含多种校准类型的晶圆标准样板，包括：基底6，所述基底6上设置有指引区域1与校准区域2；

所述指引区域1包括：指引图案4与至少两个凹坑5；

所述校准区域2包括：与每个凹坑5配套的标准样板3，所述标准样板3安装于所述凹坑5上；

所述指引图案4设置于所述凹坑5周围，用于在测量仪器对所述标准样板3进行定位时，对所述测量仪器的定位起到指示作用。

本实施方式中，标准样板3上具有校准结构，通过校准结构来测试和校准测量仪器。这些测量仪器为具有自动装载晶圆功能的测量仪器，其仅能对晶圆片规格的样品自动进行校准工作，因此，本申请可以将晶圆片作为基底6，基底6的规格直径可以为4英寸、6英寸、8英寸或12英寸，以适应这些具有自动装载晶圆功能的测量仪器对样品尺寸的要求，这样在进行校准时，则可以利用测量仪器的自动校准功能，来实现校准结构对测量仪器的校准工作，在产线中减少人工操作，提高校准过程的效率。其中，标准样板3包括各种尺寸的微纳米线宽标准样板、台阶高度标准样板、一维栅格标准样板与二维栅格标准样板；凹坑5的形状可以为多边形或者圆形。

以图1为例，图1中左边的标准样板3是二维栅格标准样板，通过电子束直写技术结合剥离工艺制备，用于校准测量仪器X方向与Y方向上的放大倍率与图像畸变；图1中右边的标准样板3是台阶高度标准样板，通过ALD技术结合湿法刻蚀工艺制备，用于校准测量仪器Z方向上的放大倍率。这两种工艺属于不同的制备工艺，利用不同的制备工艺来制备不同的标准样板3，可以获得精度很高的校准结构，但由于其所需精度过高，所以采用同一种工艺流程无法将这两种高精度的校准结构同时制作在一块基底6上。

通过在基底6上设置至少两个凹坑5，可以用于安装由不同工艺制造的标准样板3，从而使得一块基底6上的不同的标准样板3能够来自不同的工艺流程，提高了标准样板3的精度；并且在使用标准样板3进行校准时，测量仪器可以在同一基底6上，通过指引图案4来查找到所需的标准样板3，不必频繁进行标准样板3的更换，提高了校准效率，且利用了测量仪器对本申请中的基底6的自动校准功能，进一步提高了校准效率。

在一种可行的实施方式中，所述不同的凹坑5周围设置不同的指引图案4。

本实施方式中，不同的指引图案4可以表现为对于不同的凹坑5指引图案4的数量不同、指引图案4的形状不同或指引图案4的尺寸不同。对于指引图案4的数量不同可以为针对不同的凹坑5可以采用不同数量且相同形状的指引图案4对测量设备进行指引，对于指引图案4的形状不同可以采用不同形状且相同数量的指引图案4对测量设备进行指引，也可以采用相同形状不同尺寸来对测量设备进行指引，本申请不作限制。

其中，不同的数量可以为1～5个，如图1所示，指向图1中左边的标准样板3的指引图案4的数量为1个；指向图1中右边的标准样板3的指引图案4的数量为2个。不同的形状可以包括矩形、等边三角形、等腰三角形、等腰梯形或箭头等。不同的尺寸可以如图1所示，指向图1中左边的标准样板3的指引图案4为底边为7mm，高为15mm的等腰三角形；指向图1中右边的标准样板3的指引图案4为边长为7mm的等边三角形。

其中，测量设备通过指引图案4来对标准样板3进行定位时，可以预先在程序中设定指引图案4所在位置对应的坐标，然后在定位过程中，一旦识别到指引图案4，即可根据指引图案4与标准样板3之间的位置关系来确定标准样板3所在位置。

例如，参照图1，在指引图案4为三角箭头的情况下，通过三角箭头的尖端处作为三角箭头的坐标，以三角箭头尖端处至标准样板3的中心之间的距离作为指引图案4与标准样板3之间的位置关系。测量设备在进行测量时，先识别到三角箭头尖端的坐标，再依据三角箭头尖端处至标准样板3的中心之间的距离，计算出标准样板3中心处的坐标，从而实现对标准样板3的定位，以进行后续的校准工作。

另外，所述基底6上设置有样板规格8，所述样板规格8设置于所述标准样板3周围，其中，不同的所述标准样板3对应不同的所述样板规格8。

如图1所示，在不同的凹坑5周围设置有不同类型的指引图案4，与不同的样板规格8，图1中左边的标准样板3是二维栅格标准样板，对应的样板规格8则为2D-500，图1中右边的标准样板3是台阶高度标准样板，对应的样板规则则是STEP-40。

通过样板规格8的设置，可以明确标准样板3的校准种类、校准方向与具体的尺寸，使得检测人员可以通过样板规格8，来获知应拿取何种规格的标准样板3安装至该凹坑5内；并且基于样板规格8设置的位置，可以确定标准样板3的摆放方向，给检测人员指示作用，减少将标准样板3对应至凹坑5内的工作量；另外，测量人员在使用测量仪器进行校准工作时，也可以根据样板规格8获知当前所使用的晶圆基底6上具有何种规格的校准结构，也起到了指示作用。

在一种可行的实施方式中，所述凹坑5在所述基底6上的分布方式根据所述凹坑5的数量确定：

参照图1，在所述凹坑5的数量为两个时，两个所述凹坑5对称设置于所述基底6的轴线上；

参照图2，在所述凹坑5的数量为三个时，三个所述凹坑5分别等间隔分布于以所述基底6中心点为中心的一等边三角形的三个顶角处，或参照图3，三个所述凹坑5等间隔分布于所述基底6的轴线上，其中，三个所述凹坑5中的一个凹坑5位于所述基底6的中心处；

参照图4，在所述凹坑5的数量为四个时，所述凹坑5分别等间隔地分布在以所述基底6为中心的一正方形的四个顶角处；

参照图5，在所述凹坑5的数量为五个时，五个所述凹坑5中的一个凹坑5位于所述基底6的中心处，五个所述凹坑5中的四个凹坑5等间隔均匀分布于所述一个凹坑5的周围。

本实施方式中，相邻凹坑5之间的间距根据基底6的尺寸来确定，基底6的尺寸越大，对应的凹坑5数量越多；且凹坑5的数量也不仅仅由基底6的尺寸所确定，基底6的尺寸仅作为参考，本申请在此不作限定。

参照图1，在一种可行的实施方式中，所述凹坑5的内侧壁设置有若干抵触部7，所述若干抵触部7凸出于所述凹坑5的内侧壁，所述若干抵触部7远离所述凹坑5的内侧壁的一端分别与所述标准样板3的侧壁抵触，以对所述标准样板3进行定位。

本实施方式中，抵触部7的横截面可以为梯形、矩形、三角形或箭头等等，抵触部7可以设置在凹坑5的四个内侧壁上，分别对标准样板3的四个侧壁均进行抵触定位，以限定标准样板3的位置，且抵触部7的顶壁与基底6设置有凹坑5的一面齐平。

其中，抵触部7与指引图案4之间的连线均穿过标准样板3的中心位置，以同时对测量设备起到指示作用。

另外，所述至少两个凹坑5内侧壁未设置有所述抵触部7的位置，与所述标准样板3的侧壁之间具有间隙9。

如图1所示，在将标准样板3安装至凹坑5内时，可以采用粘合剂、熔合或键合的方式，将标准样板3安装至凹坑5内。粘合剂包括能够将标准样板3与凹坑5粘合起来的任何粘合剂与胶水。

若采用粘合剂将标准样板3安装至凹坑5内时，粘合剂极有可能从凹坑5内溢出，污染标准样板3的上表面，从而降低标准样板3的校准结构的校准精确度。为了避免标准样板3被粘合剂污染，至少两个凹坑5内侧壁未设置有所述抵触部7的位置，与所述标准样板3的侧壁之间具有间隙9，多余的粘合剂则会流动至间隙9处，而不会从凹坑5内溢出，从而避免了粘合剂污染标准样板3的上表面。

在一种可行的实施方式中，所述凹坑5的深度大于或等于所述标准样板3的厚度。

其中，可以将凹坑5的深度设置为350μm，标准样板3的厚度为300μm。

通过凹坑5深度大于或等于标准样板3厚度的设置，可以使得安装后的标准样板3能够尽可能地与基底6表面实现共面，以便于测量仪器基底6与标准样板3进行操作。

实施例二

基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种制作包含多种校准类型的晶圆标准样板的方法，包括：

步骤S1:制作一块表面具有指引图案4、样板规格8与至少两个凹坑5的光刻掩膜版；

步骤S2:在基底6表面旋涂光刻胶，使用所述光刻掩膜版在所述基底6表面进行曝光与显影，形成光刻胶掩膜；

步骤S3:通过硅的刻蚀工艺对所述基底6表面的光刻胶掩膜进行刻蚀，在所述基底6表面形成指引图案4、样板规格8与至少两个凹坑5；

步骤S4:利用丙酮与酒精清洗所述基底6表面残留的光刻胶；

步骤S5:将不同的标准样板3安装至与其配套的凹坑5中，以形成包含多种校准类型的晶圆标准样板，其中，所述不同的标准样板3通过不同的工艺制成。

以图1为例，制作如图1中的晶圆标准样板的制作方法可以为：

首先制作一块表面有2个凹坑5、与凹坑5匹配的指引图案4以及样板规格8图形的光刻掩膜版，设定凹坑5的形状为多边形，相邻凹坑5之间的间距为15mm，抵触部7的横截面呈梯形，梯形的4mm，上底为2mm，高为2mm；

然后在基底6表面旋涂光刻胶，使用光刻掩膜版在基底6表面进行曝光和显影，形成光刻胶掩膜；

然后通过硅的刻蚀工艺对被显影区域的图形进行刻蚀，获得深度为350μm的指引图案4、2个凹坑5以及样板规格8；

然后再使用丙酮和酒精去除光刻胶；

最后将标准样板3使用粘合剂通过贴装机，将标准样板3粘合至与其配套的凹坑5中，标准样板3的侧壁与抵触部7抵触，标准样板3的中心与凹坑5的中心重合，以形成包含多种校准类型的晶圆标准样板。

本实施例中，硅的刻蚀工艺包括硅的湿法刻蚀工艺或硅的干法刻蚀工艺。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种包含多种校准类型的晶圆标准样板及其制作方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种包含多种校准类型的晶圆标准样板，其特征在于，包括：基底(6)，所述基底(6)上设置有指引区域(1)与校准区域(2)；

所述指引区域(1)包括：指引图案(4)与至少两个凹坑(5)；

所述校准区域(2)包括：与每个凹坑(5)配套的标准样板(3)，所述标准样板(3)安装于所述凹坑(5)上；

所述指引图案(4)设置于所述凹坑(5)周围，用于在测量仪器对所述标准样板(3)进行定位时，对所述测量仪器的定位起到指示作用。

2.根据权利要求1所述的晶圆标准样板，其特征在于，所述不同的凹坑(5)周围设置不同的指引图案(4)。

3.根据权利要求1所述的晶圆标准样板，其特征在于，所述凹坑(5)的内侧壁设置有若干抵触部(7)，所述若干抵触部(7)凸出于所述凹坑(5)的内侧壁，所述若干抵触部(7)远离所述凹坑(5)的内侧壁的一端分别与所述标准样板(3)的侧壁抵触，以对所述标准样板(3)进行定位。

4.根据权利要求3所述的晶圆标准样板，其特征在于，所述至少两个凹坑(5)内侧壁未设置有所述抵触部(7)的位置，与所述标准样板(3)的侧壁之间具有间隙(9)。

5.根据权利要求1所述的晶圆标准样板，其特征在于，所述凹坑(5)的深度大于或等于所述标准样板(3)的厚度。

6.根据权利要求1所述的晶圆标准样板，其特征在于，所述凹坑(5)在所述基底(6)上的分布方式根据所述凹坑(5)的数量确定：

在所述凹坑(5)的数量为两个时，两个所述凹坑(5)对称设置于所述基底(6)的轴线上；

在所述凹坑(5)的数量为三个时，三个所述凹坑(5)分别等间隔分布于以所述基底(6)中心点为中心的一等边三角形的三个顶角处，或三个所述凹坑(5)等间隔分布于所述基底(6)的轴线上，其中，三个所述凹坑(5)中的一个凹坑(5)位于所述基底(6)的中心处；

在所述凹坑(5)的数量为四个时，所述凹坑(5)分别等间隔地分布在以所述基底(6)为中心的一正方形的四个顶角处；

在所述凹坑(5)的数量为五个时，五个所述凹坑(5)中的一个凹坑(5)位于所述基底(6)的中心处，五个所述凹坑(5)中的四个凹坑(5)等间隔均匀分布于所述一个凹坑(5)的周围。

7.根据权利要求1所述的晶圆标准样板，其特征在于，所述基底(6)上设置有样板规格(8)，所述样板规格(8)设置于所述标准样板(3)周围，其中，不同的所述标准样板(3)对应不同的所述样板规格(8)。

8.一种制作包含多种校准类型的晶圆标准样板的方法，其特征在于，包括：

制作一块表面具有指引图案(4)、样板规格(8)与至少两个凹坑(5)的光刻掩膜版；

在基底(6)表面旋涂光刻胶，使用所述光刻掩膜版在所述基底(6)表面进行曝光与显影，形成光刻胶掩膜；

通过硅的刻蚀工艺对所述基底(6)表面的光刻胶掩膜进行刻蚀，在所述基底(6)表面形成指引图案(4)、样板规格(8)与至少两个凹坑(5)；

将不同的标准样板(3)安装至与其配套的凹坑(5)中，以形成包含多种校准类型的晶圆标准样板，其中，所述不同的标准样板(3)通过不同的工艺制成。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在通过硅的刻蚀工艺对所述基底(6)表面的光刻胶掩膜进行刻蚀，在所述基底(6)表面形成指引图案(4)、至少两个凹坑(5)、样板规格(8)之后，还包括：

利用丙酮与酒精清洗所述基底(6)表面残留的光刻胶。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述硅的刻蚀工艺包括硅的湿法刻蚀工艺或硅的干法刻蚀工艺。

Images