CN1310283C - 半导体用的扫描工具的校正方法及其标准校正片 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种半导体用的扫描工具的校正方法及其用于校正扫描工具的标准校正片，该半导体用的扫描工具的校正方法，是首先提供具有一标准图案的一晶圆，其中该标准图案的侧壁是呈斜坡状。之后利用一扫描工具扫描晶圆上的标准图案，以取得一讯号，该讯号是表现出标准图案的侧壁处的位置，利用讯号即能对扫描工具作X方向、Y方向以及Z方向的校正。由于本发明的方法不但能对扫描工具作X方向与Y方向的校正，而且还能对Z方向作校正，因此，可以改善现有技术中因无法校正Z方向而使扫描工具仍有偏差的问题。

Description

半导体用的扫描工具的校正方法及其标准校正片

技术领域

本发明涉及一种半导体器件领域用于制造或处理半导体的方法或设备中的扫描工具的校正方法及其标准校正片，特别是涉及一种扫描式电子显微镜的匹配(match)与校正(calibration)的半导体用的扫描工具的校正方法及其用于校正扫描工具的标准校正片。

背景技术

通常在半导体制程中，在一些制程步骤之后，都会使用扫描式电子显微镜(SEM tool)来观察晶圆上的图案是否有与预期的目标相符合。而且，在使用扫描式电子显微镜观察晶圆图案时，通常会先利用标准校正片来对扫描式电子显微镜作匹配(match)以及校正(calibration)的动作，以确保扫描式电子显微镜所呈现的结果不会产生偏差。

而一般扫描式电子显微镜的校正的方法，是利用具有标准图案的标准校正片来进行。请参阅图1，是现有习知的用于校正扫描式电子显微镜的标准校正片的剖面示意图。该现有的标准校正片，是由一晶圆100以及晶圆100上的一膜层102所构成，且膜层102具有一标准图案104a或104b。特别是，标准图案104a或104b的侧壁都是垂直状的侧壁。之后，将该晶圆100置于扫描式电子显微镜中以进行扫描，即可取得标准图案104a或104b在其图案边缘处所反应出的讯号(如箭头所示之处)。然后，利用所取得的讯号值来作扫描式电子显微镜的校正。

然而，当以上述的方法作校正之后，使用校正后的扫描式电子显微镜来观察具有接触窗开口的膜层时，却仍然会产生明显的偏差。这是因为，通常在膜层中所形成的接触窗开口的轮廓会由上往下缩小，而且接触窗开口底部的尺寸才是其关键尺寸。而以现有的标准校正片进行校正与匹配，只能对标准图案表面，即X方向与Y方向的位置作匹配与校正，但却无法对Z方向(深度的方向)作校正与匹配。因此，若是以现有的标准校正片作校正之后，利用校正后的扫描式电子显微镜观察接触窗开口时还是会有偏差的情形发生。

由此可见，上述现有的半导体用的扫描工具的校正方法及其用于校正扫描工具的标准校正片仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的校正方法及其标准校正片的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的校正方法及其标准校正片存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的半导体用的扫描工具的校正方法及其用于校正扫描工具的标准校正片，能够改进一般现有的校正方法及其标准校正片，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服上述现有的扫描工具的校正方法及其标准校正片存在的缺陷，而提供一种新的半导体用的扫描工具的校正方法及其用于校正扫描工具的标准校正片，所要解决的主要技术问题是使其可以解决利用现有习知的校正方法及其标准校正片校正扫描式电子显微镜之后，因无法对Z方向作校正与匹配，因此仍存在有偏差的问题，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种半导体用的扫描工具的校正方法，其包括以下步骤：提供具有一标准图案的一晶圆，其中该标准图案的侧壁是呈斜坡状；以及利用一扫描工具扫描该晶圆上的该标准图案，以取得一讯号，该讯号是表现出该标准图案的侧壁处的位置，利用该讯号即能对该扫描工具作X方向、Y方向以及Z方向的校正。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的半导体用的扫描工具的校正方法，其中所述的晶圆是一测试晶圆。

前述的半导体用的扫描工具的校正方法，其中所述的晶圆是一产品晶圆。

前述的半导体用的扫描工具的校正方法，其中所述的扫描工具是一扫描式电子显微镜。

前述的半导体用的扫描工具的校正方法，其中所述的标准图案是一开口图案，且该开口图案是由上往下缩小的开口图案。

前述的半导体用的扫描工具的校正方法，其中所述的标准图案是一凸起图案。

本发明的目的及解决其主要技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种用于校正扫描工具的标准校正片，是用以校正半导体用的一扫描工具，该标准校正片包括：一晶圆；以及一标准图案，配置于该晶圆上，其中该标准图案的侧壁是呈斜坡状，且该标准图案的尺寸是一关键尺寸，且该标准图案是一凸起图案或是一开口图案，其中该开口图案是由上往下缩小的开口图案，该开口图案底部的尺寸是该关键尺寸。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的用于校正扫描工具的标准校正片，其中所述的晶圆是一测试晶圆

前述的用于校正扫描工具的标准校正片，其中所述的晶圆是一产品晶圆。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明提出一种半导体用的扫描工具的校正方法，该方法是首先提供具有一标准图案的一晶圆，其中该标准图案的侧壁是呈斜坡状。之后利用一扫描工具扫描晶圆上的标准图案，以取得一讯号，该讯号是表现出标准图案的侧壁处的位置，且利用讯号即能对扫描工具作X方向、Y方向以及Z方向的校正。

由于本发明的方法不但能对扫描工具作X方向与Y方向的校正，而且还能对Z方向作校正，因此，可以改善现有技术因无法校正Z方向而使扫描工具仍有偏差的问题。

本发明还提出了一种标准校正片，其是用以校正半导体用的一扫描工具，该标准校正片是由一晶圆以及配置于晶圆上的一标准图案所构成，其中标准图案的侧壁是呈斜坡状，且标准图案的尺寸是一关键尺寸。倘若标准图案为一开口图案，则开口图案是由上往下缩小，且其底部尺寸即为关键尺寸。

由于本发明将标准校正片的标准图案设计成具有斜坡状侧壁的标准图案，藉由该斜坡状侧壁的设计可以对扫描工具作X方向、Y方向以及Z方向的校正，因此可以解决现有的校正方法因无法校正Z方向，而会产生明显偏差的情形。

综上所述，本发明特殊的半导体用的扫描工具的校正方法及其用于校正扫描工具的标准校正片，可以解决现有的校正方法及其标准校正片校正扫描式电子显微镜之后，因无法对Z方向作校正与匹配而仍存在有偏差的问题。其具有上述诸多优点及实用价值，在校正方法及产品结构上确属创新，在方法、结构或功能上皆有较大改进，较现有的校正方法及其标准校正片具有增进的功效，且在技术上有较大的进步，从而更加适于实用，且具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是现有习知的用于校正扫描式电子显微镜的标准校正片的剖面示意图。

图2是依照本发明一较佳实施例的用于校正扫描式电子显微镜的标准校正片的剖面示意图。

图3是利用图2的标准校正片进行扫描式电子显微镜校正的讯号示意图。

图4是依照本发明另一较佳实施例的用于校正扫描式电子显微镜的标准校正片的剖面示意图。

图5是利用图4的标准校正片进行扫描式电子显微镜校正的讯号示意图。

100、200：晶圆                 102、202：膜层

104a、104b：标准图案           204、204a：标准图案

206、206a；侧壁                302、304：波峰讯号

502、504：波峰讯号             310a、310b：波峰讯号起始处

510a、510b：波峰讯号起始处     312a、312b：波峰讯号结束处

512a、512b：波峰讯号结束处     D：关键尺寸

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的半导体用的扫描工具的校正方法及其用于校正扫描工具的标准校正片其具体的校正方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。

为了解决现有的标准图案因其侧壁为垂直侧壁，而仅能针对X方向与Y方向的位置作校正，无法对Z方向进行校正，当利用扫描工具扫描接触窗开口图案时，仍会产生偏差的问题，本发明特别提出一种半导体用的扫描工具的校正方法及其用于校正扫描工具的校正的标准校正片，该标准校正片上的标准图案具有斜坡状侧壁，因此，该标准图案除了可以针对X方向与Y方向的位置作校正与匹配之外，更可以对Z方向作校正与匹配，现详细说明如下。

请参阅图2所示，是依照本发明一较佳实施例的一种晶圆上的标准图案的剖面示意图。本发明的用于校正扫描工具的标准校正片，包括一晶圆200以及晶圆200上的一膜层202，其中膜层202中具有一标准图案204。在一较佳实施例中，该膜层202例如是一介电层或是一导电层，较佳的是使用介电层。该标准图案204例如是一开口图案，且标准图案204的侧壁206是斜坡状。

在此，标准图案204的侧壁206是斜坡状，且标准图案204是由上往下缩小的开口图案。换言之，其底部尺寸较顶部尺寸小，而且，可以将该标准图案的底部尺寸D设定成该制程的关键尺寸(例如是接触窗开口的关键尺寸)。

请参阅图3所示，是利用图2的标准校正片进行扫描式电子显微镜校正的讯号示意图。将图2的标准校正片放置在扫描工具(例如是扫描式电子显微镜)中扫描，以进行校正与匹配时，将会在对应标准图案204的侧壁206处量测到波峰讯号302、304，其中该波峰讯号302、304是表现出开口图案204由其顶部310a、310b处至底部312a、312b处的位置。较详细的说明是，对应于开口图案204的顶部处310a是波峰讯号302开始之处，而对应于开口204的底部处312a是波峰讯号302结束之处。同样的，对应于开口204的顶部处310b是波峰讯号304开始之处，而对应于开口204的底部处312b是波峰讯号304结束之处。因此，藉由波峰讯号302、304的起始处310a、310b的位置，可以对扫描式电子显微镜作X方向以及Y方向的校正，而藉由波峰讯号302、304的结束处312a、312b的位置，可以对扫描式电子显微镜作Z方向的校正，而且波峰讯号302、304的结束处312a、312b之间的距离D即表示开口204底部的尺寸D，也就是该制程的关键尺寸。

因此，倘若使用本发明的标准校正片来校正扫描式电子显微镜，则除了可以对X方向以及Y方向的位置作校正之外，还可以对Z方向作校正。如此一来，当利用该标准校正片校正之后的扫描式电子显微镜，扫描接触窗开口图案时，便可以较精确的反应出接触窗开口的位置，而使得接触窗开口能较精确的与导电结构对准。

值得一提的是，上述的标准校正片可以是一测试晶圆，亦可以是一产品晶圆。换言之，该标准校正片可以在一空白的晶圆上形成上述的标准图案，或是在一产品晶圆上的特定位置形成上述的标准图案。

另外，在上述实施例中是以开口图案作为标准图案来作说明，事实上，本发明的标准图案亦可以是凸起图案，如图4所示。

请参阅图4所示，是依照本发明另一较佳实施例的用于校正扫描式电子显微镜的标准校正片的剖面示意图。在图4中，该标准校正片是包括一晶圆200以及配置在晶圆200上的一标准图案204a所构成，其中该标准图案204a的侧壁206a是成斜坡状。

请参阅图5所示，是利用图4的标准校正片进行扫描式电子显微镜校正的讯号示意图。当将图4的标准校正片放置在扫描工具(例如是扫描式电子显微镜)中扫描，以进行校正与匹配时，将可以在对应侧壁206a处量测到波峰讯号502、504，其中波峰讯号502、504是表现出凸起图案由底部510a、510b至顶部512a、512b的位置。因此，同样可以对扫描式电子显微镜作X方向、方向以及Z方向的校正。

由于本发明将标准校正片的标准图案设计成具有斜坡状侧壁的标准图案，藉由该斜坡状侧壁的结构设计，可以对扫描工具作X方向、Y方向以及Z方向的校正，因此可以解决现有的校正方法因无法校正Z方向而会产生明显偏差的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1、一种半导体用的扫描工具的校正方法，其特征在于其包括以下步骤：

提供具有一标准图案的一晶圆，其中该标准图案的侧壁是呈斜坡状；以及

利用一扫描工具扫描该晶圆上的该标准图案，以取得一讯号，该讯号确定出该标准图案侧壁处的位置，利用该讯号即能对该扫描工具作X方向、Y方向以及Z方向的校正。

2、根据权利要求1所述的半导体用的扫描工具的校正方法，其特征在于其中所述的晶圆是一测试晶圆。

3、根据权利要求1所述的半导体用的扫描工具的校正方法，其特征在于其中所述的晶圆是一产品晶圆。

4、根据权利要求1所述的半导体用的扫描工具的校正方法，其特征在于其中所述的扫描工具是一扫描式电子显微镜。

5、根据权利要求1所述的半导体用的扫描工具的校正方法，其特征在于其中所述的标准图案是一开口图案，且该开口图案是由上往下缩小的开口图案。

6、根据权利要求1所述的半导体用的扫描工具的校正方法，其特征在于其中所述的标准图案是一凸起图案。

7、一种用于校正扫描工具的标准校正片，是用以校正半导体用的一扫描工具，其特征在于该标准校正片包括：

一晶圆；以及

一标准图案，配置于该晶圆上，其中该标准图案的侧壁是呈斜坡状，且该标准图案的尺寸是一关键尺寸，且该标准图案是一凸起图案或是一开口图案，其中该开口图案是由上往下缩小的开口图案，该开口图案底部的尺寸是该关键尺寸。

8、根据权利要求7所述的用于校正扫描工具的标准校正片，其特征在于其中所述的晶圆是一测试晶圆

9、根据权利要求7所述的用于校正扫描工具的标准校正片，其特征在于其中所述的晶圆是一产品晶圆。

Images