CN202710007U - 一种测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，包括衬底、第一氧化层、多晶硅结构、第二氧化层和氮化钽层，所述第一氧化层设在所述衬底上，所述多晶硅结构设在所述第一氧化层与所述第二氧化层之间，所述氮化钽层设在所述第二氧化层上，本实用新型通过多晶硅结构与氮化钽层的引入，尤其是氮化钽的引入，使得其有效地避免了“电荷效应”对校准用样品的影响，减少了碳氢化合物污染的淀积，增加了测量的准确性，提高了测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品的使用寿命。与此同时，通过第二氧化层的引入，有效避免了氮化钽与多晶硅的化学反应。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制程中用于设备校准样品，尤其涉及一种半导体制程中用于校准关键尺寸扫描电子显微镜（Critical DimensionScanning Electronic Microscope，CDSEM）的样品。
背景技术
关键尺寸扫描电子显微镜（以下称CDSEM）是用于半导体制程中测量制作在晶圆上的图案的关键尺寸（以下称CD）的仪器。CDSEM需要用特定的标准样品进行校准，以使各个仪器的测量值相匹配和保持一致。
在半导体器件的制作过程中，多晶硅栅极是最重要的一道制程，其关键尺寸CD也是最小的，因此，一般是用多晶硅栅极（Poly Gate）结构样品作为校准CDSEM的标准样品。选择它来两侧可以反应机台的性能，但是在应用中常常遇到的问题是：当被测标准样品晶片暴露于扫描电子显微镜（SEM）的电子束下时，其CD会产生“电荷效应”（charging effect），使得图案出现扭曲、失真的情况。造成“电荷效应”（charging effect）的原因是，当电子束扫描样品时，使图案表面吸附上电荷而且产生电荷累积，这种电荷的累积也极易使得碳氢化合物污染淀积在图案的表面，使其在重复测量过程中得到的测量的特征尺寸发生变化，甚至无法找到测量的位置。
目前的样品，由于会产生“电荷效应”，带来的影响是其使用的时间短，几天后的量测值就不准了，测量的准确性也不佳。需要频繁地改变量测点或更换标准样品，对测量可靠性也具有极大的影响，同时会影响生产的效率。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够避免“电荷效应”的测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，包括衬底、第一氧化层、多晶硅结构、第二氧化层和氮化钽层，所述第一氧化层设在所述衬底上，所述多晶硅结构设在所述第一氧化层与所述第二氧化层之间，所述氮化钽层设在所述第二氧化层上。
可选的，所述氮化钽层是通过原子层淀积技术淀积在所述第二氧化层上的。
可选的，所述氮化钽层的厚度范围为15埃至30埃。
可选的，所述多晶硅结构由光刻胶图案刻蚀而成。
可选的，所述第二氧化层的厚度为30埃。
本实用新型提供的测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，通过多晶硅结构与氮化钽层的引入，尤其是氮化钽的引入，使得其有效地避免了“电荷效应”对校准用样品的的影响，减少了碳氢化合物污染的淀积，增加了测量的准确性，提高了测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品的使用寿命。与此同时，通过第二氧化层的引入，有效避免了氮化钽与多晶硅的化学反应。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的一种测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品的结构示意图；
图2-图6是本实用新型一实施例的一种测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品的制作过程的各步骤示意图；
图中，100-衬底；200-第一氧化层；300-多晶硅层；301-多晶硅结构；、400-光刻胶图案；500-第二氧化层；600-氮化钽层。
具体实施方式
以下将对本实用新型的测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品作进一步的详细描述。
下面将参照附图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
为使本实用新型的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
请参考图1，本实施例的一种测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，包括衬底100、第一氧化层200、多晶硅结构301、第二氧化层500和氮化钽层600，所述第一氧化层200设在所述衬底100上，所述多晶硅结构301设在所述第一氧化层200与所述第二氧化层500之间，所述氮化钽层600设在所述第二氧化层500上。
请参考图2至图6，详细说明本实用新型一种测量关键尺寸的扫描电子显微镜（CDSEM）校准用样品的制作过程的各步骤。
第一步，首先在衬底100上进行预清洁，通常依次使用硫酸、氢氟酸、氨水+双氧水+去离子水、盐酸+双氧水+去离子水，以去除晶圆表面的氧化物或污染物；然后采用热氧化等方法形成第一氧化层200，通常在900至1100摄氏度的温度下形成厚度为50至2000埃的第一氧化层200，形成如图2所示的结构；
第二步，请参阅图2，在已经形成的第一氧化层200上淀积一层 多晶硅层300，通常采用的是低压化学气相沉积（LPCVD）的方法，通常在500至700摄氏度的温度下沉积100至5000埃的多晶硅层，形成如图3所示的结构；
第三步，在多晶硅层300上涂上光刻胶（图未示），通常再采用扫描方法进行光刻、显影形成光刻胶图案400，具体结构可以参阅图4；
第四步，多晶硅结构301是由光刻胶图案刻蚀而成，本实施例中，以光刻胶为掩膜刻蚀多晶硅层300，可以采用干法刻蚀，将图案转移到多晶硅层300，去除光刻胶，形成多晶硅结构301，具体结构可以参阅图5；
第五步，在多晶硅结构301上沉积第二氧化层500，本实施例中的第二氧化层500的厚度为30埃，形成如图6所示的结构，本实施例所提及的第二氧化层500的厚度仅仅是本实用新型的一可选的实施例，在实际工艺中，其厚度越薄，越有利于后续的工艺；
第六步，氮化钽层600通过原子层淀积技术（ALD）沉积在所述第二氧化层500上，形成如图1所示的结构，原子层沉积（ALD）技术的采用，可以使得氮化钽层600的厚度的范围为15至30埃之间。本实施例所提及的氮化钽层600的厚度范围仅仅是本实用新型的一可选的实施例，在实际工艺中，其厚度越薄，越有利于后续的工艺。
氮化钽层600具有良好的传导性能，能够有效避免“电荷效应”中电荷的累积，从而减少了碳氢化合物污染的淀积，增加了测量的准确性，提高了测量关键尺寸的扫描电子显微镜（CDSEN）校准用样品的使用寿命。
但是由于氮化钽与多晶硅会发生化学反应，故而在氮化钽层600与多晶硅结构301之间还设有第二氧化层500，第二氧化层500可以有效防止氮化钽层600与多晶硅结构301的化学反应。同时，也使得氮化钽层600的沉积更稳固。
综上所述，本实用新型提供的测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，通过多晶硅结构与氮化钽层的引入，尤其是氮化钽的引入， 使得其有效地避免了“电荷效应”对校准用样品的的影响，减少了碳氢化合物污染的淀积，增加了测量的准确性，提高了测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品的使用寿命。与此同时，通过第二氧化层的引入，有效避免了氮化钽与多晶硅的化学反应。
Claims (5)
1.一种测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，其特征在于：包括衬底、第一氧化层、多晶硅结构、第二氧化层和氮化钽层，所述第一氧化层设在所述衬底上，所述多晶硅结构设在所述第一氧化层与所述第二氧化层之间，所述氮化钽层设在所述第二氧化层上。
2.权利要求1所述的测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，其特征在于：所述氮化钽层是通过原子层淀积技术沉积在所述第二氧化层上的。
3.权利要求2所述的测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，其特征在于：所述氮化钽层的厚度范围为15埃至30埃。
4.权利要求1所述的测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，其特征在于：所述多晶硅结构由光刻胶图案刻蚀而成。
5.权利要求1所述的测量关键尺寸的扫描电子显微镜校准用样品，其特征在于：所述第二氧化层的厚度为30埃。
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| CN104752407A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 用于检测cdsem机台的方法、晶圆、晶圆的制作方法 |
| CN112863980A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-28 | 长江存储科技有限责任公司 | 特征尺寸扫描电子显微镜机台的校准方法及校准装置 |
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