System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种膜厚监控晶圆及其制作方法技术_技高网

一种膜厚监控晶圆及其制作方法技术

技术编号:44166410 阅读:6 留言:0更新日期:2025-01-29 10:39
本发明专利技术公开了一种膜厚监控晶圆及其制作方法,制作方法包括:提供晶圆衬底;在所述衬底的一侧上形成监控用薄膜;在所述薄膜远离所述衬底的一侧上形成位于所述薄膜中的膜厚监控结构,所述膜厚监控结构具有自所述衬底边缘向中心方向排列的高度梯度减小的多个台阶面,所述台阶面作为测量面。本发明专利技术可在一个膜厚监控晶圆上的一种或多种薄膜中形成具有多个测量面的膜厚监控结构,既能保证膜厚监控项目的完整,又能提高监控效率,并能大大减少膜厚监控晶圆的备库数量,节约了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体测试,尤其涉及一种膜厚监控晶圆及其制作方法


技术介绍

1、薄膜厚度测量机台主要用于对晶圆上沉积的薄膜的厚度进行测量,以通过薄膜的沉积厚度来衡量产品的制造过程是否符合标准的要求。薄膜厚度测量的准确性和稳定性,对产品的电性能及其稳定性表现至关重要,所以薄膜厚度测量机台自身在测量时的准确性和稳定性就显得尤其重要。

2、为了对薄膜厚度测量机台的准确性和稳定性进行更精准地监控,通常会针对薄膜厚度测量机台设置多种膜厚监控项目,并采用膜厚监控晶圆进行测量的方式,对薄膜厚度测量机台的准确性和稳定性进行监控。其中,膜厚监控项目包含针对多种不同材质的薄膜,每种薄膜包含多种不同的厚度进行测量的要求。因此,在线产品的薄膜种类越复杂,膜厚监控晶圆的需求量就越多。

3、目前,业内都是按照将薄膜种类的数量与每种薄膜的不同厚度规格的数量的乘积数,作为膜厚监控晶圆的需求数量进行备置。而按照前述方法去准备膜厚监控晶圆,在每片膜厚监控晶圆上只能形成一层相同材质,单一厚度的薄膜,并用于一个膜厚监控项目的测量。并且,每次进行监控时,都需要将多个膜厚监控晶圆依次装载入薄膜厚度测量机台,并在测量后依次卸载出薄膜厚度测量机台。这样,在装载、卸载上消耗的时间(包括每次测量前的寻边时间),比薄膜厚度测量机台的测量时间都要长,从而严重浪费了薄膜厚度测量机台的产能。另外,准备足够数量的膜厚监控晶圆,也需要消耗大量的成本。

4、因此,有必要提供一种新型的膜厚监控晶圆及其制作方法以解决现有技术中存在的上述问题。


<p>技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种膜厚监控晶圆及其制作方法。

2、为实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:

3、根据本专利技术的第一个方面,本专利技术提供一种膜厚监控晶圆的制作方法,包括:

4、提供晶圆衬底;

5、在所述衬底的一侧上形成监控用薄膜;

6、在所述薄膜远离所述衬底的一侧上形成位于所述薄膜中的膜厚监控结构,所述膜厚监控结构具有自所述衬底边缘向中心方向排列的高度梯度减小的多个台阶面,所述台阶面作为测量面。

7、进一步地,通过对所述薄膜进行图形化,在所述薄膜远离所述衬底的一侧表面上形成位于所述薄膜中的所述膜厚监控结构,并使所述膜厚监控结构的各所述台阶面的边界之间形成以所述衬底中心为圆心的同心圆结构。

8、进一步地,所述对所述薄膜进行图形化,具体包括:

9、在所述薄膜的表面上定义光阻起喷点;

10、以所述光阻起喷点为起点,在所述薄膜的表面上旋涂光阻,以在所述光阻起喷点与所述衬底边缘之间形成以所述衬底中心为圆心的环形光阻层;

11、以所述环形光阻层为掩模,对内侧露出的所述薄膜的表面进行刻蚀,在所述环形光阻层内侧的所述薄膜表面上形成下沉的圆形台阶面,在所述圆形台阶面外侧的所述薄膜表面对应形成高度高于所述圆形台阶面的环形台阶面,得到通过所述环形台阶面和所述圆形台阶面形成的具有两个所述测量面的所述膜厚监控结构。

12、进一步地,还包括:

13、重复使用相同方法,在所述薄膜的表面上定义新的光阻起喷点,使每次新定义的光阻起喷点与所述衬底边缘的距离都大于前一次定义的光阻起喷点与所述衬底边缘的距离,并在每次通过新定义的光阻起喷点旋涂光阻且对应进行刻蚀后,都在前一次形成的圆形台阶面上形成一个新的圆形台阶面和一个新的环形台阶面,以在最后一次形成的位于中心的圆形台阶面外侧形成高度依次高于中心圆形台阶面的多个环形台阶面,得到通过中心圆形台阶面和各环形台阶面形成的具有至少三个测量面的所述膜厚监控结构。

14、进一步地,所述薄膜为单层薄膜。

15、进一步地,所述薄膜为材质不同的双层薄膜,所述环形台阶面位于所述双层薄膜中的上层薄膜上,所述圆形台阶面位于所述双层薄膜中的下层薄膜上。

16、进一步地,所述薄膜为材质各不相同的多层薄膜,所述中心圆形台阶面位于所述多层薄膜中的最下层薄膜上,所述环形台阶面至少位于所述多层薄膜中的最下层薄膜上方的每一层薄膜上。

17、进一步地,所述多层薄膜中的最下层薄膜上方的每一层薄膜上至少形成有一个所述环形台阶面。

18、进一步地,所述多层薄膜中的最下层薄膜上还形成有位于所述中心圆形台阶面外侧的至少一个所述环形台阶面。

19、进一步地,所述多层薄膜中的各层薄膜的厚度相同或不同。

20、进一步地,每次刻蚀时的刻蚀深度相同或不同。

21、进一步地,所述以所述环形光阻层为掩模,对内侧露出的所述薄膜的表面进行刻蚀,具体包括:

22、对旋涂后的光阻进行缺省光罩的光刻,形成环形光阻层;

23、以所述环形光阻层为掩模,对内侧露出的所述薄膜的表面进行各向异性的刻蚀。

24、进一步地,各所述台阶面在沿所述衬底径向上的宽度相同或不同。

25、进一步地,所述薄膜的材质包括透光介质。

26、进一步地,所述透光介质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。

27、根据本专利技术的第二个方面,本专利技术提供一种膜厚监控晶圆,采用上述的膜厚监控晶圆的制作方法制作而成。

28、由上述技术方案可以看出,本专利技术通过在晶圆衬底的一侧上形成监控用薄膜,在薄膜远离衬底的一侧上形成位于薄膜中的膜厚监控结构,使膜厚监控结构具有自衬底边缘向中心方向排列的高度梯度减小并作为测量面的多个台阶面,可在一个膜厚监控晶圆上,在一种材质的薄膜中形成具有多个测量面的膜厚监控结构,或在不同材质的多层薄膜中分别形成具有至少一个测量面的膜厚监控结构,从而既保证了膜厚监控项目的完整,又减少了进行监控时占用的机台时间,因此提高了监控效率,增加了机台产能,并大大减少了膜厚监控晶圆的备库数量,节约了成本。本专利技术具有以下优点:

29、(1)能够实现在同一个膜厚监控晶圆上的同一材质薄膜中呈现不同厚度的膜层测量面,或在同一个膜厚监控晶圆上的多层不同材质的薄膜中分别呈现不同厚度的膜层测量面,并可形成前两者的组合和交替使用,从而实现一个膜厚监控晶圆即可监控多种薄膜和多种厚度的功效,增加了监控效率,节约了等待时间所耗用的产能。

30、(2)实现只需一次装载和卸载,就可完成多个膜厚监控项目,从而能够大大减少装载和卸载的时间,有效提高了机台产能。

31、(3)能够明显减少膜厚监控晶圆的需求量,有效缩减了成本。

32、(4)无需使用光罩,就可以完成膜厚监控晶圆的制作,有效缩减了光罩开支。

本文档来自技高网
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【技术保护点】

1.一种膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,通过对所述薄膜进行图形化,在所述薄膜远离所述衬底的一侧表面上形成位于所述薄膜中的所述膜厚监控结构,并使所述膜厚监控结构的各所述台阶面的边界之间形成以所述衬底中心为圆心的同心圆结构。

3.根据权利要求2所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述对所述薄膜进行图形化,具体包括:

4.根据权利要求3所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求3或4所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述薄膜为单层薄膜。

6.根据权利要求3所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述薄膜为材质不同的双层薄膜,所述环形台阶面位于所述双层薄膜中的上层薄膜上,所述圆形台阶面位于所述双层薄膜中的下层薄膜上。

7.根据权利要求4所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述薄膜为材质各不相同的多层薄膜,所述中心圆形台阶面位于所述多层薄膜中的最下层薄膜上,所述环形台阶面至少位于所述多层薄膜中的最下层薄膜上方的每一层薄膜上。

8.根据权利要求7所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述多层薄膜中的最下层薄膜上方的每一层薄膜上至少形成有一个所述环形台阶面。

9.根据权利要求7所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述多层薄膜中的最下层薄膜上还形成有位于所述中心圆形台阶面外侧的至少一个所述环形台阶面。

10.根据权利要求7所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述多层薄膜中的各层薄膜的厚度相同或不同。

11.根据权利要求4所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,每次刻蚀时的刻蚀深度相同或不同。

12.根据权利要求3所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述以所述环形光阻层为掩模,对内侧露出的所述薄膜的表面进行刻蚀,具体包括:

13.根据权利要求1所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,各所述台阶面在沿所述衬底径向上的宽度相同或不同。

14.根据权利要求1所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述薄膜的材质包括透光介质。

15.根据权利要求14所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述透光介质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。

16.一种膜厚监控晶圆,采用权利要求1-15任意一项所述的膜厚监控晶圆的制作方法制作而成。

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【技术特征摘要】

1.一种膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,通过对所述薄膜进行图形化,在所述薄膜远离所述衬底的一侧表面上形成位于所述薄膜中的所述膜厚监控结构,并使所述膜厚监控结构的各所述台阶面的边界之间形成以所述衬底中心为圆心的同心圆结构。

3.根据权利要求2所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述对所述薄膜进行图形化,具体包括:

4.根据权利要求3所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求3或4所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述薄膜为单层薄膜。

6.根据权利要求3所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述薄膜为材质不同的双层薄膜,所述环形台阶面位于所述双层薄膜中的上层薄膜上,所述圆形台阶面位于所述双层薄膜中的下层薄膜上。

7.根据权利要求4所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特征在于,所述薄膜为材质各不相同的多层薄膜,所述中心圆形台阶面位于所述多层薄膜中的最下层薄膜上,所述环形台阶面至少位于所述多层薄膜中的最下层薄膜上方的每一层薄膜上。

8.根据权利要求7所述的膜厚监控晶圆的制作方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴祥芳孙传佳吕晓晨
申请(专利权)人:芯恩青岛集成电路有限公司
类型:发明
国别省市:

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