[發(fā)明專(zhuān)利]一種掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910303914.4
• 申請(qǐng)日: 2009-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101598645A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙珉;陳寶欽;劉明;牛潔斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N1/28
• 分類(lèi)號(hào): G01N1/28;G01N1/32;G01N23/225
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 王建國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米圖案加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制作方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制造業(yè)中所進(jìn)行的檢測(cè)在很大程度上是依賴(lài)掃描電子顯微鏡(Scanning?Electron?Microscope，SEM)進(jìn)行的。目前大多數(shù)掃描電子顯微鏡都有放大倍率的顯示，并且還配備有微米、納米級(jí)的刻度條，這些數(shù)據(jù)都被記錄在相應(yīng)的圖像文件中。測(cè)量數(shù)值可以從圖象、顯微照片或數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)上直接得出。測(cè)量的精度取決于許多因素，其中很重要的一個(gè)因素就是SEM的放大倍率。SEM的放大倍率可以定義為樣本顯示出來(lái)的面積與電子束掃描的面積之比。通常掃描電子顯微鏡放大分辨率分壓器的可變電阻檔數(shù)是有限的，無(wú)法達(dá)到足夠的靈敏度以連續(xù)、準(zhǔn)確地調(diào)整移動(dòng)點(diǎn)；此外電子光學(xué)系統(tǒng)的像差以及透鏡的磁滯現(xiàn)象等都會(huì)影響到放大分辨率的準(zhǔn)確性。為此，除了完善SEM的系統(tǒng)設(shè)計(jì)外，國(guó)際上通常是制作進(jìn)行放大倍率校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)樣品以定期對(duì)SEM系統(tǒng)的放大倍率進(jìn)行校準(zhǔn)。

掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品采用的版圖通常為密集刻度線。樣品性能的關(guān)鍵指標(biāo)有掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的周期、周期的相對(duì)誤差、誤差分布、經(jīng)電子束掃描的穩(wěn)定性及時(shí)間穩(wěn)定性等等。密集刻度線的周期越小、周期的相對(duì)誤差越小、誤差分布越均勻、穩(wěn)定性越高，樣品的質(zhì)量越高。目前國(guó)際上對(duì)該類(lèi)型樣品的制作一般均采用對(duì)硅基片進(jìn)行等離子體刻蝕的方法。

樣品的質(zhì)量通常與其制作方法密切相關(guān)。制作掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的傳統(tǒng)方法是在硅基片上已經(jīng)有抗蝕劑圖形結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)等離子體刻蝕將抗蝕劑圖形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至硅襯底。當(dāng)加工精度深入到百納米及以下時(shí)，雖然可以通過(guò)電子光刻技術(shù)制作出高分辨率的抗蝕劑圖形，但是等離子體刻蝕設(shè)備的加工精度和運(yùn)行狀態(tài)對(duì)圖形轉(zhuǎn)移的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大的影響，例如邊緣粗糙度等等，從而限制了樣品精度的提高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述，本發(fā)明提出了一種掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制作方法，該方法克服了等離子體刻蝕設(shè)備的加工精度和運(yùn)行狀態(tài)對(duì)圖形轉(zhuǎn)移的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生的影響，提高了對(duì)樣品的加工精度。

本發(fā)明提供了一種掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制作方法，所述方法包括：

步驟1：將硅襯底表面進(jìn)行處理，并在所述硅襯底上涂覆電子束光刻抗蝕劑；

步驟2：將涂覆有所述電子束光刻抗蝕劑的所述硅襯底進(jìn)行烘烤；

步驟3：對(duì)烘烤后的所述硅襯底進(jìn)行單線曝光模式下的電子束直寫(xiě)曝光；

步驟4：對(duì)電子束直寫(xiě)曝光后的所述硅襯底進(jìn)行顯影、定影、干燥及退火處理，并在處理后的硅襯底表面覆蓋金屬薄膜，形成掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品。

所述步驟4中在處理后的硅襯底表面覆蓋金屬薄膜的步驟具體為：通過(guò)電子束蒸發(fā)在處理后的硅襯底表面蒸鍍金屬薄膜。

所述金屬薄膜的厚度為3nm。

所述步驟1中將硅襯底表面進(jìn)行處理的步驟具體包括：

步驟101：將待處理的硅襯底置于濃硫酸中加熱30分鐘，而后冷卻取出；

步驟102：將冷卻后的硅襯底置于去離子水中清洗；

步驟103：干燥清洗后的硅襯底，并在100℃下烘烤5分鐘。

所述步驟2具體為：將涂覆有電子束光刻抗蝕劑的所述硅襯底置于180℃的熱板上烘烤2分鐘。

所述步驟4中對(duì)電子束直寫(xiě)曝光后的所述硅襯底進(jìn)行退火處理的步驟具體為：將進(jìn)行顯影、定影及干燥處理后的硅襯底在300-450℃的管式電阻爐中處理20-30分鐘。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制作方法，直接采用電子束直寫(xiě)曝光技術(shù)制作出樣品版圖的HSQ抗蝕劑圖形結(jié)構(gòu)，避免了等離子體刻蝕工藝帶來(lái)的圖形質(zhì)量下降，有利于高分辨率密集線圖形結(jié)構(gòu)的制作；另外，本發(fā)明還在電子束曝光中采用了單線曝光模式，使得電子束只沿具有尺寸的維度進(jìn)行掃描，而在另一個(gè)維度上可以達(dá)到的線寬尺寸取決于電子束的束斑大小，有利于電子束曝光極限分辨率的實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制作方法流程圖；

圖2和圖3是本發(fā)明實(shí)施例制作的掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的掃描電鏡照片。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種掃描電鏡放大倍率校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制作方法，具體包括如下步驟：

步驟1：將硅襯底表面進(jìn)行處理，并在硅襯底上涂覆電子束光刻抗蝕劑；