[發明專利]用于檢測CDSEM機臺的方法、晶圓、晶圓的制作方法

有效

• 申請號: 201310753940.3
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN104752407B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 曹艷;龔太成;黃怡;蔡博修
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L21/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本申請提供了一種用于檢測CDSEM機臺焦點偏移的方法、檢測晶圓及其制作方法。該檢測晶圓包括：襯底；氧化層，設置在襯底的上表面上，并形成間隔布置的多個氧化層單元；多晶硅層，設置在氧化層上，并形成與多個氧化層單元一一對應的具有預定器件寬度的多晶硅層單元；TaN層，覆蓋在襯底裸露的上表面、各多晶硅層單元上表面和側表面以及各氧化層單元的側表面上。本申請的晶圓中TaN層具有良好的電傳導性，使被測的多晶硅層和TaN層能夠較長時間內保持形狀不變，進而在以多晶硅層和TaN層作為測量對象時能夠得到較為準確的器件寬度；而且，該晶圓對焦點漂移、光束變化具有較強的敏感性，進而保證CDSEM機臺工作的穩定性。

技術領域

本申請涉及半導體制造技術領域，具體而言，涉及一種用于檢測CDSEM機臺焦點偏移的的方法、檢測晶圓、檢測晶圓的制作方法。

背景技術

在半導體器件制造中，為保證光刻尺寸的準確性，晶圓在黃光驅經過曝光顯影后，帶有光刻膠圖形的晶圓會在關鍵尺寸掃描電子顯微鏡（CDSEM）機臺上測量關鍵尺寸（CD），最受關注的關鍵尺寸一般涉及通孔（hole）、器件寬度（line）和器件間距（space）等。

目前關鍵尺寸的測量主要為間隔距離（pitch）的測定，其中間隔距離的大小等于器件寬度與器件間距之和，如圖1所示，因此，即使器件寬度發生變化，測量目標間隔距離也不會發生變化，從而保證了關鍵尺寸測量的準確性；而且，目前也可通過對間隔距離測量結果的準確性來監控CDSEM機臺工作的穩定性。

但是，間隔距離測量的方式對CDSEM機臺存在的焦點漂移問題并不敏感，當機臺的焦點發生漂移時，所測得的間隔距離相對于正常值并未發生明顯變化，如圖2所示的2013年2月1日至2013年3月14日期間的關鍵尺寸的檢測結果，申請人利用間隔尺寸（pitch）的測量是否正常來監控CDSEM機臺工作的穩定性，其中2013年3月1日的第一個測量值處于正常范圍內；但是，在線生產中器件寬度（line）的測量結果卻出現明顯偏差，如圖3所示，2013年3月1日的結果明顯偏離一般的結果；然后申請人對2013年3月1日的CDSEM的掃描電鏡圖與之前2013年2月23日的CDSEM的掃描電鏡圖進行比較，如圖4A至圖4D所示，可以發現2013年3月1日對應第一個測量值的CDSEM的機臺的焦點出現了偏移。CDSEM機臺的焦點出現偏移后，所得的測量結果會不準確，進而難以反映光刻的準確性，如果一旦沒有準確反映光刻的準確性，將會直接影響所得芯片的質量，為企業帶來重大的經濟損失。

因此，在線生產中，需要對CDSEM機臺的焦點準確性進行監控，但是目前并沒有有效的監控方法。

發明內容

本申請旨在提供一種用于檢測CDSEM機臺焦點偏移的方法、檢測晶圓、檢測晶圓的制作方法，以解決現有技術中難以有效監控CDSEM機臺焦點偏移的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種用于檢測CDSEM機臺的焦點偏移的檢測晶圓，該檢測晶圓包括：襯底；氧化層，設置在襯底的上表面上，并形成間隔布置的多個氧化層單元；多晶硅層，設置在氧化層上，并形成與多個氧化層單元一一對應的具有預定器件寬度的多晶硅層單元；TaN層，覆蓋在襯底裸露的上表面、各多晶硅層單元上表面和側表面以及各氧化層單元的側表面上。

進一步地，上述TaN層的厚度為

根據本申請的另一方面，提供了一種上述檢測晶圓的制作方法，該制作方法包括：在襯底上形成氧化層；在氧化層上形成多晶硅層；在多晶硅層上設置光刻膠層，并對光刻膠層進行圖形化處理形成光刻膠圖案；以光刻膠圖案為掩膜對多晶硅層和氧化層進行刻蝕，形成間隔布置的多個氧化層單元和多晶硅層單元；在多晶硅層和襯底上沉積TaN層，TaN層覆蓋在襯底上、各多晶硅層單元上表面和側表面、各氧化層單元的側表面。