[發明專利]晶粒尺寸的測量方法

在審

• 申請號: 202111276187.4
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113990769A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 孫洪福;丁同國;羅錕
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 周耀君

本發明提供了一種晶粒尺寸的測量方法，包括：提供多個參考薄膜，獲取所有所述參考薄膜的反射率及晶粒尺寸；利用所有所述參考薄膜的反射率及對應的晶粒尺寸，建立所述參考薄膜的反射率與晶粒尺寸的映射關系；以及，提供待測薄膜，獲取所述待測薄膜的反射率，并根據所述映射關系得到所述待測薄膜的晶粒尺寸；本發明通過所述參考薄膜的反射率及晶粒尺寸的映射關系，能夠快速便捷得到待測薄膜的晶粒尺寸。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種晶粒尺寸的測量方法。

背景技術

在半導體制備過程中，薄膜生長是必不可少的，在半導體器件的制備過程中，在生長完薄膜之后，需要對薄膜進行檢測以評判生長的薄膜的品質，通常包括對薄膜的厚度和方塊電阻等進行測量。此外，針對晶體薄膜而言，薄膜的“晶粒尺寸”是體現晶體薄膜品質的一項重要指標，薄膜的晶粒尺寸對產品性能及可靠性會產生影響，比如鋁薄膜一般作為金屬互連層，鋁薄膜的晶粒大小會對半導體器件的電遷移性能造成直接的影響。目前，在對薄膜的晶粒尺寸進行測量時，通常是對薄膜進行切片處理，再利用電子顯微鏡測量出薄膜的晶粒尺寸。但是在這種測量方法中，需要對薄膜進行切片處理具有破壞性，會導致承載薄膜的晶圓損傷被報廢，并且測量時間周期長，且無法在產品上直接測量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶粒尺寸的測量方法，以快速便捷測量出薄膜的晶粒尺寸。

為了達到上述目的，本發明提供了一種晶粒尺寸的測量方法，包括：

提供多個參考薄膜，獲取所有所述參考薄膜的反射率及晶粒尺寸；

利用所有所述參考薄膜的反射率及對應的晶粒尺寸，建立所述參考薄膜的反射率與晶粒尺寸的映射關系；以及，

提供待測薄膜，獲取所述待測薄膜的反射率，并根據所述映射關系得到所述待測薄膜的晶粒尺寸。

可選的，獲取所述參考薄膜的反射率的步驟包括：

選取所述參考薄膜的表面上的若干第一參考點；

將一光束依次入射至所述第一參考點上，獲取每個所述第一參考點反射的光束，以得到每個所述第一參考點的反射率；以及，

將所有所述第一參考點的反射率的均值作為所述參考薄膜的反射率；和/或，

獲取所述待測薄膜的反射率的步驟包括：

選取所述待測薄膜的表面上的若干第二參考點；

將一光束依次入射至所述第二參考點上，獲取每個所述第二參考點反射的光束，以得到每個所述第二參考點的反射率；以及，

將所有所述第二參考點的反射率的均值作為所述待測薄膜的反射率。

可選的，每個所述參考薄膜選取的第一參考點的位置相對應。

可選的，獲取所述參考薄膜的晶粒尺寸的步驟包括：

利用電子顯微鏡獲取所述參考薄膜的表面圖像；

在所述表面圖像上畫至少一條穿過所述表面圖像的中心的參考線，測量位于每條所述參考線上的所有晶粒的尺寸；以及，

根據每條所述參考線上的所有晶粒的尺寸得到每條所述參考線上的晶粒的尺寸的均值，根據每條所述參考線上的晶粒的尺寸的均值得到所述表面圖像中的晶粒的尺寸的均值，所述表面圖像中的晶粒的尺寸的均值作為所述參考薄膜的晶粒尺寸。

可選的，所有所述第一參考點均位于所述參考線上。

可選的，所述第一參考點沿所述參考薄膜的中心對稱分布。

可選的，所述第一參考點和所述第二參考點的位置相對應。