專利名稱：工藝參數(shù)檢測晶圓的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種エ藝參數(shù)檢測晶圓。
背景技術(shù)：
集成電路制作エ藝是ー種平面制作エ藝，其結(jié)合光刻、刻蝕、沉積、離子注入等多種エ藝，在同一襯底上形成大量各種類型的復(fù)雜器件，并將其互相連接以具有完整的電子功能。其中，任何一步エ藝出現(xiàn)問題，都可能會導(dǎo)致電路的制作失敗。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，常會對各種エ藝的條件進行檢測，以保證エ藝參數(shù)滿足集成電路制作的要求。其中，刻蝕エ藝是集成電路中常常會用到的エ藝流程，刻蝕エ藝是指在制造半導(dǎo)體器件過程中采用化學(xué)溶液或腐蝕性氣體或等離子體除去晶圓內(nèi)或晶圓表面膜層中不需要的部分的エ藝。通常來說，主要采用化學(xué)溶液進行刻蝕的方法為濕法刻蝕，采用腐蝕性氣體或等離子體進行刻蝕的方法為干法刻蝕。目前，可以使電路圖形變得更精細的干法刻蝕得到越來越廣泛的使用。隨著微電子與集成電路行業(yè)的快速發(fā)展，等離子刻蝕エ藝過程加·エ的半導(dǎo)體晶圓(wafer)的尺寸變得越來越大，而另一方面，柵極刻蝕的關(guān)鍵尺寸則在逐漸減小。為了保證這一高新エ藝技術(shù)下半導(dǎo)體晶圓也就是晶圓的刻蝕質(zhì)量，需要在エ藝生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品質(zhì)量進行監(jiān)控、對エ藝故障進行診斷以及對重點參數(shù)進行預(yù)測。目前，主要是采用人工測量法來獲取刻蝕裝置刻蝕被刻蝕對象(晶圓上某一膜層)的刻蝕速率以及刻蝕均勻性，該膜層例如是氮化硅或者氧化硅。具體的，首先采用膜厚測量儀測量出晶圓上的不同位置在刻蝕前后該膜層的厚度(也稱為膜厚)，再將所有位置的前后膜厚差(即為刻蝕掉的膜厚)除以エ藝的刻蝕時間，就可以得到晶圓上各個位置的刻蝕速率，最后將所有的刻蝕速率求平均值，就可以得到該膜層的平均刻蝕速率。而對于該膜層的刻蝕均勻性，則是先計算晶圓上各個位置的刻蝕速率的標準差，再將該標準差除以該膜層的平均刻蝕速率，所得到的比值即為這片晶圓的刻蝕均勻性。這種人工測量方法，在測量刻蝕速率的過程中，膜層已經(jīng)經(jīng)過了刻蝕エ藝，無法再利用該膜層所在的晶圓進行其他エ藝參數(shù)的測量，如果進行其他エ藝參數(shù)的測量，則需要使用新的晶圓，這樣對于進行多個エ藝參數(shù)的測量來說就需要同時使用多個晶圓，大大增加了測量成本。并且整個測量過程耗時較長，不利于提高生產(chǎn)效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供ー種エ藝參數(shù)檢測晶圓，以解決現(xiàn)有技術(shù)無法使用ー個晶圓完成多個エ藝參數(shù)測量的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種エ藝參數(shù)檢測晶圓，包括承載晶圓，包括ー待測試膜層；以及多個用于測試所述待測試膜層的エ藝參數(shù)的測試晶圓，設(shè)置在承載晶圓上；其中，所述測試晶圓為多層結(jié)構(gòu)，所述測試晶圓上遠離所述承載晶圓的膜層與所述待測試膜層的材料相同。。進ー步的，所述待測試膜層的材料是多晶硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的多晶硅層。進ー步的，所述待測試膜層的材料是氮化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氮化硅層。進ー步的，所述待測試膜層的材料是氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氧化硅層。進ー步的，所述待測試膜層的材料是碳化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的碳化硅層。進ー步的，所述待測試膜層的材料是氮氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氮氧化硅層。 進ー步的，所述待測試膜層的材料是摻碳的ニ氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的摻碳的ニ氧化硅層。進ー步的，所述待測試膜層的材料是摻硼的ニ氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的摻硼的ニ氧化硅層。進ー步的，所述待測試膜層的材料是摻磷的ニ氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的摻磷的ニ氧化硅層。進ー步的，所述待測試膜層的材料是硼磷硅玻璃，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的硼磷硅玻璃層。進ー步的，所述承載晶圓的直徑為300mm或450mm。進ー步的，所述測試晶圓的直徑為45mm 55mm。進ー步的,所述測試晶圓的數(shù)量為2 6個。進ー步的，所述エ藝參數(shù)包括關(guān)鍵尺寸、寬長比、厚度以及介電常數(shù)。本實用新型提供的エ藝參數(shù)檢測晶圓，通過在承載晶圓上設(shè)置多個用于測試承載晶圓的エ藝參數(shù)的測試晶圓，并使所述測試晶圓的材料與所述承載晶圓的待測試膜層的材料相同，或使所述測試晶圓上遠離所述承載晶圓的膜層與所述承載晶圓的待測試膜層的材料相同，從而通過多個測試晶圓同時檢測所述承載晶圓的待測試膜層的多項エ藝參數(shù)(如厚度、關(guān)鍵尺寸、寬長比等)，實現(xiàn)使用同一個承載晶圓就可以完成多項エ藝參數(shù)的測量的目的，而不需要每測量一個エ藝參數(shù)就引進ー個新的承載晶圓，即節(jié)省了測試時間，又節(jié)省了花費承載晶圓所需要的成本，提高了測試效率。

圖I是本實用新型實施例提供的エ藝參數(shù)檢測晶圓的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I所示的エ藝參數(shù)檢測晶圓中測試晶圓的剖面示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提出的エ藝參數(shù)檢測晶圓作進ー步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。圖I是本實用新型實施例提供的エ藝參數(shù)檢測晶圓的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。所述エ藝參數(shù)檢測晶圓10包括承載晶圓11以及多個用于測試承載晶圓的待測試膜層的エ藝參數(shù)的測試晶圓12，所述測試晶圓12設(shè)置在所述承載晶圓11上；其中，所述測試晶圓12為多層結(jié)構(gòu)，所述測試晶圓12上遠離所述承載晶圓11的膜層與所述承載晶圓11的待測試膜層的材料相同，從而通過多個測試晶圓同時測試所述承載晶圓的待測試膜層的多項エ藝參數(shù)(如厚度、關(guān)鍵尺寸、寬長比等)，實現(xiàn)使用同一個承載晶圓11就可以完成多項エ藝參數(shù)的測量的目的，而不需要每測量一個エ藝參數(shù)就引進ー個新的承載晶圓11，即節(jié)省了測試時間，又節(jié)省了花費承載晶圓11所需要的成本。在本實施例中，所述承載晶圓11上待測試膜層的材料是多晶硅(poly)，所述測試晶圓12為雙層結(jié)構(gòu),如圖2所示,所述測試晶圓12包括鍵合在所述承載晶圓11上的單晶硅層121以及覆蓋在所述單晶硅層121上的多晶硅層122，由于多晶硅層122與承載晶圓11的待測試膜層的材料相同，因此通過測試所述多晶硅層122的各項エ藝參數(shù)即可得知所述承載晶圓11的待測試膜層的各項エ藝參數(shù)。并且，在同一承載晶圓11上設(shè)置多個測試晶圓12，如此便可通過多個測試晶圓12同時測試多個エ藝參數(shù)。具體而言，若在承載晶圓11上鍵合有四個測試晶圓12，即可同時測試四個エ藝參數(shù)關(guān)鍵尺寸(CD)、寬長比(aspect)、 厚度以及介電常數(shù)，通過上述エ藝參數(shù)，由此可進一歩得知承載晶圓11的刻蝕速率(EtchRate)。其中，承載晶圓11和測試晶圓12的尺寸可根據(jù)具體的エ藝來確定，例如所述承載晶圓11的直徑可為較為常用的300mm或450mm,而所述測試晶圓12的直徑則為45mm 55mm0在本實施例中，所述エ藝參數(shù)檢測晶圓10可通過以下方法形成；首先，形成單晶晶塊，該單晶晶塊可以是如本領(lǐng)域中已知的所形成的單晶硅晶塊；然后將多晶材料嵌入該單晶晶塊以形成復(fù)合晶塊，在本實施例中，單晶硅晶塊在硅粉末中位于期望位置，然后燒結(jié)該硅粉末以形成多晶硅部分；接著，該復(fù)合晶塊被切片成測試晶圓12，由此所述測試晶圓12即為雙層結(jié)構(gòu)(單晶硅層121和多晶硅層122);最后，需要將制作完成的晶圓單元12鍵合至承載晶圓11 (本實施例中為多晶硅)上，可利用1100°C 1300°C的氫氣環(huán)境，將晶圓単元12中的單層硅層鍵合至承載晶圓上。當然，上述只是示意性的說明了本實用新型的エ藝參數(shù)檢測晶圓的制作方法，也可利用其它公知方法形成エ藝參數(shù)檢測晶圓。在本實用新型的其它具體實施例中，所述承載晶圓的材料也可以是氮化硅，相應(yīng)的，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氮化硅層；或者，所述承載晶圓的材料是氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氧化硅層；或者，所述待測試膜層的材料是碳化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的碳化硅層；或者，所述待測試膜層的材料是氮氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氮氧化硅層；或者，所述待測試膜層的材料是摻碳的ニ氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的摻碳的ニ氧化硅層；或者，所述待測試膜層的材料是摻硼的ニ氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的摻硼的ニ氧化硅層；或者，所述待測試膜層的材料是摻磷的ニ氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的摻磷的ニ氧化硅層；或者，所述待測試膜層的材料是硼磷硅玻璃，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的硼磷硅玻璃層，當然，所述承載晶圓和測試晶圓的材料還可以作其它變換，在此不一一例舉。進ー步地，エ藝參數(shù)檢測晶圓10包括承載晶圓11以及多個用于測試承載晶圓的待測試膜層的エ藝參數(shù)的測試晶圓12，所述測試晶圓12設(shè)置在所述承載晶圓11上；其中，所述測試晶圓12為單層結(jié)構(gòu)，所述測試晶圓12與所述承載晶圓11的待測試膜層的材料相同。其中，承載晶圓11和測試晶圓12的尺寸可根據(jù)具體的エ藝來確定，例如所述承載晶圓11的直徑可為較為常用的300mm或450mm,而所述測試晶圓12的直徑則為45mm 55mm0顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其 等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，包括 承載晶圓，包括ー待測試膜層；以及 多個用于測試所述待測試膜層的エ藝參數(shù)的測試晶圓，設(shè)置在承載晶圓上； 其中，所述測試晶圓為多層結(jié)構(gòu)，所述測試晶圓上遠離所述承載晶圓的膜層與所述待測試膜層的材料相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是多晶硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的多晶硅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是氮化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氮化娃層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氧化硅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是碳化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的碳化硅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是氮氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的氮氧化硅層。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是摻碳的ニ氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的摻碳的ニ氧化硅層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是摻磷的ニ氧化硅，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的摻磷的ニ氧化硅層。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是硼磷硅玻璃，所述測試晶圓包括鍵合在所述承載晶圓上的單晶硅層以及覆蓋在所述單晶硅層上的硼磷硅玻璃層。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述承載晶圓的直徑為.300mm 或 450mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或10所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述測試晶圓的直徑為 45mm 55mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求I或10所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述測試晶圓的數(shù)量為2 6個。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述エ藝參數(shù)包括關(guān)鍵尺寸、寬長比、厚度以及介電常數(shù)。
14.一種エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，包括 承載晶圓，包括ー待測試膜層；以及多個用于測試所述待測試膜層的エ藝參數(shù)的測試晶圓，設(shè)置在承載晶圓上； 其中，所述測試晶圓為單層結(jié)構(gòu)，所述測試晶圓與所述待測試膜層的材料相同。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述待測試膜層的材料是硅，所述測試晶圓為單層結(jié)構(gòu)，所述測試晶圓的材料為單晶硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述承載晶圓的直徑為300mm 或 450mm。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或16所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述測試晶圓的直仕為45mm 55mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或16所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述測試晶圓的數(shù)量為2 6個。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的エ藝參數(shù)檢測晶圓，其特征在于，所述エ藝參數(shù)包括關(guān)鍵尺寸、寬長比、厚度以及介電常數(shù)。
專利摘要本實用新型提供了一種工藝參數(shù)檢測晶圓，包括承載晶圓，所述承載晶圓包括一待測試膜層；以及多個用于測試所述待測試膜層的工藝參數(shù)的測試晶圓，設(shè)置在承載晶圓上；其中，所述測試晶圓為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)；當所述測試晶圓為單層結(jié)構(gòu)時，所述測試晶圓與所述待測試膜層的材料相同；當所述測試晶圓為多層結(jié)構(gòu)時，所述測試晶圓上遠離所述承載晶圓的膜層與所述待測試膜層的材料相同。本實用新型提供的工藝參數(shù)檢測晶圓，實現(xiàn)使用同一個承載晶圓就可以完成多項工藝參數(shù)測量的目的，而不需要每測量一個工藝參數(shù)就引進一個新的檢測晶圓，節(jié)省了測試時間，提高了測試效率。
文檔編號H01L21/66GK202473870SQ20112040265
公開日2012年10月3日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者三重野文健, 周梅生 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司