標(biāo)準(zhǔn)晶片及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了標(biāo)準(zhǔn)晶片及其制造方法。本公開的實(shí)施例提供一種標(biāo)準(zhǔn)晶片，其包括：襯底；形成于襯底上的第一半導(dǎo)體材料層；形成于第一半導(dǎo)體材料層之上的柵條，其中，間隔層介于第一半導(dǎo)體材料層和所述柵條之間；以及分別形成在所述柵條的相對兩側(cè)的第一側(cè)壁間隔件和第二側(cè)壁間隔件，其中，所述柵條和第一半導(dǎo)體材料層由相同的半導(dǎo)體材料形成，介于第一半導(dǎo)體材料層和所述柵條之間的所述間隔層與第一側(cè)壁間隔件和第二側(cè)壁間隔件由相同的氧化物形成。本公開實(shí)施例還提供相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)晶片制造方法。通過本公開的實(shí)施例，可以提供具有不容易帶電、不容易受污染，成像對比度高、價(jià)格較低、制作工藝簡單中的至少一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)晶片以及相應(yīng)的制造方法。
【專利說明】標(biāo)準(zhǔn)晶片及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，特別是涉及一種標(biāo)準(zhǔn)晶片及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體工藝中，經(jīng)常使用掃描電鏡來測量晶片或器件的關(guān)鍵尺寸等參數(shù)。掃描電鏡的基本工作原理是利用電子束在晶片表面進(jìn)行掃描，電子碰撞晶片表面使得晶片表面的一些電子逃逸出來，然后，這些二次電子被收集并被轉(zhuǎn)換成表面圖像顯示在屏幕和照片上。其中，掃描電鏡分析需要將晶片和電子束均置于真空中。
[0003]為了確保掃描電鏡工作正常，通常需要對掃描電鏡進(jìn)行日常監(jiān)測。一般，利用標(biāo)準(zhǔn)晶片對掃描電鏡進(jìn)行日常監(jiān)測。具體而言，讓掃描電鏡對標(biāo)準(zhǔn)晶片進(jìn)行測量，觀察測量到的結(jié)果是否與標(biāo)準(zhǔn)晶片的已知參數(shù)(例如柵條的關(guān)鍵尺寸)一致，如果一致，則認(rèn)為掃描電鏡工作正常，否則，認(rèn)為掃描電鏡工作不正常。
[0004]由掃描電鏡的工作原理可知，掃描電鏡對標(biāo)準(zhǔn)晶片的測量有可能對標(biāo)準(zhǔn)晶片本身造成一定的影響。例如，電子束碰撞標(biāo)準(zhǔn)晶片表面可能破壞標(biāo)準(zhǔn)晶片的結(jié)構(gòu)，這會使得掃描電鏡再次測量該標(biāo)準(zhǔn)晶片時(shí)，測量的結(jié)果變得不準(zhǔn)確，從而不能正確判斷掃描電鏡是否工作正常。因此，希望提供不容易被破壞的穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)晶片。
[0005]—般而言，對標(biāo)準(zhǔn)晶片的破壞包括兩個(gè)方面。一方面，當(dāng)電子碰撞標(biāo)準(zhǔn)晶片時(shí)，一些電子存留在標(biāo)準(zhǔn)晶片中，從而使得原本不帶電的標(biāo)準(zhǔn)晶片變成帶電的標(biāo)準(zhǔn)晶片。在標(biāo)準(zhǔn)晶片本身帶電的情況下，當(dāng)掃描電鏡再向標(biāo)準(zhǔn)晶片發(fā)射電子束時(shí)，由于同性相斥，二次電子的產(chǎn)生受到影響，從而使得測量的結(jié)果變得不準(zhǔn)確。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)晶片被掃描電鏡掃描過之后，其表面的化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，當(dāng)將標(biāo)準(zhǔn)晶片置于空氣中時(shí)，這種變化使得晶片表面容易受到污染。因此，希望當(dāng)電子束打在標(biāo)準(zhǔn)晶片上時(shí)，電子不會留存在晶片上，從而使得晶片比較穩(wěn)定，不容易帶電并且不容易被污染。
[0006]另外，掃描電鏡在掃描標(biāo)準(zhǔn)晶片時(shí)，測量結(jié)果不僅受晶片表面的結(jié)構(gòu)(例如，形貌)的影響，還受晶片表面材料的影響。即，在測得的結(jié)果中，晶片表面的結(jié)構(gòu)的形貌會呈現(xiàn)明暗的對比，晶片表面的不同材料也會呈現(xiàn)明暗的對比。換而言之，測量結(jié)果中的明暗對比有可能是表示結(jié)構(gòu)的形貌對比，也有可能是表示材料的對比。而理想的情況是，在掃描電鏡的測量結(jié)果中，明暗的對比能夠清晰地呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)的形貌。
[0007]此外，在工業(yè)應(yīng)用中，掃描電鏡的工作狀態(tài)很容易受到各種因素的影響，因而，對其進(jìn)行日常監(jiān)測以確定其總是處于正常狀態(tài)非常重要。在這樣的情形中，需要頻繁地(例如每天)使用標(biāo)準(zhǔn)晶片來對掃描電鏡進(jìn)行日常監(jiān)測。因此，希望這樣的標(biāo)準(zhǔn)晶片的制作成本較低并且希望標(biāo)準(zhǔn)晶片的制作工藝較為簡單。
[0008]在現(xiàn)有技術(shù)中，存在一種稱為“金片”(Golden Wafer)的標(biāo)準(zhǔn)晶片。這種晶片一般通過復(fù)雜的工藝過程制造并且價(jià)格昂貴，因此，不適宜用作掃描電鏡的日常監(jiān)測。還存在一類常用的多晶硅晶片，相對比較穩(wěn)定，但是仍然容易發(fā)生電子存留并且容易受污染。為了避免電子存留，一種方式是在晶片上涂覆一層金屬。由于金屬的導(dǎo)電性能，電子不會發(fā)生存留，但同時(shí)也幾乎沒有二次電子的產(chǎn)生，因此，在掃描電鏡下，很難清晰地觀測到晶片表面的結(jié)構(gòu)的形貌。換而言之，在這種情況下，由于材料對比度低，使得通過掃描電鏡觀測到的拓?fù)鋱D不清晰。
[0009]因此，期望能提供一種適合于掃描電鏡的日常監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)晶片，其不容易帶電并且不容易受污染。進(jìn)一步地，期望該標(biāo)準(zhǔn)晶片的成像對比度高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了消除或者至少部分地減輕現(xiàn)有技術(shù)中的一些或全部上述問題，提出了本公開。
[0011]本公開涉及標(biāo)準(zhǔn)晶片及其制造方法。簡要而言，通過采用在掃描電鏡下具有高的成像對比度的半導(dǎo)體材料和氧化物來分別形成標(biāo)準(zhǔn)晶片上的柵條和柵條兩側(cè)的側(cè)壁間隔件，來使得該標(biāo)準(zhǔn)晶片適合于例如掃描電鏡的日常監(jiān)測。
[0012]在本公開的一個(gè)方面中，提出了一種標(biāo)準(zhǔn)晶片，包括:襯底；形成于襯底上的第一半導(dǎo)體材料層；形成于第一半導(dǎo)體材料層之上的柵條，其中，間隔層介于第一半導(dǎo)體材料層和所述柵條之間，以及分別形成在所述柵條的相對兩側(cè)的第一側(cè)壁間隔件和第二側(cè)壁間隔件，其中，所述柵條和第一半導(dǎo)體材料層由相同的半導(dǎo)體材料形成，介于第一半導(dǎo)體材料層和所述柵條之間的所述間隔層與第一側(cè)壁間隔件和第二側(cè)壁間隔件由相同的氧化物形成。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體材料是金屬氮化物。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬氮化物是氮化鈦TiN。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬氮化物是氮化鉭TaN。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯底是硅襯底。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化物是二氧化硅。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，介于第一半導(dǎo)體材料層和所述柵條之間的所述間隔層的厚度為5到10納米。
[0019]在本公開的另一個(gè)方面中，提供一種標(biāo)準(zhǔn)晶片的制造方法，包括:在襯底上形成第一半導(dǎo)體材料層；在第一半導(dǎo)體材料層上形成第一氧化物層；在第一氧化物層上形成第二半導(dǎo)體材料層；對第二半導(dǎo)體材料層進(jìn)行圖案化以形成柵條；在所述柵條和第一氧化物層上形成第二氧化物層；對第一氧化物層和第二氧化物層進(jìn)行蝕刻，以在完全蝕刻掉位于所述柵條頂部的第二氧化物層并且露出第一半導(dǎo)體材料層，殘留在所述柵條的相對兩側(cè)的第二氧化物層分別形成第一側(cè)壁間隔件和第二側(cè)壁間隔件，其中，第一半導(dǎo)體材料層和第二半導(dǎo)體材料層由相同的半導(dǎo)體材料形成，第一氧化物層與第二氧化物層由相同的氧化物形成。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體材料是金屬氮化物。
[0021 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬氮化物是氮化鈦TiN。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬氮化物是氮化鉭TaN。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯底是硅襯底。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化物是二氧化硅。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，在對第一氧化物層和第二氧化物層進(jìn)行蝕刻之前，第一氧化物層的厚度大于等于第二氧化物層的厚度。[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，第一氧化物層的厚度為5到10納米。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，第二氧化物層的厚度為5到7納米。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，形成第一半導(dǎo)體材料層包括通過真空蒸發(fā)、濺射化學(xué)氣相淀積(C V D )、原子層沉積(ALD)或物理氣相淀積(P V D)在襯底上形成第一半導(dǎo)體材料層。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，形成第二半導(dǎo)體材料層包括通過真空蒸發(fā)、濺射化學(xué)氣相淀積(C V D)、原子層沉積(ALD)或物理氣相淀積(P V D)在第一氧化物層上形成第二半導(dǎo)體材料層。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，對第一氧化物層和第二氧化物層進(jìn)行蝕刻包括干法蝕刻。
[0031]在一個(gè)實(shí)施例中，所述干法蝕刻包括等離子體蝕刻、離子束蝕刻和反應(yīng)離子蝕刻。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，在進(jìn)行所述離子束蝕刻或反應(yīng)離子蝕刻時(shí)，沿垂直于襯底的方向注入離子束。
[0033]通過以下參照附圖對本公開的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本公開的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]附圖作為說明書的一部分例示了本公開的實(shí)施例，并且連同說明書一起用于解釋本公開的原理。各附圖中相同的附圖標(biāo)記將指代相同的部件或步驟。
[0035]參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本公開，其中:
[0036]圖1是圖示出根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片制造過程的流程圖。
[0037]圖2A —圖2D是圖示出根據(jù)圖1所示出的流程圖的標(biāo)準(zhǔn)晶片制造過程中的各個(gè)步驟獲得的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0038]圖2E是圖示出根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本公開的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本公開的范圍。
[0040]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。
[0041]以下對至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本公開及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0042]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。
[0043]在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。
[0044]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0045]以下結(jié)合圖1至圖2E來詳細(xì)描述根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片及其制造方法。其中，圖1是圖示出根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片制造過程的流程圖，圖2A —圖2D是圖示出根據(jù)圖1所示出的流程圖的標(biāo)準(zhǔn)晶片制造過程中的各個(gè)步驟獲得的晶片結(jié)構(gòu)的截面圖，并且圖2E是圖示出根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片的俯視圖。
[0046]以下首先結(jié)合圖1至圖2D來描述根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片制造方法及通過該制造方法獲得的標(biāo)準(zhǔn)晶片。
[0047]圖1圖示出根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片的制造方法100的流程圖。該方法開始于步驟S1001，在該步驟中，提供襯底101，在襯底101上形成第一半導(dǎo)體材料層103，如圖2A中所示。接著，在圖1的步驟S1003中，在第一半導(dǎo)體材料層103上形成第一氧化物層105，如圖2A中所示。
[0048]在本示例中，襯底101可以是硅襯底。但是，本公開不限于此，例如，襯底101也可以是半導(dǎo)體工藝中常用的其它襯底。
[0049]第一半導(dǎo)體材料層103可以由各種適合的半導(dǎo)體材料制成。根據(jù)本公開，考慮選擇具有如下特性中的一者和多者的半導(dǎo)體材料作為第一半導(dǎo)體材料層103的半導(dǎo)體材料:
[0050](I)所述半導(dǎo)體材料具有較高的導(dǎo)電率，S卩，導(dǎo)電性能好；
[0051](2)所述半導(dǎo)體材料與第一氧化物層105的氧化物有較好的親和力，即，與該氧化物的粘結(jié)性較好；
[0052](3)所述半導(dǎo)體材料與第一氧化物層105的氧化物有較高的蝕刻選擇比；以及
[0053](4)所述半導(dǎo)體材料具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在電子束的碰撞下不容易擴(kuò)散，比較穩(wěn)定。
[0054]所述半導(dǎo)體材料例如可以是金屬氮化物。所述金屬氮化物可以包括但不限于氮化鈦TiN和氮化鉭TaN。
[0055]在本示例中，所述半導(dǎo)體材料例如是氮化鈦TiN。氮化鈦TiN是由離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵混合組成的一種半導(dǎo)體材料，它的結(jié)構(gòu)決定了其優(yōu)異的性能，如耐高溫、耐腐蝕、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等。氮化鈦TiN的導(dǎo)電特性基本接近金屬，S卩，其具有高電導(dǎo)率。例如，在一些實(shí)施例中，氮化鈦TiN的電導(dǎo)率可以是30微歐.厘米。
[0056]氮化鈦TiN僅僅是用于說明本發(fā)明原理的一個(gè)示例。實(shí)際上，所述半導(dǎo)體材料可以是任何其它已知的或?qū)戆l(fā)現(xiàn)的如下半導(dǎo)體材料，該半導(dǎo)體材料具有較好的導(dǎo)電率，與氧化物相比有較高的蝕刻選擇比，與氧化物有較好的粘結(jié)性，并且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
[0057]在一些實(shí)施例中，形成第一半導(dǎo)體材料層103可以包括通過真空蒸發(fā)、濺射化學(xué)氣相淀積(CVD )、原子層沉積(ALD)或物理氣相淀積(PVD)在襯底102上形成第一半導(dǎo)體材料層103。
[0058]在本示例中，第一氧化物層105可以由各種氧化物材料制成。例如，第一氧化物層105可以是二氧化硅層。第一氧化物層105可以很薄。例如，第一氧化物層105可以是5到10納米。第一氧化物層105也可以具有其它的厚度。
[0059]接著還是參考圖1，在圖1的步驟S1005中，在第一氧化物層105上形成第二半導(dǎo)體材料層107，如圖2A中所示。其中，第二半導(dǎo)體材料層107和第一半導(dǎo)體材料層103由相同的半導(dǎo)體材料形成。例如，在一些實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體材料層107和第一半導(dǎo)體材料層103都由相同的金屬氮化物形成。在一個(gè)實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體材料層107和第一半導(dǎo)體材料層103兩者都由氮化鈦TiN形成。在另一實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體材料層107和第一半導(dǎo)體材料層103兩者都由氮化鉭TaN形成。[0060]在一些實(shí)施例中，形成第二半導(dǎo)體材料層107可以包括通過真空蒸發(fā)、濺射化學(xué)氣相淀積(CVD )、原子層沉積(ALD)或物理氣相淀積(PVD)在第一氧化物層105上形成第二半導(dǎo)體材料層107。在第一氧化物層105上形成第二半導(dǎo)體材料層107的方式可以與在襯底101上形成第一半導(dǎo)體材料層103的方式相同或不同。在一個(gè)實(shí)施例中，第二半導(dǎo)體材料層107的厚度可以比第一半導(dǎo)體材料層103的厚度大。
[0061]接著，在圖1的步驟S1007中，對第二半導(dǎo)體材料層107進(jìn)行圖案化以形成柵條109,如圖2B中所不。圖2B圖不出經(jīng)圖案化之后的晶片的截面圖。應(yīng)當(dāng)注意，盡管為了清楚起見，在圖2B中僅示出兩個(gè)柵條109，但是應(yīng)當(dāng)理解，柵條109的數(shù)目不限于此。而是可以根據(jù)需要形成任意數(shù)目的柵條109。例如，柵條的數(shù)目可以是一個(gè)，三個(gè)或三個(gè)以上。
[0062]對第二半導(dǎo)體材料層107進(jìn)行圖案化以形成柵條109包括對準(zhǔn)和曝光、顯影、蝕刻和去除光刻膠等。
[0063]具體而言，例如，在對圖2A中所示的經(jīng)由步驟S1001至S1005獲得的晶片10進(jìn)行表面準(zhǔn)備(例如清洗和甩干)之后，例如通過旋涂法或蒸汽法在晶片10表面涂敷一層薄的光刻膠。然后，例如通過加熱使得光刻膠中的部分溶劑蒸發(fā)。此后，將掩模板與晶片10精確對準(zhǔn)，并使光刻膠曝光。具體而言，對準(zhǔn)和曝光即將所需圖案(本示例中，由柵條構(gòu)成的圖案)在晶片10表面上定位或?qū)?zhǔn)并且通過曝光燈或其它輻射源將圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠涂層上。在對晶片10完成對準(zhǔn)和曝光之后，所需圖案以曝光區(qū)域和未曝光區(qū)域的形式記錄在光刻膠上，此時(shí)，通過對未聚合光刻膠進(jìn)行化學(xué)分解來對完成顯影。在對晶片10完成顯影和可能的顯影檢驗(yàn)之后，掩模板的圖案就固定在了光刻膠膜上。此時(shí)，對晶片10進(jìn)行蝕刻以獲得幾乎與襯底垂直的側(cè)邊。蝕刻方法可以采用干法蝕刻，例如等離子體蝕刻、離子束蝕刻和反應(yīng)離子蝕刻。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用離子束蝕刻(也稱為濺射蝕刻或離子銑)或反應(yīng)離子蝕刻，其中使得離子束沿與晶片10的襯底垂直的方向轟擊晶片10的表面，來形成幾乎與襯底垂直的側(cè)邊，從而獲得如圖2B所示的柵條109。如上所述，所述第二半導(dǎo)體材料層107的半導(dǎo)體材料與第一氧化物層105的氧化物具有較高的蝕刻選擇比，這也可以有利于在形成具有垂直側(cè)邊的柵條109的同時(shí)，不容易過度蝕刻第一氧化物層105。
[0064]以上僅僅是對第二半導(dǎo)體材料層107進(jìn)行圖案化以形成柵條109的簡單示例的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可用來實(shí)現(xiàn)以上步驟的任何方法都可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于本公開，并且那些方法可以以任何適當(dāng)?shù)胤绞浇M合。例如，光刻膠可以采用正光刻膠或負(fù)光刻膠。例如，盡管以上只說明了干法蝕刻，但是在一些情況下，可以利用濕法蝕刻。
[0065]接著，在圖1的步驟S1009中，在所述柵條109和第一氧化物層105上形成第二氧化物層111，如圖2C中所示。在一些實(shí)施例中，第二氧化物層111與第一氧化物層105可以由相同的氧化物形成。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，第二氧化物層111與第一氧化物層105兩者可以都是二氧化硅層。在一些實(shí)施例中，第二氧化物層111的厚度可以小于等于第一氧化物層105的厚度。第二氧化物層111的厚度可以非常薄。例如，第二氧化物層111的厚度可以為5-7納米。
[0066]接著，在圖1的步驟SlOll中，對第一氧化物層105和第二氧化物層111進(jìn)行蝕刻，以完全蝕刻掉位于所述柵條109頂部的第二氧化物層111并且露出第一半導(dǎo)體材料層103，殘留在所述柵條109的相對兩側(cè)的第二氧化物層分別形成第一側(cè)壁間隔件115和第二側(cè)壁間隔件113，如圖2D所示。在一些實(shí)施例中，對第一氧化物層105和第二氧化物層111進(jìn)行蝕刻包括干法蝕刻。在一些實(shí)施例中，所述干法蝕刻包括但不限于等離子體蝕刻、離子束蝕刻和反應(yīng)離子蝕刻。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用離子束蝕刻(也稱為濺射蝕刻或離子銑)或反應(yīng)離子蝕刻，其中使得離子束沿與晶片10的襯底垂直的方向轟擊晶片10的表面，以完全蝕刻掉位于所述柵條109頂部的第二氧化物層111并且露出第一半導(dǎo)體材料層103，殘留在所述柵條109的相對兩側(cè)的第二氧化物層分別形成第一側(cè)壁間隔件115和第二側(cè)壁間隔件113，從而獲得如圖2D所示的晶片結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行蝕刻時(shí)，考慮第二氧化物層111和第一氧化物層105的總厚度來進(jìn)行蝕刻。如上所述，第一半導(dǎo)體材料層103和第二半導(dǎo)體材料層107(更準(zhǔn)確而言，柵條109)的半導(dǎo)體材料與第一氧化物層105和第二氧化物層111的氧化物具有較高的蝕刻選擇比，這也可以有利于在形成如圖2D所示的晶片結(jié)構(gòu)，特別是第一側(cè)壁間隔件115和第二側(cè)壁間隔件113的同時(shí)，不容易過度蝕刻第一半導(dǎo)體材料層103和柵條109。
[0067]圖2E圖示出圖2D所示的標(biāo)準(zhǔn)晶片10的俯視圖。以下結(jié)合圖2E來說明根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片10在掃描電鏡日常監(jiān)測中的應(yīng)用。當(dāng)將該標(biāo)準(zhǔn)晶片10放到掃描電鏡下觀測時(shí)，可以清晰地看到明暗相間的條帶圖，其中，條帶109表示圖2C中的柵條109形成的條帶，條帶115和113表示圖2C中的柵條109兩側(cè)的第一側(cè)壁間隔件115和第二側(cè)壁間隔件113形成的條帶，條帶108表示圖2C中的第一半導(dǎo)體材料層103露出的部分形成的條帶，即未被柵條109和側(cè)壁間隔件115和113遮擋的部分形成的條帶。由于柵條109和第一半導(dǎo)體材料層103的半導(dǎo)體材料具有類似金屬的導(dǎo)電特性，即，電導(dǎo)率高，因此，當(dāng)晶片10被放在掃描電鏡下掃描時(shí)，電子很快被導(dǎo)走，即，沒有或只有很少的二次電子從柵條109和第一半導(dǎo)體材料層103的露出部分108被激發(fā)，從而在觀測到圖像中，它們對應(yīng)于暗條帶。而側(cè)壁間隔件115和113由氧化物制成，因此，其導(dǎo)電率低，當(dāng)晶片10被放在掃描電鏡下掃描時(shí)，電子不會被導(dǎo)走，即，有較多的二次電子從側(cè)壁間隔件115和113被激發(fā)，從而在觀測到圖像中，它們對應(yīng)于明條帶。由于側(cè)壁間隔件115和113可以非常細(xì)，因此，在掃描電鏡下觀測時(shí)，就如同兩條細(xì)線。當(dāng)需要測量例如柵條109的尺寸，即Al時(shí)，可以只需要測量柵條109兩側(cè)的側(cè)壁間隔件115和113 (兩條細(xì)線)之間的距離即可。由于柵條109和第一半導(dǎo)體材料層103的露出部分108的半導(dǎo)體材料與側(cè)壁間隔件115和113的氧化物在導(dǎo)電特性上的差異較大，因此，在掃描電鏡下觀測到的圖像對比度高，圖案清晰。
[0068]同時(shí)，由于在晶片10上，大部分為具有類似金屬的導(dǎo)電特性的半導(dǎo)體材料，而小部分為氧化物，因此，晶片10上的電子存留很少，從而使得晶片10在被掃描電鏡掃描之后也不容易帶電，從而當(dāng)晶片10被從真空環(huán)境放回到正常環(huán)境中時(shí)，不容易受污染。這使得晶片10可以被反復(fù)多次使用，即，適合用于掃描電鏡的日常監(jiān)測。
[0069]進(jìn)一步地，如上所述，所述半導(dǎo)體材料盡管具有類似金屬的導(dǎo)電特性，但是同時(shí)具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在電子束的碰撞下不容易擴(kuò)散，比較穩(wěn)定。因此，柵條109和第一半導(dǎo)體材料層103的露出部分108與側(cè)壁間隔件115和113之間所形成的半導(dǎo)體材料/氧化物界面的化學(xué)特性比較定。這也使得根據(jù)本公開實(shí)施例的晶片10可以被反復(fù)多次使用，即，適合用于掃描電鏡的日常監(jiān)測。
[0070]進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體材料還可以與所述氧化物有較好的親和力，S卩，與該氧化物的粘結(jié)性較好。這使得根據(jù)本公開實(shí)施例的晶片10可以被反復(fù)多次使用，S卩，適合用于掃描電鏡的日常監(jiān)測。[0071]此外，通過圖1所述的步驟來制備晶片10制作工藝簡單，因此，成本較低，有利于大量生產(chǎn)和使用。這同樣使得根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片適合用于掃描電鏡的日常監(jiān)測。
[0072]至此，已經(jīng)詳細(xì)描述了根據(jù)本公開實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)晶片及其制造方法的技術(shù)。為了避免遮蔽本公開的構(gòu)思，沒有描述本領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實(shí)施這里公開的技術(shù)方案。
[0073]雖然已經(jīng)通過示例對本公開的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本公開的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本公開的范圍和精神的情況下，對以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本公開的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種標(biāo)準(zhǔn)晶片，包括: 襯底； 形成于襯底上的第一半導(dǎo)體材料層； 形成于第一半導(dǎo)體材料層之上的柵條，其中，間隔層介于第一半導(dǎo)體材料層和所述柵條之間，以及 分別形成在所述柵條的相對兩側(cè)的第一側(cè)壁間隔件和第二側(cè)壁間隔件， 其中，所述柵條和第一半導(dǎo)體材料層由相同的半導(dǎo)體材料形成， 介于第一半導(dǎo)體材料層和所述柵條之間的所述間隔層與第一側(cè)壁間隔件和第二側(cè)壁間隔件由相同的氧化物形成。
2.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)晶片，其中，所述半導(dǎo)體材料是金屬氮化物。
3.如權(quán)利要求2所述的標(biāo)準(zhǔn)晶片，其中，所述金屬氮化物是氮化鈦TiN。
4.如權(quán)利要求2所述的標(biāo)準(zhǔn)晶片，其中，所述金屬氮化物是氮化鉭TaN。
5.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)晶片，其中，所述襯底是硅襯底。
6.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)晶片，其中，所述氧化物是二氧化硅。
7.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)晶片，介于第一半導(dǎo)體材料層和所述柵條之間的所述間隔層的厚度為5到10納米。`
8.—種標(biāo)準(zhǔn)晶片的制造方法，包括: 在襯底上形成第一半導(dǎo)體材料層； 在第一半導(dǎo)體材料層上形成第一氧化物層； 在第一氧化物層上形成第二半導(dǎo)體材料層； 對第二半導(dǎo)體材料層進(jìn)行圖案化以形成柵條； 在所述柵條和第一氧化物層上形成第二氧化物層； 對第一氧化物層和第二氧化物層進(jìn)行蝕刻，以在完全蝕刻掉位于所述柵條頂部的第二氧化物層并且露出第一半導(dǎo)體材料層，殘留在所述柵條的相對兩側(cè)的第二氧化物層分別形成第一側(cè)壁間隔件和第二側(cè)壁間隔件， 其中，第一半導(dǎo)體材料層和第二半導(dǎo)體材料層由相同的半導(dǎo)體材料形成，第一氧化物層與第二氧化物層由相同的氧化物形成。
9.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，所述半導(dǎo)體材料是金屬氮化物。
10.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，所述金屬氮化物是氮化鈦TiN。
11.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，所述金屬氮化物是氮化鉭TaN。
12.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，所述襯底是硅襯底。
13.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，所述氧化物是二氧化硅。
14.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，在對第一氧化物層和第二氧化物層進(jìn)行蝕刻之前，第一氧化物層的厚度大于等于第二氧化物層的厚度。
15.如權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，第一氧化物層的厚度為5到10納米。
16.如權(quán)利要求14或15所述的制造方法，其中，第二氧化物層的厚度為5到7納米。
17.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，形成第一半導(dǎo)體材料層包括通過真空蒸發(fā)、濺射化學(xué)氣相淀積(CVD )、原子層沉積(ALD)或物理氣相淀積(PVD)在襯底上形成第一半導(dǎo)體材料層。
18.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，形成第二半導(dǎo)體材料層包括通過真空蒸發(fā)、濺射化學(xué)氣相淀積(CVD )、原子層沉積(ALD)或物理氣相淀積(PVD)在第一氧化物層上形成第二半導(dǎo)體材料層。
19.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中，對第一氧化物層和第二氧化物層進(jìn)行蝕刻包括干法蝕刻。
20.如權(quán)利要求19所述的制造方法，其中，所述干法蝕刻包括等離子體蝕刻、離子束蝕刻和反應(yīng)離子蝕刻。
21.如權(quán)利要求20所述的制造方法，其中，在進(jìn)行所述離子束蝕刻或反應(yīng)離子蝕刻時(shí)，沿垂直于襯底的方向注入離子束。`
【文檔編號】H01L23/544GK103794596SQ201210419099
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】蔡博修, 祖延雷 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司