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快速檢測芯片堆棧結(jié)構(gòu)間段差高度的方法

文檔序號:6939781閱讀:287來源:國知局
專利名稱:快速檢測芯片堆棧結(jié)構(gòu)間段差高度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域,特別是涉及一種用于功率器件工藝開發(fā)中快速 檢測芯片堆棧結(jié)構(gòu)間段差高度的方法。
背景技術(shù)
功率器件產(chǎn)品中由于其高耐壓的特性往往引入外延層,埋層,深槽隔離等工藝,而 這些工藝會造成許多難以預(yù)知的臺階高度(step hei ght),若在工藝開發(fā)階段不能及時了 解到芯片(chip)內(nèi)實際的段差狀態(tài),會給后續(xù)模塊條件的建立帶來影響。直接造成器件在 物理結(jié)構(gòu)上的失效,影響整體工藝的開發(fā)和進(jìn)展?,F(xiàn)有功率器件工藝開發(fā)主要是通過一些短流程的結(jié)構(gòu)片實驗,依賴一些經(jīng)驗和理 論堆一些可能存在問題的工藝步驟,對模塊進(jìn)行破壞性的硅片斷面分析來確認(rèn)硅片的臺階 高度。這種傳統(tǒng)的方法開發(fā)成本高,且對研發(fā)人員的經(jīng)驗,理論基礎(chǔ)有較強(qiáng)的依賴性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種快速檢測芯片堆棧結(jié)構(gòu)間段差高度的方法, 能夠有效避免功率器件工藝開發(fā)過程中由臺階高度使器件物理性失效。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的快速檢測芯片堆棧結(jié)構(gòu)間段差高度的方法是采用 如下技術(shù)方案實現(xiàn)的步驟一、制作一塊通用測試掩膜板;根據(jù)測試圖形的形狀及CD (關(guān)鍵尺寸)的大小 建立一個能表征CD和臺階高度之間關(guān)系的標(biāo)定系統(tǒng);步驟二、將測試圖形以分批或組合的方式,規(guī)則且均勻的放置于通用測試掩膜板 內(nèi);步驟三、在硅片上涂布光刻膠;曝光、顯影形成所需的測試圖形;步驟四、對步驟三所形成的測試圖形關(guān)鍵尺寸進(jìn)行測量或觀測外觀的變化;步驟五、根據(jù)測量或觀測的結(jié)果對照標(biāo)定系統(tǒng)得出功率器件工藝中存在的臺階高度。本發(fā)明直接利用測試掩膜板曝光,根據(jù)掩模板上的測試圖形CD變化來表征芯片 內(nèi)各位置的臺階高度變化。本發(fā)明的方法可通過肉眼觀測和CD量測來實現(xiàn)快速,準(zhǔn)確的做 出判斷,而不必通過破壞性的硅片斷面實驗來獲得芯片內(nèi)各位置的臺階高度變化。本發(fā)明 的方法不僅能直接探測實際硅片狀況,避免功率器件工藝開發(fā)過程中由臺階高度造成器件 物理性失效,而且相對于傳統(tǒng)方法降低了開發(fā)成本,以及對研發(fā)人員經(jīng)驗,理論基礎(chǔ)的依賴 程度。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是通用測試掩膜板結(jié)構(gòu)圖2是曝光區(qū)域內(nèi)測試圖形式樣圖;圖3是用于檢測的焦距檢測標(biāo)記式樣圖;圖4是本發(fā)明的方法一實施例控制流程圖。
具體實施例方式結(jié)合圖4所示,在一實施例中,所述快速檢測芯片堆棧結(jié)構(gòu)間段差高度的方法實 施的工藝流程如下步驟一、制作一塊通用測試掩膜板;根據(jù)測試圖形的形狀及CD (關(guān)鍵尺寸)的大小 建立一個能表征CD和臺階高度之間關(guān)系的標(biāo)定系統(tǒng)。圖1是一塊6英寸標(biāo)準(zhǔn)通用測試掩膜板,在該掩膜板內(nèi)具有不同形狀的測試圖形。 所述通用測試掩膜板的曝光區(qū)域大小可以根據(jù)實際開發(fā)工藝中每一次曝光的大小(shot 也可理解為芯片大小)來調(diào)整;掩膜板的劃片槽寬度不得小于300 μ m,以適用于所有類型 光刻機(jī)曝光擋板遮光精度要求;在掩膜板特定位置的劃片槽上作標(biāo)示性標(biāo)記,以作shot區(qū) 分所用。所述的標(biāo)定系統(tǒng)可以采用下面的方法來實現(xiàn)選擇一些對工藝變化反應(yīng)比較敏 感的圖形,結(jié)合圖2所示,通常為狹長的菱形圖案或菱形圖形與其它圖形如點狀[(或稱島 (dot),如圖2中的正方形]、條狀[(或稱空隙(gap),如圖2中的長方形]的組合作為測試 圖形;由光刻機(jī)在不同焦距(focus)下對測試圖形進(jìn)行曝光,顯影;對得到的測試圖形進(jìn)行 量測,并將量測結(jié)果與焦距相對應(yīng),即建立起一個標(biāo)定系統(tǒng)。所述標(biāo)定系統(tǒng)能將測試圖形關(guān) 鍵尺寸的變化和臺階高度之間的關(guān)系予以量化。例如,測試圖形關(guān)鍵尺寸變小50nm,對應(yīng)臺 階高度變化1000Λ;測試圖形關(guān)鍵尺寸變小80nm,對應(yīng)臺階高度變化2000Α等。參見圖3所示,所述的測試圖形可以采用各光刻機(jī)設(shè)備廠商所提供的用于設(shè)備監(jiān) 控的焦距檢測標(biāo)記(focus mark)。例如在圖3(a)中,測試圖形為狹長菱形,該圖形會隨著 焦距(focus)的輕微變化其Y方向的CD明顯改變。利用這類圖形的形貌,CD的變化可以 明顯地表征出焦距的差異,而焦距的差異可以通過已建立的標(biāo)定系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實際堆棧結(jié)構(gòu) 的臺階段差。步驟二、將測試圖形以分批或組合的方式,規(guī)則且均勻的放置于通用測試掩膜板 內(nèi)。例如圖2所示,在通用測試掩膜板曝光區(qū)域內(nèi)放置的各種形狀組合的測試圖形。步驟三、在硅片上涂布光刻膠;曝光、顯影形成所需的測試圖形。所述的“光刻膠” 可以是具備對測試圖形解析能力的I-line,KrF甚至更短波長的光敏化學(xué)品材料。步驟四、對步驟三所形成的測試圖形關(guān)鍵尺寸進(jìn)行測量或觀測外觀的變化。也就 是說曝光后測試圖形關(guān)鍵尺寸或外觀的變化可以采用肉眼觀測和CD量測兩種方法。為了 便于肉眼觀測,在所述測試圖形旁邊可以放置一些標(biāo)示,以便肉眼直接觀測測試圖形產(chǎn)生 的變化。步驟五、根據(jù)測量或觀測的結(jié)果對照標(biāo)定系統(tǒng)得出功率器件工藝中存在的臺階高度。步驟六、去除光刻膠。檢測完功率器件工藝中芯片堆棧間段差高度后,只需對實際 硅片剝膠后便能繼續(xù)流片。以上通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn),這些也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種快速檢測芯片堆棧結(jié)構(gòu)間段差高度的方法,其特征在于,包括如下步驟 步驟一、制作一塊通用測試掩膜板;根據(jù)測試圖形的形狀及關(guān)鍵尺寸的大小建立一個能表征CD和臺階高度之間關(guān)系的標(biāo)定系統(tǒng);步驟二、將測試圖形以分批或組合的方式,規(guī)則且均勻的放置于通用測試掩膜板內(nèi); 步驟三、在硅片上涂布光刻膠;曝光、顯影形成所需的測試圖形; 步驟四、對步驟三所形成的測試圖形關(guān)鍵尺寸進(jìn)行測量或觀測外觀的變化; 步驟五、根據(jù)測量或觀測的結(jié)果對照標(biāo)定系統(tǒng)得出功率器件工藝中存在的臺階高度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述通用測試掩膜板的曝光區(qū)域大小能根 據(jù)實際開發(fā)工藝中每一次曝光的大小來調(diào)整;劃片槽寬度大于300 μ m ;在劃片槽上作標(biāo)示 性標(biāo)記,以作每一次曝光區(qū)分所用。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述標(biāo)定系統(tǒng)采用下面的方法實現(xiàn),選擇一 些對工藝變化反應(yīng)比較敏感的圖形,將一種或多種形狀的圖形組合作為測試圖形;由光刻 機(jī)在不同焦距下對測試圖形進(jìn)行曝光,顯影;對得到的測試圖形進(jìn)行量測,并將量測結(jié)果與 焦距相對應(yīng),即建立起一個標(biāo)定系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述測試圖形為菱形圖案、點狀圖案、條狀 圖案、或者各光刻機(jī)設(shè)備廠商所提供的用于設(shè)備監(jiān)控的焦距檢測標(biāo)記。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法,其特征在于在所述測試圖形旁邊放置一些標(biāo)示,以 便肉眼直接觀測測試圖形產(chǎn)生的變化。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述“光刻膠”是具備對測試圖形解析能力 的I-line,KrF甚至更短波長的光敏化學(xué)品材料。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于在步驟五之后還包括去除光刻膠的步驟,對 實際硅片剝膠后便能繼續(xù)流片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速檢測芯片堆棧結(jié)構(gòu)間段差高度的方法,制作一塊通用測試掩膜板;根據(jù)測試圖形的形狀及關(guān)鍵尺寸的大小建立一個能表征CD和臺階高度之間關(guān)系的標(biāo)定系統(tǒng);將測試圖形以分批或組合的方式,規(guī)則且均勻的放置于通用測試掩膜板內(nèi);在硅片上涂布光刻膠;曝光、顯影形成所需的測試圖形;對所形成的測試圖形關(guān)鍵尺寸進(jìn)行測量或觀測外觀的變化;根據(jù)測量或觀測的結(jié)果對照標(biāo)定系統(tǒng)得出功率器件工藝中存在的臺階高度。本發(fā)明不僅能直接探測實際硅片狀況,避免功率器件工藝開發(fā)過程中由臺階高度造成器件物理性失效,而且相對于傳統(tǒng)方法降低了開發(fā)成本,以及對研發(fā)人員經(jīng)驗,理論基礎(chǔ)的依賴程度。
文檔編號H01L21/66GK102136438SQ20101002734
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者吳鵬, 闞歡 申請人:上海華虹Nec電子有限公司
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