半导体膜厚度量测校准标准片及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体测试技术，特别涉及一种用于半导体膜厚度量测设备所使用的校准标准片及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体制程工艺的不断发展，量测设备在其中扮演的角色越来越重要，保证半导体量测的准确性同样极为重要，而保证量测的准确性需要依赖于标准片对设备进行定期校准。
[0003]半导体生产厂具有多种类型的量测机台(设备)，针对膜厚度进行量测的设备机台需要厚度量测校准标准片。目前，一套厚度量测校准标准片由数片晶圆(wafer)组成，每一片晶圆用以校准一个厚度值，每片晶圆的中心位置(光滑面)生长一层确定厚度的二氧化硅，以在晶圆中心位置形成图案(pattern)区域，该区域被确认为校准区域。例如，目前所使用的一套用于膜厚量测机台的标准片，二氧化硅在晶圆中心位置所形成的图案区域的厚度从20埃到10000埃不等，共有11种不同的膜厚，即11片标准片，每一片标准片的单价约为1.5万美元，根据制程需求，需要至少配置6片标准片(包括从最薄到最厚)，在内标法的校准方法下，保证在不同的膜厚等级(level)都具有标准片对其进行校准，进而确保量测机台的准确性。
[0004]由上述说明可以看出；现有的技术中校准一台量测机台需要使用多片标准片，而现行通用的标准片价格都较昂贵，需要花大量的钱购买以及每年对标准片进行例行校准；另外，在校准的过程中，量测机台需要多次装载(load)和卸载(unload)不同等级的标准片，一方面会花费大量时间，降低机台对产品的量测产出率，另一方面在传输过程中会增大标准片晶圆损坏的风险；再者，多片标准片晶圆也难以统一保存。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种半导体膜厚度量测校准标准片及其制造方法，以实现采用同一片标准片对多个厚度等级的校准。
[0006]本申请的技术方案是这样实现的:
[0007]—种半导体膜厚度量测校准标准片，包括:
[0008]晶圆基片；
[0009]位于所述晶圆基片表面的至少2个不同膜厚等级的图案区域。
[0010]进一步，所述晶圆基片为硅基片，所述图案区域材料为二氧化硅。
[0011]进一步,所述图案区域呈圆形,直径为35mm?45mm。
[0012]进一步，所述图案区域为N个，N ^ 2，各个图案区域的厚度各不相等，N个图案区域中，第η图案区域的厚度为第η厚度，其中，I
[0013]进一步，所述N个图案区域均匀地分布于所述晶圆基片中心的周围，且所述N个图案区域距离所述晶圆基片中心均相等。
[0014]进一步,每个图案区域的中心到原点的距离均为45mm?55mm。
[0015]进一步，在以所述晶圆基片的中心为原点的极坐标中，所述N个图案区域中的任意相邻的两个图案区域之间的极坐标的角度之差均相等。
[0016]进一步，所述图案区域为6个，6个所述图案区域分别为:
[0017]第一图案区域，其厚度为第一厚度；
[0018]第二图案区域，其厚度为第二厚度；
[0019]第三图案区域，其厚度为第三厚度；
[0020]第四图案区域，其厚度为第四厚度；
[0021]第五图案区域，其厚度为第五厚度；
[0022]第六图案区域，其厚度为第六厚度；
[0023]所述第一厚度为10?30埃，所述第二厚度为35?55埃，所述第三厚度为100?150埃，所述第四厚度为1000?3000埃，所述第五厚度为5000?7000埃，所述第六厚度为8000 ?12000 埃。
[0024]一种半导体膜厚度量测校准标准片的制造方法，包括:
[0025]提供一晶圆基片；
[0026]在所述晶圆基片表面生长至少2个不同膜厚等级的图案区域。
[0027]进一步，所述图案区域为N个，N彡2，各个图案区域的厚度各不相等，N个图案区域中，第η图案区域的厚度为第η厚度，其中，I
[0028]进一步，所述N个图案区域均匀地分布于所述晶圆基片中心的周围，且所述N个图案区域距离所述晶圆基片中心均相等。
[0029]进一步,每个图案区域的中心到原点的距离均为45mm?55mm。
[0030]进一步，在以所述晶圆基片的中心为原点的极坐标中，所述N个图案区域中的任意相邻的两个图案区域之间的极坐标的角度之差均相等。
[0031]进一步，在所述晶圆基片表面生长N个不同膜厚等级的图案区域的光刻阶段所采用的光刻掩膜为N个；其中，第一光刻掩膜具有第N掩膜区域，第N光刻掩膜具有从第一掩膜区域到第N掩膜区域的全部掩膜区域，第η光刻掩膜具有从第Ν-Ν+1掩膜区域到第N掩膜区域；在所有的N个掩膜区域中，第η掩膜区域与所述第η图案区域的位置相一致。
[0032]进一步，在所述晶圆基片表面生长N个不同膜厚等级的图案区域，包括:
[0033]在所述晶圆基片表面进行第一次薄膜沉积，并使用第一光刻掩膜对所沉积薄膜进行光刻，对光刻后的薄膜进行蚀刻，以在所述晶圆基片表面形成第N图案区域；
[0034]在所述晶圆基片表面进行第η次薄膜沉积，并使用第η光刻掩膜对所沉积薄膜进行光刻，对光刻后的薄膜进行蚀刻，以在所述晶圆基片表面形成第Ν-Ν+1掩膜区域到第N掩膜区域；
[0035]在所述晶圆基片表面进行第N次薄膜沉积，并使用第N光刻掩膜对所沉积薄膜进行光刻，对光刻后的薄膜进行蚀刻，以在所述晶圆基片表面形成第一掩膜区域到第N掩膜区域的全部掩膜区域。
[0036]进一步，所述图案区域为6个，在所述晶圆基片表面生长6个不同膜厚等级的图案区域的光刻阶段所采用的光刻掩膜为6个，分别为第一光刻掩膜、第二光刻掩膜、第三光刻掩膜、第四光刻掩膜、第五光刻掩膜、第六光刻掩膜；其中，
[0037]第一光刻掩膜具有第六掩膜区域；
[0038]第二光刻掩膜具有第五掩膜区域、第六掩膜区域；
[0039]第三光刻掩膜具有第四掩膜区域、第五掩膜区域、第六掩膜区域；
[0040]第四光刻掩膜具有第三掩膜区域、第四掩膜区域、第五掩膜区域、第六掩膜区域；
[0041]第五光刻掩膜具有第二掩膜区域、第三掩膜区域、第四掩膜区域、第五掩膜区域、第六掩膜区域；
[0042]第六光刻掩膜具有第一掩膜区域、第二掩膜区域、第三掩膜区域、第四掩膜区域、第五掩膜区域、第六掩膜区域；
[0043]在所述晶圆基片表面生长6个不同膜厚等级的图案区域，包括:
[0044]在所述晶圆基片表面沉积4000埃厚度薄膜，使用第一光刻掩膜对所沉积薄膜进行光刻，对光刻后的薄膜进行蚀刻，以在所述晶圆基片表面形成4000埃厚度的第六图案区域；
[0045]在形成有第六图案区域的晶圆基片表面沉积4000埃厚度薄膜，使得第六图案区域厚度变为8000埃，使用第二光刻掩膜对所沉积薄膜进行光刻，对光刻后的薄膜进行蚀亥IJ，以在所述晶圆基片表面形成8000埃厚度的第六图案区域以及4000埃厚度的第五图案区域；
[0046]在形成有第六图案区域和第五图案区域的晶圆基