标准晶片及其制造方法与流程

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种标准晶片及其制造方法。

背景技术：

随着半导体制造工艺的发展，工艺尺寸不断下降，相应的，半导体器件中的薄膜的厚度也在不断地降低。为了保持薄膜厚度的均一性，对薄膜厚度测量的精确度和稳定性提出了更高的要求。为了保证对薄膜厚度测量的精确度和稳定性，需要使用标准晶片(wafer)，定期对量测机台进行校正。

相关技术中，通常包括多种薄类型的标准晶片：例如二氧化硅(sio2)薄膜标准晶片、氮化硅(sin)薄膜标准晶片、多晶硅薄膜标准晶片等；同时，出于精度上的考量，每种薄膜类型的标准晶片对应多种不同厚度的薄膜：以二氧化硅薄膜为例，其分别对应厚度为t1、t2以及t3的二氧化硅薄膜标准晶片。

图1示出了相关技术中提供的标准晶片的示意图，如图1所示，该标准晶片100是厚度t1的二氧化硅薄膜标准晶片，在使用该标准晶片100时，通常是将该标准晶片100固定在量测机台上，使用激光(laser)照射区域110对量测机台进行校准，然后更换其它类型，或者其它厚度的标准晶片再进行校准，操作过程较为繁琐。同时，由于每次使用标准晶片100进行校准时，激光都是照射区域110，因此在长久使用过程中，会对区域110的表面造成损伤，从而影响校准的精确度。

技术实现要素：

本申请提供了一种标准晶片及其制造方法，可以解决相关技术中提供的标准晶片在校准过程中操作较为繁琐的问题。

一方面，本申请提供了一种标准晶片，所述标准晶片用于对半导体制造工艺中的量测台机进行厚度校准，包括：

衬底；

至少两种类型的薄膜层，所述至少两种类型的薄膜层中，不同类型的薄膜层包含的材料不同；

所述至少两种类型的薄膜层形成于所述衬底所在平面的不同的预设区域上。

可选的，所述每种类型的薄膜层包括至少两种厚度，不同厚度的薄膜层形成于所述不同的预设区域上。

可选的，所述每种类型的薄膜层包括至少两种厚度，不同厚度的薄膜层形成于所述不同的预设区域上。

可选的，所述至少两种类型的薄膜层中，存在至少一个类型的薄膜层，满足相同的厚度形成于不同的预设区域上。

可选的，存在类型相同厚度不同的薄膜层位于相邻的预设区域。

可选的，存在类型不同的薄膜层位于相邻的预设区域。

可选的，所述薄膜层包含氮化物、氧化物、多晶硅、高k介质材料、硅锗、钛、铂、钯中的至少一种。

另一方面，本申请提供了一种标准晶片的制造方法，所述标准晶片用于对半导体制造工艺中的量测台机进行厚度校准，所述方法包括：

步骤s1：提供一衬底；

步骤s2：在所述衬底上沉积第一类型的薄膜层；

步骤s3：光罩所述第一类型的薄膜层对应的预设区域，通过刻蚀工艺对其它区域的第一类型的薄膜层进行去除；

步骤s4：在所述其它区域沉积第i类型的薄膜层，2≤i≤n，n≥2，i、n为正整数，n为预设的薄膜层类型数，所述第i类型的薄膜层与所述第一类型的薄膜层包含的材料不同；

步骤s5：光罩已沉积的薄膜层对应的预设区域，通过刻蚀工艺对其它区域的薄膜层进行去除，n种类型的薄膜层中的每种类型的薄膜层对应的预设区域不同；

步骤s6：令i＝i+1，重复步骤s4和步骤s5，直到i＝n。

可选的，所述每种类型的薄膜层包括至少两种厚度，不同厚度的薄膜层形成于所述不同的预设区域上，所述方法还包括：

依次对预设区域的薄膜层进行刻蚀，使所述每种类型的薄膜层包括至少两种厚度。

可选的，所述至少两种类型的薄膜层中，存在至少一个类型的薄膜层，满足相同的厚度形成于不同的预设区域上。

可选的，存在类型相同厚度不同的薄膜层位于相邻的预设区域。

可选的，存在类型不同的薄膜层位于相邻的预设区域。

可选的，所述薄膜层包含氮化物、氧化物、多晶硅、高k介质材料、硅锗、钛、铂、钯中的至少一种。

本申请技术方案，至少包括如下优点：

通过在标准晶片所在平面的不同区域设置不同类型的薄膜层，在使用该标准晶片进行校准时，可以一次性对不同类型的薄膜层进行校准，不需要更换多种类型的标准晶片，从而简化了校准步骤，提高了校准效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是相关技术中提供的标准晶片的示意图；

图2是本申请一个示例性实施例提供的标准晶片的示意图；

图3是本申请一个示例性实施例提供的标准晶片的示意图；

图4是本申请一个示例性实施例提供的标准晶片的制造方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

参考图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的标准晶片的示意图。如图2所示，该标准晶片200包括衬底210以及至少两种类型的薄膜层(图2中以两种不同类型的薄膜层221和薄膜层222做示例性说明)。

其中，至少两种类型的薄膜层中，不同类型的薄膜层包含的材料不同，例如，薄膜层221为氮化硅薄膜，薄膜层222为二氧化硅薄膜；至少两种类型的薄膜层形成于衬底210所在平面的不同的预设区域上，例如，薄膜层221和薄膜层222形成于衬底210所在平面的不同的预设区域上。其中，预设区域是衬底210所在平面上的区域，在制备标准晶片时，需要在衬底210所在平面上划分出预设区域用于沉积薄膜层。

综上所述，本实施例中，通过在标准晶片所在平面的不同区域设置不同类型的薄膜层，在使用该标准晶片进行校准时，可以一次性对不同类型的薄膜层进行校准，不需要更换多种类型的标准晶片，从而简化了校准步骤，提高了校准效率。

实施例2：

参考实施例1，实施例2和实施例1的区别在于：每种类型的薄膜层包括至少两种厚度，不同厚度的薄膜层形成于不同的预设区域上。不同类型的薄膜层之间的厚度关系不限定。

例如，标准晶片包括两种类型的薄膜层：氮化硅薄膜和二氧化硅薄膜，而氮化硅薄膜包括t1、t2以及t3三种厚度，二氧化硅薄膜包括t4、t5以及t6三种厚度，则t1厚度的氮化硅薄膜、t2厚度的氮化硅薄膜、t3厚度的氮化硅薄膜、t4厚度的二氧化硅薄膜、t5厚度的二氧化硅薄膜以及t6厚度的二氧化硅薄膜分别形成于不同的预设区域。

本实施例中，通过在标准晶片所在平面的不同区域设置不同类型的薄膜层，且每种类型的薄膜层包括至少两种厚度，在使用该标准晶片进行校准时，可以一次性对不同类型，且不同厚度的薄膜层进行校准，不需要更换多种类型以及多种厚度的标准晶片，进一步简化了校准步骤，提高了校准效率。

实施例3：

参考实施例2，实施例3和实施例2的区别在于：至少两种类型的薄膜层中，存在至少一个类型的薄膜层，满足相同的厚度形成于不同的预设区域上。

例如，标准晶片包括两种类型的薄膜层：氮化硅薄膜和二氧化硅薄膜，氮化硅薄膜包括t1、t2以及t3三种厚度，t1厚度的氮化硅薄膜位于第一预设区域和第二预设区域，t2厚度的氮化硅薄膜位于第三预设区域和第四预设区域，t3厚度的氮化硅薄膜位于第五预设区域和第六预设区域；二氧化硅薄膜包括t4、t5以及t6三种厚度，t4厚度的二氧化硅薄膜位于第七预设区域和第八预设区域，t5厚度的二氧化硅薄膜位于第九预设区域和第十预设区域，t6厚度的二氧化硅薄膜位于第十一预设区域和第十二预设区域。需要说明的是，该实施例只是示例性说明，相同的厚度的薄膜层可以形成于不同的预设区域，也可以形成于一个预设区域，只要满足存在一个类型的薄膜层，相同的厚度分布在不同的预设区域即可。

本实施例中，通过将相同厚度、相同类型的薄膜层分布在不同的预设区域，当其中一个薄膜层因为长时间使用造成损伤后，可使用另一个预设区域的相同类型相同厚度的薄膜层进行校准。

实施例4：

参考实施例3，实施例4和实施例3的区别在于：存在类型相同厚度不同的薄膜层位于相邻的预设区域。例如，上述实施例中，t1厚度的氮化硅层和t2厚度的氮化硅层可位于相邻的预设区域。

实施例5：

参考实施例3和实施例4，实施例5和实施例3、实施例4的区别在于：存在类型不同的薄膜层位于相邻的预设区域。例如，上述实施例中，氧化硅层和二氧化硅层可位于相邻的预设区域。

可选的，本申请实施例中的薄膜层包含氮化物(例如氮化硅)、氧化物(例如二氧化硅)、多晶硅、高k介质材料(例如介电常数“k”大于10的材料)、硅锗、钛、铂、钯中的至少一种。

以标准晶片包括三种类型的薄膜层，每种类型的薄膜层包括两种厚度为例对本申请一个示例性实施例进行说明。如图3所示，本实施例中提供的标准晶片300包括衬底310和薄膜层，薄膜层包括t1厚度的第一种类型的薄膜层3111、t2厚度的第一种类型的薄膜层3112、t3厚度的第二种类型的薄膜层3121、t4厚度的第二种类型的薄膜层3122、t5厚度第三种类型的薄膜层3131以及t6厚度的第三种类型的薄膜层3132。其中，t1厚度和t2厚度不同，t3厚度和t4厚度不同，t5厚度和t6厚度不同，不同类型的薄膜层之间的厚度关系不限定。

如图3所示，相同厚度的薄膜层位于不同的预设区域；相同类型，不同厚度的薄膜层位于相邻的区域；不同类型的薄膜层位于相邻区域。

实施例6：

参考图4，其示出了本申请一个示例性实施例提供的标准晶片的制造方法的流程图。可通过该方法制造上述实施例提供的标准晶片，该方法包括：

步骤s1，提供一衬底。

步骤s2，在衬底上沉积第一类型的薄膜层。

步骤s3，光罩第一类型的薄膜层对应的预设区域，通过刻蚀工艺对其它区域的第一类型的薄膜层进行去除。

步骤s4，在其它区域沉积第i类型的薄膜层，2≤i≤n，n≥2，i、n为正整数，n为预设的薄膜层类型数，第i类型的薄膜层与所述第一类型的薄膜层包含的材料不同。

步骤s5，光罩已沉积的薄膜层对应的预设区域，通过刻蚀工艺对其它区域的薄膜层进行去除，n种类型的薄膜层中的每种类型的薄膜层对应的预设区域不同。

步骤s6，令i＝i+1，重复步骤s4和步骤s5，直到i＝n。

以n＝3为例，对实施例6进行说明：

在步骤403之后，在其它区域沉积第二类型的薄膜层；光罩第一类型的薄膜层和第二类型的薄膜层对应的预设区域，通过刻蚀工艺对其它区域的第二类型的薄膜层进行去除；在其它区域沉积第三类型的薄膜层；光罩第一类型的薄膜层、第二类型的薄膜层以及第三类型的薄膜层对应的预设区域，通过刻蚀工艺对其它区域的第三类型的薄膜层进行去除。

上述实施例中，当每种类型的薄膜层对应不同的厚度时，该方法还包括：依次对预设区域的薄膜层进行刻蚀，使每种类型的薄膜层包括至少两种厚度。

可先将薄膜层沉积为最大厚度，通过逐步光罩较大厚度的薄膜层对应的预设区域，对其它厚度对应的预设区域进行刻蚀，得到较低厚度的薄膜层。

例如，标准晶片上包括两种类型的薄膜层：第一类型的薄膜层和第二类型的薄膜层，第一类型的薄膜层对应两种厚度t1和t2和(t1＞t2)，第二类型的薄膜层对应两种厚度t3和t4(t3＞t4)，可通过上述方法沉积t1厚度的第一类型的薄膜层和t3厚度的第二类型的薄膜层；对t1厚度的第一类型薄膜层和第二类型的薄膜层对应的预设区域进行光罩，对其它区域的t1厚度的第一类型的薄膜层进行刻蚀，得到t2厚度的第一类型的薄膜层；对t1厚度的第一类型薄膜层、t2厚度的第二类型的薄膜层和t3厚度的第二类型的薄膜层对应的预设区域进行光罩，对其它区域的t3厚度的第二类型的薄膜层进行刻蚀，得到t4厚度的第二类型的薄膜层。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。