專利名稱：一種半導體檢測系統和回刻深度的測量方法
技術領域：
本發明涉及集成電路制造領域，特別涉及一種半導體檢測系統和回刻深度的測量方法。
背景技術：
現如今，功率金氧半器件(Power MOS Device)已經被廣泛的應用于諸多電子領域。這類器件需要能夠承受較大的電壓、電流及功率負載，在實用性的要求下，溝槽MOS器件(Trench M0S)則成為了一種比較成熟的一種，能夠比較好的滿足需求。
現有工藝制造的溝槽MOS中對多晶娃進行回刻(etchback)形成的凹陷(polyrecess)必須有著一定的范圍限制，過蝕刻或者蝕刻不夠都會由于多晶硅的高度(即凹陷的深度)不能滿足需要而影響器件的性能，具體的，當過刻蝕時，即凹槽深度過深，會使得通道(channel)導通，進而使得器件不能夠工作；當刻蝕不夠，即凹槽深度淺或未形成凹槽，則會影響器件的閾值電壓Vt，進而影響器件的性能。在現有的相關工藝中，除了米用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM),還沒有一種簡單易行的方法在多晶硅回刻后直接測量凹陷的深度，或者對該深度的狀況有著粗略的了解。而在不需要獲得凹陷深度的詳細數據時，采用AFM則就顯得大材小用，同時也浪費成本。也就是說，現有工藝中，就有可能面臨著在生產過程中既需要了解凹陷的情況，又不情愿使用AFM進行詳細測量這種尷尬的局面。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種半導體檢測系統和回刻深度的測量方法，以便簡單易行的獲知回刻后的凹陷情況。為解決上述技術問題，本發明提供一種半導體檢測系統，包括圖像采集單元，用于采集待檢對象的圖像；及數據處理單元，所述數據處理單元包含一標準模板，所述數據處理單元接收由圖像采集單元采集的圖像并將所述圖像與標準模板相比較；其中，所述標準模板包括第一區域及包圍所述第一區域的第二區域。可選的，對于所述的半導體檢測系統，所述待檢對象為硅片，所述硅片上具有經回刻形成凹陷的材料層。可選的，對于所述的半導體檢測系統，所述材料層為多晶硅。可選的，對于所述的半導體檢測系統，所述圖像采集單元包括顯微鏡。可選的，對于所述的半導體檢測系統，所述標準模板的第一區域為菱形。可選的，對于所述的半導體檢測系統，所述菱形的短對角線長度為20ιιπΓ30ιιπι。可選的，對于所述的半導體檢測系統，所述菱形的短對角線長度為24um。可選的，對于所述的半導體檢測系統，所述菱形的銳角小于等于30°。
本發明提供一種如上所述的半導體檢測系統進行回刻深度測量的方法，包括提供所述待檢對象到所述圖像采集單元上；所述圖像采集單元采集所述待檢對象的圖像；將所述圖像傳遞至數據處理單元，將所述圖像與所述標準模板進行比較；由比較的結果判斷回刻深度。可選的，對于所述的回刻深度的測量方法，將所述圖像與所述標準模板進行比較的步驟包括所述數據處理單元將所述圖像在不同顏色的交界處描繪一閉合曲線；將描繪有閉合曲線的圖像與所述標準模板進行比較。可選的，對于所述的回刻深度的測量方法，由比較的結果判斷回刻深度包括如下情況當所述閉合曲線內部區域與所述第一區域基本重合時，則表明回刻深度正常；當所述閉合曲線內部區域位于所述第一區域中時，則表明回刻深度不夠；當所述閉合曲線內部區域位于所述第二區域中時，則表明回刻深度超范圍；當所述閉合曲線內部區域與所述第一區域交叉時，則表明回刻步驟出現問題。可選的，對于所述的回刻深度的測量方法，所述顯微鏡在50倍放大倍數下進行圖像米集。本發明提供的半導體檢測系統和回刻深度的測量方法中，設置一標準模板，接著對待檢對象進行圖像采集，獲取實際情況下的圖像，并與標準模板進行比較，從而判斷出回刻后的深度狀況，該方法簡便易行，有利于在早期發現缺陷，從而能夠大大的節省成本，并能夠較好的控制產出器件的良率。


圖I為本發明實施例在硅片上形成的大溝池的示意圖；圖2為本發明實施例在大溝池中填充多晶硅后沿ac方向的剖面示意圖；圖3為本發明實施例回刻多晶硅形成凹陷沿ac方向的剖面示意圖；圖4為本發明實施例的半導體檢測系統中標準模板的示意圖；圖5為本發明實施例的回刻深度的測量方法的流程圖；圖6A-圖6D為本發明實施例的采集的圖像與標準模板進行比較的示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明半導體檢測系統和回刻深度的測量方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。一種半導體檢測系統，包括圖像采集單元，所述圖像采集單元采集待檢對象的圖像，所述待檢對象為硅片，所述硅片上具有經回刻形成凹陷的材料層，具體的，可以為溝槽MOS中的多晶硅回刻凹陷，即材料層為多晶硅層；優選的，采集回刻形成的凹陷的圖像，所述圖像采集單元可以為顯微鏡；數據處理單元，所述數據處理單元可以為電腦，其包含一標準模板，所述數據處理單元接收由圖像采集單元采集的圖像并將所述圖像與標準模板相比較，由比較的結果判斷所述凹陷的深度。請參考圖f圖3，其展現本發明標準模板的制作原理，正常工藝流程下，如圖I所示，在娃片上形成多個大溝池(big trench pool) 10,圖中僅示出一個大溝池,接著,進行多晶娃沉積工藝，如圖2所不，在大溝池中沉積多晶娃22,所述多晶娃22覆蓋在具有大溝池的襯底21 (主要包括N型襯底及外延層)上，接著，對多晶硅進行刻蝕，如圖3所示，僅保留大溝池邊緣處的部分多晶硅22’，其為坡狀結構，形成凹陷23，那么，由于坡狀多晶硅22’的存在，a’c’之間和a a’、c c’之間將會呈現不同的顏色。請參考圖4，所述標準模板包括第一區域I及包圍所述第一區域I的第二區域2。由圖中可見，第一區域I為菱形A’ B’ C’ D’，第二區域2的外圍為菱形AB⑶，這是由于在正常情況下，回刻后的坡狀多晶硅會使得中間成為一小的(淡)藍色菱形區域，同時其外圍具有包圍淡藍色區域的呈紅色的區域，所述(淡)藍色區域和紅色區域的交界處實際具有一個顏 色漸變區，這是由于坡狀多晶硅的厚度不同所致，考慮到該區域的實際寬度及在本發明中不需精確判斷凹槽深淺，可以將菱形A’ B’ C’ D’設計在該顏色漸變區靠近(淡)藍色菱形區域處，而不必也將該區域展現出來，優選的，可以使得菱形A’B’C’D’對角線A’C’與圖3中的a’c’長度一致。所述菱形AB⑶的短對角線BD的長度可以為30unT50um，優選為40um，其銳角A為小于等于30°。所述菱形A’B’C’D’的短對角線B’D’的長度可以為20ιιπΓ30ιιπι，優選為24um，其銳角A’為小于等于30°顯然，上述數據的選擇可以在本發明的基礎上針對不同的產品進行靈活的變動，以達到最佳的效果。在其他實施例中，所述半導體檢測模塊，還可以在所述菱形ABCD的長對角線AC上設計有刻度，刻度值大小可以按照標準長度尺寸設計，也可以按照一定的比例均勻劃分，則不同刻度處對應不同的顏色，這在實際測量中將會較為精細的比較出凹陷的實際情況。請參考圖5，本發明提供一種回刻深度的測量方法，包括如下步驟S20，使用所述圖像采集單元采集所述待檢對象的圖像；S21，將所述圖像傳遞至數據處理單元，將所述圖像與所述標準模板進行比較；S22，由比較的結果判斷回刻深度。其中，將所述圖像與所述標準模板進行比較的步驟包括所述數據處理單元將所述圖像在不同顏色的交界處描繪一閉合曲線；將描繪有閉合曲線的圖像與所述標準模板進行比較。具體的，針對多晶硅凹陷而言，可以在紅色和(淡)藍色的交界處描繪閉合曲線，對于其他材料層的回刻，則可不限于紅色和(淡)藍色的交界，這將由具體的材料和所需回刻深度決定。本方法也可以直接利用AEI (After Etch Inspection)設備,采用50倍率放大倍數進行觀察和圖像采集。并在操作臺中，進行比較，該操作難度較低，一般技術人員就可完成。將所述圖像與所述標準模板進行比較，會出現包括如下幾種情況a.所述閉合曲線內部區域與所述第一區域基本重合；b.所述閉合曲線內部區域位于所述第一區域中；c.所述閉合曲線內部區域位于所述第二區域中；
d.所述閉合曲線內部區域與所述第一區域交叉。其中，情況a判斷為合格，情況b、C、d則可粗略判斷為不合格，具體的對于所述的情況a，其表現為圖6A，由圖中可見，閉合曲線3與構成第一區域I的菱形A’B’C’D’基本重合在一起，圖6A只是示意性的描繪出該情況，只要閉合曲線3內部區域與第一區域較為均勻的重合在一起，就應當認為是這種情況，這表明多晶硅回刻深度正常，有著較佳的坡狀結構，在此情況下繼續進行后續工藝，則能夠形成高性能的器件。對于所述的情況b，其表現為圖6B，由圖中可見，閉合曲線3位于構成第一區域I的菱形A’B’C’D'內部，這表明多晶硅回刻深度不夠，通常，閉合曲線3內部區域面積越小，則表明回刻深度越淺，即多晶硅的坡度越平滑。對于所述的情況C，其表現為圖6C，由圖中可見，閉合曲線3位于構成第一區域I 的菱形A’B’C’D’外，即在第二區域2中，這表明多晶硅回刻深度超范圍，通常，閉合曲線3的內部區域面積越大，則表明回刻深度越深，即多晶硅的坡度越陡峭。上述的情況b和C，需要結合實際結果和該產品的要求進行決定需要如何處理相應的產品。對于所述的情況d，其表現為圖6D，由圖中可見，閉合曲線3與構成第一區域I的菱形A’B’C’D’相交，且是不規則的，這表明回刻異常，可能為回刻和/或之前工藝步驟出現問題，則需要檢查比如設備狀況，前層是否有不良因素影響等。這也能夠利于及早發現生產過程中某一段或幾段可能出現的問題，從而便于優化生產工藝。本發明提供的半導體檢測系統和回刻深度的測量方法中，設置一標準模板，接著對待檢對象進行圖像采集，獲取實際情況下的圖像，并與標準模板進行比較，從而判斷出回刻后的深度狀況，該方法簡便易行，有利于在早期發現缺陷，從而能夠大大的節省成本，并能夠較好的控制產出器件的良率。顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種半導體檢測系統，其特征在于，包括 圖像采集單元，用于采集待檢對象的圖像 '及 數據處理單元，所述數據處理單元包含一標準模板，所述數據處理單元接收由圖像采集單元采集的圖像并將所述圖像與標準模板相比較； 其中，所述標準模板包括第一區域及包圍所述第一區域的第二區域。
2.如權利要求I所述的半導體檢測系統，其特征在于，所述待檢對象為硅片，所述硅片上具有經回刻形成凹陷的材料層。
3.如權利要求2所述的半導體檢測系統，其特征在于，所述材料層為多晶硅。
4.如權利要求I所述的半導體檢測系統，其特征在于，所述圖像采集單元包括顯微鏡。
5.如權利要求I所述的半導體檢測系統，其特征在于，所述標準模板的第一區域為菱形。
6.如權利要求5所述的半導體檢測系統，其特征在于，所述菱形的短對角線長度為20um 30umo
7.如權利要求6所述的半導體檢測系統，其特征在于，所述菱形的短對角線長度為24um。
8.如權利要求5所述的半導體檢測系統，其特征在于，所述菱形的銳角小于等于30°。
9.一種如權利要求Γ8中任一項所述的半導體檢測系統進行回刻深度測量的方法，其特征在于，包括 提供所述待檢對象到所述圖像采集單元上； 所述圖像采集單元采集所述待檢對象的圖像； 將所述圖像傳遞至數據處理單元，將所述圖像與所述標準模板進行比較； 由比較的結果判斷回刻深度。
10.如權利要求9所述的回刻深度的測量方法，其特征在于，將所述圖像與所述標準模板進行比較的步驟包括 所述數據處理單元將所述圖像在不同顏色的交界處描繪一閉合曲線； 將描繪有閉合曲線的圖像與所述標準模板進行比較。
11.如權利要求10所述的回刻深度的測量方法，其特征在于，由比較的結果判斷回刻深度包括如下情況 當所述閉合曲線內部區域與所述第一區域基本重合時，則表明回刻深度正常； 當所述閉合曲線內部區域位于所述第一區域中時，則表明回刻深度不夠； 當所述閉合曲線內部區域位于所述第二區域中時，則表明回刻深度超范圍； 當所述閉合曲線內部區域與所述第一區域交叉時，則表明回刻步驟出現問題。
12.如權利要求9所述的回刻深度的測量方法，其特征在于，所述顯微鏡在50倍放大倍數下進行圖像采集。
全文摘要
本發明公開了一種半導體檢測系統和回刻深度的測量方法，設置一標準模板，接著對待檢對象進行圖像采集，獲取實際情況下的圖像，并與標準模板進行比較，從而判斷出回刻后的深度狀況，該方法簡便易行，有利于在早期發現缺陷，從而能夠大大的節省成本，并能夠較好的控制產出器件的良率。
文檔編號H01L21/66GK102856228SQ20121036615
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者樓穎穎 申請人:上海宏力半導體制造有限公司