沟槽形貌监控方法以及沟槽形貌监控结构制作方法技术

本发明专利技术提供一种沟槽形貌监控方法以及沟槽形貌监控结构制作方法，利用线宽测量工具测量沟槽形貌监控结构中第二沟槽的顶部宽度以及底部宽度，利用台阶测试仪测量第一沟槽的深度，根据所述第一沟槽的深度获得所述第二沟槽的深度，并根据所述第二沟槽的顶部宽度、底部宽度以及所述第二沟槽的深度，利用正切定理获得所述第二沟槽的倾斜度，由所述第二沟槽的顶部宽度、底部宽度以及倾斜度判断产品沟槽的顶部宽度、底部宽度以及倾斜度，进而在不破坏芯片的前提下监控产品沟槽的形貌。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路制造
，尤其涉及一种沟槽形貌监控方法以及沟槽形 貌监控结构制作方法。
技术介绍
沟槽工艺常用于制作栅极或者隔离技术中，在近年发展的超结工艺中，沟槽工艺 还运用于超结工艺中的P、N型掺杂。在沟槽工艺运用中，其深度、宽度及倾斜度等参数都会 对器件的参数和功能有至关重要的影响。 沟槽工艺的运用很大程度上就是使原胞面积缩小，所以沟槽工艺中沟槽的密度很 大、宽度很小，用常规设备和方法分析沟槽形貌由于线宽的问题往往受到制约，在实际分析 中，沟槽形貌的分析通常是使用SEM断面确认，然而这属于破坏性分析手段。如何在不报废 芯片的前提下，得到较精确的沟槽形貌数据是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种沟槽形貌监控结构、监控方法及制作方法，在不破坏芯 片的前提下获得沟槽形貌数据。 为解决上述问题，本专利技术提供一种沟槽形貌监控方法，包括： 提供一沟槽形貌监控结构，所述沟槽形貌监控结构包括形成于半导体衬底中的 第一沟槽和第二沟槽，其中，形成所述第二沟槽的掩膜板图形与形成产品沟槽的掩膜板图 形相同，形成所述第一沟槽的掩膜板图形的宽度大于形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽 度，所述第一沟槽和第二沟槽采用相同的刻蚀程序形成； 利用线宽测量工具测量所述第二沟槽的顶部宽度以及底部宽度，利用台阶测试仪 测量所述第一沟槽的深度； 根据所述第一沟槽的深度获得所述第二沟槽的深度；以及 根据所述第二沟槽的顶部宽度、底部宽度以及所述第二沟槽的深度，利用正切定 理获得所述第二沟槽的倾斜度，进而监控产品沟槽的形貌。 可选的，在所述的沟槽形貌监控方法中，根据以下公式获得第二沟槽的深度： hi = logaml； h2 = logam2 ; 其中，hi为所述第一沟槽的深度，h2为所述第二沟槽的深度，ml为形成所述第一 沟槽的掩膜板图形的宽度，m2为形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽度，a为对数函数的 底数。 可选的，在所述的沟槽形貌监控方法中，将所述第一沟槽的深度作为所述第二沟 槽的深度。 可选的，在所述的沟槽形貌监控方法中，所述第一沟槽的底部宽度大于台阶测试 仪的最小探针直径，所述沟槽形貌监控结构的测量窗口大于最小探针直径与两倍的最小步 距之和。 可选的，在所述的沟槽形貌监控方法中，所述线宽测量工具是光学显微镜、线宽仪 或CD-SEM。 本专利技术还提供一种沟槽形貌监控结构，用于监控产品沟槽的倾斜度，所述沟槽形 貌监控结构包括形成于半导体衬底中的第一沟槽和第二沟槽，其中，形成所述第二沟槽的 掩膜板图形与形成产品沟槽的掩膜板图形相同，形成所述第一沟槽的掩膜板图形的宽度大 于形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽度，所述第一沟槽和第二沟槽采用相同的刻蚀程序 形成。 可选的，在所述的沟槽形貌监控结构中，所述第一沟槽的底部宽度大于台阶测试 仪的最小探针直径，所述沟槽形貌监控结构的测量窗口大于台阶测试仪的最小探针直径与 两倍的最小步距之和。 本专利技术更提供一种沟槽形貌监控结构的制作方法，包括： 提供一半导体衬底； 在所述半导体衬底中形成第一沟槽和第二沟槽； 其中，形成所述第二沟槽的掩膜板图形与形成产品沟槽的掩膜板图形相同，形成 所述第一沟槽的掩膜板图形的宽度大于形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽度，所述第一 沟槽和第二沟槽采用相同的刻蚀程序形成。 可选的，在所述的沟槽形貌监控结构的制作方法中，在所述半导体衬底中形成第 一沟槽和第二沟槽的步骤包括： 在半导体衬底上形成掩膜层； 在所述掩膜层上涂覆光阻层，并通过曝光以及显影工艺将对应第一沟槽的掩膜板 图形以及对应第二沟槽的掩膜板图形转移至所述光阻层中； 以所述光阻层为掩膜刻蚀所述掩膜层； 以所述掩膜层为掩膜刻蚀所述半导体衬底，形成第一沟槽和第二沟槽。 可选的，在所述的沟槽形貌监控结构的制作方法中，所述第一沟槽的底部宽度大 于台阶测试仪的最小探针直径，所述沟槽形貌监控结构的测量窗口大于台阶测试仪的最小 探针直径与两倍的最小步距之和。 本专利技术利用线宽测量工具测量沟槽形貌监控结构的第二沟槽的顶部宽度以及底 部宽度，利用台阶测试仪测量第一沟槽的深度，根据所述第一沟槽的深度获得所述第二沟 槽的深度，并根据所述第二沟槽的顶部宽度、底部宽度以及所述第二沟槽的深度，利用正切 定理获得所述第二沟槽的倾斜度，由所述第二沟槽的顶部宽度、底部宽度以及倾斜度判断 产品沟槽的顶部宽度、底部宽度以及倾斜度，进而在不破坏芯片的前提下监控产品沟槽的 形貌。 【附图说明】 图1至图3是本专利技术实施例的沟槽形貌监控结构制作方法中的监控结构剖面和俯 视不意图； 图4是本专利技术实施例的沟槽形貌监控方法的流程示意图； 图5是本专利技术实施例的沟槽形貌监控结构的制作方法的流程示意图； 图6是本专利技术实施例的掩膜板图形宽度与所形成的沟槽的深度的相关性示意图； 图7是本专利技术实施例所采用的掩膜板图形的示意图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术 的【具体实施方式】做详细的说明。 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况 下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。 本专利技术提供一种沟槽形貌监控结构，用于监控产品沟槽的倾斜度，所述沟槽形貌 监控结构包括形成于半导体衬底中的第一沟槽和第二沟槽，其中，形成所述第二沟槽的掩 膜板图形与形成产品沟槽的掩膜板图形相同，形成所述第一沟槽的掩膜板图形的宽度大于 形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽度，所述第一沟槽和第二沟槽采用相同的刻蚀程序形 成。 如图4所示，本专利技术还提供一种沟槽形貌监控方法，包括如下步骤： S41:提供一沟槽形貌监控结构，所述沟槽形貌监控结构包括形成于半导体衬底中 的第一沟槽和第二沟槽，其中，形成所述第二沟槽的掩膜板图形与形成产品沟槽的掩膜板 图形相同，形成所述第一沟槽的掩膜板图形的宽度大于形成所述第二沟槽的掩膜板图形的 宽度，所述第一沟槽和第二沟槽采用相同的刻蚀程序形成； S42:利用线宽测量工具测量所述第二沟槽的顶部宽度以及底部宽度，利用台阶测 试仪测量所述第一沟槽的深度； S43 :根据所述第一沟槽的深度获得所述第二沟槽的深度； S44:根据所述第二沟槽的顶部宽度、底部宽度以及第二沟槽的深度，利用正切定 理获得所述第二沟槽的倾斜度，进而监控产品沟槽的形貌。 如图5所示，本专利技术还提供一种沟槽形貌监控结构的制作方法，包括如下步骤： S51 :提供一半导体衬底； S52 :在所述半导体衬底中形成第一沟槽和第二沟槽；其中，形成所述第二沟槽的 掩膜板图形与形成产品沟槽的掩膜板图形相同，形成所述第一沟槽的掩膜板图形的宽度大 于形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽度，所述第一沟槽和第二沟槽采用相同的刻蚀程序 形成。 本专利技术利用线宽测量工具测量沟槽形貌监控结构的第二沟槽的顶部宽度以及底 部宽度，利用台阶测试仪测量第一沟槽的深本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沟槽形貌监控方法，其特征在于，包括：提供一沟槽形貌监控结构，所述沟槽形貌监控结构包括形成于半导体衬底中的第一沟槽和第二沟槽，其中，形成所述第二沟槽的掩膜板图形与形成产品沟槽的掩膜板图形相同，形成所述第一沟槽的掩膜板图形的宽度大于形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽度，所述第一沟槽和第二沟槽采用相同的刻蚀程序形成；利用线宽测量工具测量所述第二沟槽的顶部宽度以及底部宽度，利用台阶测试仪测量所述第一沟槽的深度；根据所述第一沟槽的深度获得所述第二沟槽的深度；以及根据所述第二沟槽的顶部宽度、底部宽度以及所述第二沟槽的深度，利用正切定理获得所述第二沟槽的倾斜度，进而监控产品沟槽的形貌。

【技术特征摘要】
1. 一种沟槽形貌监控方法，其特征在于，包括： 提供一沟槽形貌监控结构，所述沟槽形貌监控结构包括形成于半导体衬底中的第一沟 槽和第二沟槽，其中，形成所述第二沟槽的掩膜板图形与形成产品沟槽的掩膜板图形相同， 形成所述第一沟槽的掩膜板图形的宽度大于形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽度，所述 第一沟槽和第二沟槽采用相同的刻蚀程序形成； 利用线宽测量工具测量所述第二沟槽的顶部宽度以及底部宽度，利用台阶测试仪测量 所述第一沟槽的深度； 根据所述第一沟槽的深度获得所述第二沟槽的深度；以及 根据所述第二沟槽的顶部宽度、底部宽度以及所述第二沟槽的深度，利用正切定理获 得所述第二沟槽的倾斜度，进而监控产品沟槽的形貌。2. 如权利要求1所述的沟槽形貌监控方法，其特征在于，根据以下公式获得所述第二 沟槽的深度： hi = logaml ； h2 = logam2 ； 其中，hi为所述第一沟槽的深度，h2为所述第二沟槽的深度，ml为形成所述第一沟槽 的掩膜板图形的宽度，m2为形成所述第二沟槽的掩膜板图形的宽度，a为对数函数的底数。3. 如权利要求1所述的沟槽形貌监控方法，其特征在于，根据所述第一沟槽的深度获 得所述第二沟槽的深度的步骤中，直接将所述第一沟槽的深度作为所述第二沟槽的深度。4. 如权利要求1所述的沟槽形貌监控方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彦涛，赵金波，江宇雷，杨雪，邹光祎，钟荣祥，
申请(专利权)人：杭州士兰集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33