[发明专利]沟槽形貌监控方法以及沟槽形貌监控结构制作方法

说明书

技术领域

本发明属于集成电路制造技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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：

h1＝log_am1；

h2＝log_am2；

其中，h1为所述第一沟槽的深度，h2为所述第二沟槽的深度，m1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。

本发明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。

本发明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。