[发明专利]HKMG CMP工艺模型测试结构及建模方法

说明书

本发明公开了一种HKMG CMP工艺模型测试结构，包括由最终测试图形单元排列形成的最终测试图形阵列；最终测试图形单元包括栅极测试图形阵列和量测衬底图形阵列；栅极测试图形阵列由形成于各种前置形貌表面的各种HKMG对应的HKMG测试图形排列而成；量测衬底图形阵列由量测形成于各种前置形貌表面的HKMG厚度、层间膜厚度和多晶硅厚度的厚度量测衬底图形排列而成。本发明还公开了一种HKMG CMP工艺模型的建模方法。本发明能保证HKMG CMP工艺模型的准确性以及能降低建模周期。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种高介电常数栅极(HKMG)的化学机械研磨(CMP)工艺模型测试结构，本发明还涉及一种HKMG CMP工艺模型的建模方法。

背景技术

随着半导体技术节点进入45奈米及以下，为了提升晶体管的性能，半导体制造工厂引入了高介电常数金属栅极(HKMG)技术,这项技术包括多道化学机械研磨工艺。由于化学机械研磨工艺的引入，与其相关的可制造性检测变得不可或缺。

化学机械研磨工艺模型的建立是化学机械研磨工艺可制造性检测中最重要的一环。如图1所示，是现有CMP工艺模型建立流程图，流程包括如下步骤：

化学机械研磨工艺模型测试图形(Test Pattern)设计；

化学机械研磨工艺模型测试光罩制造；

化学机械研磨工艺模型测试晶片加工；

化学机械研磨工艺模型测试数据收集；

化学机械研磨工艺模型校准；

化学机械研磨工艺模型验证。

也即通过测试图形设计，然后再制造出测试图形对应的光罩，根据光罩进行晶片的加工，在晶片加工中形成各种测试图形，然后在晶片加工的各步骤中或各步骤完成后收集相应的数据，根据收集到的数据对模型进行校准并最后实现对模型的验证。应用通过验证的化学机械研磨工艺模型在客户产品流片前对产品版图进行可制造型检测，可以及时发现客户产品版图中与化学机械研磨工艺相关的版图薄弱部分。将检测结果反馈给客户加以修正，能够极大的提高产品良率。

在上述CMP工艺模型建立中，测试图形的设计对于确保模型准确性以及精度起着至关重要的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种HKMG CMP工艺模型测试结构，能保证HKMGCMP工艺可制造性检测准确性。本发明还提供一种HKMG CMP工艺模型的建模方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的HKMG CMP工艺模型测试结构包括由最终测试图形单元排列形成的最终测试图形阵列；所述最终测试图形单元包括栅极测试图形阵列和量测衬底图形阵列。

所述栅极测试图形阵列由形成于各种前置形貌表面的各种HKMG对应的HKMG测试图形排列而成；

所述量测衬底图形阵列由量测形成于各种前置形貌表面的HKMG厚度、层间膜厚度和多晶硅厚度的厚度量测衬底图形排列而成。

进一步的改进是，所述前置形貌表面包括：硅基衬底表面，形成于所述硅基衬底中的浅沟槽隔离介质的表面。

HKMG的种类包括：P型晶体管的HKMG和N型晶体管的HKMG。

进一步的改进是，所述HKMG测试图形包括9种，分别为：

第一种HKMG测试图形为由同时形成于连续的所述硅基衬底的表面的多个P型晶体管的HKMG排列形成的测试图形。

第二种HKMG测试图形为由同时形成于连续的所述硅基衬底的表面的多个N型晶体管的HKMG排列形成的测试图形。