[发明专利]半导体器件STI形貌的监控方法、其应用方法及改善TCR结构的方法

权利要求书

1.一种半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，其中该半导体器件包括浅沟槽隔离刻蚀有源区硅材料上顶部边角圆化工艺结构，其特征在于，包括：

S1：运用光学线宽测量仪，对不同工艺刻蚀时间的半导体器件浅沟槽隔离结构收集半导体器件的实际测量光谱；

S2：通过建模软件建模定义顶部边角圆化工艺结构的理论模型结构；

S3：对不同工艺刻蚀时间和晶圆位置的半导体器件的浅沟槽隔离结构进行切片确定顶部边角圆化工艺结构的实际数据；

S4：根据步骤S1收集的实际测量光谱和步骤S2的理论模型结构，通过进一步分析计算，进而得到顶部边角圆化工艺结构的量测程式库文件；

S5：然后利用得到的量测程式库文件，收集需要监控的顶部边角圆化工艺结构的参数的理论数据，并建立理论数据和步骤S3收集的实际数据的对应关系，并确认两者的相关性系数R²；以及

S6：利用相关性系数R²及步骤S4得到的量测程式库文件得到顶部边角圆化工艺结构的参数。

2.根据权利要求1所述的半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，其特征在于，所述半导体器件为超低功耗产品。

3.根据权利要求2所述的半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，其特征在于，步骤S2中的所述理论模型结构包括顶部边角圆化工艺结构的材料、工艺尺寸范围，结构尺寸变化。

4.根据权利要求2所述的半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，其特征在于，步骤S4中的所述进一步分析计算包括提高顶部边角圆化工艺结构的理论模型结构的光谱敏感度，降低光谱相关性。

5.根据权利要求4所述的半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，其特征在于，步骤S4中的所述量测程式库文件包括所述理论数据和所述实际数据。

6.根据权利要求2所述的半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，其特征在于，步骤S5更进一步的还包括：判断相关性系数R²的大小，若相关性系数R²大于0.9时进入步骤S6，若相关性系数R²小于0.9时进入步骤S4。

7.根据权利要求2所述的半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，其特征在于，步骤S1中不同顶部边角圆化工艺结构的参数对应不同的实际测量光谱。

8.根据权利要求1所述的半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，不限定步骤S1、步骤S2和步骤S3之间的执行顺序。

9.应用权利要求1所述的监控方法监控顶部边角圆化工艺结构的曲率半径r的方法，顶部边角圆化工艺结构的实际曲率半径r²＝x²+(r-y)²，其中r与x成正比关系，与y成反比的关系，x为顶部边角圆化工艺结构的横向尺寸，y为顶部边角圆化工艺结构的纵向尺寸，其特征在于，包括：

S1：运用光学线宽测量仪，对不同工艺刻蚀时间的半导体器件浅沟槽隔离结构收集半导体器件的实际测量光谱，其中该实际测量光谱包括顶部边角圆化工艺结构的横向尺寸x的信息；

S2：通过建模软件建模定义顶部边角圆化工艺结构的理论模型结构；

S3：对不同工艺刻蚀时间和晶圆位置的半导体器件的浅沟槽隔离结构进行切片确认顶部边角圆化工艺结构的曲率半径r；

S4：根据步骤S1收集的实际测量光谱和步骤S2的理论模型结构，通过进一步分析计算，进而得到顶部边角圆化工艺结构的量测程式库文件；

S5：然后利用得到的量测程式库文件，收集顶部边角圆化工艺结构的横向尺寸x的理论数据，并建立横向尺寸x和步骤S3收集的曲率半径r的对应关系，并确认两者的相关性系数R²；以及

S6：利用相关性系数R²及步骤S4得到的量测程式库文件中横向尺寸x的数据得到顶部边角圆化工艺结构的曲率半径r。

10.基于权利要求1所述的监控方法改善顶部边角圆化工艺结构的方法，其特征在于，包括：

S1：运用光学线宽测量仪，对不同工艺刻蚀时间的半导体器件浅沟槽隔离结构收集半导体器件的实际测量光谱；

S2：通过建模软件建模定义顶部边角圆化工艺结构的理论模型结构；

S3：对不同工艺刻蚀时间和晶圆位置的半导体器件的浅沟槽隔离结构进行切片确定顶部边角圆化工艺结构的实际数据，其中，所述实际数据包括晶圆的实际刻蚀时间t；

S4：根据步骤S1收集的实际测量光谱和步骤S2的理论模型结构，通过进一步分析计算，进而得到顶部边角圆化工艺结构的量测程式库文件，其中，所述量测程式库文件包括顶部边角圆化工艺结构的形貌参数；

S5：然后利用得到的量测程式库文件，收集需要监控的顶部边角圆化工艺结构的参数的理论数据，并建立理论数据和步骤S3收集的实际数据的对应关系，并确认两者的相关性系数R²，其中，所述相关性系数R²包括晶圆的实际刻蚀时间t与顶部边角圆化工艺结构的形貌参数之间的相关性系数R²；以及

S6：利用相关性系数R²及步骤S4得到的量测程式库文件得到晶圆的实际刻蚀时间t。