[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

说明书

本发明涉及一种半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，涉及微电子技术领域，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STI结构收集半导体器件的实际测量光谱；S2：建模定义TCR结构的理论模型结构；S3：切片确定TCR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，得到TCR结构的量测程式库文件；S5：利用量测程式库文件，收集需要监控的TCR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；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TCR结构的参数，实现对TCR结构形貌有效监控，达到浅沟槽TCR结构工艺稳定的目的。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种半导体器件STI形貌的监控方法、其应用方法及改善TCR结构的方法。

背景技术

在微电子技术领域中，半导体器件的饱和电流是半导体器件的一个重要参数，通常希望半导体器件的饱和电流越大越好。

然而，在半导体器件的制造过程中，由于各种工艺误差、检测及监控设备和监控方法的不当，导致半导体器件制造过程中的各种特征参数不能得到准确监控，进而不能得到有效改进，导致半导体器件不能满足需求，如半导体器件的漏电流较大。

另，随着半导体技术的发展，希望半导体器件的功耗越来越低，多种低功耗产品(LP)和超低功耗产品(ULP)不断出现，为了达到半导体器件的低功耗，在其制造过程中，对其各种特征参数的要求更高，以保证半导体产品的成品率。请参阅图1，图1为不同产品的饱和电流与漏电流的关系示意图。如图1展示了超低功耗产品(ULP)正常晶圆、低功耗产品(LP)正常晶圆及超低功耗产品(ULP)异常晶圆(如圆角工艺异常)的饱和电流与漏电流的关系曲线，从图1可以看出，正常晶圆的漏电流要比异常晶圆的漏电流小，超低功耗产品(ULP)晶圆的漏电流要比低功耗产品(LP)晶圆的漏电流小，因此超低功耗产品(ULP)将得到广泛应用，则在其制造过程中，对其特征参数的监控及改进也尤为重要。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种半导体器件浅沟槽隔离刻蚀形貌的监控方法，以实现对TCR结构形貌保持有效监控，缩短监控时间。

本发明提供的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，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。

更进一步的，所述半导体器件为超低功耗产品。

更进一步的，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。

更进一步的，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。

更进一步的，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。

更进一步的，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。