[发明专利]同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构及监控方法

说明书

本发明提供一种同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，包括测量版图包括第一至三版图结构；其中，第一版图结构包括多个依次分布的芯轴图形，其用于定义第一测量区域上的芯轴结构；第二版图结构包括第一、二隔离结构版图，第一、二隔离结构版图均包括多个依次分布的单扩散隔断图形；第一隔离结构版图中的单扩散隔断图形依次横跨部分或全部的芯轴图形，用于定义第一测量区域上单扩散隔断结构的形成位置；第二隔离结构版图中的单扩散隔断图形在远离芯轴图形的一侧依次分布，用于定义第二测量区域上的单扩散隔断结构的形成位置。本发明既可以用来监控实际被切割半导体结构的关键尺寸，也可以用来监控沟槽的刻蚀粗糙度，节省了切割道面积。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构及监控方法。

背景技术

在14nm FinFET(鳍式场效应管)工艺开发过程中，在切割半导体结构时存在以下问题：由于鳍式场效应晶体管的有源区不同于以往的平面工艺，如果想同时监控切割层的关键尺寸和刻蚀粗糙度，就无法像平面工艺一样通过一个条形关键尺寸量测图形来完成，而是需要在切割道上摆两个图形；一个有底层有半导体结构，例如图1所示的版图，包括多个依次分布芯轴图形(mandrel)101以及位于芯轴图形上的单扩散隔断图形102，有半导体结构的图形来监控实际工艺中切割半导体结构的关键尺寸大小；一个底层没有半导体结构，例如图2所示的版图，包括多个依次分布的单扩散隔断图形103，没有半导体结构的图形和平面工艺一样，用来监控沟槽的刻蚀粗糙度。因为半导体结构是三维立体的，以单扩散隔断结构为例，如果底层有半导体结构，在切割完成后我们看到的是一根根间隔的、被切割断的半导体结构，无法量测沟槽的刻蚀粗糙度。

为解决上述问题，需要提出一种新型的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构及监控方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构及监控方法，用于解决现有技术中因为半导体结构是三维立体的，如果底层有半导体结构，在切割完成后我们看到的是一根根间隔的、被切割断的半导体结构，无法量测沟槽的刻蚀粗糙度的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，包括：

所述测量版图包括第一至三版图结构；其中，

所述第一版图结构包括多个依次分布的芯轴图形，其用于定义第一测量区域形成于牺牲层上的芯轴结构；

所述第二版图结构包括第一、二隔离结构版图，所述第一、二隔离结构版图均包括多个依次分布的单扩散隔断图形；所述第一隔离结构版图中的所述单扩散隔断图形依次横跨部分或全部的所述芯轴图形，用于定义所述第一测量区域上单扩散隔断结构的形成位置；所述第二隔离结构版图中的所述单扩散隔断图形在远离所述芯轴图形的一侧依次分布，用于定义第二测量区域上的所述单扩散隔断结构的形成位置；

所述第三版图结构，其用于定义去除所述牺牲层后覆盖所述第二测量区域的光刻胶层。

优选地，所述芯轴图形依次等距分布。

优选地，所述第一、二隔离版图均包括多个呈阶梯状的且依次等距分布的所述单扩散隔断图形，其中一所述单扩散隔断图形横跨所有的所述芯轴图形，其余的所述隔断图形的长度在其至少一侧依次递减。

优选地，所述第一、二隔离结构版图互为对称结构。

优选地，所述测量版图还包括监测垫图形。

优选地，所述第一、二测量区域的大小相等。

一种同时监控单扩散隔离结构关键尺寸和刻蚀粗糙度的方法，包括：

步骤一、提供衬底，在所述衬底上形成有叠层，在所述叠层上形成有牺牲层；