[發明專利]一種監控臺階儀測量芯片溝槽深度準確度的方法

有效

• 申請號: 200910242488.8
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN102097286A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 陳勇;方紹明;張立榮;王新強;曾永祥
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/66;G01B11/22
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明涉及半導體器件版圖設計技術領域，尤其涉及一種監控臺階儀測量芯片溝槽深度準確度的方法。

背景技術

源漏擊穿電壓Bvdss和源漏導通電阻Rdson是低壓溝槽DMOS(DMOS)器件較為關鍵的參數，該兩個參數相互之間較為敏感，一般情況下，Bvdss的期望值為20伏～100伏，Rdson的期望值為低于十幾毫歐，由于Bvdss和Rdson的取值與溝槽深度有關，因此溝槽深度不同可能會確定出不同取值的Bvdss和Rdson，因此，在干刻溝槽工藝過程中，對溝槽的深度進行精確的控制顯得尤為重要。

目前，普通設計的DMOS(Double-diffused?Metal?Oxide?Semiconductor，雙擴散金屬氧化物半導體)溝槽光刻層版圖只需要在晶圓的芯片區有溝槽圖形，但是目前的溝槽的深度與寬度的比值較大，一般情況下，如圖3A所示，芯片區的溝槽的寬度約為0.4um，溝槽的深度為1.3um～2.5um左右，而臺階儀的探測針的直徑一般為十幾um以上，因此，若采用臺階儀對芯片溝槽的深度進行測量將可能會破壞芯片的內部結構，因此，目前還不能采用臺階儀對芯片溝槽的深度進行測量。目前，監控溝槽深度所采用的方式為：預先試做先行片，并將先行片進行SEM(Scanning?Electron?Microscope.，掃描電子顯微鏡)切片，在進行溝槽蝕刻工序時，通過掃描SEM觀察干刻后得到的溝槽的深度是否達到預定的深度要求，若沒有，則通過計算刻蝕速率或增加刻蝕時間或減少刻蝕時間來控制溝槽的深度達到設定的深度要求。

現有技術，雖然能夠在一定程度上控制溝槽的深度達到設定的深度要求，但是仍然存在以下缺陷：

(1)由于在每次進行溝槽刻蝕時，都需要大量的先行片做切片監控，并且再用SEM對溝槽當前的深度進行測量，再根據SEM測量得到的數據決定是否調整干刻溝槽的時間，因此，耗時比較長。

(2)若干刻設備處于工作不良狀態，刻蝕速率有波動時，在溝槽的深度沒有達到設定的深度要求，若根據該波動的刻蝕速率來調整干刻時間將可能導致刻蝕后的溝槽的深度不準確，繼而將會導致產品的良率；另外，若SEM本身存在測量精確度較低的問題時還可能導致對溝槽當前深度進行測量得到的測量數據不準確，從而導致實際刻蝕后的溝槽的深度并不能達到設定的深度要求。

發明內容

本發明實施例提供一種監控臺階儀測量芯片溝槽深度準確度的方法，以降低對芯片溝槽深度進行監控的時延、提高溝槽深度監控的準確性以及達到對臺階儀測量芯片溝槽深度的準確度進行監控的目的。

一種監控臺階儀測量芯片溝槽深度的準確度的方法，包括：

針對劃片道區的十字交錯區填充極性與芯片區的溝槽光刻層的極性相同溝槽深度測試模塊的多片晶圓中的每一片晶圓，為所述晶圓設置對應的刻蝕時長，執行下述步驟得到所述多片晶圓的芯片區的溝槽深度d：

在所述晶圓表面生成一層保護膜；對所述晶圓的芯片區與劃片道區進行溝槽光刻與溝槽刻蝕處理，溝槽刻蝕時長為所述晶圓對應的設定的刻蝕時長，在所述芯片區形成第一溝槽，在所述劃片道區的溝槽深度測試模塊中形成用于對所述第一溝槽的深度進行檢測的第二溝槽；采用臺階儀測量所述第二溝槽的深度為d1；根據所述d1與所述保護膜的厚度d2得到所述第一溝槽的深度d；

采用掃描電子顯微鏡測量所述多片晶圓的劃片道區的第二溝槽的深度為d’；

根據通過所述臺階儀得到的多片晶圓的第二溝槽的深度d2、第一溝槽深度d以及通過掃描電子顯微鏡得到的所述多片晶圓的第二溝槽的深度d，確定出所述臺階儀測量芯片區的溝槽深度的準確度是否達到準確度要求。

本發明實施例中，一方面，將臺階儀測量得到的多個晶圓的芯片區的第一溝槽深度與掃描電子顯微鏡測試得到的相應晶圓的第一溝槽的深度值進行比較，從而判斷臺階儀測量溝槽深度的準確度是否符合期望的要求，從而實現了對臺階儀測量溝槽深度的準確度進行監控，以保證測量得到的芯片區的溝槽深度值的準確性；另一方面，在晶圓的劃片道區引入溝槽深度測試模塊，并對晶圓的芯片區與劃片道區都進行溝槽光刻與溝槽刻蝕操作，在芯片區與劃片道區的溝槽深度測試模塊中形成溝槽；通過臺階儀測量出溝槽深度測試模塊中的溝槽的深度，并根據該溝槽的深度與晶圓表面的保護膜的厚度確定出芯片區的溝槽的深度。采用本發明技術方案，只需要采用臺階儀即可實時、準確的監控芯片區的溝槽的深度，從而克服了現有技術中每次對芯片溝槽深度進行測量時需要通過掃描電子顯微鏡對先行片進行切片處理來測量得到芯片區溝槽的深度至，并根據溝槽的深度確定是否調整干刻時間而導致對溝槽深度監控延時較大、準確度較低的問題。

附圖說明