[發明專利]一種監控回刻深度的結構和監控方法

有效

• 申請號: 201210501487.2
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103855046A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 卞錚
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐靈;常亮

1.一種回刻深度的監控結構，設置在晶圓襯底的非元件區，其特征在于：所述監控結構為表面截面為等腰梯形的溝槽，該溝槽在等腰梯形的上底邊長度為1倍至2倍之間的沉積物厚度，下底邊長度為大于2倍的沉積物厚度，所述沉積物厚度為所述晶圓襯底經過該沉積物的沉積工藝之后，覆蓋在該晶圓襯底表面的沉積物的厚度。

2.如權利要求1所述的監控結構，其特征在于：所述晶圓襯底為裸晶襯底或者為裸晶襯底上制作了其它層次材料的襯底，所述其它層次為介質材料層或金屬材料層。

3.如權利要求1所述的監控結構，其特征在于：所述沉積物為多晶硅。

4.一種回刻深度的監控結構，設置在晶圓襯底的非元件區，其特征在于：包括表面截面為等腰梯形的溝槽以及沉積在該溝槽中的沉積物，所述溝槽在等腰梯形的上底邊長度為1倍至2倍之間的沉積物厚度，下底邊長度為大于2倍的沉積物厚度，所述沉積物厚度為所述晶圓襯底經過該沉積物的沉積工藝之后，覆蓋在該晶圓襯底表面的沉積物的厚度，該沉積物在所述溝槽中的分布分為填充區和空白區，并且在所述填充區和空白區的交界處設有拐點。

5.一種回刻深度的監控方法，該監控方法運用如權利要求4所述的監控結構進行，其特征在于，包括步驟：

確定拐點在標定軸上位置的標準值；

隨機抽取待測晶圓進行拐點位置檢測，并將檢測結果與所述標準值進行比對，如果檢測結果與標準值差異落在一個可容區間內時，則認為該批次產品的回刻深度合格；如果檢測結果與標準值差異超出上述可容區間，則判斷該批次產品的回刻深度不合格。

6.如權利要求5所述的回刻深度的監控方法，其特征在于：所述標定軸為梯形溝槽的上底邊到下底邊的距離。

7.如權利要求5所述的回刻深度的監控方法，其特征在于：所述可容區間的范圍為工藝要求的實際回刻深度可容范圍對應的表面標尺指示區間。

8.如權利要求5所述的回刻深度的監控方法，其特征在于：所述確定拐點在標定軸上位置的標準值的具體步驟為：選取一片已經經過回刻工藝的晶圓，使用常規手段測試器件溝槽中的回刻深度，如果測試合格，則記錄制作在該晶圓上的監控結構的拐點位置，該拐點位置即為標準值。

9.如權利要求5所述的回刻深度的監控方法，其特征在于：所述確定拐點在標定軸上位置的標準值的具體步驟為：選取多片晶圓作為測試樣本，得到一個標準值的樣本空間，然后進行統計處理，得到具有統計意義的標準值，其中所述統計處理為取算術平均值或加權平均值。

10.如權利要求5所述的回刻深度的監控方法，其特征在于：所述確定拐點在標定軸上位置的標準值的具體步驟為：先建立一個各工藝生產條件下的回刻深度與拐點位置標注值對應的數據庫，然后根據具體的生產工藝條件在該數據庫中查表得到。

11.如權利要求5所述的回刻深度的監控方法，其特征在于：所述拐點位置檢測的具體方法為：將待測晶圓的監控結構放在微米級顯微鏡下，使該監控結構的上底邊和下底邊正好充滿鏡頭的影像區內，根據與監控結構平行位置的附帶標尺的刻度，讀出監控結構中拐點位置并記錄。

12.一種溝槽DMOS器件多晶硅回刻深度的監控方法，其特征在于，包括步驟：

提供一晶圓襯底，在該晶圓襯底上制作如權利要求1所述的監控結構；

對所述晶圓襯底先后進行多晶硅沉積和多晶硅回刻工藝，在所述監控結構中，形成一個多晶硅分布的拐點；

執行該拐點位置的標準值確定步驟；

執行回刻深度的判斷步驟。