[发明专利]有源区顶部圆滑度的模拟检测方法

说明书

本发明公开了一种有源区顶部圆滑度的模拟检测方法，包括步骤：步骤一、提取产品晶片的浅沟槽的刻蚀工艺中的圆滑修饰步骤的参数；步骤二、提供一测试晶片，在测试晶片上定义出区域大小相同的浅沟槽形成区域；步骤三、采用圆滑修饰步骤作为测试晶片中的浅沟槽的刻蚀工艺并形成测试晶片中的浅沟槽，用以模拟产品晶片的有源区的顶部圆滑区；步骤四、测量测试晶片中的浅沟槽的边缘形貌的角度，通过角度检测产品晶片上的有源区的顶部圆滑度。本发明能实现对有源区顶部圆滑度的实时检测，并能在有源区顶部圆滑度发生偏离时进行工艺调控。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种有源区顶部圆滑度的模拟检测方法。

背景技术

随着超大规模集成电路飞速发展，MOS器件的尺寸不断地减小。在器件尺寸等比例缩小的同时，工作电压却没有相应地等比缩小，从而使工作区中的电场强度增大；另一方面，因浅沟槽刻蚀中存在缺陷、形貌不圆滑或侧壁连接不顺畅等原因，出现局部电场集中，容易产生内部放电而形成许多导电通道。特别是在浅沟槽顶部不圆滑的情况下，生长于尖端的原位水汽生成(ISSG)氧化层厚度会变薄，局部压力骤增，工作区电子更容易迁移，从而形成漏电流，严重影响器件电路的电学特性和可靠性。

浅沟槽隔离(STI)结构的边缘漏电主要是由于尖锐的浅沟槽顶角是栅极电场变得集中，导致边缘处阈值电压降低，而产生一个低阈值通路。特别是尖角区域，电荷分布密度增加，产生的电场强度最大，较小的栅极电压就会引起反型。而更圆滑的STI顶角能让电子分布区域均匀，电场强度也均匀分布，从而有效降低漏电，使器件更加趋于理想化，即只有在达到阈值电压的时候才能开启。

STI的浅沟槽顶部的曲率半径与尖端放电的模型能通过软件模拟，如图1A所示，是STI的浅沟槽的顶部曲率半径与局部压力关系软件模拟图一；如图1B所示，是STI的浅沟槽的顶部曲率半径与局部压力关系软件模拟图一；图1A中的STI的浅沟槽顶部的曲率半径为40纳米，而图1B中的STI的浅沟槽顶部的曲率半径为4纳米；可以看出图1A的STI的浅沟槽顶部对应的局部压力为6.0E8Pa，而图1B的STI的浅沟槽顶部对应的局部压力为8.6E8Pa；所以，STI的浅沟槽顶部的曲率半径越大，局部压力越小，漏电越小。

因为，有源区(Active Area，AA)是通过STI隔离出来的结构，故STI的浅沟槽顶部也即为有源区的顶部，因此，为将AA顶部尖端漏电降低，AA顶部会逐渐朝着曲率半径大方向发展，但是在大规模量产过程中如何实时测试AA顶部圆滑度还没有一个准确可行的方法，有从刻蚀腔体的刻蚀速率和腔体上电极温度等方面来模拟AA顶部曲率半径，但这都无法做到实时在线检测功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有源区顶部圆滑度的模拟检测方法，能实现对有源区顶部圆滑度的实时检测，并能在有源区顶部圆滑度发生偏离时进行工艺调控。

为解决上述技术问题，本发明提供的有源区顶部圆滑度的模拟检测方法包括如下步骤：

步骤一、产品晶片的有源区由浅沟槽场氧隔离，在浅沟槽场氧的浅沟槽的主刻蚀工艺完成后，还包括一个对所述有源区的顶部进行圆滑的圆滑修饰步骤，提取所述圆滑修饰步骤的参数。

步骤二、提供一测试晶片，采用所述产品晶片的浅沟槽的相同的光刻工艺在所述测试晶片上定义出区域大小相同的浅沟槽形成区域。

步骤三、采用步骤一提取的所述圆滑修饰步骤作为所述测试晶片中的浅沟槽的刻蚀工艺并形成所述测试晶片中的浅沟槽，用所述测试晶片的浅沟槽模拟所述产品晶片的有源区的顶部圆滑区。

步骤四、测量所述测试晶片中的浅沟槽的边缘形貌的角度，通过该角度检测所述产品晶片上的有源区的顶部圆滑度。

进一步的改进是，步骤四中通过光学线宽测量仪(Optical Critical Dimension，OCD)测试所述测试晶片中的浅沟槽的边缘形貌的角度。