溝槽dmos多晶硅回刻在線監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法。其中，所述方法包括：提供用于多晶硅回刻在線監(jiān)控的片上測(cè)試模塊，所述片上測(cè)試模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀；將所述片上測(cè)試模塊作為對(duì)象執(zhí)行多晶硅填充和回刻操作，并且測(cè)量經(jīng)過(guò)多晶硅填充和回刻操作后的所述片上測(cè)試模塊在水平面內(nèi)形成的沿所述等腰梯形高度方向上的溝槽寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度；基于所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求。本發(fā)明所公開(kāi)的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法具有高的時(shí)效性且成本較低。
【專利說(shuō)明】溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在線監(jiān)控方法，更具體地，涉及溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的日益發(fā)展，DMOS(雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)器件的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。其中，在制造DMOS器件的過(guò)程中，溝槽多晶硅回刻工藝是影響DMOS器件的成品率或質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。所述溝槽多晶硅回刻工藝的目的是將多晶硅填入硅片上預(yù)制的溝槽中，同時(shí)去除外露的多余部分。
[0003]如圖1所示，從左至右為溝槽多晶硅回刻工藝的基本步驟，其中，圖1的左側(cè)為未填入多晶硅前的具有溝槽的模塊的示意性俯視圖和剖面圖、圖1的中部為填入多晶硅后的模塊的示意性俯視圖和剖面圖，而圖1的右側(cè)為去除外露的多余多晶硅部分后的模塊的示意性俯視圖和剖面圖。由上可見(jiàn)，未填入多晶硅前的模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈矩形的形狀。如圖1的右側(cè)所示，經(jīng)過(guò)多晶硅回刻后，溝槽中的多晶硅填充的高度下降，而回刻造成的多晶硅填充在溝槽中的下降幅度是該工藝中需要控制的關(guān)鍵參數(shù)。
[0004]在現(xiàn)有的技術(shù)方案中，通常采用如下兩種方式在線監(jiān)控回刻造成的多晶硅填充在溝槽中的下降幅度:(I)通過(guò)在線切片的方法；(2)通過(guò)臺(tái)階儀探針進(jìn)行物理量測(cè)。
[0005]然而，上述現(xiàn)有的技術(shù)方案存在如下問(wèn)題:(I)在線切片方案的成本較高，并且時(shí)效性較差；(2)臺(tái)階儀方案的初始投入大，且維護(hù)成本較高。
[0006]因此，存在如下需求:提供具有高的時(shí)效性且成本較低的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了具有高的時(shí)效性且成本較低的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，所述方法包括下列步驟:
(Al)提供用于多晶硅回刻在線監(jiān)控的片上測(cè)試模塊，所述片上測(cè)試模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀；
(A2)將所述片上測(cè)試模塊作為對(duì)象執(zhí)行多晶硅填充和回刻操作，并且測(cè)量經(jīng)過(guò)多晶硅填充和回刻操作后的所述片上測(cè)試模塊在水平面內(nèi)形成的沿所述等腰梯形高度方向上的溝槽寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度；
(A3)基于所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求。
[0009]在上面所公開(kāi)的方案中，優(yōu)選地，所述步驟(A3)進(jìn)一步包括:如果所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度在預(yù)定的閾值范圍內(nèi)，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作能夠滿足預(yù)期的工藝要求，而如果所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度在預(yù)定的閾值范圍外，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作不能夠滿足預(yù)期的工藝要求。
[0010]在上面所公開(kāi)的方案中，優(yōu)選地，所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度與多晶硅回刻操作的刻蝕量相關(guān)聯(lián)。
[0011]在上面所公開(kāi)的方案中，優(yōu)選地，所述步驟(A2)進(jìn)一步包括:在顯微鏡下通過(guò)標(biāo)尺測(cè)量所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度。
[0012]在上面所公開(kāi)的方案中，優(yōu)選地，通過(guò)試驗(yàn)的方式標(biāo)定所述預(yù)定的閾值范圍。
[0013]本發(fā)明的目的也可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，所述方法包括下列步驟:
(Al)提供用于多晶硅回刻在線監(jiān)控的片上測(cè)試模塊，所述片上測(cè)試模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀；
(A2)將所述片上測(cè)試模塊作為對(duì)象執(zhí)行多晶硅填充和回刻操作，并且測(cè)量經(jīng)過(guò)多晶硅填充和回刻操作后的所述片上測(cè)試模塊在水平面內(nèi)形成的沿所述等腰梯形高度方向上的溝槽寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離；
(A3)基于所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求。
[0014]在上面所公開(kāi)的方案中，優(yōu)選地，所述步驟(A3)進(jìn)一步包括:如果所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離在預(yù)定的閾值范圍內(nèi)，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作能夠滿足預(yù)期的工藝要求，而如果所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離在預(yù)定的閾值范圍外，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作不能夠滿足預(yù)期的工藝要求。
[0015]在上面所公開(kāi)的方案中，優(yōu)選地，所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離與多晶硅回刻操作的刻蝕量相關(guān)聯(lián)。
[0016]在上面所公開(kāi)的方案中，優(yōu)選地，所述步驟(A2)進(jìn)一步包括:在顯微鏡下通過(guò)標(biāo)尺測(cè)量所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于所述標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離。
[0017]在上面所公開(kāi)的方案中，優(yōu)選地，通過(guò)試驗(yàn)的方式標(biāo)定所述預(yù)定的閾值范圍 本發(fā)明所公開(kāi)的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法具有以下優(yōu)點(diǎn):由于將縱向變化
(即垂直平面內(nèi)的變化)通過(guò)使用具有在水平面內(nèi)呈等腰梯形的溝槽的片上測(cè)試模塊而轉(zhuǎn)換為表面圖形變化(即水平面內(nèi)的圖形變化)，故可以建立起多晶硅回刻深度與聚攏點(diǎn)位置的相關(guān)性，從而可以通過(guò)測(cè)量該聚攏點(diǎn)的位置而實(shí)現(xiàn)對(duì)多晶硅回刻深度的監(jiān)控，由此，具有高的時(shí)效性且成本較低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]結(jié)合附圖，本發(fā)明的技術(shù)特征以及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)被本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解，其中:
圖1是溝槽DMOS多晶硅回刻工藝的基本過(guò)程的示意圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法的基本工作原理的示意圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法的基本工作過(guò)程的示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明公開(kāi)了一種溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，所述方法包括如下步驟:(Al)提供用于多晶硅回刻在線監(jiān)控的片上測(cè)試模塊，所述測(cè)試模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀；(A2)將所述測(cè)試模塊作為對(duì)象執(zhí)行多晶硅填充和回刻操作，并且測(cè)量經(jīng)過(guò)多晶硅填充和回刻操作后的所述測(cè)試模塊在水平面內(nèi)形成的沿所述等腰梯形高度方向上的溝槽寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度；(A3)基于所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求。
[0020]優(yōu)選地，在本發(fā)明所公開(kāi)的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法中，所述步驟(A3)進(jìn)一步包括:如果所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度在預(yù)定的閾值范圍內(nèi)(其中，示例性地，所述閾值的設(shè)置將根據(jù)工藝的要求，通過(guò)傳統(tǒng)方法統(tǒng)計(jì)需要監(jiān)控的多晶硅回刻深度與梯形模塊聚攏點(diǎn)處的溝槽寬度的關(guān)系而被確定)，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作能夠滿足預(yù)期的工藝要求，而如果所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度在預(yù)定的閾值范圍外，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作不能夠滿足預(yù)期的工藝要求。
[0021]優(yōu)選地，在本發(fā)明所公開(kāi)的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法中，所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度與多晶硅回刻操作的刻蝕量相關(guān)聯(lián)(即與回刻造成的多晶硅填充在溝槽中的下降幅度相關(guān)聯(lián)，該關(guān)聯(lián)關(guān)系是由所述測(cè)試模塊的在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀的溝槽所造成的)。
[0022]優(yōu)選地，在本發(fā)明所公開(kāi)的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法中，所述步驟(A2)進(jìn)一步包括:在顯微鏡下通過(guò)標(biāo)尺測(cè)量所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度。
[0023]優(yōu)選地，在本發(fā)明所公開(kāi)的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法中，通過(guò)試驗(yàn)的方式標(biāo)定所述預(yù)定的閾值范圍(即聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度的允許誤差范圍)。
[0024]本發(fā)明公開(kāi)了另一種溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，所述方法包括如下步驟:(A1)提供用于多晶硅回刻在線監(jiān)控的測(cè)試模塊，所述測(cè)試模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀；(A2)將所述測(cè)試模塊作為對(duì)象執(zhí)行多晶硅填充和回刻操作，并且測(cè)量經(jīng)過(guò)多晶硅填充和回刻操作后的所述測(cè)試模塊在水平面內(nèi)形成的沿所述等腰梯形高度方向上的溝槽寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離；(A3)基于所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求。
[0025]優(yōu)選地，在本發(fā)明所公開(kāi)的另一溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法中，所述步驟(A3)進(jìn)一步包括:如果所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離在預(yù)定的閾值范圍內(nèi)，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作能夠滿足預(yù)期的工藝要求，而如果所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離在預(yù)定的閾值范圍外，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作不能夠滿足預(yù)期的工藝要求。
[0026]優(yōu)選地，在本發(fā)明所公開(kāi)的另一溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法中，所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離與多晶硅回刻操作的刻蝕量相關(guān)聯(lián)(即與回刻造成的多晶硅填充在溝槽中的下降幅度相關(guān)聯(lián)，該關(guān)聯(lián)關(guān)系是由所述測(cè)試模塊的在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀的溝槽所造成的)。
[0027]優(yōu)選地，在本發(fā)明所公開(kāi)的另一溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法中，所述步驟(A2)進(jìn)一步包括:在顯微鏡下通過(guò)所述標(biāo)尺測(cè)量所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于所述標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離。
[0028]優(yōu)選地，在本發(fā)明所公開(kāi)的另一溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法中，通過(guò)試驗(yàn)的方式標(biāo)定所述預(yù)定的閾值范圍(即聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離的允許誤差范圍)。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法的基本工作原理的示意圖。如圖2所示，從左至右為將所述測(cè)試模塊作為對(duì)象執(zhí)行多晶硅填充和回刻操作的基本步驟，其中，圖2的左側(cè)為未填入多晶硅前的測(cè)試模塊的示意性俯視圖和剖面圖、圖2的中部為去除外露的多余多晶硅部分后的測(cè)試模塊的示意性俯視圖，而圖2的右側(cè)為去除外露的多余多晶硅部分后的測(cè)試模塊的示意性剖面圖。由上可見(jiàn)，未填入多晶硅前的測(cè)試模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀。如圖2的右側(cè)所示，經(jīng)過(guò)多晶硅回刻后，所述測(cè)試模塊在水平面內(nèi)形成沿所述等腰梯形高度方向上的溝槽寬度漸變圖案(如圖2的中部所示)，由此，利用所述寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度(或所述寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離)與多晶硅回刻操作的刻蝕量的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求，即刻蝕量的不同會(huì)造成該聚攏點(diǎn)發(fā)生位置的變化，由此，該聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度或該聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離可以反映出刻蝕量對(duì)需要監(jiān)控的回刻工藝造成的多晶硅填充在溝槽中的下降幅度的影響。
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法的基本工作過(guò)程的示意圖(其示例性地示出了完成多晶硅回刻后的模塊表面圖形及檢查方法)。如果圖3所示，通過(guò)在顯微鏡下測(cè)量所述寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)(如箭頭所指示的讀數(shù)點(diǎn))位置處的溝槽寬度w或所述寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)(如箭頭所指示的讀數(shù)點(diǎn))相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離，操作者可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求。
[0031]由上可見(jiàn)，本發(fā)明所公開(kāi)的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法具有如下優(yōu)點(diǎn):由于將縱向變化(即垂直平面內(nèi)的變化)通過(guò)使用具有在水平面內(nèi)呈等腰梯形的溝槽的測(cè)試模塊而轉(zhuǎn)換為表面圖形變化(即水平面內(nèi)的圖形變化)，故可以建立起多晶硅回刻深度與聚攏點(diǎn)位置的相關(guān)性，從而可以通過(guò)測(cè)量該聚攏點(diǎn)的位置而實(shí)現(xiàn)對(duì)多晶硅回刻深度的監(jiān)控，由此，具有高的時(shí)效性且成本較低。
[0032]盡管本發(fā)明是通過(guò)上述的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述的，但是其實(shí)現(xiàn)形式并不局限于上述的實(shí)施方式。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到:在不脫離本發(fā)明主旨和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做出不同的變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，所述方法包括下列步驟: (Al)提供用于多晶硅回刻在線監(jiān)控的片上測(cè)試模塊，所述片上測(cè)試模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀； (A2)將所述片上測(cè)試模塊作為對(duì)象執(zhí)行多晶硅填充和回刻操作，并且測(cè)量經(jīng)過(guò)多晶硅填充和回刻操作后的所述片上測(cè)試模塊在水平面內(nèi)形成的沿所述等腰梯形高度方向上的溝槽寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)位置處的橫斷面溝槽寬度； (A3)基于所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟(A3)進(jìn)一步包括:如果所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度在預(yù)定的閾值范圍內(nèi)，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作能夠滿足預(yù)期的工藝要求，而如果所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度在預(yù)定的閾值范圍外，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作不能夠滿足預(yù)期的工藝要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，其特征在于，所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度與多晶硅回刻操作的刻蝕量相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟(A2)進(jìn)一步包括:在顯微鏡下通過(guò)標(biāo)尺測(cè)量所述聚攏點(diǎn)位置處的溝槽寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，其特征在于，通過(guò)試驗(yàn)的方式標(biāo)定所述預(yù)定的閾值范圍。
6.一種溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，所述方法包括下列步驟: (Al)提供用于多晶硅回刻在線監(jiān)控的片上測(cè)試模塊，所述片上測(cè)試模塊具有溝槽，所述溝槽在水平面內(nèi)呈等腰梯形的形狀； (A2)將所述片上測(cè)試模塊作為對(duì)象執(zhí)行多晶硅填充和回刻操作，并且測(cè)量經(jīng)過(guò)多晶硅填充和回刻操作后的所述片上測(cè)試模塊在水平面內(nèi)形成的沿所述等腰梯形高度方向上的溝槽寬度漸變圖案的聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離； (A3)基于所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離監(jiān)控當(dāng)前的多晶硅回刻操作是否滿足預(yù)期的工藝要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟(A3)進(jìn)一步包括:如果所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離在預(yù)定的閾值范圍內(nèi)，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作能夠滿足預(yù)期的工藝要求，而如果所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離在預(yù)定的閾值范圍外，則判定當(dāng)前的多晶硅回刻操作不能夠滿足預(yù)期的工藝要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，其特征在于，所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離與多晶硅回刻操作的刻蝕量相關(guān)聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟(A2)進(jìn)一步包括:在顯微鏡下通過(guò)標(biāo)尺測(cè)量所述聚攏點(diǎn)相對(duì)于所述標(biāo)尺的基點(diǎn)的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的溝槽DMOS多晶硅回刻在線監(jiān)控方法，其特征在于，通過(guò)試驗(yàn)的方式標(biāo)定所述預(yù)定的閾值范圍。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK103839846SQ201210474717
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】卞錚 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司