本发明专利技术提供一种同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，包括芯轴图形，芯轴图形用于定义出半导体衬底上芯轴结构形成的位置，芯轴结构用于定义出侧墙形成的位置，侧墙用于作为刻蚀时的掩膜在半导体衬底上形成半导体结构；切割图形，切割图形用于对半导体衬底上的半导体结构部分截断；第一光罩图形，第一光罩图形用于定义出半导体衬底上第一、二测量区域，第一测量区域上形成芯轴结构，第二测量区域上不形成芯轴结构，身上所芯轴结构形成于牺牲层上；第二光罩图形，第二光罩图形用于在牺牲层去除后，定义出第二测量区域上保护层形成的位置。本发明专利技术可监控刻蚀后关键尺寸和刻蚀粗糙度。糙度。糙度。
【技术实现步骤摘要】
同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构及其使用方法
[0001]本专利技术涉及半导体
，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其使用方法。
技术介绍
[0002]在14nm FinFET(鳍式场效应管)半导体结构工艺开发过程中，我们在半导体结构(Fin)切割时遇到了一个问题。鳍式场效应晶体管的有源区不同于以往的平面工艺，它是三维立体的。
[0003]请参阅图1，在半导体结构工艺中，除了在半导体衬底上形成全局半导体结构图形101(Global Fin Patterning)外，还需要对半导体结构进行截断，也即需要将不需要形成器件的区域中的半导体结构去除，其截断图形通常为精截断图形103和粗截断图形102。
[0004]对半导体结构的截断又分为半导体结构精截断(Fin Fine Cut，FFC)工艺和半导体结构粗截断(Fin Coarse Cut,FCC)工艺，FFC工艺精细到对一条半导体结构的截断；而FCC工艺则能对多条半导体结构进行截断包括和半导体结构平行的横向截断以及和半导体结构垂直的纵向截断。通常，是先进行FFC，再进行FCC。这就遇到一个问题，以FFC为例，FFC时半导体结构被切割掉了，没办法在线监控FFC刻蚀后关键尺寸(AEICD)的大小，进一步来说，也不能够监测到刻蚀粗糙度。现在只能通过半导体结构的缺陷数量来一定程度的监测，既不直观，也不及时。
[0005]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其使用方法。
专利技术内容
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术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其使用方法，用于解决现有技术中半导体结构的截断工艺中，没办法在线监控刻蚀后关键尺寸的大小，也不能够监测到刻蚀粗糙度，只能通过半导体结构的缺陷数量来一定程度的监测的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术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：
[0008]芯轴图形，所述芯轴图形用于定义出所述半导体衬底上芯轴结构形成的位置，所述芯轴结构用于定义出侧墙形成的位置，所述侧墙用于作为刻蚀时的掩膜在所述半导体衬底上形成半导体结构；
[0009]切割图形，所述切割图形用于对所述半导体衬底上的半导体结构部分截断；
[0010]第一光罩图形，所述第一光罩图形用于定义出所述半导体衬底上第一、二测量区域，所述第一测量区域上形成芯轴结构，所述第二测量区域上不形成所述芯轴结构，身上所芯轴结构形成于牺牲层上；
[0011]第二光罩图形，所述第二光罩图形用于在所述牺牲层去除后，定义出所述第二测
量区域上保护层形成的位置。
[0012]优选地，所述切割图形为粗切割图形，所述粗切割图形用于对所述半导体衬底上的多条所述半导体结构截断。
[0013]优选地，所述粗切割图形用于对多条所述半导体结构的两侧部分截断。
[0014]优选地，所述半导体结构依次等距分布。
[0015]优选地，所述切割图形为精切割图形，所述精切割图形用于对所述半导体衬底上的单条所述半导体结构截断。
[0016]优选地，所述精切割图形至少为两种不同的长度。
[0017]优选地，所述保护层为光刻胶层。
[0018]优选地，所述保护层覆盖所述侧墙结构至少一侧的区域。
[0019]一种同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构的使用方法，包括：
[0020]步骤一、提供衬底，所述衬底上形成有叠层；
[0021]步骤二、在所述叠层上形成牺牲层，之后利用第一光罩图形通过光刻工艺定义出所述牺牲层的刻蚀区域，使得第一测量区域的所述牺牲层上区域形成所述芯轴结构，第二量测区域上的所述牺牲层上不形成所述芯轴结构，之后去除剩余的第一光刻胶层，在每个所述芯轴结构的两侧形成所述侧墙结构，之后去除芯轴结构和所述牺牲层，所述侧墙结构用于作为掩膜刻蚀其下方的所述叠层以及所述衬底形成所述半导体结构；
[0022]步骤三、形成覆盖所述第一、二测量区域的第一光刻胶层，利用包括所述第二光罩图形的光罩图形化所述第二光刻胶层，使得所述第二测量区域上的所述第二光刻胶层保留，所述第一测量区域上所述第二光刻胶层去除，使得其下方的所述侧墙结构和所述叠层裸露；
[0023]步骤四、以所述侧墙结构为掩膜刻蚀裸露的所述叠层和所述衬底以形成所述半导体结构，所述第二测量区域的所述叠层和所述衬底上不形成所述半导体结构；
[0024]步骤五、去除剩余的所述第二光刻胶层和所述侧墙结构；
[0025]步骤六、形成覆盖所述侧墙结构和剩余的所述叠层的第三光刻胶层，利用包含所述切割图形的光罩打开所述第三光刻胶层以定义出刻蚀区域，之后刻蚀所述半导体结构和所述叠层，用以截断部分所述半导体结构，在不形成所述半导体结构的所述叠层及其下方的所述衬底上以及所述半导体结构上均形成量测凹槽；
[0026]步骤七、利用所述量测凹槽得到刻蚀后关键尺寸和刻蚀粗糙度。
[0027]优选地，步骤一中的所述衬底为硅衬底。
[0028]优选地，步骤一中的所述叠层由自下而上依次堆叠的第一氧化层、氮化层、第二氧化层组成。
[0029]优选地，步骤二中的所述侧墙结构的材料为二氧化硅或氮化硅。
[0030]优选地，步骤六中对所述半导体衬底上的多条所述半导体结构截断。
[0031]优选地，步骤六中对所述半导体衬底上的单条所述半导体结构截断。
[0032]优选地，步骤七中利用临界尺寸扫描电镜量测所述半导体结构和所述量测凹槽的刻蚀过程获取所述刻蚀后关键尺寸和所述刻蚀粗糙度。
[0033]如上所述，本专利技术的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构及其使用方法，具有以下有益效果：
[0034]通过增加一张光罩将部分半导体衬底上的侧墙结构覆盖住，在之后以侧墙为掩膜的刻蚀过程中，让被覆盖区域的半导体衬底及硬质掩膜层上不形成半导体结构，等到截断半导体结构时，会在不形成半导体结构区域上的半导体衬底和硬质掩膜层上形成刻蚀图形，即可监控刻蚀后关键尺寸和刻蚀粗糙度。
附图说明
[0035]图1显示为现有技术的半导体结构截断版图示意图；
[0036]图2显示为本专利技术的半导体结构截断版图示意图；
[0037]图3显示为本专利技术的使得部分区域上的侧墙结构上的第一光刻胶层保留示意图；
[0038]图4显示为本专利技术的被保留的第一光刻胶层下的叠层和衬底上不形成半导体结构示意图；
[0039]图5显示为本专利技术的形成量测凹槽示意图；
[0040]图6显示为本专利技术的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构的使用方法示意图。
具体实施方式
[0041]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，其特征在于，包括：芯轴图形，所述芯轴图形用于定义出所述半导体衬底上芯轴结构形成的位置，所述芯轴结构用于定义出侧墙形成的位置，所述侧墙用于作为刻蚀时的掩膜在所述半导体衬底上形成半导体结构；切割图形，所述切割图形用于对所述半导体衬底上的半导体结构部分截断；第一光罩图形，所述第一光罩图形用于定义出所述半导体衬底上第一、二测量区域，所述第一测量区域上形成芯轴结构，所述第二测量区域上不形成所述芯轴结构，身上所芯轴结构形成于牺牲层上；第二光罩图形，所述第二光罩图形用于在所述牺牲层去除后，定义出所述第二测量区域上保护层形成的位置。2.根据权利要求1所述的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，其特征在于：所述切割图形为粗切割图形，所述粗切割图形用于对所述半导体衬底上的多条所述半导体结构截断。3.根据权利要求2所述的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，其特征在于：所述粗切割图形用于对多条所述半导体结构的两侧部分截断。4.根据权利要求1所述的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，其特征在于：所述半导体结构依次等距分布。5.根据权利要求1所述的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，其特征在于：所述切割图形为精切割图形，所述精切割图形用于对所述半导体衬底上的单条所述半导体结构部分截断。6.根据权利要求5所述的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，其特征在于：所述精切割图形至少为两种不同的长度。7.根据权利要求1所述的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，其特征在于：所述保护层为光刻胶层。8.根据权利要求1所述的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构，其特征在于：所述保护层覆盖所述侧墙结构至少一侧的区域。9.根据权利要求1至8任一项所述的同时监控关键尺寸和刻蚀粗糙度的版图结构的使用方法，其特征在于，包括：步骤一、提供衬底，所述衬底上形成有叠层；步骤二、在所述叠层上形成牺牲层，之后利用第一光罩图形通过光刻工艺定义出所述牺牲层的刻蚀区域，使得第一测量区域的所述牺牲层上区域形成所述芯轴结构，第二量测区域上的所述牺牲层上不形成所述芯轴结构，之后去除剩余的第一光刻胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘沛，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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