一种半导体测试结构及角度量测方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体测试结构及角度量测方法。本发明专利技术半导体测试结构通过将两种关键尺寸的待测试单元搭配在一起，两种关键尺寸的待测试单元具有相同的高度尺寸和底角角度；通过将两种关键尺寸的待测试单元的一端电连接至同一测试垫，另一端电连接至不同的测试垫，分别施加测试电压以获得相应的电阻量测结果，在不报废晶圆的基础上获取相应的底角角度，实现对相应待测试单元刻蚀后剖面图形形貌的监控，可以准确监控工艺，减少晶圆浪费。且由于不需要报废晶圆，可以实现全区域测量。可以实现全区域测量。可以实现全区域测量。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体测试结构及角度量测方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造
，尤其涉及一种半导体测试结构及角度量测方法。

技术介绍

[0002]在集成电路特殊工艺制造过程中，无金属硅化物(Salicide)的多晶硅(Poly)刻蚀后往往无法得到理想中的矩形剖面图形，而是一条近似梯形的剖面图形。刻蚀后所得梯形底角的角度需要测量记录，以此监控工艺稳定性。
[0003]目前通常采用的是透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)进行量测监控。透射电子显微镜是用波长更短的电子束替代了会发生衍射的可见光从而实现了显微，得到的是二维的图像，可以看到表面图像以及内层物质，即能看见内部但是不立体。扫描电子显微镜扫描的原理是“感知”那些物体被电子束攻击后发出的次级电子，得到的是表面的立体三维的图像，即局限于表面立体但是不能看见内部。
[0004]现有采用透射电子显微镜或扫描电子显微镜进行量测监控的方式需要报废晶圆，并且样品量少，无法大量采样。
[0005]因此，如何在无需报废晶圆的情况下通过电性测试确定多晶硅刻蚀后底角角度，从而实现对多晶硅刻蚀后形貌的监控，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种半导体测试结构及角度量测方法，以在无需报废晶圆的情况下通过电性测试确定多晶硅刻蚀后底角角度，从而实现对多晶硅刻蚀后形貌的监控。
[0007]为解决上述问题，本专利技术一实施例提供了一种半导体测试结构，包括：第一待测试单元，所述第一待测试单元具有第一剖面图形，所述第一剖面图形具有第一关键尺寸、第一高度和第一底角；以及第二待测试单元，所述第二待测试单元具有第二剖面图形，所述第二剖面图形具有第二关键尺寸、第二高度和第二底角，所述第二关键尺寸与所述第一关键尺寸成比例关系、所述第一高度与所述第二高度的尺寸基本相同、所述第一底角与所述第二底角的角度基本相同；所述第一待测试单元的第一端及所述第二待测试单元的第一端均电连接至第一测试垫，所述第一待测试单元的第二端电连接至第二测试垫，所述第二待测试单元的第二端电连接至第三测试垫；其中，通过在所述第一测试垫、第二测试垫、第三测试垫分别施加测试电压以获得相应的电阻量测结果，进而获取相应的底角角度，实现对相应待测试单元刻蚀后剖面图形形貌的监控。
[0008]在一些实施例中，所述第二关键尺寸与所述第一关键尺寸成倍数比例关系。优选地，所述第二关键尺寸是所述第一关键尺寸的两倍。
[0009]为解决上述问题，本专利技术一实施例还提供了一种角度量测方法，提供一半导体测试结构，所述半导体测试结构包括第一待测试单元以及第二待测试单元，所述第一待测试
单元具有第一剖面图形，所述第一剖面图形具有第一关键尺寸、第一高度和第一底角，所述第二待测试单元具有第二剖面图形，所述第二剖面图形具有第二关键尺寸、第二高度和第二底角，所述第二关键尺寸与所述第一关键尺寸成比例关系、所述第一高度与所述第二高度的尺寸基本相同、所述第一底角与所述第二底角的角度基本相同；将所述第一待测试单元的第一端及所述第二待测试单元的第一端均电连接至第一测试垫，所述第一待测试单元的第二端电连接至第二测试垫，所述第二待测试单元的第二端电连接至第三测试垫；于所述第一测试垫、第二测试垫、第三测试垫分别施加测试电压，分别获得所述第一待测试单元的第一电阻量测结果以及所述第二待测试单元的第二电阻量测结果；以及基于所述第一电阻量测结果、第二电阻量测结果、及第一关键尺寸与第二关键尺寸的比例，获取相应底角的角度，实现对相应待测试单元刻蚀后剖面图形形貌的监控。
[0010]在一些实施例中，所述第一待测试单元与所述第二待测试单元均为刻蚀后多晶硅结构。
[0011]本专利技术通过将两种关键尺寸的待测试单元搭配在一起，两种关键尺寸的待测试单元具有相同的高度尺寸和底角角度；通过将两种关键尺寸的待测试单元的一端电连接至同一测试垫，另一端电连接至不同的测试垫，分别施加测试电压以获得相应的电阻量测结果，在不报废晶圆的基础上获取相应的底角角度，实现对相应待测试单元刻蚀后剖面图形形貌的监控，可以准确监控工艺，减少晶圆浪费。且由于不需要报废晶圆，可以实现全区域测量。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0013]图1为本专利技术一实施例提供的半导体测试结构的示意图；
[0014]图2为本专利技术另一实施例提供的半导体测试结构的示意图；
[0015]图3为本专利技术一实施例提供的两种关键尺寸下多晶硅的剖面示意图；
[0016]图4为本专利技术一实施例提供的角度量测方法的步骤示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]请参阅图1，其为本专利技术一实施例提供的半导体测试结构的示意图。如图1所示，本实施例所述的半导体测试结构10包括：多个均匀分布的刻蚀后的多晶硅结构11。其中一所述多晶硅结构11的第一端电连接至第一测试垫PAD1，其第二端电连接至第二测试垫PAD2，其它多晶硅结构为虚拟(Dummy)结构，用作加工填充空位，以保证可制造性。通过在所述第一测试垫、第二测试垫分别施加测试电压以获得相应的电阻量测结果；通过采用透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)进行量测监控确定多晶硅刻蚀后底角角度，实现对多
晶硅刻蚀后形貌的监控。
[0019]然而，采用透射电子显微镜或扫描电子显微镜进行量测监控的方式需要报废晶圆，并且样品量少，无法大量采样。为了在无需报废晶圆的基础上确定多晶硅刻蚀后底角角度，从而实现对多晶硅刻蚀后形貌的监控，且可以实现全区域(fullmap)测量。
[0020]请一并参阅图2～图3，其中，图2为本专利技术另一实施例提供的半导体测试结构的示意图，图3为本专利技术一实施例提供的两种关键尺寸下多晶硅的剖面示意图。
[0021]如图2所示，本实施例所述的半导体测试结构20包括：第一待测试单元21以及第二待测试单元22。所述第一待测试单元21具有第一剖面图形，所述第一剖面图形具有第一关键尺寸CD1、第一高度H1和第一底角α1(示于图3中)；所述第二待测试单元22具有第二剖面图形，所述第二剖面图形具有第二关键尺寸CD2、第二高度H2和第二底角α2(示于图3中)。所述第二关键尺寸CD2与所述第一关键尺寸CD1成比例关系，所述第一高度H1与所述第二高度H2的尺寸基本相同，所述第一底角α1与所述第二底角α2的角度基本相同。其中，关键尺寸(Critical Dimension，简称CD)是在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体测试结构，其特征在于，包括：第一待测试单元，所述第一待测试单元具有第一剖面图形，所述第一剖面图形具有第一关键尺寸、第一高度和第一底角；以及第二待测试单元，所述第二待测试单元具有第二剖面图形，所述第二剖面图形具有第二关键尺寸、第二高度和第二底角，所述第二关键尺寸与所述第一关键尺寸成比例关系、所述第一高度与所述第二高度的尺寸基本相同、所述第一底角与所述第二底角的角度基本相同；所述第一待测试单元的第一端及所述第二待测试单元的第一端均电连接至第一测试垫，所述第一待测试单元的第二端电连接至第二测试垫，所述第二待测试单元的第二端电连接至第三测试垫；其中，通过在所述第一测试垫、第二测试垫、第三测试垫分别施加测试电压以获得相应的电阻量测结果，进而获取相应的底角角度，实现对相应待测试单元刻蚀后剖面图形形貌的监控。2.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第二关键尺寸与所述第一关键尺寸成倍数比例关系。3.如权利要求2所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第二关键尺寸是所述第一关键尺寸的两倍。4.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一剖面图形为第一梯形，所述第一梯形为等腰梯形，所述第一关键尺寸为所述第一梯形的上底边尺寸、所述第一高度为所述第一梯形的高、所述第一底角为所述第一梯形的一底角；所述第二剖面图形为第二梯形，所述第二梯形为等腰梯形，所述第二关键尺寸为所述第二梯形的上底边尺寸、所述第二高度为所述第二梯形的高、所述第二底角为所述第二梯形的一底角。5.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一待测试单元在第一方向具有第一长度并在所述第一方向上具有相对的第一端与第二端，在第二方向具有所述第一高度并在所述第二方向上具有相对的第一表面与第二表面，所述第一待测试单元的第一表面在第三方向上具有所述第一关键尺寸，所述第一待测试单元的第二表面与其侧边形成所述第一底角；所述第二待测试单元在所述第一方向具有第二长度并在所述第一方向上具有相对的第一端与第二端，在所述第二方向具有所述第二高度并在所述第二方向上具有相对的第一表面与第二表面，所述第二待测试单元的第一表面在所述第三方向上具有所述第二关键尺寸，所述第二待测试单元的第二表面与其侧边形成所述第二底角。6.如权利要求1所述的半导体测试结构，其特征在于，所述第一待测试单元与所述第二待测试单元均为刻蚀后多晶硅结构。7.一种角度量测方法，其特征在于，包括：提供一半导体测试结构，所述半导体测试结构包括第一待测试单元以及第二待测试单元，所述第一待测试单元具有第一剖面图形，所述第一剖面图形具有第一关键尺寸、第一高度和第一底角，所述第二待测试单元具有第二剖面图形，所述第二剖面图形具有第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾繁中，宋永梁，刘倩倩，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：