[发明专利]一种DRIE工艺误差监测系统及方法

权利要求书

1.一种DRIE工艺误差监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将包含有MEMS阵列监测结构的晶圆置于自动化探针台上，所述MEMS阵列监测结构包括多个标准监测单元；

步骤2、对所述MEMS阵列监测结构中各标准监测单元的平面特征尺寸、谐振频率、面内运动幅值、面外运动幅值分别进行测量，得到每个标准监测单元对应的测量特征尺寸损耗、测量谐振频率、测量面内运动幅值和测量面外运动幅值，基于测量结果构建测试数据库；

步骤3、建立所述MEMS阵列监测结构对应的有限元模型；将特征尺寸损耗CD Loss和侧壁陡直度Profile作为变量，将各标准监测单元的谐振频率f作为因变量，对所述MEMS阵列监测结构进行仿真，得到各标准监测单元对应的CD Loss-Profile-f的关系；仿真各标准监测单元的面内运动幅值和面外运动幅值，将CD Loss、Profile和倾斜度Tilt作为变量，将各标准监测单元的面外内运动幅值比k作为因变量，对所述MEMS阵列监测结构进行仿真，得到各标准监测单元对应的CD Loss-Profile-Tilt-k的关系；将“CD Loss-Profile-f”和“CDLoss-Profile-Tilt-k”作为仿真结果，基于仿真结果构建有限元仿真数据库；

步骤4、结合所述测试数据库和所述有限元仿真数据库，获得晶圆由于工艺误差引起的特征尺寸损耗的实际误差值、侧壁陡直度的实际误差值和倾斜度的实际误差值。

2.根据权利要求1所述的DRIE工艺误差监测方法，其特征在于，所述步骤1中，所述MEMS阵列监测结构包含2m个标准监测单元，每个所述标准监测单元是由两个固定锚点和若干弹性梁组成的双端固支音叉谐振器。

3.根据权利要求2所述的DRIE工艺误差监测方法，其特征在于，所述2m个标准监测单元分为两组，分别记为第一监测组和第二监测组；所述第一监测组中的m个标准监测单元的中轴线与晶圆切边的夹角在0～90°均匀分布，所述第二监测组中的m个标准监测单元的中轴线与晶圆切边的夹角在90～180°均匀分布；所述第一监测组和所述第二监测组中相互垂直的两个标准监测单元为对偶关系。

4.根据权利要求1所述的DRIE工艺误差监测方法，其特征在于，所述步骤2中，利用扫描电子显微镜测量所述标准监测单元的平面特征尺寸，利用网络或阻抗分析仪测量所述标准监测单元的谐振频率，利用激光多普勒测振仪测量所述标准监测单元的面内运动幅值和面外运动幅值。

5.根据权利要求1所述的DRIE工艺误差监测方法，其特征在于，所述步骤4中，根据所述测试数据库中的所述测量特征尺寸损耗，得到晶圆由于工艺误差引起的特征尺寸损耗的实际误差值。

6.根据权利要求1所述的DRIE工艺误差监测方法，其特征在于，所述步骤4中，在所述测试数据库中进行查询，找到测量面外运动幅值的最小值所对应的标准监测单元，基于所述测试数据库得到该标准监测单元对应的测量谐振频率；

将该标准监测单元的面外运动幅值取值为零，作倾斜度与侧壁陡直度的近似解耦处理，处理后的该标准监测单元的谐振频率仅受特征尺寸工艺误差和侧壁陡直度工艺误差的影响；

根据得到的所述特征尺寸损耗的实际误差值、该标准监测单元对应的测量谐振频率，在所述有限元仿真数据库中查找在此CD Loss和f值下对应的梁横截面腰边倾斜角，所述梁横截面腰边倾斜角用于表征侧壁陡直度，得到晶圆由于工艺误差引起的侧壁陡直度的实际误差值。