P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构及方法技术

本发明专利技术提供了P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构及方法，该监控结构包括光阻区和P型轻掺杂离子注入区，P型轻掺杂离子注入区包括：P型阱、P型轻掺杂离子阱、栅极、介质层以及对应于P型轻掺杂离子阱的接触孔；光阻区包括：P型阱、N型轻掺杂离子阱、栅极、介质层，以及对应于N型轻掺杂离子阱的接触孔；对P型轻掺杂离子注入区和光阻区分别注入P型轻掺杂离子和N型轻掺杂离子；在正电势电子束扫描模式，根据发生亮度变化的接触孔即可监控光阻区的对准度，从而实现对CMOS中P型轻掺杂离子注入对准度的实时监控，避免P型轻掺杂离子注入到NMOS的P型阱中而产生漏电现象。

【技术实现步骤摘要】
P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构及方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种监控CMOS中P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构及监控方法。
技术介绍
随着集成电路工艺的发展以及关键尺寸按比例缩小，各种工艺的工艺窗口越来越小，CMOS器件成为现有集成电路中重要的电子元件之一，在CMOS器件的制备过程中，对各种工艺制程的要求越来越高，比如源漏极离子注入对准度、轻掺杂离子注入对准度等；如图1所示，为经电子束扫描得到的NMOS的漏电缺陷示意图，经研究发现，NMOS产生漏电缺陷的形成原因之一是在P型轻掺杂离子注入时产生对准度偏差，从而导致在NMOS中的轻掺杂区中注入了P型轻掺杂离子，如图1中，虚线框中本应为暗孔的位置显示为亮孔，这说明NMOS的P型阱中注入了P型轻掺杂离子，也即是P型轻掺杂离子注入产生对准度偏差。NMOS产生漏电缺陷将导致整个CMOS器件甚至良率失效，从而增加成本。因此，针对此P型轻掺杂离子注入对准度进行监控是十分必要的。P型轻掺杂离子注入产生对准度偏差归根到底是由于P型轻掺杂离子注入时，覆盖在NMOS区域的光阻发生对准度偏差导致的。因此，监控P型轻掺杂离子注入对准度偏差可以通过监控该P型轻掺杂离子注入过程中的光阻对准度偏差来实现。如图2所示，P型轻掺杂离子注入时光阻产生对准度偏差的各种情况示意图，其中，虚线表示异常位置，实线表示正常位置，可以看到，光阻发生偏差的情况包括：单一方向偏移型(图2a)、外溢型(图2b)、内收型(图2c)、旋转型(图2d)、综合性(图2e)。目前业界都采用光学检测进行监控，但是由于分辨率的限制和实际光刻胶工艺中对准度偏差的复杂性，因而很难得到准确的监控，更重要的是，其检测结果无法与所导致的漏电问题建立直接的联系。因此，急需能够准确地对CMOS中P型轻掺杂离子注入对准度进行实时监控的测试结构和方法，从而避免NMOS器件产生漏电而导致整个器件失效的问题发生。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术旨在提供一种CMOS中P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构及监控方法，利用P型轻掺杂离子注入时采用的光阻的对准度，来监控P型轻掺杂离子注入对准度，从而实现对P型轻掺杂离子注入对准度进行准确而有效的实时监控，避免NMOS器件中注入P型轻掺杂离子而产生漏电。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种CMOS中P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构，所述监控结构位于半导体衬底的非功能区域中，其中，所述监控结构包括P型轻掺杂离子注入区和光阻区，所述光阻区为进行N型轻掺杂离子注入的区域；其中，所述P型轻掺杂离子注入区为P型阱-P型轻掺杂离子阱结构，包括：在非功能区中设置的P型阱，在所述P型阱中设置的P型轻掺杂离子阱，位于所述P型轻掺杂离子阱之间的栅极，位于所述非功能区表面的介质层，以及位于所述介质层中且对应于所述P型轻掺杂离子阱的接触孔；所述光阻区为P型阱-N型轻掺杂离子阱结构，包括：在非功能区中设置的P型阱，在所述P型阱中设置的N型轻掺杂离子阱，位于所述N型轻掺杂离子阱之间的栅极，位于非功能区表面的介质层，以及位于所述介质层中且对应于所述N型轻掺杂离子阱的接触孔；其中，在正电势电子束扫描模式下，所述P型阱-N型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为暗孔，所述P型阱-P型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为亮孔。优选地，所述P型轻掺杂离子注入区在所述光阻区周围环绕设置。优选地，所述监控结构中的P型阱呈若干平行的列等间距排布，所述栅极呈若干平行的行等间距排布；且所述栅极所在的行与所述P型阱所在的列呈正交分布；所述光阻区中，所述栅极之间的P型阱中设置有N型轻掺杂离子阱；所述P型轻掺杂离子注入区中，所述栅极之间的P型阱区中设置有P型轻掺杂离子阱。进一步地，所述光阻区的图形为正方形，所述栅极之间的间距与所述P型阱的宽度相同。优选地，所述光阻区各个轮廓线均能在相邻两个所述接触孔构成的直线中找到与之平行的直线。本专利技术还提供了一种CMOS中P型轻掺杂离子注入对准度的监控方法，其包括监控结构的制备和电子束扫描两个过程，其中，所述监控结构的制备包括：步骤S01：提供一个半导体衬底的非功能区，并在所述非功能区中设置P型轻掺杂离子注入区和光阻区；步骤S02：在所述非功能区中依次进行P型阱区和栅极的制备；步骤S03：在所述光阻区上覆盖一层P型轻掺杂离子注入光阻；步骤S04：向所述P型轻掺杂离子注入区的P型阱中进行P型轻掺杂离子注入，从而在该P型阱中形成P型轻掺杂离子阱；步骤S05：去除所述P型轻掺杂离子注入光阻；步骤S06：采用光刻工艺遮挡住所述光阻区之外的区域，向所述光阻区中的P型阱中进行N型轻掺杂离子注入，从而在该P型阱中形成N型轻掺杂离子阱；步骤S07：在所述非功能区表面形成介质层，在所述介质层中且分别对应于所述P型轻掺杂离子阱和所述N型轻掺杂离子阱上方形成接触孔；所述电子束扫描过程包括：步骤S08：在正电势电子束扫描模式下，采用电子束对所述监控结构进行扫描，得到所述监控结构的实际电压衬度影像图；其中，所述P型阱-N型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为暗孔，所述P型阱-P型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为亮孔；步骤S09：设置所述监控结构在无对准度偏差情况下的标准电压衬度影像图；其中，所述P型阱-N型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为暗孔，所述P型阱-P型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为亮孔；步骤S10：将所述实际电压衬度影像图与所述标准电压衬度影像图进行对比，找出发生亮度变化的接触孔；其中，包括所述P型阱-N型轻掺杂离子阱结构中由暗孔变为亮孔或者所述P型阱-P型轻掺杂离子阱结构中由亮孔变为暗孔的接触孔；步骤S11：根据发生亮度变化的所述接触孔的数据得到所述光阻区的对准度偏差，也即是所述P型轻掺杂离子注入对准度偏差。优选地，所述步骤S08中，所述电子束对所述监控结构进行扫描的参数包括：像素为30～80nm，着陆能量为500～1200eV，电流为50～100nA。优选地，所述步骤S11中，所述发生影响变化的接触孔的数据包括位置数据和数量数据。优选地，所述步骤S11中，包括：根据所述发生亮度变化的接触孔在水平方向上和竖直方向上偏移量，计算所述接触孔偏移的角度的正切值，然后求反正切值即可得到所述接触孔的偏移角度；并结合所述偏移角度计算得到所述接触孔的偏移量，也即得到所述光阻区的对准度偏差。优选地，所述P型轻掺杂离子注入区在所述光阻区周围环绕设置。本专利技术的CMOS中P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构及方法，利用监控结构中的光阻区的对准度来监控P型轻掺杂离子注入对准度，监控结构的制备中，在进行P型轻掺杂离子注入时，采用一光阻(P型轻掺杂离子注入光阻)将无需进行P型轻掺杂离子注入的区域遮挡住，在P型轻掺杂离子注入之后对光阻区进行N型轻掺杂离子注入，在后续正电势电子束扫描过程中，利用P型阱-P型轻掺杂离子阱结构、P型阱-N型轻掺杂离子阱结构对电子束的吸收情况不同，而使相应的接触孔显示不同的电压衬度影像来监控光阻区产生的对准度偏差：与标准电压衬度影像图相比，在光阻区产生对准度偏差的情况下，P型阱-N型轻掺杂离子阱结构中原有显示暗孔的接触孔则变为亮孔，P型阱-P型轻掺杂离子阱结构中原有显示亮孔的接触孔则变为暗孔，根据发生亮度变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构，所述监控结构位于半导体衬底的非功能区域中，其特征在于，所述监控结构包括P型轻掺杂离子注入区和光阻区，所述光阻区为进行N型轻掺杂离子注入的区域；其中，所述P型轻掺杂离子注入区由P型阱‑P型轻掺杂离子阱结构构成，包括：在非功能区中设置的P型阱，在所述P型阱中设置的P型轻掺杂离子阱，位于所述P型轻掺杂离子阱之间的栅极，位于所述非功能区表面的介质层，以及位于所述介质层中且对应于所述P型轻掺杂离子阱的接触孔；所述光阻区由P型阱‑N型轻掺杂离子阱结构构成，包括：在非功能区中设置的P型阱，在所述P型阱中设置的N型轻掺杂离子阱，位于所述N型轻掺杂离子阱之间的栅极，位于非功能区表面的介质层，以及位于所述介质层中且对应于所述N型轻掺杂离子阱的接触孔；其中，在正电势电子束扫描模式下，所述P型阱‑N型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为暗孔，所述P型阱‑P型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为亮孔。

【技术特征摘要】
1.一种P型轻掺杂离子注入对准度的监控结构，所述监控结构位于半导体衬底的非功能区域中，其特征在于，所述监控结构包括P型轻掺杂离子注入区和光阻区，所述光阻区为进行N型轻掺杂离子注入的区域；其中，所述P型轻掺杂离子注入区由第一P型阱-P型轻掺杂离子阱结构构成，包括：在非功能区中设置的第一P型阱，在所述第一P型阱中设置的P型轻掺杂离子阱，位于所述P型轻掺杂离子阱之间的第一栅极，位于所述非功能区表面的第一介质层，以及位于所述第一介质层中且对应于所述P型轻掺杂离子阱的接触孔；所述光阻区由第二P型阱-N型轻掺杂离子阱结构构成，包括：在非功能区中设置的第二P型阱，在所述第二P型阱中设置的N型轻掺杂离子阱，位于所述N型轻掺杂离子阱之间的第二栅极，位于非功能区表面的第二介质层，以及位于所述第二介质层中且对应于所述N型轻掺杂离子阱的接触孔；其中，在正电势电子束扫描模式下，所述第二P型阱-N型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为暗孔，所述第一P型阱-P型轻掺杂离子阱结构对应的接触孔显示为亮孔。2.根据权利要求1所述的监控结构，其特征在于，所述P型轻掺杂离子注入区在所述光阻区周围环绕设置。3.根据权利要求1所述的监控结构，其特征在于，所述监控结构中的第一P型阱呈若干平行的列等间距排布，所述第一栅极呈若干平行的行等间距排布；且所述第一栅极所在的行与所述第一P型阱所在的列呈正交分布；所述监控结构中的第二P型阱呈若干平行的列等间距排布，所述第二栅极呈若干平行的行等间距排布；且所述第二栅极所在的行与所述第二P型阱所在的列呈正交分布；所述光阻区中，所述第二栅极之间的第二P型阱中设置有N型轻掺杂离子阱；所述P型轻掺杂离子注入区中，所述第一栅极之间的第一P型阱区中设置有P型轻掺杂离子阱。4.根据权利要求3所述的监控结构，其特征在于，所述光阻区的图形为正方形，所述第二栅极之间的间距与所述第二P型阱的宽度相同。5.根据权利要求1所述的监控结构，其特征在于，所述光阻区各个轮廓线均能在相邻两个所述接触孔构成的直线中找到与之平行的直线。6.一种P型轻掺杂离子注入对准度的监控方法，其特征在于，包括监控结构的制备和电子束扫描两个过程，其中，所述监控结构的制备包括：步骤S01：提供一个半导体衬底的非功能区，并在所述非功能区中设置P型轻掺杂离子注入区和光阻区；步骤S02：在所述非功能区中依次进行P型阱区和栅极的制备；其中，P型阱...

【专利技术属性】
技术研发人员：范荣伟，陈宏璘，龙吟，顾晓芳，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31