一种检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法技术

本发明专利技术涉及到集成电路制造技术领域，尤其涉及到一种检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，通过设计一表面覆盖一光阻层且去除氧化隔离层的一半导体衬底，并观察形成位于NMOS晶体管和PMOS晶体管的各源极、漏极上的金属接触孔的亮暗程度，判断光阻层尺寸影响到离子阱的偏移从而对器件的性能造成影响；而且通过分析发生亮度异常变化的金属接触孔所对应光阻层的开口尺寸，可以确定光阻层的开口尺寸对产品性能的影响，并且通过进一步的分析可以确定离子阱间距对产品性能的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法
本专利技术涉及集成电路制造领域，尤其涉及到一种检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法。
技术介绍
在现有的
中，信息技术的基础都围绕着一个场效应晶体管展开，并且随着信息技术的不断向前发展，集成电路工艺表现的越来越成熟。现有芯片上的电路制造工艺都包含几百步的工序，主要分为光刻、刻蚀、清洗、薄膜生长和离子注入等几大模块工艺，因此随着集成电路工艺的发展及特征尺寸的不断缩小，芯片上电路的分布也越来越复杂，在如此高密度分布情况下，特别的是当集成电路制造工艺出现异常时晶体管之间的相互影响也会越来越大，如图1，最终会影响到产品的良率。例如在器件的离子注入工艺时，所需要的离子注入的区域是通过光阻层的覆盖与否以及覆盖量进行控制，但是随着当器件尺寸不断缩小，光刻工艺条件下特别的是光阻层的尺寸和形貌发生稍微的变化，都有可能导致离子注入工艺中离子阱的形貌发生变化，从而使得一种离子阱的载流子扩散到另一离子阱中导致器件的性能失效。而且离子阱的形貌出现异常在生产工艺中是比较难于发现的，需要在最终的电性测试中才能反映出来，因此一旦出现异常可能往往会器件的生产造成极高的风险隐患。中国专利(CN102087471A)公开了一种用于沟槽工艺改善光刻关键尺寸的方法，步骤一，在沟槽和硅片的表面旋涂负性光刻胶，然后进行烘烤；步骤二，利用具有前层沟槽图形的掩模板进行曝光，显影；步骤三，在沟槽内形成的图形上进行底部抗反射材料BARC(Bottom-AntiReflectiveCoating，底部抗反射涂层)的旋涂，烘烤。通过该专利的方法提高并改善了沟槽工艺中光刻关键尺寸的控制能力以及优化工艺，因此在后续的填充氧化物以及离子注入工艺中减少了离子扩散效应的缺陷，但是上述专利并未公开如何通过监控光刻工艺条件下离子注入对离子阱形貌的影响，进而分析对器件性能的影响。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供一种检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法。通过该方法可以测出P离子阱与N离子阱是否出现异常的工作状态，同时解决了如何通过监控光刻工艺条件下离子注入对离子阱形貌的影响，进而分析对器件性能的影响的缺陷。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、于一衬底分别掺杂P型离子和N型离子，形成多个不同尺寸离子阱组，各所述离子阱组均包括相邻的一P型离子阱和一N型离子阱；步骤S2、于所述P型离子阱上制作一NMOS晶体管，于所述N型离子阱上制作一PMOS晶体管；步骤S3、形成所述NMOS晶体管和PMOS晶体管各自包括的源极、漏极上的金属接触孔；步骤S4、观察各离子阱组中邻近PMOS晶体管的P型离子阱的源极或漏极与邻近NMOS晶体管的N型离子阱的源极或漏极上的金属接触孔的亮暗变化；其中，通过观察所述金属接触孔的亮暗变化，检测P型离子阱或N型离子阱的形貌变化对器件性能未造成负面影响的光阻层最小开口尺寸。上述的检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其中，所述不同尺寸离子阱组形成的方法包括：提供一表面覆盖有光阻层的衬底，该光阻层中设置有若干不同尺寸的开口，利用所述开口于衬底中掺杂P型离子和N型离子，以在衬底中形成多个不同尺寸离子阱组。上述的检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其中，所述光阻层的开口尺寸以对应工艺平台中光阻层的最小关键尺寸为基准等比例放大。上述的检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其中，所述放大比例为正负30％。上述的检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其中，步骤S1中，采用离子注入法于所述衬底中分别注入不同种类和不同剂量的P型离子和N型离子。上述的检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其中，步骤S1中，采用离子注入法于所述衬底中分别注入不同种类或不同剂量的P型离子和N型离子。上述的检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其中，通过一电子显微镜观察所述源极、漏极上的金属接触孔的亮暗程度。上述的检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其中，若其中一离子阱组的金属接触孔的亮暗未出现变化，且与其相邻的离子阱组的金属接触孔的亮暗出现变化，则金属接触孔亮暗未出现变化的离子阱组对应的光阻层的开口尺寸为离子阱扩散的最佳安全的开口尺寸。上述技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术公开的一种检测图形尺寸离子阱形貌影响的方法，通过设计一表面覆盖一光阻层且去除氧化隔离层的一半导体衬底，并观察形成位于NMOS晶体管和PMOS晶体管的各源极、漏极上的金属接触孔的亮暗程度，判断光阻层尺寸影响到离子阱的偏移从而对器件的性能造成影响。而且通过分析发生亮度异常变化的金属接触孔所对应光阻层的开口尺寸，可以确定光阻层的开口尺寸对产品性能的影响，并且通过进一步的分析可以确定离子阱间距对产品性能的影响。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1是现有技术中的晶体管剖面结构示意图；图2是本专利技术实施例中晶体管剖面结构示意图；图3是本专利技术实施例中离子阱组示意图；图4是本专利技术实施例中正常离子阱组中的金属接触孔呈亮暗特征示意图；图5是本专利技术实施例中离子阱形貌偏移的晶体管剖面结构示意图；图6和图7是本专利技术实施例中离子阱组中的金属接触孔亮度异常的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。具体的如图1-7所示，首先在一覆盖有设置有若干不同开口尺寸的光阻层的半导体衬底中掺杂P型离子与N型离子，形成多个不同尺寸的离子阱组。如图2所示，该若干数量的离子阱组中均包括相邻的一P型离子阱1与一N型离子阱2(该P型离子阱1与N型离子阱2均为该衬底的一部分，两个离子阱之间未填充STI(ShallowTrenchIsolation，浅沟槽隔离)结构7)。其中，光阻层的开口尺寸以对应工艺平台中光阻层的最小关键尺寸为基准等比例放大。在一种可选但非限制性的实施例中，在半导体衬底形成若干数量的离子阱组，如图3，并将它们作为多个监控组或者测试组(a1、a2...an-m...an)，其中n大于m并为非零自然数，且测试组(a1、a2...an-m...an)中各组离子阱中的P型离子阱与N型离子阱的间距相同且测试组尺寸(d1、d2...dn-m...dn)各不相同(光阻层的开口尺寸为(d1、d2...dn-m...dn)，并通过离子注入形成尺寸也为(d1、d2...dn-m...dn)的离子阱组)。在该若干数量的测试组中，预先设定好最小尺寸的测试组假设为an-m(该测试组中的P型离子阱Pn-m与N型离子阱Nn-m的表面预先覆盖的光阻层开口尺寸为对应工艺平台中光阻层的最小关键尺寸)，并以该测试组表面对应的光阻层的开口尺寸为基准进行正负X％依次放大，并在后续工艺中形成尺寸分别为(d1、d2...dn-m...dn)的测试组(a1、a2...an-m...an)。在一种可选但非限制性的实施例中，第n-m个测试组an-m与前一个测试组an-m-1的尺寸dn-m-1额外减少X％(X＝30)，与后一个测试组an-m+1尺寸dn-m+1额外增大X％(X＝30)并以此类推，形成如图3所示的结构。在本专利技术的实施例中，优选的采用离子注入法于该半导体衬底中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、于一衬底分别掺杂P型离子和N型离子，形成多个不同尺寸离子阱组，各所述离子阱组均包括相邻的一P型离子阱和一N型离子阱；步骤S2、于所述P型离子阱上制作一NMOS晶体管，于所述N型离子阱上制作一PMOS晶体管；步骤S3、形成所述NMOS晶体管和PMOS晶体管各自包括的源极、漏极上的金属接触孔；步骤S4、观察各离子阱组中邻近PMOS晶体管的P型离子阱的源极或漏极与邻近NMOS晶体管的N型离子阱的源极或漏极上的金属接触孔的亮暗变化；其中，通过观察所述金属接触孔的亮暗变化，检测P型离子阱或N型离子阱的形貌变化对器件性能未造成负面影响的光阻层最小开口尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、于一衬底分别掺杂P型离子和N型离子，形成多个不同尺寸离子阱组，各所述离子阱组均包括相邻的一P型离子阱和一N型离子阱；步骤S2、于所述P型离子阱上制作一NMOS晶体管，于所述N型离子阱上制作一PMOS晶体管；步骤S3、形成所述NMOS晶体管和PMOS晶体管各自包括的源极、漏极上的金属接触孔；步骤S4、观察各离子阱组中邻近PMOS晶体管的P型离子阱的源极或漏极与邻近NMOS晶体管的N型离子阱的源极或漏极上的金属接触孔的亮暗变化；其中，通过观察所述金属接触孔的亮暗变化，检测P型离子阱或N型离子阱的形貌变化对器件性能未造成负面影响的光阻层最小开口尺寸。2.如权利要求1所述的检测图形尺寸对离子阱形貌影响的方法，其特征在于，所述不同尺寸离子阱组形成的方法包括：提供一表面覆盖有光阻层的衬底，该光阻层中设置有若干不同尺寸的开口，利用所述开口于衬底中掺杂P型离子和N型离子，以在衬底中形成多个不同尺寸离子阱组。3.如权利要求2所述的检测图形尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪棋梁，陈宏璘，龙吟，
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