多栅氧器件工艺监控方法、监控结构及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种多栅氧器件工艺监控方法、监控结构及其制造方法，其中，多栅氧器件工艺监控结构设置于包括第一栅氧器件和第二栅氧器件的多栅氧器件中，其中第一栅氧器件对应的第一栅氧层的厚度大于第二栅氧器件对应的第二栅氧层，且该多栅氧工艺监控结构为金属-氧化物-半导体并包括栅氧化层，栅氧化层在栅氧化层窗口中生长，打开栅氧化层窗口的工艺与打开第二栅氧层窗口相同。因此，通过测量多栅氧器件工艺监控结构的相关性能，即可无需破坏晶圆的结构而监控打开第二栅氧层窗口工艺的全部过程是否有异常，同时也克服了在线临界尺寸量测监控方法无法监控到因刻蚀不足而引起的残留问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多栅氧半导体
，特别是涉及一种多栅氧器件工艺监控方法、监控结构及其制造方法。
技术介绍
在半导体
中，具有多门限电压的多栅氧器件应用越来越广泛。多栅氧器件包括高门限电压器件和低门限电压器件。其中，低门限电压器件需形成薄栅氧层(以下简称薄栅氧器件)，而高门限电压器件需形成厚栅氧层(以下简称厚栅氧器件)。在多栅氧器件的制造过程中，通常先形成厚栅氧层，然后再用光刻和刻蚀的工艺在厚栅氧层中对应薄栅氧器件的区域打开薄栅氧层窗口，之后即可在薄栅氧层窗口中生长薄栅氧层。由此看来，打开薄栅氧层窗口工艺的好坏直接影响后续生长薄栅氧的情况，因此对打开薄栅氧层窗口工艺进行监控是必不可少的工序。传统的监控打开薄栅氧层窗口工艺的方法中，在线临界尺寸量测监控方法无法监控因刻蚀不足而引起的残留问题；而切片监控方法需破坏晶圆的结构才能进行监控。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述至少一个技术问题，提供一种既能监控因刻蚀不足而引起的残留问题又无需破坏晶圆结构的多栅氧器件工艺监控方法、监控结构及其制造方法。一种多栅氧器件工艺监控结构，设置于包括第一栅氧器件和第二栅氧器件的多栅氧器件中，其中所述第二栅氧器件的第二栅氧层是在第二栅氧层窗口中生长的，且所述第二栅氧层窗口是在第一栅氧层中打开的，所述第一栅氧层的厚度大于第二栅氧层，所述多栅氧工艺监控结构为金属-氧化物-半导体并包括栅氧化层，所述栅氧化层在栅氧化层窗口中生长，且打开栅氧化层窗口的工艺与打开所述第二栅氧层窗口相同；同时，所述多栅氧工艺监控结构的制造方法中除了打开栅氧化层窗口的工艺，其他工艺都在不会影响利用多栅氧器件工艺监控结构能准确监控所述打开第二栅氧层窗口工艺的条件下进行。在其中一个实施例中，所述多栅氧器件工艺监控结构为N型金属-氧化物-半导体。在其中一个实施例中，所述栅氧化层的与沟道电流方向垂直的边缘的长度介于0.5至1微米之间；所述栅氧化层的与沟道电流方向平行的边缘的长度介于0.3至0.7微米之间。一种多栅氧器件工艺监控方法，基于上述的多栅氧器件工艺监控结构，通过测量所述多栅氧器件工艺监控结构的电性参数来监控所述打开第二栅氧层窗口的工艺。在其中一个实施例中，所述电性参数为饱和电流。一种多栅氧器件工艺监控结构的制造方法，其中所述多栅氧器件工艺监控结构设置于包括第一栅氧器件和第二栅氧器件的多栅氧器件中，所述第二栅氧器件的第二栅氧层是在第二栅氧层窗口中生长的，且所述第二栅氧层窗口是在第一栅氧层中打开的，所述第一栅氧层的厚度大于第二栅氧层，所述多栅氧器件工艺监控结构为金属-氧化物-半导体并包括栅氧化层；在所述多栅氧器件工艺监控结构的制造方法中，制造所述栅氧化层的步骤包括：在衬底上定义多栅氧器件工艺监控结构区；在第一栅氧层中打开栅氧化层窗口，其中，在第一栅氧层中利用与所述打开第二栅氧层窗口相同的工艺在所述多栅氧器件工艺监控结构区打开所述栅氧化层窗口；在所述栅氧化层窗口中生长厚度与所述第二栅氧层相同的栅氧化层；且在所述多栅氧器件工艺监控结构的制造方法中，除了所述打开栅氧化层窗口的工艺，其他工艺都在不会影响利用多栅氧器件工艺监控结构能准确监控所述打开第二栅氧层窗口工艺的条件下进行。在其中一个实施例中，所述多栅氧器件工艺监控结构的制造方法还包括：在衬底上定义所述多栅氧器件工艺监控结构的有源区区域，所述栅氧化层窗口与所述有源区区域为中心重合且分别位于内部、外部的矩形。在其中一个实施例中，所述栅氧化层窗口的边缘与所述有源区区域的边缘之间的距离大于0.3微米。在其中一个实施例中，所述多栅氧器件工艺监控结构为N型金属-氧化物-半导体。在其中一个实施例中，所述栅氧化层的与沟道电流方向垂直的边缘长度介于0.5至1微米之间；所述栅氧化层的与沟道电流方向平行的边缘长度介于0.3至0.7微米之间。上述多栅氧器件工艺监控方法、监控结构及其制造方法具有的有益效果为：该多栅氧器件工艺监控结构打开栅氧化层窗口的工艺与打开第二栅氧层窗口相同，因此监控该多栅氧器件工艺监控结构的打开栅氧化层窗口的工艺，就相当于监控第二栅氧器件的打开第二栅氧窗口的工艺。同时该多栅氧器件工艺监控结构为金属-氧化物-半导体，且该多栅氧工艺监控结构的制造方法中除了打开栅氧化层窗口的工艺，其他工艺都在不会影响利用多栅氧器件工艺监控结构能准确监控打开所述第二栅氧层窗口工艺的条件下进行，因此只要打开栅氧化层窗口工艺出现任何异常，包括因刻蚀不足而引起的残留问题，都会影响栅氧化层的生长速度，从而最终影响多栅氧器件工艺监控结构的性能。综上所述，本专利技术提供的多栅氧器件工艺监控方法、监控结构及其制造方法只要测量多栅氧器件工艺监控结构的相关性能，即可通过该多栅氧器件工艺监控结构来监控第二栅氧器件制造过程中的打开第二栅氧层窗口工艺是否有异常，克服了在线临界尺寸量测监控方法无法监控到因刻蚀不足而引起的残留问题；同时无需破坏晶圆的结构即可监控打开第二栅氧层窗口工艺，从而克服了切片监控方法需破坏晶圆的结构才能进行监控的问题。附图说明图1为一实施例的多栅氧器件工艺监控结构的立体示意图。图2为图1所示实施例的多栅氧器件工艺监控结构的栅氧化层的制造方法流程图。图3为多栅氧器件中不同类型氧化层对应图2各步骤的形成过程示意图。图4为图2所示实施例的对多栅氧器件工艺监控结构在制造过程中涉及的各部分结构进行布局的位置关系示意图。具体实施方式为了更清楚的解释本专利技术提供的多栅氧器件工艺监控方法、监控结构及其制造方法，以下结合实施例作具体的说明。图1示出了一实施例的多栅氧器件工艺监控结构100的立体示意图。图4为一实施例的对多栅氧器件工艺监控结构100在制造过程中涉及的各部分结构进行布局的位置关系示意图。多栅氧器件工艺监控结构100设置于包括第一栅氧器件和第二栅氧器件的多栅氧器件中，其中，第一栅氧器件、第二栅氧器件分别对应高门限电压器件、低门限电压器件。需要说明的是，图1中仅示出了位于多栅氧器件中的多栅氧器件工艺监控结构100的结构图，而多栅氧器件中的其他区域200设置有第一栅氧器件和第二栅氧器件。在多栅氧器件中，第二栅氧器件的第二栅氧层是在第二栅氧层窗口中生长的，且第二栅氧层窗口是在第一栅氧层中利用光刻和刻蚀的方法打开的，第一栅氧层的厚度大于第二栅氧层。其中，该多栅氧器件工艺监控结构100包括栅氧化层120，如图4所示，该栅氧化层120在栅氧化层窗140口中生长，且打开栅氧化层窗口140的工艺与打开第二栅氧层窗口相同。因此监控该栅氧器件工艺监控结构100的打开栅氧化层窗口140的工艺，就相当于监控第二栅氧器件制造过程中的打开第二栅氧层窗口的工艺。同时，该多栅氧器件工艺监控结构100为金属-氧化物-半导体，优选制作在多栅氧器件中的划片槽内，且多栅氧工艺监控结构的制造方法中除了打开栅氧化层窗口140的工艺，其他工艺都在不会影响利用多栅氧器件工艺监控结构能准确监控所述打开第二栅氧层窗口工艺的条件下进行，因此只要打开栅氧化层窗口140工艺出现任何异常，包括因刻蚀不足而引起的残留问题，都会影响栅氧化层120的生长速度，从而最终影响多栅氧器件工艺监控结构100的相关性能。综上所述，只要测量多栅氧器件工艺监控结构100的相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多栅氧器件工艺监控结构，设置于包括第一栅氧器件和第二栅氧器件的多栅氧器件中，其中所述第二栅氧器件的第二栅氧层是在第二栅氧层窗口中生长的，且所述第二栅氧层窗口是在第一栅氧层中打开的，所述第一栅氧层的厚度大于第二栅氧层，其特征在于，所述多栅氧工艺监控结构为金属‑氧化物‑半导体并包括栅氧化层，所述栅氧化层在栅氧化层窗口中生长，且打开栅氧化层窗口的工艺与打开所述第二栅氧层窗口相同；同时，所述多栅氧工艺监控结构的制造方法中除了打开栅氧化层窗口的工艺，其他工艺都在不会影响利用多栅氧器件工艺监控结构能准确监控所述打开第二栅氧层窗口工艺的条件下进行。

【技术特征摘要】
1.一种多栅氧器件工艺监控结构，设置于包括第一栅氧器件和第二栅氧器件的多栅氧器件中，其中所述第二栅氧器件的第二栅氧层是在第二栅氧层窗口中生长的，且所述第二栅氧层窗口是在第一栅氧层中打开的，所述第一栅氧层的厚度大于第二栅氧层，其特征在于，所述多栅氧工艺监控结构为金属-氧化物-半导体并包括栅氧化层，所述栅氧化层在栅氧化层窗口中生长，且打开栅氧化层窗口的工艺与打开所述第二栅氧层窗口相同；同时，所述多栅氧工艺监控结构的制造方法中除了打开栅氧化层窗口的工艺，其他工艺都在不会影响利用多栅氧器件工艺监控结构能准确监控所述打开第二栅氧层窗口工艺的条件下进行。2.根据权利要求1所述的多栅氧器件工艺监控结构，其特征在于，所述多栅氧器件工艺监控结构为N型金属-氧化物-半导体。3.根据权利要求1所述的多栅氧器件工艺监控结构，其特征在于，所述栅氧化层的与沟道电流方向垂直的边缘的长度介于0.5至1微米之间；所述栅氧化层的与沟道电流方向平行的边缘的长度介于0.3至0.7微米之间。4.一种多栅氧器件工艺监控方法，基于权利要求1所述的多栅氧器件工艺监控结构，其特征在于，通过测量所述多栅氧器件工艺监控结构的电性参数来监控所述打开第二栅氧层窗口的工艺。5.根据权利要求4所述的多栅氧器件工艺监控方法，其特征在于，所述电性参数为饱和电流。6.一种多栅氧器件工艺监控结构的制造方法，其中所述多栅氧器件工艺监控结构设置于包括第一栅氧器件和第二栅氧器件的多栅氧器件中，所述第二栅氧器件的第二栅氧层是在第二栅氧层窗口中生长的，且所述第二栅氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：高淑荣，顾勇，金兴成，
申请(专利权)人：无锡华润微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32