半导体工艺的监控方法技术

一种半导体工艺的监控方法，包括：根据栅极边缘的氧化厚度与栅极的再氧化时间的关系，建立栅极边缘的氧化厚度的变化模型；获得栅极氧化的厚度在不同取值下的半导体器件的性能参数，得到栅极边缘的氧化厚度与半导体器件的性能参数的变化关系；根据栅极边缘的氧化厚度的变化模型和栅极边缘的氧化厚度与半导体性能参数的变化关系，参照所需要满足的半导体器件的性能参数，控制栅极的再氧化时间。相对于现有技术，本发明专利技术所提供的监控方法，通过控制栅极的再氧化时间来控制栅极边缘的氧化厚度，确保半导体器件的品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种。技术背景 传统的半导体存储器的器件结构例如申请号为03145409的中国专利提供的存储 器结构。所述半导体存储器的制造方法通常是先在半导体衬底上依次形成有覆盖半导体衬 底的栅极介电层和多晶硅层；接着，图案化栅极介电层和多晶硅层，形成由栅极介电层和多 晶硅层组成的栅极叠层。栅极叠层的图案化过程中可能导致栅极和栅极介电层的损伤，会影响栅极叠层的 完整性及其电性品质。例如，可能产生在栅极介电层邻近栅极底部的区域存在高电场，影 响栅极介电层的可靠度；此外，栅极与其下衬底之间的漏电流也会增加。为了解决上述问题，业界利用多晶硅的再氧化(re-oxidation)工艺。在一般的多 晶硅再氧化工艺中，进行图案化步骤以形成栅极叠层之后，接着实施氧化工艺，在多晶硅栅 极暴露的侧壁及硅衬底上形成氧化层。通过所述多晶硅的再氧化工艺，可增加栅极介电层 的完整性，并可修补多晶硅栅极的损伤。另外，为避免上述多晶硅的再氧化(re-oxidation)工艺可能带来的不利影响，例 如增加沟道长度和栅极介电层的厚度，降低MOS器件的性能。还可以采用氮化多晶硅的再 氧化工艺(nitrided polysilicon re-oxidation)来替代上述的多晶硅再氧化工艺，在此 工艺中形成氮化氧化硅层以取代氧化层。不过，无论进行的是多晶硅再氧化工艺还是氮化多晶硅的再氧化工艺，如图1所 示，在多晶硅栅极进行再氧化步骤后在栅极10的边缘都会形成有“鸟嘴”结构。所述呈“鸟 嘴”的栅极边缘厚度h(单位为埃，A)是与再氧化工艺的加热时间(单位为秒，S)有关，厚 度h的变化很可能会诱使器件性能的变化和转变，例如半导体器件的灵敏度产生下降。由 此可见，再氧化工艺中栅极的边缘厚度是影响半导体器件品质的其中一个因素。因此，为确 保半导体器件的品质符合预期，必须监控再氧化工艺，控制再氧化后的栅极边缘的厚度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是，在半导体器件的制造工艺中，如何控制栅极边缘的氧 化厚度来防止晶圆产生波动和器件灵敏性下降的问题。为解决上述问题，本专利技术在一个方面提供一种，包括根据 栅极边缘的氧化厚度与栅极的再氧化时间的关系，建立栅极边缘的氧化厚度的变化模型； 获得栅极氧化的厚度在不同取值下的半导体器件的性能参数，得到栅极边缘的氧化厚度与 半导体器件的性能参数的变化关系；根据栅极边缘的氧化厚度的变化模型和栅极边缘的氧 化厚度与半导体性能参数的变化关系，参照所需要满足的半导体器件的性能参数，控制栅 极的再氧化时间。可选地，所述栅极边缘的氧化厚度与栅极的再氧化时间的关系具体为二者成正相关的比例关系。可选地，所述栅极边缘的氧化厚度与半导体器件的性能参数的变化关系具体为栅极边缘的氧化厚度的变化量与栅极的性能参数的变化量成线性的比例关系。可选地，所述性能参数为半导体器件的饱和电流。可选地，所述性能参数为半导体器件的饱和电流和阈值电压。可选地，所述性能参数为半导体器件的饱和电流、阈值电压和寄生电容。本专利技术在另一个方面提供一种，包括根据栅极边缘的氧 化厚度与多晶条宽的变化关系，建立栅极边缘的氧化厚度的变化模型；获得栅极氧化的厚 度在不同取值下的半导体器件的性能参数，得到栅极边缘的氧化厚度与半导体器件的性能 参数的变化关系；根据栅极边缘的氧化厚度的变化模型和栅极边缘的氧化厚度与半导体性 能参数的变化关系，参照所需要满足的半导体器件的性能参数，控制多晶条宽。可选地，所述栅极边缘的氧化厚度与多晶条宽的变化关系具体为栅极边缘的氧化 厚度的变化量与多晶条宽的变化量成正相关的比例关系。可选地，所述栅极边缘的氧化厚度与半导体器件的性能参数的变化关系具体为栅 极边缘的氧化厚度的变化量与栅极的性能参数的变化量成线性的比例关系。可选地，所述性能参数为半导体器件的饱和电流。可选地，所述性能参数为半导体器件的饱和电流和阈值电压。可选地，所述性能参数为半导体器件的饱和电流、阈值电压和寄生电容。本专利技术技术方案是利用栅极边缘的氧化厚度、栅极的再氧化时间以及半导体器件 的性能参数之间的关系，在对半导体器件进行监控时，可以通过调整再氧化时间，控制栅极 边缘的再氧化厚度，确保半导体器件的品质符合预期。另外，本专利技术技术方案还可以利用栅极边缘的氧化厚度、栅极的多晶条宽以及半 导体器件的性能参数之间的关系，在对半导体器件进行监控时，可以通过调整多晶条宽，控 制栅极边缘的再氧化厚度，确保半导体器件的品质符合预期。附图说明图1为现有技术中经再氧化工艺后在栅极边缘的结构示意图；图2为本专利技术在一个实施方式中的流程示意图；图3为栅极边缘的氧化厚度的变化量是与栅极的再氧化时间的变化量的对应关 系图；图4为栅极边缘的氧化厚度与半导体器件的性能参数的对应关系图；图5为图2中步骤S12在一种具体实施例中的流程示意图；图6为本专利技术在另一个实施方式中的流程示意图；图7为栅极边缘的氧化厚度的变化量是与栅极的多晶条宽的变化量的对应关系 图；图8为图6中步骤S22在一种具体实施例中的流程示意图。 具体实施例方式本专利技术的专利技术人发现，在制造半导体器件的过程中，在多晶硅栅极进行再氧化步骤后在栅极的边缘会形成有“鸟嘴”结构。所述呈“鸟嘴”结构的栅极边缘厚度的变化会导 致器件性能的变化和转变，例如器件灵敏度下降等品质问题。另外，专利技术人发现，在多晶硅栅极再氧化工艺中，栅极边缘的氧化厚度是与栅极的 再氧化时间或多晶条宽(Poly CD)具有一定的关系，具体而言，栅极边缘的氧化厚度是分别 与栅极的再氧化时间和栅极的多晶条宽成正比。因此在半导体器件制造过程中，可以利用 栅极边缘的氧化厚度与栅极的再氧化时间或多晶条宽之间的关系，通过调整栅极的再氧化 时间和多晶条宽来控制栅极边缘的氧化厚度，进而可以改善所所制造出的半导体器件的各 性能参数，使其符合预期。下面结合附图对本专利技术的内容进行详细说明。 如图1所示，所述包括如下步骤S10，根据栅极边缘的氧化厚度与栅极的再氧化时间的关系，建立栅极边缘的氧化 厚度的变化模型；S11，获得栅极氧化的厚度在不同取值下的半导体器件的性能参数，得到栅极边缘 的氧化厚度与半导体器件的性能参数的变化关系；S12，根据栅极边缘的氧化厚度的变化模型和栅极边缘的氧化厚度与半导体性能 参数的变化关系，参照所需要满足的半导体器件的性能参数，控制栅极的再氧化时间。首先执行步骤S10，根据栅极边缘的氧化厚度与栅极的再氧化时间的关系，建立栅 极边缘的氧化厚度的变化模型。其中，所述变化模型包括栅极边缘的氧化厚度和栅极的再氧化时间的参数，所述 栅极边缘的氧化厚度和栅极的再氧化时间成正相关的线性关系。具体来说，栅极边缘的氧 化厚度的变化量是与栅极的再氧化时间的变化量成正比，具体如图3所示。即，栅极的再氧 化时间越长，所形成的栅极边缘的氧化厚度就越大。接着执行步骤S11，获得栅极氧化的厚度在不同取值下的半导体器件的性能参数， 得到栅极边缘的氧化厚度与半导体器件的性能参数的变化关系。所述变化关系具体是指栅 极边缘的氧化厚度的变化对半导体器件的性能参数所产生的影响。其中，所述性能参数可 以为半导体器件的饱和电流(Idsat)、阈值电压(Vtlin)或寄生电容(Cgdtl)中的任一或者它们 的任意组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体工艺的监控方法，其特征在于，包括：根据栅极边缘的氧化厚度与栅极的再氧化时间的关系，建立栅极边缘的氧化厚度的变化模型；获得栅极氧化的厚度在不同取值下的半导体器件的性能参数，得到栅极边缘的氧化厚度与半导体器件的性能参数的变化关系；根据栅极边缘的氧化厚度的变化模型和栅极边缘的氧化厚度与半导体性能参数的变化关系，参照所需要满足的半导体器件的性能参数，控制栅极的再氧化时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵猛，王津洲，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]