[发明专利]阴影效应分析结构、其形成方法和其分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种阴影效应分析结构、其形成方法和其分析方法。

背景技术

在半导体表面掺杂杂质的方法一般通过热扩散或者离子注入来实现。由于离子注入工艺中没有侧向扩散，且离子注入的注入温度为室温附近，容易对晶圆内掺杂的位置和数量进行良好的控制，因此掺杂工艺大多是采用离子注入来实现的。

参考图1，图1为现有技术中离子注入的示意图，比如当对NMOS区4中的袋状掺杂区1进行离子注入(如图1中箭头方向所示)时，为了防止离子注入PMOS区5，需要在PMOS区5表面上形成一层光刻胶层3来阻挡离子注入。由于在袋状掺杂区1进行离子注入的时候通常都需要倾斜一定的角度来进行，而现有的制造方法，光刻胶层3通过曝光并显影后，形成的光刻胶层3均呈现柱状结构，其侧面均为竖直的侧面，限制了离子注入的倾斜角度范围。因此，其阴影效应(shadow effect)难以避免，导致原本需要离子注入的区域2无法注入离子。

为了克服上述的阴影效应，通常采用的方法有通过减少光刻胶层3的高度，以获得较大的离子入射角度，减小阴影效应。

但是，随着器件的特征尺寸进一步的缩小，NMOS和PMOS区5之间的距离也日益缩短，光刻胶层3宽度以及高度也随之而缩小，进一步减少光刻胶层3的高度将会导致高强度以及高浓度的离子打穿光刻胶层进入PMOS区5，或者进入隔离区2，影响隔离区2的隔离效果。

所以对器件进行离子注入时，评估阴影效应及获得精准的光刻胶层高度非常重要。

为了精确离子注入时所需光刻胶层的高度，首先需要在测试基底上进行光刻胶层高度测试。其具体过程为：首先提供一批测试基底，所述测试基底和正规片形成有相同的器件结构及分布，所述测试基底上包括有离子注入区和非离子注入区；在不同的测试基底的非离子注入区上对应分别形成不同高度的光刻胶柱，其中单片测试基底上的光刻胶柱高度相同；使用具有一定倾斜角度入射的离子束对测试基底上的离子注入区进行离子注入；进行后续常规化的工艺，在所述测试基底上形成若干数目的MOS晶体管；最后通过分析测试基底上形成的MOS晶体管的电学性能，包括阈值电压及漏电流；提供预先设定的标准阈值电压和标准漏电流，并将获得的阈值电压与标准的阈值电压比较，将获得的漏电流值与标准漏电流比较，分析因不同高度的光刻胶层造成的阴影效应。

但是发明人发现，上述分析方法需要在不同的测试基底上形成对应的不同高度光刻胶层，一次离子注入过程只能对应分析一个光刻胶柱高度，测试过程复杂，需要大量的测试基底数量，分析成本较高，分析效率较低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种阴影效应分析结构、其形成方法和其分析方法，以降低阴影效应分析成本，提高阴影效应的分析效率，进一步还得到离子注入时的优化的光刻胶层高度，改善阴影效应。

为解决上述问题，本发明提供一种阴影效应分析结构，包括：测试基底，所述测试基底包括离子注入区和非离子注入区，及位于所述测试基底的非离子注入区表面的至少两个光刻胶柱；其中至少有两个光刻胶柱的高度不相同。

可选的，以所述测试基底中心线向两侧所述光刻胶柱高度依次递减。

可选的，以所述测试基底的中心线向两侧所述光刻胶柱的高度依次递增。

本发明还提供一种阴影效应分析结构的形成方法，包括：提供测试基底，所述测试基底包括离子注入区和非离子注入区，在所述测试基底上形成光刻胶层，所述光刻胶层具有凸表面或者凹表面；对所述光刻胶层进行图案化处理，在所述测试基底的非离子注入区表面形成至少两个光刻胶柱，且至少有两个光刻胶柱的高度不相同。

可选的，若所述光刻胶层为凸表面，则以所述测试基底中心线向两侧光刻胶柱的高度依次递减。

可选的，若所述光刻胶层为凹表面，则以所述测试基底中心线向两侧光刻胶柱的高度依次递增。

可选的，在所述测试基底上形成光刻胶层包括：通过喷头向所述测试基底喷吐光刻胶，同时测试基底旋转，以使得光刻胶形成在整片测试基底上。

可选的，形成光刻胶层时，通过控制测试基底的旋转速率，在所述测试基底上形成不同表面形状的光刻胶层。

可选的，所述测试基底的旋转速率范围为0RPM～3000RPM时，所述光刻胶层具有凸表面。

可选的，所述测试基底的旋转速率范围为3000RPM～6000RPM时，所述光刻胶层具有凹表面。