[发明专利]监控3D栅极氧化层工艺的方法及结构

说明书

本发明提供一种监控3D栅极氧化层工艺的方法及结构，该结构分别包括一对用于监控3D栅极氧化层侧壁、底面、转角的第一监控结构、第二监控结构和第三监控结构中的一种以上。该方法包括监控3D栅极氧化层的侧壁工艺的步骤、监控3D栅极氧化层的底面工艺的步骤和监控3D栅极氧化层的转角工艺的步骤中的一种以上。通过比较两组电学性能参数，当两组测试结果出现变化、且其差值超过限定的固定偏差范围时，判定3D栅极氧化层的侧壁、底面或转角工艺为工艺薄弱点，否则判定3D栅极氧化层的工艺为合格。本发明不仅实现了在线监控，而且还节约了切片分析的工程成本和时间，缩短了开发周期，具有即时监测、即时判断的效果。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种监控3D栅极氧化层工艺的方法及结构。

背景技术

在半导体器件中，MOS器件包括含有3D栅极的MOS管的结构。图1是含有3D栅极的MOS器件的剖面结构示意图。请参考图1，MOS管的结构及形成方式为：在生长栅极氧化层1前通过一张额外的光罩在栅极下方刻蚀出一个孔，再生长栅极氧化层1和沉积多晶硅2，形成带有3D栅极3的MOS管。该MOS器件仅标记了与本发明相关结构的名称，其它结构为本领域的公知结构。该MOS管的栅极氧化层1为立体结构，当在栅极3加电压开启MOS管时，不仅在大块的多晶硅之下形成沟道，还在3D栅极3的侧壁、底部都形成了沟道，加快了电子的传输。不同工艺步骤分别会对3D栅极氧化层1侧壁、底部或转角产生影响，但最终都会影响栅氧质量。目前常见的分析栅氧质量缺陷的方法是通过切片分析等手段找到工艺薄弱点是在栅极氧化层侧壁、底部或者转角工艺，这会增加工程分析的成本，而且切片分析存在一定随机性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种监控3D栅极氧化层工艺的方法及结构，用于线上监控3D栅极氧化层的工艺，并找到工艺的薄弱点。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种监控3D栅极氧化层工艺的方法，包括监控3D栅极氧化层的侧壁工艺的步骤、监控3D栅极氧化层的底面工艺的步骤和监控3D栅极氧化层的转角工艺的步骤中的一种或者一种以上；其中，监控3D栅极氧化层的侧壁工艺的步骤，采用一对用于监控3D栅极氧化层侧壁的第一监控结构，分别记作第一监控结构A和第一监控结构B，测试第一监控结构A和第一监控结构B中至少一个相同的电学性能参数，比较第一监控结构A和第一监控结构B中某一个相同的电学性能参数，当第一监控结构A和第一监控结构B相同的电学性能参数的测试结果出现变化时、且其差值超过限定的固定偏差范围时，判定3D栅极氧化层的侧壁工艺为工艺薄弱点，否则判定3D栅极氧化层的侧壁工艺为合格；监控3D栅极氧化层的底面工艺的步骤，采用一对用于监控3D栅极氧化层底面的第二监控结构，分别记作第二监控结构C和第二监控结构D，测试第二监控结构C和第二监控结构D中至少一个相同的电学性能参数，比较第二监控结构C和第二监控结构D中某一个相同的电学性能参数，当第二监控结构C和第二监控结构D相同的电学性能参数的测试结果出现变化时、且其差值超过限定的固定偏差范围时，判定3D栅极氧化层的底面工艺为工艺薄弱点，否则判定3D栅极氧化层的底面工艺为合格；监控3D栅极氧化层的转角工艺的步骤，采用一对用于监控3D栅极氧化层转角的第三监控结构，分别记作第三监控结构E和第三监控结构F，测试第三监控结构E和第三监控结构F中至少一个相同的电学性能参数，比较第三监控结构E和第三监控结构F中某一个相同的电学性能参数，当第三监控结构E和第三监控结构F相同的电学性能参数的测试结果出现变化时、且其差值超过限定的固定偏差范围时，判定3D栅极氧化层的转角工艺为工艺薄弱点，否则判定3D栅极氧化层的转角工艺为合格。

进一步的，本发明提供的监控3D栅极氧化层工艺的方法，在监控3D栅极氧化层的侧壁工艺的步骤中，设定第一监控结构A和第一监控结构B的3D栅极的底面和转角个数相等、侧壁不等时为第一监控结构。

进一步的，本发明提供的监控3D栅极氧化层工艺的方法，在监控3D栅极氧化层的底面工艺的步骤中，设定第二监控结构C和第二监控结构D的3D栅极的侧壁和转角个数相等，底面不等时为第二监控结构。