[发明专利]栅氧化层工艺中的厚度补偿方法

说明书

本发明公开了一种栅氧化层工艺中的厚度补偿方法，根据每lot批次晶圆上栅氧化层生长前已具有的氧化层厚度与最终形成的掺杂栅氧化层电学厚度的相关性，按比例进行栅氧化层厚度的自动补偿。补偿系数是根据每lot批次栅氧化层生长前已具有的氧化层厚度与最终形成的掺杂栅氧化层电学厚度的相关性按比例获得栅氧化层生长厚度补偿系数K值，进行栅氧化层厚度的自动补偿。通过对栅氧化层生产过程中，在晶圆上本身已经具有不同厚度氧化层的基础上，根据现有的不同厚度的氧化层进行栅氧化层生长厚度自动补偿，使得同一lot批次的晶圆的栅氧化层一致性更高，提高器件的工艺窗口。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造及测试领域，特别是指一种栅氧化层工艺中的厚度补偿方法。

背景技术

在集成电路CMOS芯片的制造过程中，栅氧化层是很重要的工艺。栅氧化层的厚度对于MOS管的Vt（阈值电压)和Ion（饱和电流）的影响很大。如何保持各lot批次之间栅氧化层的厚度尽可能地保持一致是量产过程中很重要的课题。

经过研究发现在前层经过高温干法去光刻胶工艺后，对于硅片表面会形成一层薄的氧化膜＞10Å。如果在其上生长栅氧化层，则上述该薄氧化膜的厚度变化会造成各lot批次之间最终栅氧化层厚度改变。而通过设定合适的栅氧生长的厚度自动补偿可以消除这个差别。

如图1所示，是栅氧化层生长前硅片上的氧化层厚度与栅氧化层生长后硅片上的氧化层厚度的数据图表，发现栅氧化层生长前硅片上的氧化层厚度与栅氧化层生长后硅片上的氧化层厚度有很强的正相关性。图2是栅氧化层生长后硅片上的氧化层厚度与最终的N型栅氧化层电学厚度的数据图表，发现栅氧化层生长后硅片上的氧化层厚度与最终的N型栅氧化层电学厚度有很强的正相关性。图3是栅氧化层生长前硅片上的氧化层厚度与最终的N型栅氧化层电学厚度的数据图表，显示栅氧化层生长前硅片上的氧化层厚度与最终的N型栅氧化层电学厚度有很强的正相关性。

前层经过高温干法去光刻胶工艺后，对于硅片表面会形成一层薄的氧化膜＞10Å。如果在其上生长栅氧化层的情况下，通过图1、2、3，我们可以得出结论：

栅氧化层生长前硅片上的氧化层厚度造成栅氧化层生长后硅片上的氧化层厚度相应的变化，并进一步造成了最终的N型栅氧化层电学厚度相应的变化。

如图4所示，从长期趋势来看，也可以发现栅氧化层生长前硅片上的氧化层厚度会造成最终的N型栅氧化层电学厚度发生相应的而且是明显的变化。而当前的栅氧化层工艺中，对于栅氧化层生长前硅片上的已有的氧化层厚度不做相应调整。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种栅氧化层工艺中的厚度补偿方法，最终形成厚度稳定一致的栅氧化层。

为解决上述问题，本发明所述的栅氧化层工艺中的厚度补偿方法，是根据每lot批次晶圆上栅氧化层生长前已具有的氧化层厚度与最终形成的掺杂栅氧化层电学厚度的相关性，按比例进行栅氧化层厚度的自动补偿。

进一步的改进是，所述的每lot批次的栅氧化层已具有的氧化层厚度大于10Å。

进一步的改进是，根据每lot批次栅氧化层生长前已具有的氧化层厚度与最终形成的掺杂栅氧化层电学厚度的相关性按比例获得栅氧化层生长厚度补偿系数K值，进行栅氧化层厚度的自动补偿。

进一步的改进是，所述的栅氧化层工艺中的厚度补偿方法，其补偿过程包含：

步骤一，测得每lot批次栅氧化层生长前已具有的氧化层厚度a；

步骤二，设定硅表面氧化层厚度目标值t；

步骤三，栅氧化层新生长厚度目标值为T；

步骤四，计算栅氧化层生长总厚度目标值为L=T+K*（a-t），其中0＜K≤1；

步骤五，根据计算得到的栅氧化层生长总厚度目标值L，选择相应的栅氧化层生长工艺参数。