專利名稱：一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體制備技術領域，具體來說是涉及一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝。
背景技術：
集成電路，就是在半導體基底上形成一系列的元件，以完成相應的功能。但是，現有的工藝監控方式一般采用完整流程的硅片(structure wafer)，通常，為了節省監控成本，在實際操作中，一般會選擇單晶硅襯底控片；而在實際的操作步驟中，通常會省略離子注入等步驟，以在不影響形狀尺寸(profile)的基礎上，降低成本。如圖1A-1C所示，在現有技術中所采用的用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝包括以下的步驟首先，提供一硅襯底11，在硅襯底11上依次沉積一層襯墊氧化層12和一多晶硅層13 ；接下來，對多晶硅層13進行刻蝕，暴露出襯墊氧化層12，形成位于襯墊氧化層12之上的多晶硅柵極結構13a和13b。但是，這種工藝方法一般成本較高，而且相對地延長產品的開發時間，因此，需要提出一種新的用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝，其可有效節省開發時間，降低成本。為解決上述目的，本發明所提供的技術方案為
一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝，其中，包括以下的步驟
步驟Sl 提供一硅襯底，在所述硅襯底上依次沉積一襯墊氧化層和一氮化硅層，并在所述氮化硅層之上涂覆一層光刻膠；
步驟S2 對所述光刻膠層進行光刻工藝，暴露出所述氮化硅層，形成位于所述氮化硅層之上的光刻膠保留結構；
步驟S3 以所述光刻膠保留結構為掩膜刻蝕所述氮化硅層，暴露出所述襯墊氧化層， 形成位于所述光刻膠保留結構下方的氮化硅保留結構，并移除所述光刻膠保留結構；
步驟S4 以所述氮化硅保留結構為掩膜刻蝕所述襯墊氧化層和所述硅襯底，形成位于所述硅襯底中的樣本柵以及覆蓋于所述樣本柵之上的襯墊氧化層保留結構； 步驟S5 移除所述襯墊氧化層保留結構。上述的制備工藝，其中，在所述步驟S3中采用干法刻蝕刻蝕所述氮化硅層。上述的制備工藝，其中，在所述步驟S4中采用干法刻蝕刻蝕所述襯墊氧化層和所述硅襯底。上述的制備工藝，其中，所述的襯墊氧化層的為二氧化硅層。
一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝，其中，包括以下的步驟
步驟Sl 提供一硅襯底，在所述硅襯底上依次沉積一襯墊氧化層和一氮化硅層，并在所述氮化硅層之上涂覆一層光刻膠；
步驟S2 對所述光刻膠層進行光刻工藝，暴露出所述氮化硅層，形成位于所述氮化硅層之上的光刻膠保留結構；
步驟S3 以所述光刻膠保留結構為掩膜依次刻蝕所述氮化硅層，暴露出所述襯墊氧化層，形成位于所述光刻膠保留結構下方的氮化硅保留結構，并移除所述光刻膠保留結構；
步驟S4 以所述氮化硅保留結構為掩膜刻蝕所述襯墊氧化層，暴露出所述硅襯底，形成位于所述氮化硅保留結構下方的襯墊氧化層保留結構，并移除所述氮化硅保留結構；
步驟S5 以所述氮化硅保留結構為掩膜刻蝕所述硅襯底，形成位于所述襯墊氧化層保留結構下方的樣本柵。步驟S6 移除所述襯墊氧化層保留結構。上述的制備工藝，其中，在所述步驟S3中分別采用干法刻蝕蝕刻所述氮化硅層。上述的制備工藝，其中，在所述步驟S4中分別采用干法刻蝕蝕刻所述襯墊氧化層。上述的制備工藝，其中，在所述步驟S5中分別采用干法刻蝕刻蝕所述硅襯底。上述的制備工藝，其中，所述的襯墊氧化層為二氧化硅層。本發明的一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝， 其僅僅采用單晶硅作為襯底，并在圖形化之前可以采用常用的STI疊層結構(硅襯底+ 二氧化硅+氮化硅+光刻膠)；其可廣泛用于偏移側墻(Offset spacer)、側墻隔離層(spacer)、 應力記憶膜《Stress memorization technique,簡稱 SMT)、通孑L亥Ij蝕停止層(Contact etch stop layer，簡稱CESL)的臺階覆蓋性的檢測，并可有效減少開發時間，降低開發成本，制備工藝簡單易控制。
圖1A-1C為現有技術中的一種測試器件結構的制備工藝的各個步驟所形成的剖面結構圖2為本發明的一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝的第一種實施例的流程圖2A-2E為圖2所示的本發明的一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝的各個步驟所形成剖面結構示意圖3為本發明的一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝的第二種實施例的流程圖3A-3F為圖3所示的本發明的一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構制備工藝的各個步驟所形成的剖面結構示意圖4為應用發明所形成的用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構在檢測側墻氮化硅或者氧化物的臺階覆蓋性中的應用示意圖5為應用本發明所形成的用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構在PMD制程的相鄰兩柵極之間的空隙填充能力的監測應用示意圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖和具體實施方式
來對本發明的一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝作進一步詳細地說明。請特別參見圖2A-2E所示，在本發明的實施例一中，用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝，包括以下的步驟
步驟Sl 提供一硅襯底101，在硅襯底101上依次沉積一二氧化硅層102和一氮化硅層 103，并用旋涂法在氮化硅層103之上涂覆一層光刻膠104 ；
步驟S2 對光刻膠104進行光刻工藝(包括曝光、顯影等工藝步驟)，暴露出氮化硅層 103，形成位于氮化硅層103之上的光刻膠保留結構l(Ma、104b ；
步驟S3 以光刻膠保留結構104a、104b為掩膜采用干法刻蝕刻蝕氮化硅層103，暴露出二氧化硅層102，形成位于光刻膠保留結構104a、104b下方的氮化硅保留結構103a、103b， 并移除光刻膠保留結構104a、104b ；
步驟S4 以氮化硅保留結構103a、103b為掩膜刻蝕二氧化硅層102和硅襯底101，形成位于硅襯底101中的樣本柵IOlaUOlb以及覆蓋于樣本柵之上的二氧化硅層保留結構 102aU02b ；
步驟S5 移除二氧化硅層保留結構l(^a、102b，并在所述樣本柵IOlaUOlb及硅襯底101上沉積測試薄膜，利用所述樣本柵來監測覆蓋樣本柵的測試薄膜的臺階覆蓋性，例如偏移側墻(offset spacer)、側墻隔離層(spacer)、應力記憶膜(Stress memorization technique，簡稱SMT)、通孔刻蝕停止層(Contact etch stop layer，簡稱CESL)(請參見圖 4所示)。另外，同理可以相應的利用樣本柵IOlaUOlb對其他工藝進行監控，例如干法刻蝕，PMD制程的相鄰兩柵極之間的空隙填充能力的監測等(請參見圖5所示)。進一步地，請特別參見3A-3F所示，在本發明的實施例二包括以下的步驟
步驟Sl 提供一硅襯底101，在硅襯底101上依次沉積一二氧化硅層102和一氮化硅層 103，并用旋涂法在氮化硅層103之上涂覆一層光刻膠104 ；
步驟S2 對光刻膠104進行光刻工藝(包括曝光、顯影等工藝步驟)，暴露出氮化硅層 103，形成位于氮化硅層103之上的光刻膠保留結構l(Ma、104b ；
步驟S3 以光刻膠保留結構104a、104b為掩膜采用干法刻蝕刻蝕氮化硅層103，暴露出二氧化硅層102，形成位于光刻膠保留結構104a、104b下方的氮化硅保留結構103a、103b， 并移除光刻膠保留結構104a、104b ；
步驟S4 以氮化硅保留結構103a、103b為掩膜刻蝕二氧化硅層102，暴露出層二氧化硅層102，形成位于氮化硅保留結構103a、10 下方的二氧化硅層保留結構10加、102匕；
步驟S5 以二氧化硅層保留結構102a、102b為掩膜刻蝕硅襯底101，形成位于二氧化硅層保留結構102aU02b的樣本柵IOlaUOlb ；
步驟S6 移除二氧化硅層保留結構l(^a、102b，并在所述樣本柵IOlaUOlb及硅襯底101上沉積測試薄膜，利用所述樣本柵IOlaUOlb來監測覆蓋樣本柵的測試薄膜的臺階覆蓋性，例如偏移側墻(offset spacer)、側墻隔離層(spacer)、應力記憶膜(Stress memorization technique,簡稱 SMT)、通孑L刻蝕停止層(Contact etch stop layer,簡稱CESL)(請參見圖4所示)。另外，同理可以相應的利用樣本柵對其他工藝進行監控，例如干法刻蝕，PMD制程的相鄰兩柵極之間的空隙填充能力的監測等(請參見圖5所示)。綜上所述，本發明的一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝，其僅僅采用單晶硅作為襯底，并在圖形化之前可以采用常用的STI疊層結構(硅襯底+ 二氧化硅+氮化硅+光刻膠)；其可廣泛用于偏移側墻(offset spacer)、側墻隔離層(spacer)、應力記憶膜(Stress memorization technique，簡稱SMT)、通孔刻蝕停止層 (Contact etch stop layer，簡稱CESL)的臺階覆蓋性的檢測，并可有效減少開發時間，降低開發成本，制備工藝簡單易控制。應當指出的是，上述內容只是本發明的具體實施例的列舉，其中未盡詳細描述的設備和結構應該理解為用本領域中的普通方式予以實施；且上述具體實施例并非用來限制本發明的實施范圍，即凡依本發明專利申請內容所作的等效變換與修飾，都落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝，其特征在于，包括以下的步驟步驟Sl 提供一硅襯底，在所述硅襯底上依次沉積一襯墊氧化層和一氮化硅層，并在所述氮化硅層之上涂覆一層光刻膠；步驟S2 對所述光刻膠層進行光刻工藝，暴露出所述氮化硅層，形成位于所述氮化硅層之上的光刻膠保留結構；步驟S3 以所述光刻膠保留結構為掩膜刻蝕所述氮化硅層，暴露出所述襯墊氧化層， 形成位于所述光刻膠保留結構下方的氮化硅保留結構，并移除所述光刻膠保留結構；步驟S4 以所述氮化硅保留結構為掩膜刻蝕所述襯墊氧化層和所述硅襯底，形成位于所述硅襯底中的樣本柵以及覆蓋于所述樣本柵之上的襯墊氧化層保留結構； 步驟S5 移除所述襯墊氧化層保留結構。
2.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，在所述步驟S3中采用干法刻蝕刻蝕所述氮化硅層。
3.如權利要求1所述的制備工藝，其特征在于，在所述步驟S4中采用干法刻蝕刻蝕所述襯墊氧化層和所述硅襯底。
4.如權利要求1或3所述的制備工藝，其特征在于，所述的襯墊氧化層的為二氧化硅層。
5.一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝，其特征在于，包括以下的步驟步驟Sl 提供一硅襯底，在所述硅襯底上依次沉積一襯墊氧化層和一氮化硅層，并在所述氮化硅層之上涂覆一層光刻膠；步驟S2 對所述光刻膠層進行光刻工藝，暴露出所述氮化硅層，形成位于所述氮化硅層之上的光刻膠保留結構；步驟S3 以所述光刻膠保留結構為掩膜依次刻蝕所述氮化硅層，暴露出所述襯墊氧化層，形成位于所述光刻膠保留結構下方的氮化硅保留結構，并移除所述光刻膠保留結構；步驟S4 以所述氮化硅保留結構為掩膜刻蝕所述襯墊氧化層，暴露出所述硅襯底，形成位于所述氮化硅保留結構下方的襯墊氧化層保留結構，并移除所述氮化硅保留結構；步驟S5 以所述氮化硅保留結構為掩膜刻蝕所述硅襯底，形成位于所述襯墊氧化層保留結構下方的樣本柵。
6.步驟S6:移除所述襯墊氧化層保留結構。
7.如權利要求5所述的制備工藝，其特征在于，在所述步驟S3中分別采用干法刻蝕蝕刻所述氮化硅層。
8.如權利要求5所述的制備工藝，其特征在于，在所述步驟S4中分別采用干法刻蝕蝕刻所述襯墊氧化層。
9.如權利要求5所述的制備工藝，其特征在于，在所述步驟S5中分別采用干法刻蝕刻蝕所述硅襯底。
10.如權利要求5或7所述的制備工藝，其特征在于，所述的襯墊氧化層為二氧化硅層。
全文摘要
本發明公開了一種用于柵極相關制程及其后續制程監控的測試器件結構的制備工藝，其僅僅采用單晶硅作為襯底，并在圖形化之前可以采用常用的STI疊層結構(硅襯底+二氧化硅+氮化硅+光刻膠)；其可廣泛用于偏移側墻(offsetspacer)、側墻隔離層(spacer)、應力記憶膜(Stressmemorizationtechnique，簡稱SMT)、通孔刻蝕停止層(Contactetchstoplayer，簡稱CESL)的臺階覆蓋性的檢測，并可有效減少開發時間，降低開發成本，制備工藝簡單易控制。
文檔編號H01L21/66GK102427029SQ201110222149
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月4日 優先權日2011年8月4日
發明者張文廣, 徐強, 鄭春生, 陳玉文 申請人:上海華力微電子有限公司