柵極工藝的監(jiān)測版圖及監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域技術(shù)，特別涉及一種柵極工藝的監(jiān)測版圖及監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，提高器件的集成度是一個(gè)普遍趨勢。當(dāng)器件的集成度持續(xù)提高時(shí)，器件的尺寸以及器件之間的距離會(huì)同步縮短。
[0003]隨著器件尺寸的不斷縮小，形成器件的工藝面臨著越來越多的挑戰(zhàn)，例如，隨著器件尺寸的不斷縮小，容易造成形成的器件的柵極特征尺寸和對(duì)準(zhǔn)特性出現(xiàn)偏差，例如，柵極的尾端被回拉(縮短)，導(dǎo)致柵極的邊緣未全部覆蓋有源區(qū)，造成器件控制電壓的能力低，并且導(dǎo)致器件中出現(xiàn)較大的漏電流。因此，為了在提高集成度的同時(shí)改善器件的性能，監(jiān)測柵極工藝過程的特征尺寸(⑶:Critical Dimens1n)是極為重要的工藝步驟之一。
[0004]現(xiàn)有的監(jiān)測特征尺寸的方法有掃描電鏡(⑶SEM)技術(shù)和光學(xué)測量(O⑶=OpticalCritical Dimens1n)技術(shù)。由于采用CDSEM技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測所花費(fèi)的時(shí)間較長，并且隨著器件特征尺寸的不斷減小，CDSEM技術(shù)的可靠性和準(zhǔn)確性均有待提高；而采用OCD技術(shù)可避免CDSEM技術(shù)具有的問題，因此，現(xiàn)有技術(shù)多采用OCD技術(shù)進(jìn)行工藝的監(jiān)測，以期提高半導(dǎo)體生產(chǎn)良率。
[0005]然而，現(xiàn)有技術(shù)中，采用O⑶技術(shù)對(duì)柵極工藝過程的特征尺寸進(jìn)行監(jiān)測存在監(jiān)測結(jié)果可靠性差的問題，難以判斷柵極工藝是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)、以及判斷柵極工藝中哪一道工藝步驟出現(xiàn)了偏差，導(dǎo)致半導(dǎo)體生產(chǎn)良率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種柵極工藝的監(jiān)測版圖及監(jiān)測方法，在柵極工藝過程中，既能進(jìn)行顯影后監(jiān)測也可以進(jìn)行刻蝕后監(jiān)測，通過顯影后監(jiān)測結(jié)果和刻蝕后監(jiān)測結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)柵極工藝中出現(xiàn)偏差的工藝步驟，從而調(diào)整工藝參數(shù)，提高半導(dǎo)體生產(chǎn)良率。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種柵極工藝的監(jiān)測版圖，包括第一監(jiān)測版圖和第二監(jiān)測版圖，所述第一監(jiān)測版圖包括:第一襯底；覆蓋于所述第一襯底表面的第一初始柵極；覆蓋于所述第一初始柵極表面的第一掩膜層；覆蓋于所述第一掩膜層表面的第一圖形轉(zhuǎn)移層；覆蓋于第一圖形轉(zhuǎn)移層表面的具有第一圖形的第一光刻膠層，所述第一光刻膠層具有第一線寬和第一間隔；所述第二監(jiān)測版圖包括:第二襯底；覆蓋于所述第二襯底表面的第二初始柵極；位于所述第二初始柵極表面的具有第二圖形的第二掩膜層，所述第二掩膜層具有第二線寬和第二間隔；覆蓋于所述第二掩膜層表面、以及暴露出的第二初始柵極表面的第二圖形轉(zhuǎn)移層；覆蓋于所述第二圖形轉(zhuǎn)移層表面的具有第三圖形的第二光刻膠層，所述第二光刻膠層具有第三線寬和第三間隔。
[0008]可選的，所述第一線寬和第一間隔的長度比值為1:2至1:10 ;所述第三線寬和第三間隔的長度比值為1:2至1:10。
[0009]可選的，所述第一間隔或第三間隔的長度為50納米至100納米。
[0010]可選的，所述第二圖形和第三圖形均為條狀圖形，且所述第二圖形和第三圖形相互平行。
[0011]可選的，所述第二線寬和第二間隔的長度之和與第三線寬和第三間隔的長度之和相等。
[0012]可選的，所述第二間隔和第二線寬的長度比值為1:2至1:5。
[0013]可選的，所述第三間隔與第二線寬的位置關(guān)系為:第三間隔位于第二線寬的上方，且第三間隔與第二線寬的中心線重合。
[0014]可選的，所述第二圖形和第三圖形均為條狀圖形，且所述第二圖形和第三圖形相互垂直。
[0015]可選的，所述第二間隔和第二線寬的長度比值為1:2至1:10。
[0016]可選的，所述第二間隔的長度為30納米至100納米。
[0017]可選的，所述第一監(jiān)測版圖和第二監(jiān)測版圖的尺寸為5 μ mX5 μ m至150 μ mX 150 μ m。
[0018]可選的，所述第一圖形為未被第一光刻膠層覆蓋的圖形，所述第一線寬為相鄰第一圖形之間的距離，所述第一間隔為第一圖形的寬度；所述第二圖形為未被第二掩膜層覆蓋的圖形，所述第二線寬為相鄰第二圖形之間的距離，所述第二間隔為第二圖形的寬度；所述第三圖形為未被第二光刻膠層覆蓋的圖形，所述第三線寬為相鄰第三圖形之間的距離，所述第三間隔為第三圖形的寬度。
[0019]可選的，所述第一掩膜層和第二掩膜層的材料為氮化硅。
[0020]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種監(jiān)測方法，包括:提供柵極工藝的監(jiān)測版圖；獲取第一光刻膠層的顯影后監(jiān)測數(shù)據(jù)，作為判斷柵極工藝是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)的參考依據(jù)；以第二光刻膠層為掩膜，依次刻蝕第二圖形轉(zhuǎn)移層、第二掩膜層、以及第二初始柵極，形成柵極，獲取柵極的刻蝕后監(jiān)測數(shù)據(jù)，作為判斷柵極工藝是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)的參考依據(jù)。
[0021]可選的，采用光學(xué)測量技術(shù)獲取顯影后監(jiān)測數(shù)據(jù)和刻蝕后監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0022]可選的，形成柵極的工藝步驟包括:以所述第二光刻膠層為掩膜，采用第一刻蝕工藝刻蝕第二圖形轉(zhuǎn)移層直至暴露出第二掩膜層表面，形成具有第三圖形的第二圖形轉(zhuǎn)移層；以所述具有第三圖形的第二圖形轉(zhuǎn)移層為掩膜，采用第二刻蝕工藝刻蝕第二掩膜層直至暴露出第二初始柵極表面，形成具有第三圖形的第二掩膜層；以所述第二掩膜層為掩膜，采用第三刻蝕工藝刻蝕第二初始柵極直至暴露出第二襯底表面，形成柵極。
[0023]可選的，在形成具有第三圖形的第二掩膜層后，獲取第二掩膜層的刻蝕后監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0024]可選的，還包括:獲取第二光刻膠層的顯影后監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供一種柵極工藝的監(jiān)測版圖，包括第一監(jiān)測版圖和第二監(jiān)測版圖，其中，第一監(jiān)測版圖包括:第一襯底；覆蓋于第一襯底表面的第一初始柵極；覆蓋于第一初始柵極表面的第一掩膜層；覆蓋于第一掩膜層表面的第一圖形轉(zhuǎn)移層；覆蓋于第一圖形轉(zhuǎn)移層表面的具有第一圖形的第一光刻膠層。對(duì)第一監(jiān)測版圖進(jìn)行顯影后監(jiān)測，獲取第一光刻膠層的特征尺寸數(shù)據(jù)，判斷柵極工藝的曝光顯影工藝是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。
[0027]第二監(jiān)測版圖包括:第二襯底；覆蓋于第二襯底表面的第二初始柵極；覆蓋于第二初始柵極表面的具有第二圖形的第二掩膜層；覆蓋于第二掩膜層表面、以及暴露出的第二初始柵極表面的第二圖形轉(zhuǎn)移層；覆蓋于第二圖形轉(zhuǎn)移層表面的具有第三圖形的第二光刻膠層。由于第二掩膜層具有第二圖形，第二圖形轉(zhuǎn)移層具有填孔(gap filling)的特性，因此第二圖形轉(zhuǎn)移層頂部至第二掩膜層頂部的距離、小于第一圖形轉(zhuǎn)移層頂部至第一掩膜層頂部的距離，當(dāng)?shù)诙O(jiān)測版圖處于半導(dǎo)體生產(chǎn)線上時(shí)，當(dāng)生產(chǎn)線上柵極工藝的掩膜層頂部被暴露出來時(shí)，第二監(jiān)測版圖的第二掩膜層頂部也將被暴露出來，使得在生產(chǎn)線上柵極工藝的刻蝕氣體改變?yōu)榭涛g掩膜層的刻蝕氣體時(shí)，所述刻蝕氣體也將刻蝕第二監(jiān)測版圖的第二掩膜層；同樣的，當(dāng)生產(chǎn)線上柵極工藝完成后，第二監(jiān)測版圖的第二初始柵極被完全刻蝕開形成柵極，使得能夠?qū)Φ诙O(jiān)測版圖的柵極進(jìn)行刻蝕后監(jiān)測，通過刻蝕后監(jiān)測獲取第二監(jiān)測版圖的柵極的特征尺寸和對(duì)準(zhǔn)特性，從而判斷生產(chǎn)線上柵極工藝中形成的柵極是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。
[0028]進(jìn)一步，第二監(jiān)測版圖中第二圖形和第三圖形為相互垂直的，最終將第二初始柵極切割成一段段的柵極圖形，使得柵極圖形的數(shù)量較多，圖形的數(shù)量越多，獲取的刻蝕后監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性越高，更能真實(shí)可靠的反映出生產(chǎn)線上柵極工藝是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。
[0029]相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種監(jiān)測方法，獲取第一監(jiān)測版圖的顯影后監(jiān)測結(jié)果，判斷曝光顯影工藝是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，并且獲取的顯影后監(jiān)測結(jié)果還可以作為判斷柵極工藝的哪一道工藝步驟出現(xiàn)偏差的參考依據(jù)之一；在柵極工藝完成后，獲取形成的柵極的刻蝕后監(jiān)測結(jié)果，通過第二監(jiān)測版圖的刻蝕后監(jiān)測結(jié)果判斷最終形成的柵極是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。
[0030]進(jìn)一步，在形成具有第三圖形的第二掩膜層后，獲取第二掩膜層的刻蝕后監(jiān)測數(shù)據(jù)，將所述刻蝕后監(jiān)測數(shù)據(jù)作為判斷柵極工藝是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)的參考依據(jù)之一:若刻蝕后監(jiān)測數(shù)據(jù)偏離工藝標(biāo)準(zhǔn)，則說明刻蝕第二掩膜層的刻蝕工藝參數(shù)不符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，需要及時(shí)調(diào)整刻蝕工藝參數(shù)，從而進(jìn)一步提高半導(dǎo)體生產(chǎn)良率。
【附圖說明】
[0031]圖1為一實(shí)施例提供的用于O⑶監(jiān)測的監(jiān)測版圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一監(jiān)測版圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3及圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的第二監(jiān)測版圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5至圖7為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的第二監(jiān)測版圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖8至圖10為采用一實(shí)施例提供的第二監(jiān)測版圖進(jìn)行監(jiān)測過程的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖11至圖13為采用另一實(shí)施例提供的第二監(jiān)測版圖進(jìn)行監(jiān)測過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]由【背景技術(shù)】可知，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)柵極工藝的監(jiān)測可靠性差，難以判斷柵極工藝是否出現(xiàn)偏差，造成半導(dǎo)體生產(chǎn)良率低下。
[0038]針對(duì)柵極工藝過程的特征尺寸O⑶監(jiān)測方法進(jìn)行研究，柵極工藝的監(jiān)測