相關(guān)申請的交叉引用

通過引用將2016年2月2日提交的日本專利申請no.2016-017816的公開(包括說明書、附圖和摘要)整體地并入本文。

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置的制造方法和半導(dǎo)體裝置，并且可以優(yōu)選地用于其中例如通過使用soi襯底在soi區(qū)域中形成電場效應(yīng)型晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法以及半導(dǎo)體裝置中。

背景技術(shù)：

適用于低功耗裝置的半導(dǎo)體裝置處于研發(fā)中。在這種半導(dǎo)體裝置中，使用soi襯底。電場效應(yīng)型晶體管形成在soi襯底之上的硅層中。這種類型的電場效應(yīng)型晶體管被稱為sotb(薄掩埋氧化物上硅)misfet(金屬絕緣體半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。在本說明書中，該電場效應(yīng)型晶體管寫為“sotb晶體管”。描述sotb晶體管的專利文獻(xiàn)的示例包括專利文獻(xiàn)1和2。

在sotb晶體管中，要求減小將要形成柵極電極正下方的溝道的區(qū)域的微觀或局部雜質(zhì)濃度的變化(局部變化)。為了穩(wěn)定地操作具有低電壓和低漏電流的低功耗裝置，不僅需要減小這種局部變化，而且需要減小全局變化。全局變化意味著芯片(過程)或批量(過程)的變化。

相關(guān)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

[專利文獻(xiàn)1]日本未經(jīng)審查的專利申請公開no.2014-38878

[專利文獻(xiàn)2]日本未經(jīng)審查的專利申請公開no.2013-219181

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明人已經(jīng)評估了與sotb晶體管的變化相關(guān)的晶體管特性。結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于偏移間隔膜的厚度的變化而引起的晶體管特性的變化相對較大。

偏移間隔膜是形成在柵極電極的側(cè)壁表面等之上的絕緣膜。通過使用偏移間隔膜和柵極電極作為注入掩模將雜質(zhì)注入到硅層中，形成sotb晶體管的延伸區(qū)域。

偏移間隔膜的厚度由形成在監(jiān)測區(qū)域中的用作偏移間隔膜的絕緣膜的厚度來管理。在形成在監(jiān)測區(qū)域中后立即測量用作偏移間隔膜的絕緣膜的厚度。監(jiān)測區(qū)域布置在體區(qū)域中。在監(jiān)測區(qū)域中，用作偏移間隔膜的絕緣膜的厚度隨著在要成為偏移間隔膜的絕緣膜的形成與執(zhí)行延伸注入之間執(zhí)行的過程(步驟)而變化。

因此，當(dāng)執(zhí)行延伸注入時，絕緣膜的厚度可能與原始的厚度不同。也就是說，在監(jiān)測區(qū)域中形成的絕緣膜的厚度與實(shí)際的偏移間隔膜的厚度之間產(chǎn)生差異，并且所測量的厚度相對于實(shí)際的偏移間隔膜的厚度而變化。

如果作為偏移間隔膜的厚度測量的厚度變化，則延伸區(qū)域與柵極電極之間的重疊長度和延伸區(qū)域的電阻變化。結(jié)果，sotb晶體管的特性(電流特性等)變化。

根據(jù)本說明書的描述和附圖，其它問題和新特性將變得清楚。

根據(jù)一個實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括以下步驟。在半導(dǎo)體襯底中限定包括第一元件形成區(qū)域和第一監(jiān)測區(qū)域的多個區(qū)域，在半導(dǎo)體襯底的表面之上通過插入掩埋絕緣膜形成半導(dǎo)體層。形成多個柵極電極，包括在位于第一元件形成區(qū)域中的半導(dǎo)體層中形成第一柵極電極的步驟。形成包括第一絕緣膜的層疊絕緣膜，所述層疊絕緣膜覆蓋第一元件形成區(qū)域中的半導(dǎo)體層的表面和第一柵極電極的側(cè)壁表面中的每一個，并且覆蓋第一監(jiān)測區(qū)域中的襯底。形成第一掩模部件，所述掩模部件暴露位于第一元件形成區(qū)域中的層疊絕緣膜，并且覆蓋位于第一監(jiān)測區(qū)域中的層疊絕緣膜。對層疊絕緣膜執(zhí)行第一過程，包括通過使用第一掩模部件作為蝕刻掩模對層疊絕緣膜執(zhí)行蝕刻過程的步驟：形成包括包含第一絕緣膜的偏移間隔膜的第一側(cè)壁絕緣膜以覆蓋第一元件形成區(qū)域中的第一柵極電極的側(cè)壁表面和半導(dǎo)體層；并且所述層疊絕緣膜留在所述第一監(jiān)測區(qū)域中。在去除第一掩模部件之后，通過外延生長過程，在位于第一元件形成區(qū)域中的暴露的半導(dǎo)體層的表面之上形成升高的外延層。對所述層疊絕緣膜執(zhí)行第二過程，包括以下步驟：在所述第一元件形成區(qū)域中去除所述第一側(cè)壁絕緣膜的除所述偏移間隔膜以外的膜；并且在所述第一監(jiān)測區(qū)域中去除所述層疊絕緣膜的除所述第一絕緣膜以外的膜。測量位于第一監(jiān)測區(qū)域中的第一絕緣膜的厚度?；诤穸仍O(shè)置用于形成延伸區(qū)域的注入條件。通過基于設(shè)置的注入條件注入雜質(zhì)，在位于第一元件形成區(qū)域中的半導(dǎo)體層中形成延伸區(qū)域。

根據(jù)另一個實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置包括襯底、多個區(qū)域、第一晶體管、偏移間隔膜和層間絕緣膜。襯底具有半導(dǎo)體襯底和通過插入掩埋絕緣膜而在半導(dǎo)體襯底的表面之上形成的半導(dǎo)體層。區(qū)域包括限定在半導(dǎo)體層中的第一元件形成區(qū)域和第一監(jiān)測區(qū)域。第一晶體管包括形成在第一元件形成區(qū)域中的第一柵極電極、延伸區(qū)域和第一雜質(zhì)區(qū)域。偏移間隔膜形成以覆蓋第一柵極電極的側(cè)壁表面和延伸區(qū)域。層間絕緣膜形成以覆蓋第一晶體管。在第一元件形成區(qū)域中，偏移間隔膜包括形成為與第一柵極電極的側(cè)壁表面的表面和延伸區(qū)域的表面接觸的第一絕緣膜第一部分。在第一監(jiān)測區(qū)域中，形成第一絕緣膜第二部分以與半導(dǎo)體層的表面接觸。

根據(jù)又一個實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置包括襯底、多個區(qū)域、第一晶體管、偏移間隔膜和層間絕緣膜。襯底具有半導(dǎo)體襯底和通過插入掩埋絕緣膜而在半導(dǎo)體襯底的表面之上形成的半導(dǎo)體層。區(qū)域包括限定在半導(dǎo)體層中的第一元件形成區(qū)域和限定在半導(dǎo)體襯底中的第一監(jiān)測區(qū)域。第一晶體管包括形成在第一元件形成區(qū)域中的第一柵極電極、延伸區(qū)域和第一雜質(zhì)區(qū)域。偏移間隔膜形成以覆蓋第一柵極電極的側(cè)壁表面和延伸區(qū)域。層間絕緣膜形成以覆蓋第一晶體管。在第一元件形成區(qū)域中，偏移間隔膜包括形成為與第一柵極電極的側(cè)壁表面的表面和延伸區(qū)域的表面接觸的第一絕緣膜第一部分。在第一監(jiān)測區(qū)域中，形成第一絕緣膜第二部分以與半導(dǎo)體襯底的表面接觸。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)

根據(jù)一個實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法，可以抑制具有第一柵極電極和延伸區(qū)域的晶體管的特性的變化。

根據(jù)另一個實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置，可以抑制第一晶體管的特性的變化。

根據(jù)又另一個實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置，可以抑制第一晶體管的特性的變化。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的soi襯底中的半導(dǎo)體裝置的布置的一個示例的平面圖；

圖2是示出根據(jù)實(shí)施例的作為圖1所示的粗線框中的芯片的半導(dǎo)體裝置中的布局的一個示例的平面圖；

圖3是實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖4是示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個步驟的截面圖；

圖5是示出根據(jù)實(shí)施例的圖4所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖6是示出根據(jù)實(shí)施例的圖5所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖7是示出根據(jù)實(shí)施例的圖6所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖8是示出根據(jù)實(shí)施例的圖7所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖9是示出根據(jù)實(shí)施例的圖8所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖10是示出根據(jù)實(shí)施例的圖9所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖11是示出根據(jù)實(shí)施例的圖10所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖12是示出根據(jù)實(shí)施例的圖11所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖13是示出根據(jù)實(shí)施例的圖12所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖14是示出根據(jù)實(shí)施例的圖13所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖15是示出根據(jù)實(shí)施例的圖14所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖16是示出根據(jù)實(shí)施例的圖15所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖17是示出根據(jù)實(shí)施例的圖16所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖18是示出根據(jù)實(shí)施例的圖17所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖19是示出根據(jù)實(shí)施例的圖18所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖20是示出根據(jù)實(shí)施例的圖19所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖21是示出根據(jù)實(shí)施例的圖20所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖22是示出根據(jù)實(shí)施例的圖21所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖23是比較示例的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖24是示出比較示例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個步驟的截面圖；

圖25是示出圖24所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖26是示出圖25所示的步驟后執(zhí)行的步驟的截面圖；

圖27是示出根據(jù)實(shí)施例的流程圖的圖示，在流程圖中示出了設(shè)置注入條件的方法；

圖28是包含比較示例的圖示，該圖示用于說明根據(jù)實(shí)施例的設(shè)置注入能量的方法；

圖29是包含比較示例的圖示，該圖示用于說明根據(jù)實(shí)施例的設(shè)置劑量的方法；

圖30是示出根據(jù)實(shí)施例的一個變形例的soi襯底中的半導(dǎo)體裝置的布置的另一個示例的平面圖；

圖31是示出根據(jù)本實(shí)施例的作為圖30所示的粗線框中的芯片的半導(dǎo)體裝置及其周邊的布局的一個示例的平面圖；

圖32是示出根據(jù)本實(shí)施例的另一變形例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個步驟的局部截面圖；以及

圖33是根據(jù)實(shí)施例的另一變形例的半導(dǎo)體裝置的局部截面圖。

具體實(shí)施方式

將描述根據(jù)實(shí)施例的具有使用soi襯底的sotb晶體管的半導(dǎo)體裝置的一個示例。

圖1示出了其中布置了形成在soi襯底sub中的芯片(半導(dǎo)體裝置)的圖案的一個示例。圖2中示出了圖1所示的芯片中的一個芯片(粗框)的平面布局圖案的一個示例。如圖1和2所示，在半導(dǎo)體裝置sd中限定soi區(qū)域slr和體區(qū)域bur。soi區(qū)域slr是留下soi襯底sub之上的硅層的區(qū)域。體區(qū)域bur是硅襯底中去除soi襯底之上的硅層和掩埋氧化物膜的區(qū)域。

在soi區(qū)域slr中，例如，核心晶體管形成區(qū)域ssr被布置為其中的每一個將要形成soi元件的區(qū)域中的一個。在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，例如，形成sotb晶體管。在soi區(qū)域slr中，布置了soi監(jiān)測區(qū)域smr和偏移監(jiān)測區(qū)域gmr。

例如，如后所述，要形成在soi監(jiān)測區(qū)域smr中的硅外延生長層的厚度被管理為sotb晶體管str的升高的外延生長層的厚度(參見圖3)。形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的用作偏移間隔膜的絕緣膜的厚度被管理為形成在sotb晶體管str的柵極電極的側(cè)壁表面之上的偏移間隔膜的厚度等(參見圖3)。

另一方面，在體區(qū)域bur中，例如，體晶體管形成區(qū)域bsr被布置為其中的每一個將要形成體元件的區(qū)域中的一個。例如，在體晶體管形成區(qū)域bsr中形成體晶體管btr(參見圖3)。體監(jiān)測區(qū)域bmr布置在體區(qū)域bur中。如后所述，例如，要形成在體監(jiān)測區(qū)域bmr中的氧化硅膜的厚度被管理為體晶體管btr的柵極氧化物膜的厚度(參見圖3)。

隨后，將更詳細(xì)地描述半導(dǎo)體裝置sd中的soi區(qū)域slr和體區(qū)域bur中的每一個的結(jié)構(gòu)的一個示例。

如圖3所示，sotb晶體管str形成在soi區(qū)域slr的核心晶體管形成區(qū)域ssr中。通過插入柵極氧化物膜sgo在硅層sl之上形成柵極電極sge。

形成氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1、氧化硅膜so2和氮化硅膜sn，以覆蓋柵極電極sge的側(cè)壁表面和硅層sl的表面。如后所述，在這些絕緣膜中，氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1和氧化硅膜so2將用作偏移間隔膜oss(參見圖14)。

在柵極電極sge的兩側(cè)上形成延伸區(qū)域setr和源極/漏極區(qū)域ssdr。延伸區(qū)域setr形成在位于氮化硅膜sn1(偏移間隔膜的一部分)正下方的硅層sl中。源極/漏極區(qū)域ssdr形成在升高的外延層eel中(參見圖12)。在柵極電極sge和源極/漏極區(qū)域ssdr中的每一個的表面之上形成金屬硅化物膜msf。

在體區(qū)域bur的體晶體管形成區(qū)域bsr中形成體晶體管btr。通過插入柵極氧化物膜bgo在硅襯底ssub之上形成柵極電極bge。形成氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1、氧化硅膜so2和氮化硅膜sn，以覆蓋柵極電極bge的側(cè)壁表面和硅襯底ssub的表面。

在柵極電極bge的兩側(cè)上形成延伸區(qū)域betr和源極/漏極區(qū)域bsdr。延伸區(qū)域betr和源極/漏極區(qū)域bsdr形成在硅襯底ssub中。在柵極電極bge和源極/漏極區(qū)域bsdr中的每一個的表面之上形成金屬硅化物膜msf。

金屬硅化物膜msf形成在soi區(qū)域slr的soi監(jiān)測區(qū)域smr中的升高的外延層eel的表面之上。絕緣膜的用作偏移間隔膜的部分留在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中。氮化硅膜sn1形成為與硅層sl的表面接觸。氧化硅膜so1形成為與氮化硅膜sn1接觸。在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中不形成金屬硅化物膜。金屬硅化物膜msf形成在體區(qū)域bur的體監(jiān)測區(qū)域bmr中的硅襯底ssub的表面之上。

在半導(dǎo)體裝置sd中，形成氮化硅膜cesl以覆蓋sotb晶體管str和體晶體管btr。形成接觸層間絕緣膜cil以覆蓋氮化硅膜cesl。在核心晶體管形成區(qū)域ssr中形成穿透接觸層間絕緣膜cil以到達(dá)金屬硅化物膜msf的接觸插塞scp。另一方面，在體晶體管形成區(qū)域bsr中形成穿透接觸層間絕緣膜cil以到達(dá)金屬硅化物膜msf的接觸插塞bcp。

形成布線層間絕緣膜wil以覆蓋接觸層間絕緣膜cil。在布線層間絕緣膜wil中的布線溝槽中形成有布線ml。在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，一條布線ml經(jīng)由接觸插塞scp電耦接到一個源極/漏極區(qū)域ssdr。另一條布線ml經(jīng)由接觸插塞scp電耦接到另一個源極/漏極區(qū)域ssdr。又另一條布線ml經(jīng)由接觸插塞scp電耦接到柵極電極sge。在體晶體管形成區(qū)域bsr中，布線ml經(jīng)由接觸插塞bcp電耦接到柵極電極bge。

在布線ml之上，如果需要，進(jìn)一步形成包括多層布線mls和多層層間絕緣膜mil的多層布線結(jié)構(gòu)。如上所述形成具有sotb晶體管的半導(dǎo)體裝置。

隨后，將描述具有sotb晶體管的上述半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個示例。

如圖4所示，首先提供soi襯底sub。在soi襯底sub中，通過插入掩埋氧化物膜bol在硅襯底ssub中形成硅層sl。隨后，在soi襯底sub中的預(yù)定區(qū)域中形成溝槽(未示出)。隨后，如圖5所示，通過在溝槽中形成溝槽隔離絕緣膜til，形成溝槽隔離區(qū)域tir。soi區(qū)域slr和體區(qū)域bur由溝槽隔離區(qū)域tir限定。

隨后，如圖6所示，通過執(zhí)行預(yù)定的光刻過程形成暴露用作體區(qū)域bur的區(qū)域并覆蓋用作soi區(qū)域slr的區(qū)域的抗蝕劑圖案pr1。隨后，如圖7所示，通過使用抗蝕劑圖案pr1作為蝕刻掩模來執(zhí)行蝕刻過程，去除暴露的硅層sl和掩埋氧化物膜bol。由此，硅襯底ssub被暴露，從而形成體區(qū)域bur。此后，如圖8所示，通過去除抗蝕劑圖案pr1來暴露硅層sl，從而形成(限定)soi區(qū)域slr和體區(qū)域bur。

隨后，通過執(zhí)行熱處理，在硅層sl和硅襯底ssub中的每一個的表面之上形成氧化硅膜(未示出)。在這種情況下，形成在體監(jiān)測區(qū)域bmr中的氧化硅膜的厚度被管理為柵極氧化物膜的厚度。隨后，形成多晶硅膜(未示出)以覆蓋氧化硅膜。隨后，形成用作硬掩模的氮化硅膜(未示出)以覆蓋多晶硅膜。

隨后，通過對氮化硅膜執(zhí)行預(yù)定的光刻過程和蝕刻過程，形成用于對柵極電極圖案化的硬掩模shm和bhm(參見圖9)。隨后，如圖9所示，通過使用硬掩模shm和bhm作為蝕刻掩模，對多晶硅膜執(zhí)行蝕刻過程。由此，在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，通過插入柵極氧化物膜sgo，在硅層sl之上形成柵極電極sge。在體晶體管形成區(qū)域bsr中，通過插入柵極氧化物膜bgo，在硅襯底ssub之上形成柵極電極bge。

隨后，如圖10所示，通過使用例如cvd(化學(xué)氣相沉積)過程，依次形成氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1、氧化硅膜so2和氮化硅膜sn2作為層疊絕緣膜以覆蓋柵極電極sge和bge等。氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1和氧化硅膜so2是用作偏移間隔膜的絕緣膜。

隨后，通過執(zhí)行預(yù)定的光刻過程形成抗蝕劑圖案pr2(參見圖11)，該抗蝕劑圖案pr2覆蓋體晶體管形成區(qū)域bsr、偏移監(jiān)測區(qū)域gmr和體監(jiān)測區(qū)域bmr并暴露核心晶體管形成區(qū)域ssr和soi監(jiān)測區(qū)域smr。隨后，如圖11所示，通過使用抗蝕劑圖案pr2作為蝕刻掩模，對暴露的氮化硅膜sn2、氧化硅膜so2、氧化硅膜so1和氮化硅膜sn1執(zhí)行蝕刻過程。

由此，在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，在柵極電極sge的側(cè)壁表面之上形成包括氮化硅膜sn2、氧化硅膜so2、氧化硅膜so1和氮化硅膜sn1的側(cè)壁絕緣膜ssw1。側(cè)壁絕緣膜ssw1包括包含氮化硅膜sn2、氧化硅膜so2和氧化硅膜so1的偏移間隔膜。硅層sl的表面在soi監(jiān)測區(qū)域smr中暴露。之后，去除抗蝕劑圖案pr2。

隨后，如圖12所示，通過外延生長過程，在核心晶體管形成區(qū)域ssr中的暴露的硅層sl的表面之上形成升高的外延層eel。在soi監(jiān)測區(qū)域smr中，在暴露的硅層sl的表面之上形成升高的外延層eel。升高的外延層eel的厚度由形成在soi監(jiān)測區(qū)域smr中的外延層的厚度來管理。

隨后，通過執(zhí)行預(yù)定的光刻過程形成抗蝕劑圖案pr3(參見圖13)，該抗蝕劑圖案pr3覆蓋核心晶體管形成區(qū)域ssr、soi監(jiān)測區(qū)域smr和偏移監(jiān)測區(qū)域gmr并暴露體晶體管形成區(qū)域bsr和體監(jiān)測區(qū)域bmr。

隨后，如圖13所示，通過使用抗蝕劑圖案pr3作為蝕刻掩模，對暴露的氮化硅膜sn2和氧化硅膜so2執(zhí)行蝕刻過程。由此，在體晶體管形成區(qū)域bsr中的柵極電極bge的側(cè)壁表面之上形成側(cè)壁絕緣膜bsw1。此時，留下位于硅層sl的表面之上的氧化硅膜so1和氮化硅膜sn1。此外，在體監(jiān)測區(qū)域bmr中，留下氧化硅膜so1和氮化硅膜sn1。之后，去除抗蝕劑圖案pr3。

隨后，如圖14所示，通過執(zhí)行預(yù)定的蝕刻過程來去除氮化硅膜sn2。由此，偏移間隔膜oss在核心晶體管形成區(qū)域ssr中暴露。在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中，留下與偏移間隔膜oss是相同的膜的氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1和氧化硅膜so2。

隨后，測量留在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的包括氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1和氧化硅膜so2的絕緣膜的厚度。該厚度作為偏移間隔膜oss的厚度來管理。通過將所測量的厚度與標(biāo)準(zhǔn)厚度(最大值和最小值)進(jìn)行比較來設(shè)置要在隨后的步驟中執(zhí)行的延伸注入的注入條件。稍后將詳細(xì)描述設(shè)置這些注入條件的方法。

隨后，如圖15所示，通過執(zhí)行預(yù)定的光刻過程形成抗蝕劑圖案pr4，該抗蝕劑圖案pr4覆蓋體晶體管形成區(qū)域bsr并暴露核心晶體管形成區(qū)域ssr等。隨后，通過使用抗蝕劑圖案pr4作為注入掩模，基于設(shè)置的注入條件執(zhí)行延伸注入。也就是說，通過以預(yù)設(shè)的注入能量和劑量注入雜質(zhì)而使得雜質(zhì)穿過偏移間隔膜oss，在核心晶體管形成區(qū)域ssr中的硅層sl中形成期望的延伸區(qū)域setr。之后，去除抗蝕劑圖案pr4。

隨后，在體晶體管形成區(qū)域bsr中形成延伸區(qū)域betr(參見圖16)。隨后，形成氮化硅膜(未示出)以覆蓋柵極電極sge和bge、偏移間隔膜oss等。隨后，如圖16所示，在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，通過對氮化硅膜執(zhí)行各向異性蝕刻過程，在柵極電極sge的側(cè)壁表面之上形成包括氮化硅膜sn的側(cè)壁絕緣膜ssw2。在體晶體管形成區(qū)域bsr中，在柵極電極bge的側(cè)壁表面之上形成包括氮化硅膜sn的側(cè)壁絕緣膜bsw2。

隨后，通過執(zhí)行預(yù)定的光刻過程形成覆蓋體晶體管形成區(qū)域bsr并暴露核心晶體管形成區(qū)域ssr的抗蝕劑圖案(未示出)。隨后，通過使用該抗蝕劑圖案作為注入掩模，將雜質(zhì)注入到核心晶體管形成區(qū)域ssr中。此后，去除抗蝕劑圖案。

隨后，通過執(zhí)行預(yù)定的光刻過程形成暴露體晶體管形成區(qū)域bsr并覆蓋核心晶體管形成區(qū)域ssr的抗蝕劑圖案(未示出)。隨后，通過使用該抗蝕劑圖案作為注入掩模，將雜質(zhì)注入體晶體管形成區(qū)域bsr中。此后，去除抗蝕劑圖案。

由此，如圖17所示，在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，在升高的外延層eel等中形成源極/漏極區(qū)域ssdr。在體晶體管形成區(qū)域bsr中，在硅襯底ssub中形成源極/漏極區(qū)域bsdr。

隨后，形成用于防止金屬硅化物膜的形成的硅化物保護(hù)膜(未示出)。隨后，如圖18所示，通過執(zhí)行預(yù)定的光刻過程和蝕刻過程，暴露核心晶體管形成區(qū)域ssr中的升高的外延層和體區(qū)域bur中的硅襯底ssub中的每一個的表面。此時，在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中，留在硅層sl的表面之上的氧化硅膜so1的厚度被減小。硅襯底ssub的表面在體監(jiān)測區(qū)域bmr中暴露。

隨后，如圖19所示，通過自對準(zhǔn)硅化物(salicide：自對準(zhǔn)硅化物)過程，形成包括例如硅化鈷膜等的金屬硅化物膜msf。在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，在暴露的源極/漏極區(qū)域ssdr(升高的外延層eel)和柵極電極sge中的每一個的表面之上形成金屬硅化物膜msf。

在體晶體管形成區(qū)域bsr中，在暴露的源極/漏極區(qū)域bsdr和柵極電極bge中的每一個的表面之上形成金屬硅化物膜msf。在soi監(jiān)測區(qū)域smr中，金屬硅化物膜msf形成在暴露的升高的外延層eel的表面之上。在體監(jiān)測區(qū)域bmr中，金屬硅化物膜msf形成在暴露的硅襯底ssub的表面之上。

隨后，如圖20所示，形成氮化硅膜cesl以覆蓋金屬硅化物膜msf。隨后，形成包括例如氧化硅膜等的接觸層間絕緣膜cil以覆蓋氮化硅膜cesl。隨后，通過執(zhí)行預(yù)定的光刻過程和蝕刻過程，形成暴露金屬硅化物膜msf的接觸孔(未示出)。

隨后，分別在接觸孔中形成接觸插塞scp和bcp(參見圖21)。如圖21所示，在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，形成與金屬硅化物膜msf接觸的接觸插塞scp。在體晶體管形成區(qū)域bsr中，形成與金屬硅化物膜msf接觸的接觸插塞bcp。

隨后，如圖22所示，形成布線層間絕緣膜wil以覆蓋接觸層間絕緣膜cil。隨后，通過使用例如鑲嵌過程，在布線層間絕緣膜wil中形成布線ml。在核心晶體管形成區(qū)域ssr中，形成與接觸插塞scp接觸的布線ml。在體晶體管形成區(qū)域bsr中，形成與接觸插塞bcp接觸的布線ml。然后，如果需要，形成包括多層布線mls和多層層間絕緣膜mil的多層布線結(jié)構(gòu)，從而完成圖3所示的半導(dǎo)體裝置的主要部分。

在上述半導(dǎo)體裝置中，形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的絕緣膜的厚度被管理為核心晶體管形成區(qū)域ssr中的偏移間隔膜oss的厚度。由此，可以抑制延伸注入的變化。這將與比較示例的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行比較來描述。

圖23中示出了比較示例的半導(dǎo)體裝置sd。在比較示例的半導(dǎo)體裝置sd中，如圖23所示，soi監(jiān)測區(qū)域smr和體監(jiān)測區(qū)域bmr形成為厚度監(jiān)測區(qū)域。除了沒有形成偏移監(jiān)測區(qū)域，比較示例的半導(dǎo)體裝置sd與圖3所示的半導(dǎo)體裝置類似；因此相同的部件用相同的符號示出，并且除非有必要，否則不重復(fù)其描述。

在比較示例的半導(dǎo)體裝置中，形成在soi監(jiān)測區(qū)域smr中的外延層的厚度被管理為sotb晶體管str的升高的外延層eel的厚度。在體監(jiān)測區(qū)域bmr中形成的氧化硅膜的厚度被管理為體晶體管的柵極氧化物膜的厚度。此外，形成在體監(jiān)測區(qū)域bmr中的用作偏移間隔膜的絕緣膜的厚度被管理為sotb晶體管str的偏移間隔膜的厚度。

隨后，將描述比較示例的半導(dǎo)體裝置sd的制造方法。在首先執(zhí)行與圖4至10所示的步驟類似的步驟之后，如圖24所示，在體監(jiān)測區(qū)域bmr中形成用作偏移間隔膜的絕緣膜(氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1和氧化硅膜so2)和氮化硅膜sn2。隨后，在執(zhí)行與圖11至13所示的步驟類似的步驟之后，如圖25所示，在體晶體管形成區(qū)域bsr中形成側(cè)壁絕緣膜bsw1。

此時，在體監(jiān)測區(qū)域bmr中去除氮化硅膜sn2和氧化硅膜so2等。因此，留在體監(jiān)測區(qū)域bmr中的絕緣膜的厚度變得與sotb晶體管str的偏移間隔膜的厚度不同。也就是說，在比較示例的半導(dǎo)體裝置中，在體監(jiān)測區(qū)域bmr中用作偏移間隔膜的絕緣膜的厚度隨著在其中形成用作偏移間隔膜的絕緣膜的步驟之后的制造步驟而變化。

隨后，如圖26所示，通過去除核心晶體管形成區(qū)域ssr中的留下的氮化硅膜sn2來暴露偏移間隔膜oss。隨后，測量留在體監(jiān)測區(qū)域bmr中的絕緣膜(氮化硅膜sn1和氧化硅膜so1)的厚度。通過將所測量的厚度與標(biāo)準(zhǔn)厚度進(jìn)行比較來設(shè)置用于延伸注入的注入條件，從而允許形成延伸區(qū)域。此后，執(zhí)行與圖16至22所示的步驟類似的步驟，然后完成圖23所示的比較示例的半導(dǎo)體裝置的主要部分。

在比較示例的半導(dǎo)體裝置中，通過留在體監(jiān)測區(qū)域bmr中的絕緣膜(氮化硅膜sn1和氧化硅膜so1)的厚度來管理用于延伸注入的注入條件。然而，在體監(jiān)測區(qū)域bmr中，用作偏移間隔膜的絕緣膜的厚度隨著在絕緣膜的形成與緊接在執(zhí)行延伸注入之前的步驟(測量絕緣膜的厚度的步驟)之間所執(zhí)行的制造步驟而變化。如上所述，例如，當(dāng)在柵極電極bge的側(cè)壁表面之上形成側(cè)壁絕緣膜bsw1時，留在體監(jiān)測區(qū)域bmr中的絕緣膜的部分被蝕刻。

因此，所測量的絕緣膜的厚度并不對應(yīng)于實(shí)際形成在核心晶體管形成區(qū)域ssr中的偏移間隔膜oss的厚度。因此，用于延伸注入的注入條件變得與預(yù)定的注入條件不同，因此不能形成期望的延伸區(qū)域setr。

這里，偏移間隔膜oss的位于柵極電極sge的側(cè)壁表面中的部分(偏移部分)對在平面圖中在延伸區(qū)域setr與柵極電極sge之間的重疊長度具有影響。另外，偏移間隔膜oss的位于硅層sl的表面中的部分(貫通部分)對延伸區(qū)域setr的雜質(zhì)濃度(電阻)具有影響。

與比較示例的半導(dǎo)體裝置不同，在根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中形成了偏移監(jiān)測區(qū)域gmr。在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中，在形成將用作偏移間隔膜的絕緣膜(氮化硅膜sn1和氧化硅膜so1和so2)的步驟(圖10)與緊接在執(zhí)行延伸注入之前的步驟(圖14)之間，不會施加諸如其中可能蝕刻絕緣膜的影響。例如，即使在柵極電極bge的側(cè)壁表面之上形成側(cè)壁絕緣膜bsw1時，由于形成抗蝕劑圖案pr3以覆蓋絕緣膜，因此形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的絕緣膜不被蝕刻。

因此，形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的絕緣膜的厚度變得大致等于核心晶體管形成區(qū)域ssr中的偏移間隔膜oss的厚度。由此，形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的絕緣膜的厚度可以作為偏移間隔膜oss的厚度(偏移部分的厚度，貫通部分的厚度)來管理。測量形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的絕緣膜的厚度，使得基于所測量的厚度來設(shè)置用于延伸注入的注入條件。這里，偏移部分的厚度和貫通部分的厚度被處理為相同的厚度。

隨后，將描述設(shè)置用于延伸注入的注入條件的流程。如圖27所示，在步驟s1中，測量形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的絕緣膜的厚度(偏移部分的厚度l，貫通部分的厚度t)。隨后，在步驟s2中，確定所測量的厚度(l，t)是否在標(biāo)準(zhǔn)厚度的容差內(nèi)。當(dāng)所測量的厚度(l，t)在其容差內(nèi)時，在步驟s3中，將標(biāo)準(zhǔn)注入能量(標(biāo)準(zhǔn)值)設(shè)置為注入能量，并將標(biāo)準(zhǔn)劑量(標(biāo)準(zhǔn)值)設(shè)置為劑量。

一方面，當(dāng)所測量的厚度(l，t)小于標(biāo)準(zhǔn)厚度(最小厚度)時，在步驟s4中，將低于標(biāo)準(zhǔn)值的注入能量設(shè)置為注入能量，并將低于標(biāo)準(zhǔn)值的劑量設(shè)置為劑量。另一方面，當(dāng)所測量的厚度(l，t)大于標(biāo)準(zhǔn)厚度(最大厚度)時，在步驟s5中，將高于標(biāo)準(zhǔn)值的注入能量設(shè)置為注入能量，并將高于標(biāo)準(zhǔn)值的劑量設(shè)置為劑量。

隨后，在步驟s6中，在設(shè)置的注入條件下注入雜質(zhì)，使得在硅層sl中形成延伸區(qū)域setr。這種設(shè)置注入條件的方法被稱為apc(自動過程控制)。

隨后，將更詳細(xì)地描述設(shè)置注入能量的方法。首先將描述當(dāng)實(shí)際偏移間隔膜oss的厚度(l，t)在容差內(nèi)形成的并在標(biāo)準(zhǔn)注入能量下形成的延伸區(qū)域setr。在這種情況下，如圖28的上行所示，延伸區(qū)域setr和柵極電極sge之間的重疊長度被設(shè)置為長度ll(標(biāo)準(zhǔn)值)。

隨后，將描述以下情況作為比較示例的一個示例，例如，在該情況中雖然確定所測量的厚度在容差內(nèi)，但是實(shí)際形成在柵極電極sge的側(cè)壁表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度小于最小厚度(l-δl，t-δt)。

在這種情況下，雖然偏移部分的實(shí)際厚度(l-δl)小于最小厚度，但是仍以標(biāo)準(zhǔn)注入能量形成延伸區(qū)域setr。因此，如圖28的中間行的左側(cè)所示，延伸區(qū)域setr和柵極電極sge之間的重疊長度變得大于標(biāo)準(zhǔn)值(ll)。

隨后，將描述以下情況作為比較示例的另一個示例，例如，在該情況中雖然確定所測量的厚度在容差內(nèi)，但是實(shí)際形成在柵極電極sge的側(cè)壁表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度大于最大厚度(l+δl，t+δt)。

在這種情況下，雖然偏移部分的實(shí)際厚度(l+δl)大于最大厚度，但是仍以標(biāo)準(zhǔn)注入能量形成延伸區(qū)域setr。因此，如圖28的中間行的右側(cè)所示，延伸區(qū)域setr和柵極電極sge之間的重疊長度變得小于標(biāo)準(zhǔn)值(ll)。

與比較示例不同，在本實(shí)施例中，包括與核心晶體管形成區(qū)域ssr中的偏移間隔膜oss相同的膜的絕緣膜形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中，并且測量絕緣膜的厚度。

由此，當(dāng)確定所測量的厚度小于最小厚度(l-δl，t-δt)時，確定實(shí)際形成在柵極電極sge的側(cè)壁表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度小于最小厚度。在這種情況下，注入能量被設(shè)置為低于標(biāo)準(zhǔn)值的值。通過以低于標(biāo)準(zhǔn)值的注入能量形成延伸區(qū)域setr，如圖28的下行的左側(cè)所示，可以使延伸區(qū)域setr和柵極電極sge之間的重疊長度等于標(biāo)準(zhǔn)長度(ll)。

另一方面，當(dāng)確定所測量的厚度大于最大厚度(l+δl，t+δt)時，確定實(shí)際形成在柵極電極sge的側(cè)壁表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度大于最大厚度。在這種情況下，注入能量被設(shè)置為高于標(biāo)準(zhǔn)值的值。通過以高于標(biāo)準(zhǔn)值的注入能量形成延伸區(qū)域setr，如圖28的下行的右側(cè)所示，可以使延伸區(qū)域setr和柵極電極sge之間的重疊長度等于標(biāo)準(zhǔn)長度(ll)。

通過使延伸區(qū)域setr和柵極電極sge之間的重疊長度等于標(biāo)準(zhǔn)長度(ll)，由此可以抑制sotb晶體管的特性的變化。

隨后，將更詳細(xì)地描述設(shè)置劑量的方法。首先將描述當(dāng)實(shí)際偏移間隔膜oss的厚度(l，t)在容差內(nèi)時形成的并在標(biāo)準(zhǔn)劑量下形成的延伸區(qū)域setr。在這種情況下，如圖29的上行所示，延伸區(qū)域setr的電阻被設(shè)置為r(標(biāo)準(zhǔn)值)。

隨后，將描述以下情況作為比較示例的一個示例，例如，在該情況中雖然確定所測量的厚度在容差內(nèi)，但是實(shí)際形成在硅層sl的表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度小于最小厚度(l-δl，t-δt)。

在這種情況下，盡管貫通部分的實(shí)際厚度(t-δt)小于最小厚度，但是仍以標(biāo)準(zhǔn)劑量形成延伸區(qū)域setr。因此，如圖29的中間行的左側(cè)所示，延伸區(qū)域setr的雜質(zhì)濃度變高，并且其電阻(r-δr)變得低于標(biāo)準(zhǔn)值(r)。

隨后，將描述以下情況作為比較示例的另一個示例，例如，該情況中雖然確定所測量的厚度在容差內(nèi)，但是實(shí)際形成在硅層sl的表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度大于最大厚度值(l+δl，t+δt)。

在這種情況下，盡管貫通部分的實(shí)際厚度(t+δt)大于最大厚度，但是仍以標(biāo)準(zhǔn)劑量形成延伸區(qū)域setr。因此，如圖29的中間行的右側(cè)所示，延伸區(qū)域setr的雜質(zhì)濃度變低，并且其電阻(r+δr)變得高于標(biāo)準(zhǔn)值(r)。

與比較示例不同，在本實(shí)施例中，在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中形成包括與核心晶體管形成區(qū)域ssr中的偏移間隔膜oss相同的膜的絕緣膜，并且測量絕緣膜的厚度。

由此，當(dāng)確定所測量的厚度小于最小厚度(l-δl，t-δt)時，確定實(shí)際形成在硅層sl的表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度小于最小厚度。在這種情況下，劑量被設(shè)置為低于標(biāo)準(zhǔn)值的值。通過以低于標(biāo)準(zhǔn)值的劑量形成延伸區(qū)域setr，如圖29的下行的左側(cè)所示，可以使延伸區(qū)域setr的電阻等于標(biāo)準(zhǔn)電阻值(r)。

另一方面，當(dāng)確定所測量的厚度大于最大厚度(l+δl，t+δt)時，確定實(shí)際形成在硅層的表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度大于最大厚度。在這種情況下，劑量被設(shè)置為高于標(biāo)準(zhǔn)值的值。通過以高于標(biāo)準(zhǔn)值的劑量形成延伸區(qū)域setr，如圖29的下行的右側(cè)所示，可以使延伸區(qū)域setr的電阻等于標(biāo)準(zhǔn)電阻值(r)。

通過使延伸區(qū)域setr的電阻等于標(biāo)準(zhǔn)電阻值(r)，由此可以抑制sotb晶體管的特性的變化。

在上述設(shè)置注入條件的方法中，形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的包括與偏移間隔膜oss相同的膜的絕緣膜(氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1和氧化硅膜so2)的厚度與實(shí)際形成在柵極電極sge的側(cè)壁表面和硅層sl的表面之上的偏移間隔膜oss的厚度之間相差無幾。

因此，所測量的厚度相對于實(shí)際的偏移間隔膜的厚度的變化被抑制，并且因此可以通過測量形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的絕緣膜的厚度來獲知實(shí)際形成在柵極電極sge的側(cè)壁表面和硅層sl的表面之上的偏移間隔膜oss的厚度。由此，根據(jù)所測量的厚度，可以將注入能量和劑量設(shè)置為形成期望的延伸區(qū)域的條件。

結(jié)果，可以使延伸區(qū)域setr和柵極電極sge之間的重疊長度等于標(biāo)準(zhǔn)長度(ll)，并且可以使延伸區(qū)域setr的電阻等于標(biāo)準(zhǔn)電阻值(r)，從而允許抑制sotb晶體管的特性的變化。

在上述實(shí)施例中，已經(jīng)描述了其中soi監(jiān)測區(qū)域smr、偏移監(jiān)測區(qū)域gmr和體監(jiān)測區(qū)域bmr布置在芯片中的情況作為示例(參見圖1和2)。

在半導(dǎo)體裝置中，除了這種布置之外，例如，如圖30和31所示，soi監(jiān)測區(qū)域smr、偏移監(jiān)測區(qū)域gmr和體監(jiān)測區(qū)域bmr可以例如布置在切割線dlr中。在這種布置中，可以根據(jù)通過測量形成在偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的絕緣膜的厚度得到的厚度來設(shè)置期望的注入條件(注入能量、劑量)。

在上述實(shí)施例中，已經(jīng)描述了其中偏移監(jiān)測區(qū)域gmr布置在soi區(qū)域slr中的情況作為示例。在半導(dǎo)體裝置中，偏移監(jiān)測區(qū)域gmr可以布置在體區(qū)域bur中。

在這種情況下，在與圖14所示的步驟類似的步驟中，可以通過測量形成為與位于偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中的硅襯底ssub的表面接觸的氮化硅膜sn1、氧化硅膜so1和氧化硅膜so2的總厚度，來獲知實(shí)際形成在柵極電極sge的側(cè)壁表面等之上的偏移間隔膜oss的厚度(參見圖14)，如圖32所示。

由此，根據(jù)所測量的厚度，可以將注入能量和劑量設(shè)置為形成期望的延伸區(qū)域的條件。結(jié)果，可以抑制sotb晶體管的特性的變化。

在這種情況下，在完成的半導(dǎo)體裝置中的體區(qū)域bur中的偏移監(jiān)測區(qū)域gmr中，形成了至少留下與硅襯底ssub的表面接觸的氮化硅膜sn1等的結(jié)構(gòu)，如圖33所示。

在實(shí)施例中描述的半導(dǎo)體裝置中，如果需要，元件可以進(jìn)行各種組合。

以上基于優(yōu)選的實(shí)施例具體地描述了本發(fā)明人的發(fā)明，但本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)受限于優(yōu)選實(shí)施例，并且毋庸質(zhì)疑，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改。