[發明專利]一種即時的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測方法

在審

• 申請號: 201210162915.3
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN103426783A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張孟;張凌越;王慧
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術領域

本發明涉及一種半導體領域的檢測工藝，具體涉及一種即時的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測方法。

背景技術

ONO即是指氧化物-氮化物-氧化物，氧化物氮化物氧化物薄膜（ONO?film）是硅氧化氮氧化硅（SONOS）閃存的核心。SONOS是硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅（Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）的英語首字母縮寫，也可稱為硅氧化氮氧化硅，是一種和閃存聯系較為緊密的非易失性存儲器。它與主流的閃存主要區別在于，它使用了氮化硅（Si3N4），而不是多晶硅，來充當存儲材料。它的一個分支是SHINOS（硅-高電介質-氮化物-氧化物-硅）。SONOS允許比多晶硅閃存更低的編程電壓和更高的編程-擦除循環次數，是一個較為活躍的研究、開發熱點。

氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性會影響整個硅氧化氮氧化硅閃存產品的質量。目前，現有技術中傳統的氧化物氮化物氧化物薄膜可靠性監控方法需要采用已經成品的晶圓產品來進行檢測。其缺點在于，獲得晶圓產品需要完成整個晶圓生產流程，使得只能在生產流程的最后才能利用成品的晶圓產品進行氧化物氮化物氧化物薄膜可靠性的監控工藝，該測試周期過長且不及時。在完成晶圓生產后才能進行氧化物氮化物氧化物薄膜可靠性的檢測，將該晶圓內不合格的、失效的器件丟棄，也造成大量的成本損失。

發明內容

本發明提供了一種即時的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測方法，可在氧化物氮化物氧化物薄膜生長后，即進行氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測，使檢測工藝更快捷和方便，同時降低了加工成本。

為實現上述目的，本發明提供了一種即時的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測方法，其特點是，在晶圓上完成氧化物氮化物氧化物薄膜的生長工藝后即進行本檢測方法；該檢測方法包含以下步驟：

步驟1、從晶圓加工腔中取出分別位于頂部、中部和底部的三片控制晶圓；

步驟2、分別對位于頂部、中部和底部的三片控制晶圓上生長的氧化物氮化物氧化物薄膜的薄膜表面粗糙度進行分析；

步驟3、通過氧化物氮化物氧化物薄膜的薄膜表面粗糙度的分析結果，判斷氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性，若薄膜表面粗糙度小，則氧化物氮化物氧化物薄膜可靠性好，并跳轉到步驟3.1，若薄膜表面粗糙度大，則氧化物氮化物氧化物薄膜可靠性差，并跳轉到步驟3.2；

步驟3.1、繼續進行后續的晶圓加工工藝；

步驟3.2、提前預警被檢測的控制晶圓所在批次晶圓的硅氧化氮氧化硅閃存產品的可靠性差，對該批次晶圓上生長的氧化物氮化物氧化物薄膜進行補校。

上述步驟2中，采用原子力顯微鏡對控制晶圓的氧化物氮化物氧化物薄膜的薄膜表面粗糙度進行分析。

上述步驟3中，重點分析由底部取出的控制晶圓上氧化物氮化物氧化物薄膜的薄膜表面粗糙度的分析結果。

本發明一種即時的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測方法和現有技術的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測技術相比，其優點在于，本發明在晶圓上生長氧化物氮化物氧化物薄膜后，即時對晶圓加工腔中分別位于頂部、中部和底部的三片控制晶圓上生長的氧化物氮化物氧化物薄膜的薄膜表面粗糙度進行分析，實現即時檢測氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性，使氧化物氮化物氧化物薄膜可靠性的檢測工藝更快捷和方便；

本發明實現在氧化物氮化物氧化物薄膜生長后，即時進行其可靠性檢測，在檢測出可靠性問題后，可即時對氧化物氮化物氧化物薄膜進行補校，不需要等整個晶圓加工工藝完成后再進行氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測，節省了晶圓加工工藝成本。

附圖說明

圖1為本發明一種即時的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測方法的方法流程圖；

圖2為本發明一種即時的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測方法一種實施例中氧化物氮化物氧化物薄膜的薄膜表面粗糙度分析結果圖。

具體實施方式

以下結合附圖，進一步說明本發明的具體實施例。

在進行硅氧化氮氧化硅閃存（SONOS?flash）的生產過程中，需在晶圓加工腔里對晶圓加工，在晶圓上生長一層氧化物氮化物氧化物薄膜（ONO?film）。該氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性會影響到整個硅氧化氮氧化硅閃存產品的質量。本發明公開了一種即時的氧化物氮化物氧化物薄膜的可靠性檢測方法，可以在晶圓上氧化物氮化物氧化物薄膜的生長工藝完成時，即時對氧化物氮化物氧化物薄膜進行可靠性檢測。