[發明專利]監控半導體器件中磷硅玻璃層的磷濃度的方法有效

申請號：	201210238322.0	申請日：	2012-07-10
公開（公告）號：	CN103545227A	公開（公告）日：	2014-01-29
發明（設計）人：	李健	申請（專利權）人：	無錫華潤上華科技有限公司
主分類號：	H01L21/66	分類號：	H01L21/66
代理公司：	廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224	代理人：	鄧云鵬
地址：	214028 江蘇省無***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	監控半導體器件中磷硅玻璃濃度方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及半導體工藝，特別是涉及一種監控半導體器件中磷硅玻璃層的磷濃度的方法。

背景技術

硅-氧化物-氮-氧化物-硅（Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon,SONOS）結構的閃存（flash）產品中，磷硅玻璃（PSG）的淀積是一道非常重要的工藝步驟。以一種傳統技術為例，帶有多晶硅柵圖形（gate?poly?pattern）的上述產品在磷硅玻璃淀積后會形成濃度不同的兩層磷硅玻璃薄膜，如圖1所示。由于磷硅玻璃的磷濃度不同，兩層磷硅玻璃薄膜存在一個分界（該分界在掃描電子顯微鏡下可見）。其中位于底部的第一磷硅玻璃薄膜32（PSG-1）較薄且磷濃度較低，第一磷硅玻璃薄膜32上的第二磷硅玻璃薄膜34（PSG-2）較厚且磷濃度較高。多晶硅柵20上的第一磷硅玻璃薄膜32如同一個花苞，覆蓋在多晶硅柵20上。磷硅玻璃中的磷濃度對后續的接觸孔刻蝕（contact?etch）有很大的影響，磷濃度越低，磷硅玻璃的接觸孔刻蝕就越困難，以致產生接觸孔刻蝕阻塞（contact?block?etch），如圖2A、2B、2C所示。因此需要一種有效的對磷硅玻璃中磷濃度進行監控的方法。

傳統的一種監控方法是：在沒有多晶硅柵圖形的空白晶圓（blank?wafer）上生長與正常產品的厚度相同的磷硅玻璃層（例如），然后測試它的磷濃度。該在空白晶圓上生長的磷硅玻璃層也會產生分層的現象，實踐表明，對這整個磷硅玻璃層的磷濃度監控，無法準確反映其對接觸孔刻蝕的影響，因此無法有效地預防接觸孔刻蝕阻塞的產生。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的監控方法無法有效預防接觸孔刻蝕阻塞的產生的問題，提供一種能夠有效預防接觸孔刻蝕阻塞的產生的監控半導體器件中磷硅玻璃層的磷濃度的方法。

一種監控半導體器件中磷硅玻璃層的磷濃度的方法，包括下列步驟：根據目標磷硅玻璃層的厚度，采用與所述目標磷硅玻璃層相同的淀積工藝在第一晶圓上淀積磷硅玻璃形成磷硅玻璃結構；所述磷硅玻璃結構包括底部的第一磷硅玻璃層和位于第一磷硅玻璃層上的第二磷硅玻璃層，所述第二磷硅玻璃層的濃度大于所述第一磷硅玻璃層的濃度；測所述磷硅玻璃結構的磷濃度，得到磷濃度曲線；根據磷濃度曲線，判斷所述第一磷硅玻璃層的厚度；根據所述第一磷硅玻璃層的厚度，采用與所述目標磷硅玻璃層相同的淀積工藝在第二晶圓上淀積第三磷硅玻璃層，所述第三磷硅玻璃層的厚度不小于所述第一磷硅玻璃層的厚度且小于所述第一磷硅玻璃層的兩倍厚度；測所述第三磷硅玻璃層的磷濃度。

在其中一個實施例中，所述根據磷濃度曲線，判斷所述第一磷硅玻璃層的厚度的步驟是從所述第一磷硅玻璃層的底部起，當所述磷濃度曲線上某點的斜率小于預設的經驗值時，將該點至所述第一磷硅玻璃層底部的厚度判定為第一磷硅玻璃層的厚度。

在其中一個實施例中，所述目標磷硅玻璃層的厚度為

在其中一個實施例中，所述第一磷硅玻璃層的厚度為

在其中一個實施例中，所述磷硅玻璃結構還包括位于所述第一磷硅玻璃層和第二磷硅玻璃層之間的過渡層，所述得到磷濃度曲線后還包括獲取所述過渡層的厚度的步驟，所述第三磷硅玻璃層的厚度為第一磷硅玻璃層的厚度加上過渡層的厚度。

在其中一個實施例中，所述第三磷硅玻璃層的厚度為

在其中一個實施例中，所述半導體器件為閃存。

同時提供另一種監控半導體器件中磷硅玻璃層的磷濃度的方法。

一種監控半導體器件中磷硅玻璃層的磷濃度的方法，包括下列步驟：采用與目標磷硅玻璃層相同的淀積工藝，在晶圓上淀積的磷硅玻璃形成第三磷硅玻璃層；測所述第三磷硅玻璃層的磷濃度。

在其中一個實施例中，所述第三磷硅玻璃層的厚度為

在其中一個實施例中，所述半導體器件為閃存。

上述監控半導體器件中磷硅玻璃層的磷濃度的方法，形成的第三磷硅玻璃層的主體部分為第一磷硅玻璃層，其磷濃度變化能夠很好地反映實際器件中較薄且磷濃度較低第一磷硅玻璃薄膜的磷濃度變化，因此能夠有效預防接觸孔刻蝕阻塞的產生。

附圖說明