[發明專利]評估多晶硅柵極氧化層缺失缺陷的方法

有效

• 申請號: 201410443401.4
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104201131B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 范榮偉;陳宏璘;龍吟;顧曉芳;倪棋梁
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 王宏婧

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發明涉及一種評估多晶硅柵極缺失缺陷的方法。

背景技術

隨著半導體產品器件尺寸的微縮以及工藝的進步，越來越多的微小缺陷都將對產品良率產生巨大影響，尤其是作為關鍵層之一的多晶硅柵極氧化層沉積，如果有局部的柵極氧化層沉積不足或者缺失，將嚴重影響器件的功能，從而造成良率缺失，如圖1所示為由多晶硅柵極氧化層缺失造成的漏點問題的失效分析。

目前，針對此類問題的檢測方法非常有限，由于氧化硅柵極非常薄，并且透光性非常強，導致其微小的缺失無法被光學系統檢測到；而其造成的漏點問題只是眾多漏點問題之一，很難通過電性缺陷的檢測方式有效甄別此問題，同時電性缺陷的問題通常只有在中段才最靈敏，對問題的澄清需要大量的時間周期，非常不利。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種評估多晶硅柵極缺失缺陷的方法，能夠迅速準確的檢測多晶硅缺失問題，為實驗設計以及問題解決提供數據依據，大大減少缺陷檢測與問題解決的時間周期。

為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種評估多晶硅柵極缺失缺陷的方法，包括：將需要檢測多晶硅柵極缺失的晶圓正常流片到完成柵極氧化層生成工藝，從而在硅襯底上形成由隔離區隔開的多個阱區，并且在所述多個阱區的表面形成柵極氧化層，而且在所述柵極氧化層中存在凹槽缺陷，所述凹槽缺陷位置下的硅襯底表面高度相對于其它硅襯底表面高度較高；對晶圓整體進行氧化硅刻蝕以去除硅片表面的柵極氧化層，刻蝕后凹槽缺陷位置處的硅襯底呈現凸起缺陷；通過檢測易于檢查的單晶硅凸起缺陷來確定存在凹槽缺陷的位置。

優選地，采用干法刻蝕對晶圓整體進行氧化硅刻蝕。

優選地，采用濕法刻蝕對晶圓整體進行氧化硅刻蝕。

在本發明中，通過對所檢測晶圓進行多晶硅柵極氧化層沉積，由于柵極氧化層形成的反應過程中硅襯底會被氧化，所以多晶硅柵極氧化層缺失的位置的硅襯底的高度相對較高，然后通過濕法或干法刻蝕的方式將生長的多晶硅柵極氧化層去除，這樣未生長柵極的硅襯底將呈現凸起狀態，由于其透光性較差，很容易被光學檢測機臺檢查出來。由此，本發明能夠迅速準確地檢測多晶硅缺失問題，為實驗設計以及問題解決提供數據依據，大大減少缺陷檢測與問題解決的時間周期。

附圖說明

結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中：

圖1示意性地示出了正常的多晶硅柵極氧化層生長示意圖。

圖2示意性地示出了異常的多晶硅柵極氧化層生長示意圖。

圖3至圖4示意性地示出了根據本發明優選實施例的評估多晶硅柵極缺失缺陷的方法。

需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。

具體實施方式

為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。

本發明的技術原理在于，通過對所檢測晶圓進行多晶硅柵極氧化層沉積，由于柵極氧化層形成的反應過程中硅襯底會被氧化，所以多晶硅柵極氧化層缺失的位置的硅襯底的高度相對較高，然后通過濕法或干法刻蝕的方式將生長的多晶硅柵極氧化層去除，這樣未生長柵極的硅襯底將呈現凸起狀態，由于其透光性較差，很容易被光學檢測機臺檢查出來。

并最終通過檢查單晶硅的凸起反應實際的多晶硅柵極氧化層缺失問題。

圖3至圖4示意性地示出了根據本發明優選實施例的評估多晶硅柵極缺失缺陷的方法。

如圖所示，根據本發明優選實施例的評估多晶硅柵極缺失缺陷的方法包括：

將需要檢測多晶硅柵極缺失的晶圓正常流片到完成柵極氧化層生成工藝，從而在硅襯底100上形成由隔離區400隔開的第一阱區200和第二阱區300，并且在第一阱區200和第二阱區300的表面形成柵極氧化層500、600。

如圖1和圖2所示，分別為正常和異常的多晶硅柵極氧化層生長情況示意圖；在晶硅柵極氧化層生長正常的情況下，如圖1所示，第一阱區200上的柵極氧化層500和第二阱區300上的柵極氧化層600都呈現正常的連續均勻狀態；但是如圖2所示，在晶硅柵極氧化層生長不正常的情況下，第一阱區200或第二阱區300上的柵極氧化層形成有凹槽缺陷510；然而，由于這個凹槽缺陷510太薄(不明顯)，如果直接檢測這個缺陷，則往往無法快速有效地將其直接檢測出來。