用于檢測柵極的底部缺陷的方法技術

本申請公開了一種用于檢測柵極的底部缺陷的方法。其中該柵極位于芯片中，該方法包括：去除芯片中位于柵極的上表面上的部分；濕法刻蝕去除柵極下方的柵氧化物層和柵極側(cè)壁上的側(cè)壁氧化物層；將柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上；檢測柵極的底部缺陷。該方法通過去除芯片中位于柵極的上表面上的部分，濕法刻蝕去除柵極下方的柵氧化物層和柵極側(cè)壁上的側(cè)壁氧化物層，并將柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上，從而能夠從上方直接觀察柵極的底部，進而實現(xiàn)了更有效地、更準確地檢測柵極的底部缺陷的目的。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本申請涉及半導體集成電路的失效分析
，具體而言，涉及一種用于檢測柵極的底部缺陷的方法。
技術介紹
在半導體集成電路的制作過程中，芯片需要經(jīng)過一系列的刻蝕和沉積等工藝環(huán)節(jié)，且每道工藝都可能引入各種各樣的缺陷。特別是在柵極的制作過程中，由于柵極的特征尺寸較小，很容易在柵極的下半部分產(chǎn)生底部缺陷(footingdefect)，例如在柵極的下半部分產(chǎn)生缺口或凸出部。底部缺陷會導致柵極與周圍器件之間產(chǎn)生漏電流，進而導致影響器件的性能，甚至使得器件失效。目前，技術人員通常采用失效分析對柵極的底部缺陷進行檢測分析，以幫助集成電路設計人員找到設計上的缺陷、工藝參數(shù)的不匹配，同時也幫助集成電路應用人員發(fā)現(xiàn)使用設計或操作不當?shù)葐栴}。所謂失效分析是指采用失效分析儀器對芯片各表層或縱向剖面進行分析，以準確定位底部缺陷的位置，并對底部缺陷進行分析(特征尺寸分析)的過程。常用的失效分析儀器包括聚焦離子束設備(FIB)、投射電鏡(REM)和掃描電鏡(SEM)等。隨著器件的特征尺寸的逐漸縮小，特別是對于32nm或28nm制程的器件，通過失效分析找出芯片失效的原因，并減少芯片中缺陷就成為集成電路制造中不可少的環(huán)節(jié)。在采用聚焦離子束設備進行失效分析時，由于通過聚焦離子束設備不能獲取整個柵極的截面圖(只能獲得柵極的部分截面圖)，使得采用聚焦離子束設備難以準確檢測柵極的底部缺陷。采用投射電鏡也不能準確檢測柵極的底部缺陷，這是由于底部缺陷太小，會被周圍器件遮擋住。采用掃描電鏡進行失效分析時，由于柵極之間的距離較小，使得檢測底部缺陷的信號很難穿過，從而無法準確檢測柵極的底部缺陷。目前，技術人員還嘗試采用化學機械研磨的方法對芯片逐層剝離至暴露出柵極的上表面，然后再采用上述失效分析儀器對柵極的底部缺陷進行檢測分析。然而，采用該方法仍然不能有效地檢測柵極的底部缺陷，且該方法容易損壞柵極的底部缺陷。因此，如何更有效地、更準確地檢測柵極的底部缺陷，成為目前亟待解決的技術難題之一。
技術實現(xiàn)思路
本申請旨在提供一種用于檢測柵極的底部缺陷的方法，以更有效地、更準確地檢測柵極的底部缺陷。為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N用于檢測柵極的底部缺陷的方法，其中該柵極位于芯片中，該方法包括：去除芯片中位于柵極的上表面上的部分；濕法刻蝕去除柵極下方的柵氧化物層和柵極側(cè)壁上的側(cè)壁氧化物層；將柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上；檢測柵極的底部缺陷。進一步地，在濕法刻蝕的步驟中，采用HF溶液和CH3COOH溶液的混合液作為刻蝕液。進一步地，HF溶液中HF的質(zhì)量分數(shù)為20％～60％，CH3COOH溶液中CH3COOH的質(zhì)量分數(shù)為98％，HF溶液和CH3COOH溶液的體積比為1：0.5～2。進一步地，HF溶液中HF的質(zhì)量分數(shù)為49％，CH3COOH溶液中CH3COOH的質(zhì)量分數(shù)為98％，HF溶液和CH3COOH溶液的體積比為1：1。進一步地，在濕法刻蝕的步驟中，刻蝕溫度為20～45℃，刻蝕時間為2～4min。進一步地，將柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上的步驟包括：將芯片置于超聲槽的溶液中，并對芯片進行超聲震蕩處理以使得柵極漂浮在溶液中；將粘結(jié)板置于溶液中，以使得柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上。進一步地，在超聲震蕩處理的步驟中，超聲波頻率為10～60KHz，處理時間為10～60s。進一步地，溶液為丙酮。進一步地，檢測柵極的底部缺陷的步驟包括：將粘結(jié)板未與柵極粘結(jié)的一面與掃描電子顯微鏡的樣品臺貼合；采用掃描電子顯微鏡觀察柵極的底部，并獲得柵極的底部的SEM圖片；通過SEM圖片對柵極的底部缺陷進行分析。進一步地，采用掃描電子顯微鏡觀察柵極的底部的步驟中，掃描電子顯微鏡的加速電壓為1～5kV。進一步地，采用化學機械研磨或刻蝕的方式去除芯片中位于柵極的上表面上的部分。進一步地，柵極的材料為多晶硅。應用本申請的技術方案，本申請通過去除芯片中位于柵極的上表面上的部分，濕法刻蝕去除柵極下方的柵氧化物層和柵極側(cè)壁上的側(cè)壁氧化物層，并將柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上，從而能夠從上方直接觀察柵極的底部，進而實現(xiàn)了更有效地、更準確地檢測柵極的底部缺陷的目的。附圖說明構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：圖1示出了在本申請實施方式所提供的用于檢測柵極的底部缺陷的方法中芯片的剖面結(jié)構示意圖；圖2示出了本申請實施方式所提供的用于檢測柵極的底部缺陷的方法的流程示意圖；圖3示出了去除圖1所示芯片中位于柵極的上表面上的部分后的基體的剖面結(jié)構示意圖；圖4示出了濕法刻蝕去除圖3所示的柵極下方的柵氧化物層和柵極側(cè)壁上的側(cè)壁氧化物層后的基體的剖面結(jié)構示意圖；圖5將圖4所示的芯片置于超聲槽的溶液中，并對芯片進行超聲震蕩處理以使得柵極漂浮在溶液中后的基體的剖面結(jié)構示意圖；圖6示出了將圖5所示的柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上后的基體的剖面結(jié)構示意圖；以及圖7示出了檢測圖6所述的柵極的底部缺陷的示意圖。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本申請。需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。正如
技術介紹
中所介紹的，現(xiàn)有檢測柵極的底部缺陷的方法不能有效地、準確地檢測柵極的底部缺陷。本申請的專利技術人針對上述問題進行研究，提出了一種用于檢測柵極本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于檢測柵極的底部缺陷的方法，所述柵極位于芯片中，其特征在于，所述方法包括：去除所述芯片中位于所述柵極的上表面上的部分；濕法刻蝕去除所述柵極下方的柵氧化物層和所述柵極側(cè)壁上的側(cè)壁氧化物層；將所述柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上；檢測所述柵極的底部缺陷。

【技術特征摘要】
1.一種用于檢測柵極的底部缺陷的方法，所述柵極位于芯片中，其特征在于，所述方法包
括：
去除所述芯片中位于所述柵極的上表面上的部分；
濕法刻蝕去除所述柵極下方的柵氧化物層和所述柵極側(cè)壁上的側(cè)壁氧化物層；
將所述柵極的上表面粘結(jié)在粘結(jié)板上；
檢測所述柵極的底部缺陷。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述濕法刻蝕的步驟中，采用HF溶液和
CH3COOH溶液的混合液作為刻蝕液。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述HF溶液中HF的質(zhì)量分數(shù)為20％～60％，
所述CH3COOH溶液中CH3COOH的質(zhì)量分數(shù)為98％，所述HF溶液和所述CH3COOH
溶液的體積比為1：0.5～2。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述HF溶液中HF的質(zhì)量分數(shù)為49％，所述
CH3COOH溶液中CH3COOH的質(zhì)量分數(shù)為98％，所述HF溶液和所述CH3COOH溶液的
體積比為1：1。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在所述濕法刻蝕的步驟中，刻
蝕溫度為20～45℃，刻蝕時間為2～4min。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述柵...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：殷原梓，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31