[发明专利]用于检测栅极的底部缺陷的方法

说明书

本申请公开了一种用于检测栅极的底部缺陷的方法。其中该栅极位于芯片中，该方法包括：去除芯片中位于栅极的上表面上的部分；湿法刻蚀去除栅极下方的栅氧化物层和栅极侧壁上的侧壁氧化物层；将栅极的上表面粘结在粘结板上；检测栅极的底部缺陷。该方法通过去除芯片中位于栅极的上表面上的部分，湿法刻蚀去除栅极下方的栅氧化物层和栅极侧壁上的侧壁氧化物层，并将栅极的上表面粘结在粘结板上，从而能够从上方直接观察栅极的底部，进而实现了更有效地、更准确地检测栅极的底部缺陷的目的。

技术领域

本申请涉及半导体集成电路的失效分析技术领域，具体而言，涉及一种用于检测栅极的底部缺陷的方法。

背景技术

在半导体集成电路的制作过程中，芯片需要经过一系列的刻蚀和沉积等工艺环节，且每道工艺都可能引入各种各样的缺陷。特别是在栅极的制作过程中，由于栅极的特征尺寸较小，很容易在栅极的下半部分产生底部缺陷(footing defect)，例如在栅极的下半部分产生缺口或凸出部。底部缺陷会导致栅极与周围器件之间产生漏电流，进而导致影响器件的性能，甚至使得器件失效。

目前，技术人员通常采用失效分析对栅极的底部缺陷进行检测分析，以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配，同时也帮助集成电路应用人员发现使用设计或操作不当等问题。所谓失效分析是指采用失效分析仪器对芯片各表层或纵向剖面进行分析，以准确定位底部缺陷的位置，并对底部缺陷进行分析(特征尺寸分析)的过程。常用的失效分析仪器包括聚焦离子束设备(FIB)、投射电镜(REM)和扫描电镜(SEM)等。随着器件的特征尺寸的逐渐缩小，特别是对于32nm或28nm制程的器件，通过失效分析找出芯片失效的原因，并减少芯片中缺陷就成为集成电路制造中不可少的环节。

在采用聚焦离子束设备进行失效分析时，由于通过聚焦离子束设备不能获取整个栅极的截面图(只能获得栅极的部分截面图)，使得采用聚焦离子束设备难以准确检测栅极的底部缺陷。采用投射电镜也不能准确检测栅极的底部缺陷，这是由于底部缺陷太小，会被周围器件遮挡住。采用扫描电镜进行失效分析时，由于栅极之间的距离较小，使得检测底部缺陷的信号很难穿过，从而无法准确检测栅极的底部缺陷。目前，技术人员还尝试采用化学机械研磨的方法对芯片逐层剥离至暴露出栅极的上表面，然后再采用上述失效分析仪器对栅极的底部缺陷进行检测分析。然而，采用该方法仍然不能有效地检测栅极的底部缺陷，且该方法容易损坏栅极的底部缺陷。因此，如何更有效地、更准确地检测栅极的底部缺陷，成为目前亟待解决的技术难题之一。

发明内容

本申请旨在提供一种用于检测栅极的底部缺陷的方法，以更有效地、更准确地检测栅极的底部缺陷。

为了实现上述目的，本申请提供了一种用于检测栅极的底部缺陷的方法，其中该栅极位于芯片中，该方法包括：去除芯片中位于栅极的上表面上的部分；湿法刻蚀去除栅极下方的栅氧化物层和栅极侧壁上的侧壁氧化物层；将栅极的上表面粘结在粘结板上；检测栅极的底部缺陷。

进一步地，在湿法刻蚀的步骤中，采用HF溶液和CH₃COOH溶液的混合液作为刻蚀液。

进一步地，HF溶液中HF的质量分数为20％～60％，CH₃COOH溶液中CH₃COOH的质量分数为98％，HF溶液和CH₃COOH溶液的体积比为1：0.5～2。

进一步地，HF溶液中HF的质量分数为49％，CH₃COOH溶液中CH₃COOH的质量分数为98％，HF溶液和CH₃COOH溶液的体积比为1：1。

进一步地，在湿法刻蚀的步骤中，刻蚀温度为20～45℃，刻蚀时间为2～4min。

进一步地，将栅极的上表面粘结在粘结板上的步骤包括：将芯片置于超声槽的溶液中，并对芯片进行超声震荡处理以使得栅极漂浮在溶液中；将粘结板置于溶液中，以使得栅极的上表面粘结在粘结板上。