[发明专利]一种监测原位水汽生长栅氧化膜的生长缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种监测原位水汽生长(ISSG)栅氧化膜的生长缺陷的方法。

背景技术

随着半导体器件的关键尺寸的不断微缩演进，在40纳米工艺及以下，逻辑器件的栅氧化膜B厚度一般要求小于3纳米(如图1所示)。这种薄栅氧化膜B由原位水汽生长的氧化工艺在硅衬底A表面进行生长。如果在栅氧化膜B生长过程中，生长区域硅衬底A上有缺陷或者异物阻挡，会造成栅氧化膜成型失败。这种栅氧化膜缺失的情况，会直接造成器件失效，导致器件的良率受损。目前还没有很方便快捷的手段能够监测这种栅氧化膜缺失的状况，通常只有到测试良率的工艺最后阶段(一个多月以后)才能发现，发现的时间过晚。

中国专利(CN101996879A)公开了一种去除阻挡层和介质层中污染物颗粒的方法，采用明场扫描方法BFI检测出第一阻挡层、第一介质层、第二阻挡层、第二介质层或第三阻挡层中掺杂有污染物颗粒的晶圆后，该方法包括：采用化学机械研磨工艺CMP依次去除第三阻挡层、第二介质层、第二阻挡层、第一介质层和第一阻挡层。

该专利通过明场扫描以及化学机械研磨工艺去除阻挡层和介质层中污染物颗粒，以达到降低半导体器件的生产成本的目的。但是并没有解决在栅氧化膜生长过程中，监测栅氧化膜是否存在缺失的问题。

中国专利(CN103295910A)提供具有纵型沟槽MOSFET的半导体装置的制造方法，所述纵型沟槽MOSFET的半导体装置能够不降低栅极氧化膜的长期可靠性地抑制导通电阻的增大，同时也提高漏极与栅极之间的耐压。在具有沟槽栅极的纵型MOS晶体管中，通过使栅极电极至栅极电极下的N型高浓度埋入层的距离比现有构造更长，而且以其间作为P型沟槽底面下方区域(5)，从而在将高电压施加至漏极区域并将0V施加至栅极电极的情况下，沟槽底面下方区域(5)耗尽化，由此，能够提高截止状态的耐压。

该专利的沟槽栅极构造的纵型MOSFET能够不降低栅极氧化膜的长期的可靠性地抑制导通电阻的增大，同时提高漏极与栅极之间的耐压。但是并没有解决在栅氧化膜生长过程中，监测栅氧化膜是否存在缺失的问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明公开一种监测原位水汽生长栅氧化膜的生长缺陷的方法，以克服在栅氧化膜生长过程中，监测栅氧化膜是否存在缺失的问题。

具体技术方案如下：

一种监测原位水汽生长栅氧化膜的生长缺陷的方法，包括下述步骤：

提供一硅衬底；

制备一栅氧化膜形成于所述硅衬底的生长区域；

在预设时刻停止制备所述栅氧化膜；

扫描所述硅衬底，对在所述硅衬底上形成栅氧化膜的区域和未形成栅氧化膜的区域进行定位；

对形成栅氧化膜的区域与未形成栅氧化膜的区域进行切片分析，以获取所述栅氧化膜是否存在生长缺陷的监测结果。

优选的，采用原位水汽生长的氧化工艺制备所述栅氧化膜。

优选的，所述预设时刻的范围为：15s～25s。

优选的，在所述预设时刻所述栅氧化膜生长的厚度的范围为：10纳米至20纳米。

优选的，采用明场扫描的方式扫描所述硅衬底。

优选的，采用透射电子显微镜对形成栅氧化膜的区域与未形成栅氧化膜区域进行切片分析。

优选的，对所述切片分析的具体过程为：

采用透射电子显微镜获取所述切片的图像，判断所述图像中是否存在白亮的膜结构，若存在白亮的膜结构，则所述栅氧化膜正常；若不存在白亮的膜结构，则所述栅氧化膜存在生长缺陷。

上述技术方案的有益效果：

本发明采用明场扫描将未生长栅氧化膜的区域与正常生长栅氧化膜的区域利用高度差区分出来，再进行透射电子显微镜的切片分析，从而获取栅氧化膜是否存在生长缺陷的监测结果。采用本发明所述监测原位水汽生长栅氧化膜的生长缺陷的方法可有效缩短生长缺陷发现周期，从而提高器件良率。

附图说明

图1为现有的栅氧化膜生长缺陷图；

图2为本发明在预设时刻停止制备栅氧化膜的栅氧化膜生长缺陷图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。