本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及大規(guī)模集成電路生產(chǎn)過程中在線對多晶硅柵極刻蝕的能力進行快速和準確的檢測；更具體地說，本發(fā)明涉及一種檢測多晶硅柵極刻蝕能力的方法。

背景技術(shù)：

一顆芯片的制作工藝往往包含幾百步的工序，主要的工藝模塊可以分為光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長和清洗等幾大部分，在實際的生產(chǎn)過程中任何環(huán)節(jié)的微小錯誤都將導(dǎo)致整個芯片最終電學(xué)性能的失效。

隨著器件關(guān)鍵尺寸的不斷縮小，其對工藝控制的要求就越來越嚴格，所以在生產(chǎn)過程中為能及時的發(fā)現(xiàn)和解決問題都配置有光學(xué)和電子的缺陷檢測設(shè)備對產(chǎn)品進行在線的檢測。

不管是光學(xué)和電子的缺陷檢測，其工作的基本原理都是通過設(shè)備獲得幾個芯片的信號，然后再進行數(shù)據(jù)的比對，如圖1表示為相鄰的3個芯片，通過對3個芯片的圖形數(shù)據(jù)進行同時采集，然后通過B芯片和A芯片的比較得出有信號差異的位置如圖2所示，再通過B芯片和C芯片的比較得出有信號差異的位置如圖3所示，那么這兩個對比結(jié)果中差異信的相同位置就是B芯片上偵測到的缺陷的位置，如圖4表示的是在水平方向的相鄰芯片的比較，圖5表示的是在垂直方向的相鄰芯片的比對。在芯片器件金屬互連之前的基本結(jié)構(gòu)中，多晶硅柵極刻蝕工藝是整個環(huán)節(jié)中最關(guān)鍵的工序，如何微小的刻蝕殘留都會導(dǎo)致器件性能的失效。由于入射檢測光對微小的多晶硅柵極殘留物(如圖6所示)在反射檢測光信號接收上基本沒有差異，所以在線對于這類多晶硅柵極殘留物的偵測是非常困難的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠在線對多晶硅柵極刻蝕的能力進行快速和準確的檢測的方法。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種檢測多晶硅柵極刻蝕能力的方法，包括：

第一步驟：在晶圓的襯底上生長一層產(chǎn)品上使用的柵極多晶硅層；

第二步驟：將整個晶圓等面積劃分為多個區(qū)域，其中第一區(qū)域中的多晶硅柵極間距為產(chǎn)品上最小的多晶硅柵極間距，其他每個區(qū)域中的多晶硅柵極之間的距離分別依次遞減預(yù)定比例；

第三步驟：將晶圓按照多晶硅柵極的刻蝕工藝完成刻蝕，然后在對刻蝕完的晶圓進行高劑量的離子注入；

第四步驟：對離子注入之后晶圓進行電子束的快速檢測以確定有殘留的位置。

優(yōu)選地，所述預(yù)定比例介于10％至2％之間。

優(yōu)選地，所述預(yù)定比例是5％。

優(yōu)選地，在第二步驟：將整個晶圓等面積劃分為自上而下的第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域和第四區(qū)域。

優(yōu)選地，第一區(qū)域中的多晶硅柵極間距為產(chǎn)品上最小的多晶硅柵極間距，第二區(qū)域中的多晶硅柵極之間的距離相對于第一區(qū)域遞減預(yù)定比例，第三區(qū)域中的多晶硅柵極之間的距離相對于第二區(qū)域遞減預(yù)定比例，第四區(qū)域中的多晶硅柵極之間的距離相對于第三區(qū)域遞減預(yù)定比例。

優(yōu)選地，在第三步驟中，通過離子注入的能量控制離子注入的預(yù)定深度。

優(yōu)選地，離子在多晶硅柵極上的深度為襯底整體高度介于二分之一至四分之一之間。

優(yōu)選地，離子在多晶硅柵極上的深度為襯底整體高度的三分之一。

利用本發(fā)明，可以對產(chǎn)品多晶硅形成的刻蝕工藝進行在線快速和準確地檢測，可以快速和準確地確定產(chǎn)品多晶硅柵極刻蝕過程中的微小的殘留物的位置，并通過晶圓上不同區(qū)域缺陷數(shù)量的分析得出刻蝕的工藝窗口。

附圖說明

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

圖1示意性地示出了相鄰的3個芯片組。

圖2示意性地示出了B芯片和A芯片的數(shù)據(jù)比較圖。

圖3示意性地示出了B芯片和C芯片的數(shù)據(jù)比較圖。

圖4示意性地示出了水平方向缺陷檢測的示意圖。

圖5示意性地示出了垂直方向缺陷檢測的示意圖。

圖6示意性地示出了多晶硅柵極殘留的顯微示意圖。

圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的檢測多晶硅柵極刻蝕能力的方法的晶圓上生長一層?xùn)艠O多晶硅層示意圖。

圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的檢測多晶硅柵極刻蝕能力的方法的晶圓按照多晶硅柵極間距進行劃分的示意圖。

圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的檢測多晶硅柵極刻蝕能力的方法的離子注入到柵極和晶圓上示意圖。

圖10示意性地示出了缺陷柵極在電場下的色階差異的示意圖。

需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)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(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的檢測多晶硅柵極刻蝕能力的方法包括：

第一步驟：在晶圓的襯底100上生長一層產(chǎn)品上使用的柵極多晶硅層200，如圖7所示；

第二步驟：將整個晶圓等面積劃分為多個區(qū)域，其中第一區(qū)域中的多晶硅柵極間距為產(chǎn)品上最小的多晶硅柵極間距，其他每個區(qū)域中的多晶硅柵極之間的距離分別依次遞減預(yù)定比例，優(yōu)選地所述預(yù)定比例介于10％至2％之間，例如所述預(yù)定比例是5％；

例如，如圖8所示，在第二步驟：將整個晶圓等面積劃分為自上而下的第一區(qū)域11、第二區(qū)域12、第三區(qū)域13和第四區(qū)域14，其中第一區(qū)域11中的多晶硅柵極間距為產(chǎn)品上最小的多晶硅柵極間距，第二區(qū)域12中的多晶硅柵極之間的距離相對于第一區(qū)域11遞減預(yù)定比例，第三區(qū)域13中的多晶硅柵極之間的距離相對于第二區(qū)域12遞減預(yù)定比例，第四區(qū)域14中的多晶硅柵極之間的距離相對于第三區(qū)域13遞減預(yù)定比例。

第三步驟：將晶圓按照多晶硅柵極的刻蝕工藝完成刻蝕，然后在對刻蝕完的晶圓進行高劑量的離子注入以形成離子注入?yún)^(qū)300，如圖9所示；其中，通過離子注入的能量控制離子注入的預(yù)定深度；

優(yōu)選地，離子在多晶硅柵極上的深度大致為襯底整體高度介于二分之一至四分之一之間。

優(yōu)選地，離子在多晶硅柵極上的深度大致為襯底整體高度的三分之一。

第四步驟：對離子注入之后晶圓進行電子束的快速檢測以確定有殘留的位置和晶圓的數(shù)量分布。具體地，如果在刻蝕開的位置有微小的多晶硅殘留物，將會被離子注入打穿而與晶圓的襯底形成同一個導(dǎo)電體。此時，在一定的電場下有多晶硅殘留物的柵極相對于其他正常的圖形將呈現(xiàn)為比較亮的顏色(如圖10所示)。由于多晶硅柵極的尺寸很多，那么在實際的缺陷檢測中可以利用最大電子束缺陷檢測倍率進行快速的掃描，這樣就可以非常快速和準確地確認有缺陷的位置，然后再通過在晶圓上不同多晶硅柵極間距區(qū)域的缺陷的數(shù)量的分析可以得出多晶硅刻蝕的能力和工藝窗口。

例如，通過本發(fā)明，將晶圓按照本法明中提到的電路分布將晶圓劃分為4個面積，最終通過電子束的快速缺陷檢測發(fā)現(xiàn)，在柵極基準間距的晶圓區(qū)域也有一定數(shù)量的缺陷存在，而且缺陷的數(shù)量隨著柵極之間的距離變小而急劇增加，那么說明該柵極刻蝕的能力和工藝窗口不足。

由此，利用本發(fā)明，可以對產(chǎn)品多晶硅形成的刻蝕工藝進行在線快速和準確地檢測，可以快速和準確地確定產(chǎn)品多晶硅柵極刻蝕過程中的微小的殘留物的位置，并通過晶圓上不同區(qū)域缺陷數(shù)量的分析得出刻蝕的工藝窗口。

此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。

可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。

而且還應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于此處描述的特定的方法、化合物、材料、制造技術(shù)、用法和應(yīng)用，它們可以變化。還應(yīng)該理解的是，此處描述的術(shù)語僅僅用來描述特定實施例，而不是用來限制本發(fā)明的范圍。必須注意的是，此處的以及所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“一個”、“一種”以及“該”包括復(fù)數(shù)基準，除非上下文明確表示相反意思。因此，例如，對“一個元素”的引述意味著對一個或多個元素的引述，并且包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的它的等價物。類似地，作為另一示例，對“一個步驟”或“一個裝置”的引述意味著對一個或多個步驟或裝置的引述，并且可能包括次級步驟以及次級裝置。應(yīng)該以最廣義的含義來理解使用的所有連詞。因此，詞語“或”應(yīng)該被理解為具有邏輯“或”的定義，而不是邏輯“異或”的定義，除非上下文明確表示相反意思。此處描述的結(jié)構(gòu)將被理解為還引述該結(jié)構(gòu)的功能等效物?？杀唤忉尀榻频恼Z言應(yīng)該被那樣理解，除非上下文明確表示相反意思。