CN101996911A - 对栅氧化层进行失效分析的方法 - Google Patents

对栅氧化层进行失效分析的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101996911A
CN101996911A CN2009101946166A CN200910194616A CN101996911A CN 101996911 A CN101996911 A CN 101996911A CN 2009101946166 A CN2009101946166 A CN 2009101946166A CN 200910194616 A CN200910194616 A CN 200910194616A CN 101996911 A CN101996911 A CN 101996911A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
gate oxide
wafer
failure analysis
inefficacy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009101946166A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101996911B (zh
Inventor
孙静
钱峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN2009101946166A priority Critical patent/CN101996911B/zh
Publication of CN101996911A publication Critical patent/CN101996911A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101996911B publication Critical patent/CN101996911B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

为了解决现有技术中失效晶片检测过程极为复杂、检测周期相对较长、容易产生失败检测结果、检测成本较高等一系列问题，本发明提供一种对栅氧化层进行失效分析的方法，包括：用热凝胶将失效晶片倒贴在基片上，所述失效晶片包括衬底及衬底上的栅氧化层；将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度或全部去除所述衬底；用碱性溶液浸泡所述晶片表面；对所述失效晶片进行观测，所述控制栅有损坏时，所述栅氧化层有缺陷；所述控制栅没有损坏时，所述栅氧化层完好。本发明的失效晶片检测方法简单、用时较短、不易失败、成本较低。

Description

对栅氧化层进行失效分析的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，更具体的说，涉及一种在制造半导体器件时的对栅氧化层进行失效分析的方法。
背景技术
随着半导体技术的发展，半导体器件(如芯片)中元器件的尺寸在不断缩小，由栅氧化层(GOX)质量问题而造成的失效案例也在随之增多。所以，对栅氧化层进行失效分析也变得越来越重要了。
现有的一种检测栅氧化层失效分析的方法，包括：
将失效的样品研磨到可以精确定位的一层；
用聚焦离子束(FIB)机台将已知失效位置标记出来；
继续研磨样品至多晶硅栅(Poly)，本不骤需要多次利用扫描式显微镜观测所述研磨处理程度；
用显影溶液(Choline Acid)对所述多晶硅栅进行刻蚀，将多晶硅栅(Poly)反应掉；
使用扫描式电子显微镜(SEM)观测样品，若工作区(AA)被损伤，则栅氧化层(GOX)有缺陷。
然而，多晶硅栅(Poly)的厚度很薄，一般700-2000埃，稍不注意就会研磨至工作区，甚至到晶片基片。由于下一步蚀刻的需要，此步需要将多晶硅栅(Poly)上的金属硅化物研磨干净且不能损坏栅氧化层(GOX)，所以处理样品时需要极其仔细，需要较长时间，容易失败。
而且，现有的对栅氧化层(GOX)进行失效分析的方法，检测过程极为复杂，样品处理周期长，成功率不高。当遇到同一样品有多处失效位置时，按现有的对栅氧化层进行失效分析的方法会造成样品的处理不均匀，而无法同时观测到全部的失效位置。
现有技术中，需要不断用聚焦离子束(FIB)机台将已知失效位置标记出来，这个步骤费事费力，每个晶片一般需要1小时的时间。
发明内容
为了解决现有技术的对栅氧化层进行失效分析的方法，检测过程极为复杂、检测周期相对较长、容易产生失败检测结果、检测成本较高等一系列问题，本发明提供一种新的对栅氧化层进行失效分析的方法。
根据本发的一种对栅氧化层进行失效分析的方法，包括：
用热凝胶将失效晶片倒贴在基片上，所述失效晶片包括衬底及衬底上的栅氧化层；
将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度或全部去除所述衬底；
用碱性溶液浸泡所述晶片表面；
对所述失效晶片进行观测，所述控制栅有损坏时，所述栅氧化层有缺陷；所述控制栅没有损坏时，所述栅氧化层完好。
优选的，将所述热凝胶以阵列方式均匀滴在所述基片上后，还包括：均匀转动所述基片，使所述热凝胶形成均匀的热凝胶层。
优选的，在所述基片上涂布所述热凝胶时，将所述热凝胶分成多个均匀的热凝胶点，以阵列方式均匀滴在所述基片上。
优选的，用热凝胶将失效晶片倒贴在基片上，还包括：对所述基片和所述晶片施加均匀压力并对其加热，使两者粘合良好。优选的，将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度时，残留衬底的厚度为大于等于10微米小于等于50微米。
优选的，将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度是用钻石砂纸进行研磨的，且所述钻石砂纸是从大号到小号选用。
优选的，将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度是用钻石砂纸进行研磨的，且所述钻石砂纸是从表面粗燥度较大到粗糙度较小选用。
优选的，所述碱性溶液为80摄氏度的胆碱水溶液。
优选的，对所述失效晶片的失效位置进行观测是利用扫描式电子显微镜进行的。
优选的，所述衬底为半导体材料。
本发明的对栅氧化层进行失效分析的方法，如果采用优选的研磨方法，即所述钻石砂纸从大号到小号选用和/或所述钻石砂纸的从表面粗燥度较大到粗糙度较小选用，可以均匀研磨所述衬底，从而能使所有栅氧化层的缺陷全部被保留，因此，可以同时检测到栅氧化层的多个缺陷。
本发明的对栅氧化层进行失效分析的方法，不需要用聚焦离子束机台标记失效位置，节约了购买聚焦离子束机台的成本和标记时间；不需要多次使用扫描式显微镜观测研磨处理程度，也节约了购买扫描式显微镜的成本和多次观测时间。具体的，用现有技术对栅氧化层进行失效分析的方法，在晶片没有被处理失败的前提下，需要5个小时左右，而本发明只需要1.5小时左右，大大节约了时间。
本发明的对栅氧化层进行失效分析的方法，非常容易控制，造成失败的可能性很小，大大提高了失效分析的成功率。
附图说明
图1为将热凝胶滴到基片上的示意图。
图2为失效晶片倒贴在基片上的示意图。
图3为失效晶片的截面结构示意图。
图4所示为经过研磨后的失效晶片的截面示意图。
图5所示为去除所述晶片200的残留衬底后的截面示意图。
图6为研磨后的栅氧化层204完好的晶片的截面图。
图7为本发明对栅氧化层进行失效分析的方法的整个流程图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
本实施例的对栅氧化层进行失效分析的方法，包括：
首先，用热凝胶将失效晶片倒贴在基片上，所述失效晶片包括衬底及衬底上的栅氧化层；
优选的，为了使热凝胶涂布均匀、失效晶片与基片粘结性好，将所述热凝胶分成多个均匀的热凝胶点，以阵列方式均匀滴在所述基片上；
优选的，用热凝胶将失效晶片倒贴在基片上，还包括：对所述基片和所述晶片施加均匀压力并对其加热，使两者粘合良好；
优选的，为了使失效晶片与基片之间没有气泡，在后续处理时失效晶片不容易从基片上脱落，将所述热凝胶以阵列方式均匀滴在所述基片上后，还包括：均匀转动所述基片，使所述热凝胶形成均匀的热凝胶层；
图1为将热凝胶滴到基片上的示意图。图2为失效晶片倒贴在基片上的示意图。如图1所示，在真空条件下，将热凝胶102均匀滴到基片100上；然后，如图2所示，将失效晶片200背部朝上倒贴到所述基片100上，假定所述失效晶片100的栅氧化层204具有缺陷204a；
图3为失效晶片的截面结构示意图。如图3所示，所述失效晶片200包括：衬底202，所述衬底202上具有栅极，所述栅极包括栅氧化层204和位于所述栅氧化层204上的控制栅206，所述衬底202的材料为单晶硅，所述控制栅206的材料为多晶硅；
其次，将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度或全部去除所述衬底；
图4所示为经过研磨后的失效晶片的截面示意图。所述失效晶片200的衬底202被研磨至一定厚度，称被研磨后的衬底为残留衬底202a；
优选的，所述衬底的厚度被研磨为大于等于10微米小于等于50微米，因为将所述衬底的厚度研磨至太厚不容易后续处理，太薄容易损坏失效晶片的所述栅氧化层，也不容易控制；
优选的，将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度是用钻石砂纸进行研磨的，且所述钻石砂纸是从大号到小号选用，即先用大号钻石砂纸再用小号钻石砂纸；这样有利于控制残留的衬底的厚度
优选的，所述钻石砂纸是从表面粗燥度较大到粗糙度较小选用，这样使残留的衬底的表面比较平滑而且不容易研磨到控制栅206，以防过研磨，因为过研磨时(即)，如果钻石砂纸的表面粗燥度较大，则很容易损坏控制栅206；
再次，用碱性溶液浸泡所述晶片表面；如果所述晶片还具有残留衬底，则所述碱性溶液可以去除所述晶片的残留衬底，并通过栅氧化层的缺陷与所述控制栅反应；如果所述晶片不具有残留衬底，则所述碱性溶液通过栅氧化层的缺陷与所述控制栅反应；
优选的，碱性溶液为80摄氏度的胆碱水溶液，用80摄氏度的胆碱水溶液(Choline Acid)去除所述残留衬底，并通过栅氧化层的缺陷与所述控制栅反应；如果所述晶片不具有残留衬底，则所述胆碱水溶液通过栅氧化层的缺陷与所述控制栅反应；因为所述胆碱水溶液能很好的溶解所述衬底，而不与所述栅氧化膜发生反应，且所述胆碱水溶液相对于现有技术的所述显影液污染性很小；
图5所示为去除所述晶片200的残留衬底后的截面示意图。如图5所示，去除所述残留衬底202a时，所述溶液透过所述缺陷204a进入所述控制栅206；
优选的，所述控制栅206和所述衬底202均为半导体材料；
最后，对所述失效晶片进行观测，所述控制栅有损坏之处，所述栅氧化层有缺陷；所述控制栅没有损坏之处，所述栅氧化层完好。
图7为本发明对栅氧化层进行失效分析的方法的整个流程图。
可选的，对所述失效晶片的失效位置进行观测是利用扫描式电子显微镜进行的；图6为研磨后的栅氧化层204完好的晶片的截面图。具体的，参照图5所示，在所述控制栅206处能观测到控制栅缺陷206a，说明栅氧化层204存在缺陷；参照图6所示，如果控制栅206出不能观察到控制栅缺陷206a，则说明所述栅氧化层204完好。
本发明的对栅氧化层进行失效分析的方法，如果采用优选的研磨方法，即所述钻石砂纸从大号到小号选用和/或所述钻石砂纸的从表面粗燥度较大到粗糙度较小选用，可以均匀研磨所述衬底202，从而能使所有栅氧化层204的缺陷204a全部被保留，因此，可以同时检测到栅氧化层204的多个缺陷204a。
本发明的对栅氧化层进行失效分析的方法，不需要用聚焦离子束机台标记失效位置，节约了购买聚焦离子束机台的成本和标记时间；不需要多次使用扫描式显微镜观测研磨处理程度，也节约了购买扫描式显微镜的成本和多次观测时间。具体的，用现有技术对栅氧化层进行失效分析的方法，在晶片没有被处理失败的前提下，需要5个小时左右，而本发明只需要1.5小时左右，大大节约了时间。
本发明的对栅氧化层进行失效分析的方法，非常容易控制，造成失败的可能性很小，大大提高了失效分析的成功率。

Claims (10)

1.一种对栅氧化层进行失效分析的方法，包括：
用热凝胶将失效晶片倒贴在基片上，所述失效晶片包括衬底及衬底上的栅氧化层；
将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度或全部去除所述衬底；
用碱性溶液浸泡所述晶片表面；
对所述失效晶片进行观测，所述控制栅有损坏时，所述栅氧化层有缺陷；所述控制栅没有损坏时，所述栅氧化层完好。
2.如权利要求1所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，在所述基片上涂布所述热凝胶时，将所述热凝胶分成多个均匀的热凝胶点，以阵列方式均匀滴在所述基片上。
3.如权利要求2所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，将所述热凝胶以阵列方式均匀滴在所述基片上后，还包括：均匀转动所述基片，使所述热凝胶形成均匀的热凝胶层。
4.如权利要求3所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，用热凝胶将失效晶片倒贴在基片上，还包括：对所述基片和所述晶片施加均匀压力并对其加热，使两者粘合良好。
5.如权利要求1至4中任一项所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度时，残留衬底的厚度为大于等于10微米小于等于50微米。
6.如权利要求5所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度是用钻石砂纸进行研磨的，且所述钻石砂纸是从大号到小号选用。
7.如权利要求5所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，将所述失效晶片的衬底研磨至一定厚度是用钻石砂纸进行研磨的，且所述钻石砂纸是从表面粗燥度较大到粗糙度较小选用。
8.如权利要求6或7所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，所述碱性溶液为80摄氏度的胆碱水溶液。
9.如权利要求8所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，对所述失效晶片的失效位置进行观测是利用扫描式电子显微镜进行的。
10.如权利要求9所述的对栅氧化层进行失效分析的方法，其特征在于，所述衬底为半导体材料。
CN2009101946166A 2009-08-26 2009-08-26 对栅氧化层进行失效分析的方法 Active CN101996911B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101946166A CN101996911B (zh) 2009-08-26 2009-08-26 对栅氧化层进行失效分析的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101946166A CN101996911B (zh) 2009-08-26 2009-08-26 对栅氧化层进行失效分析的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101996911A true CN101996911A (zh) 2011-03-30
CN101996911B CN101996911B (zh) 2012-06-20

Family

ID=43786855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101946166A Active CN101996911B (zh) 2009-08-26 2009-08-26 对栅氧化层进行失效分析的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101996911B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103499476A (zh) * 2013-09-30 2014-01-08 上海华力微电子有限公司 一种在芯片失效分析过程中去除层次的方法
CN103926264A (zh) * 2014-03-04 2014-07-16 武汉新芯集成电路制造有限公司 栅氧化层失效点的定位方法
CN104201131A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 上海华力微电子有限公司 评估多晶硅栅极缺失缺陷的方法
CN104217973A (zh) * 2014-09-02 2014-12-17 上海华力微电子有限公司 检测多晶硅栅极氧化层缺失的方法
CN104795340A (zh) * 2015-04-13 2015-07-22 上海华力微电子有限公司 一种Flash产品的ONO薄膜缺陷的失效分析方法
CN104849643A (zh) * 2015-05-15 2015-08-19 上海华力微电子有限公司 一种提高芯片去层次时均匀度的方法
CN104916559A (zh) * 2014-03-10 2015-09-16 旺宏电子股份有限公司 结合实体坐标的位失效侦测方法
CN105092619A (zh) * 2014-05-21 2015-11-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种芯片失效分析方法
CN105784743A (zh) * 2014-12-24 2016-07-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 栅氧化层失效分析方法
CN111599708A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 长江存储科技有限责任公司 一种goi失效点的检测方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970007379A (ko) * 1995-07-19 1997-02-21 김주용 패턴층이 형성된 웨이퍼의 결함 다이 검사 방법
CN100361286C (zh) * 2004-03-26 2008-01-09 力晶半导体股份有限公司 半导体元件缺陷的检测方法

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103499476B (zh) * 2013-09-30 2015-12-02 上海华力微电子有限公司 一种在芯片失效分析过程中去除层次的方法
CN103499476A (zh) * 2013-09-30 2014-01-08 上海华力微电子有限公司 一种在芯片失效分析过程中去除层次的方法
CN103926264A (zh) * 2014-03-04 2014-07-16 武汉新芯集成电路制造有限公司 栅氧化层失效点的定位方法
CN103926264B (zh) * 2014-03-04 2016-03-02 武汉新芯集成电路制造有限公司 栅氧化层失效点的定位方法
CN104916559B (zh) * 2014-03-10 2017-11-03 旺宏电子股份有限公司 结合实体坐标的位失效侦测方法
CN104916559A (zh) * 2014-03-10 2015-09-16 旺宏电子股份有限公司 结合实体坐标的位失效侦测方法
CN105092619B (zh) * 2014-05-21 2017-09-26 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种芯片失效分析方法
CN105092619A (zh) * 2014-05-21 2015-11-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种芯片失效分析方法
CN104201131B (zh) * 2014-09-02 2017-03-08 上海华力微电子有限公司 评估多晶硅栅极氧化层缺失缺陷的方法
CN104217973B (zh) * 2014-09-02 2017-03-08 上海华力微电子有限公司 检测多晶硅栅极氧化层缺失的方法
CN104217973A (zh) * 2014-09-02 2014-12-17 上海华力微电子有限公司 检测多晶硅栅极氧化层缺失的方法
CN104201131A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 上海华力微电子有限公司 评估多晶硅栅极缺失缺陷的方法
CN105784743A (zh) * 2014-12-24 2016-07-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 栅氧化层失效分析方法
CN105784743B (zh) * 2014-12-24 2019-02-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 栅氧化层失效分析方法
CN104795340A (zh) * 2015-04-13 2015-07-22 上海华力微电子有限公司 一种Flash产品的ONO薄膜缺陷的失效分析方法
CN104795340B (zh) * 2015-04-13 2018-01-02 上海华力微电子有限公司 一种Flash产品的ONO薄膜缺陷的失效分析方法
CN104849643A (zh) * 2015-05-15 2015-08-19 上海华力微电子有限公司 一种提高芯片去层次时均匀度的方法
CN104849643B (zh) * 2015-05-15 2019-01-18 上海华力微电子有限公司 一种提高芯片去层次时均匀度的方法
CN111599708A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 长江存储科技有限责任公司 一种goi失效点的检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101996911B (zh) 2012-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101996911B (zh) 对栅氧化层进行失效分析的方法
JP4860113B2 (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
CN102253325A (zh) 一种芯片失效分析方法
CN109500663A (zh) 一种降低8英寸硅抛光片表面粗糙度的抛光工艺
US8375964B2 (en) Template cleaning method, system, and apparatus
CN104034568B (zh) 用于检测超薄硅晶圆亚表面损伤深度的试样制备方法
CN101271835A (zh) 制造半导体器件的方法及半导体制造设备
JPWO2006008824A1 (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JP2011124354A (ja) Ｓｏｉウェーハの検査方法
JP2007165706A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
TW200425310A (en) Method of preparing whole semiconductor wafer for analysis
WO2006036973A2 (en) Working surface cleaning system and method
CN101308778A (zh) 一种半导体芯片的减薄方法
JP2008098348A (ja) 半導体チップの検査方法
CN110571163B (zh) 晶圆键合工艺的气泡缺陷处理方法
US20100258143A1 (en) Scrubber clean before oxide chemical mechanical polish (cmp) for reduced microscratches and improved yields
JP2010239161A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
CN1077332C (zh) 用于半导体器件缺陷调查的试验片的制造方法
US20080153183A1 (en) Floating gate process methodology
CN103887147A (zh) 用于多晶硅化学机械研磨制程中缺陷检测晶圆的制作方法
CN107731746B (zh) 防止钨栓塞腐蚀的半导体特性分析方法
US7799655B2 (en) Method for evaluation of bonded wafer
CN112435961A (zh) 晶圆失效分析中的样品处理方法
CN104752246B (zh) 用于判定gox击穿失效的样品制备方法
CN112179915A (zh) 一种用于定位裸片内部损伤点的去除层次方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant