CN103325711A

CN103325711A - 检查填充工艺中空隙的方法

Info

Publication number: CN103325711A
Application number: CN2013102647331A
Authority: CN
Inventors: 徐灵芝; 张文广; 郑春生; 陈玉文
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明提出一种检查填充工艺中空隙的方法，对待测晶圆进行多次酸槽清洗处理，并在酸槽清洗后分别目检，检查所述待测晶圆表面是否存在空洞；若存在空洞，则对空洞进行分析，从而优化填充工艺，若多次目检之后均不存在空洞则无需对填充工艺进行优化；目检能够检查待测晶圆整个表面，且其成本低，耗时短，从而能够快速而又准确的检查出浅沟槽隔离氧化硅是否存在空洞。

Description

检查填充工艺中空隙的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种检查填充工艺中空隙的方法。

背景技术

随着半导体工艺的发展，半导体器件与器件之间的隔离技术采用目前较为流行的浅沟槽隔离。浅沟槽隔离一般先是在半导体衬底中形成较深的沟槽，接着使用填充工艺在沟槽中填充隔离材料（一般为氧化硅），从而起到隔离作用。45nm以上采用较为主流的高密度等离子体化学气相沉积（HDP CVD）在沟槽中填充氧化硅隔离材料，45nm以及以下采用HARP工艺填充氧化硅隔离材料。由于浅沟槽隔离沟槽深度较深，对于隔离材料的填充是否良好需要进行检查，若填充不良，则容易导致在浅沟槽隔离氧化硅中形成空洞（Void），若存在空洞，则需要查明形成空洞的原因，并对填充工艺进行相应的优化，使填充达到工艺要求。

现有技术中，检查填充工艺中空隙的方法为：提供浅沟槽隔离已经填充完成的晶圆10（如图1所示），取所述晶圆10中一块样品（如图1中阴影方块所示），对所述样品进行透射电子显微镜（TEM）切片来判断是否有空洞存在。

正如图1所示，所述晶圆10表面存在的空洞20是分散分布，选中的样品（如图1中）中不一定存在空洞20，即，其中一个样品中不存在空洞不能代表整个晶圆10都不存在空洞。也就无法正确客观的得出空洞是否存在，不能对填充工艺做出全面准确的判断；同时，由于TEM切片检查空洞时间周期较长，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检查填充工艺中空隙的方法，能够准确快速的检查浅沟槽隔离填充中是否存在空洞，便于对填充工艺进行优化处理。

为了实现上述目的，本发明提供一种检查填充工艺中空隙的方法，包括步骤：

第一步，提供待测晶圆，使用填充工艺在所述待测晶圆上完成浅沟槽隔离氧化硅填充且已经完成了化学机械抛光；

第二步，对待测晶圆的表面进行目检；

第三步，判断是否存在空洞；

第四步，若所述待测晶圆表面存在空洞，则分析空洞形态，对填充工艺进行优化；

第五步，若所述待测晶圆表面不存在空洞，则对晶圆进行多次酸槽清洗，每次酸槽清洗之后均跳回第二步进行循环；

第六步，若多次酸槽清洗之后目检所述待测晶圆表面不存在空洞，则无需对工艺进行优化。

进一步的，酸槽清洗次数为4次酸槽清洗。

进一步的，第一次酸槽清洗去除浅沟槽隔离氧化硅厚度范围是300埃-600埃。

进一步的，第二次酸槽清洗去除浅沟槽隔离氧化硅厚度范围是50埃-100埃。

进一步的，第三次酸槽清洗去除浅沟槽隔离氧化硅厚度范围是30埃-100埃。

进一步的，第四次酸槽清洗去除浅沟槽隔离氧化硅厚度范围是30埃-100埃。

进一步的，采用扫描式电子显微镜分析空洞形态。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：对待测晶圆进行多次酸槽清洗处理，并在酸槽清洗后分别目检，检查所述待测晶圆表面是否存在空洞；若存在空洞，则对空洞进行分析，从而优化填充工艺，若多次目检之后均不存在空洞则无需对填充工艺进行优化；目检能够检查待测晶圆整个表面，且其成本低，耗时短，从而能够快速而又准确的检查出浅沟槽隔离氧化硅是否存在空洞。

附图说明

图1为待测晶圆表面俯视图；

图2为检查填充工艺中空隙的方法的流程图；

图3为待测晶圆结构剖视图；

图4为多次酸槽清洗后待测晶圆结构剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的检查填充工艺中空隙的方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图2和图3，本实施例中，提出一种检查填充工艺中空隙的方法，包括：

S100：提供待测晶圆100，使用填充工艺在所述待测晶圆100上形成浅沟槽隔离氧化硅110；

S200：对待测晶圆100的表面进行目检；

在本实施例中，目检可以快速而且能够较快的检查出所述待测晶圆100的表面是否存在空洞，能够节约时间。

S300：判断是否存在空洞300；

由目检结果判断所述待测晶圆100是否存在空洞。

S400：若所述待测晶圆100表面存在空洞，则分析空洞形态，对填充工艺进行优化；

本实施例中，使用扫描式电子显微镜（TEM）分析空洞300的形态，判断形成空洞300的原因，并对填充工艺进行优化。

S500：若所述待测晶圆100表面不存在空洞，则对浅沟槽隔离氧化硅110进行多次酸槽清洗，每次酸槽清洗之后均跳回第二步进行循环；

在进行酸槽清洗之后，也就是说，在酸槽清洗去除一部分浅沟槽隔离氧化硅110之后，再对待测晶圆100进行目检，并且判断是否存在空洞。

S600：若多次酸槽清洗之后目检所述待测晶圆100表面不存在空洞300，则无需对工艺进行优化。

所述待测晶圆100上形成有介质层200，所述介质层200包括氧化硅，氮化硅，氧化硅（浅沟槽隔离氧化硅）；所述多次酸槽清洗次数为4次；第一次酸槽

第二次酸槽清洗去除一部分浅沟槽隔离氧化硅110，去除浅沟槽隔离氧化硅110的厚度范围是50埃-100埃，例如是80埃；此时，采用目检检测所述待测晶圆100表面是否存在空洞300，若存在，则采用扫描式电子显微镜（TEM）分析空洞300的形态，判断形成空洞300的原因，并对填充工艺进行优化；若没发现空洞300，则进行第三次酸槽清洗；

第四次酸槽清洗酸槽清洗，去除一部分浅沟槽隔离氧化硅110，去除浅沟槽隔离氧化硅110的厚度范围是30埃-100埃，例如是50埃；此时，采用目检检测所述待测晶圆100表面是否存在空洞300，若存在，则采用扫描式电子显微镜（TEM）分析空洞300的形态，判断形成空洞300的原因，并对填充工艺进行优化，如图3和图4所示，第一次目检所述待测晶圆100由于空洞300形成在浅沟槽隔离氧化硅110内部，并未被检测出，在进行多次酸槽清洗之后，去除一部分浅沟槽隔离氧化硅110之后便会使所述空洞300暴露出，从而目检所述待测晶圆能够发现；若进行多次酸槽清洗之后依旧没发现空洞300，则说明整个填充工艺符合要求，不需要进行改进。

综上，在本发明实施例提供的检查填充工艺中空隙的方法中，对待测晶圆进行多次酸槽清洗处理，并在酸槽清洗后分别目检，检查所述待测晶圆表面是否存在空洞；若存在空洞，则对空洞进行分析，从而优化填充工艺，若多次目检之后均不存在空洞则无需对填充工艺进行优化；目检能够检查待测晶圆整个表面，且其成本低，耗时短，从而能够快速而又准确的检查出浅沟槽隔离氧化硅是否存在空洞。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种检查填充工艺中空隙的方法，包括步骤：

第一步，提供待测晶圆，使用填充工艺在所述待测晶圆上形成浅沟槽隔离氧化硅；

第二步，对待测晶圆的表面进行目检；

第三步，判断是否存在空洞；

第五步，若所述待测晶圆表面不存在空洞，则对浅沟槽隔离氧化硅进行多次酸槽清洗，每次酸槽清洗之后均跳回第二步进行循环；

2.如权利要求1所述的检查填充工艺中空隙的方法，其特征在于，酸槽清洗次数为4次酸槽清洗。

3.如权利要求2所述的检查填充工艺中空隙的方法，其特征在于，第一次酸槽清洗去除浅沟槽隔离氧化硅厚度范围是300埃-600埃。

4.如权利要求2所述的检查填充工艺中空隙的方法，其特征在于，第二次酸槽清洗去除浅沟槽隔离氧化硅厚度范围是50埃-100埃。

5.如权利要求2所述的检查填充工艺中空隙的方法，其特征在于，第三次酸槽清洗去除浅沟槽隔离氧化硅厚度范围是30埃-100埃。

6.如权利要求2所述的检查填充工艺中空隙的方法，其特征在于，第四次酸槽清洗酸槽清洗，酸槽清洗去除浅沟槽隔离氧化硅厚度范围是30埃-100埃。

7.如权利要求1所述的检查填充工艺中空隙的方法，其特征在于，采用扫描式电子显微镜分析空洞形态。