一種溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路的高度集成，半導(dǎo)體器件尺寸不斷減小，短溝道效應(yīng)愈發(fā)顯著，對傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)提出了挑戰(zhàn)，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到半導(dǎo)體器件中。
[0003]目前，為了解決短溝道效應(yīng)的問題，提出了鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin-FET)的立體器件結(jié)構(gòu)，F(xiàn)in-FET是具有鰭型溝道結(jié)構(gòu)的晶體管，是目前半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展方向之一?？梢灶A(yù)見半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點將會發(fā)展到7nm，而在Fin-FET器件的基礎(chǔ)桑，將傳統(tǒng)的Si溝道替換為高遷移率的材料已成為下一代集成電路技術(shù)的重要選擇。在溝道替換工程中，通常地，將PM0S的Si溝道替換為Ge溝道；將NM0S的Si溝道替換為II1-V族的化合物溝道，如GaAs，InAs, InSb 等。
[0004]在Fin-FET的溝道替換工程中，通常包括以下步驟:首先，在襯底100上形成鰭(Fin) 110的溝道,并在鰭110之間填滿介質(zhì)材料120,參考圖1所示；而后，進行刻蝕，去除鰭110，從而形成開口 130，參考圖2所示；接著，在開口 130中外延出單晶的替換溝道140，如Ge等，參考圖3所示；而后，進行平坦化，參考圖4所示；最后，刻蝕掉部分厚度的介質(zhì)材料120，從而，在替換溝道間形成隔離結(jié)構(gòu)150，如圖5所示。
[0005]在替換溝道工藝中，刻蝕去除Fin之后，開口的深度以及開口中是否具有Si殘留等，對于后續(xù)外延形成替換溝道的厚度和質(zhì)量有著直接的影響，而刻蝕形成的開口的形狀通常為非規(guī)則的柱狀，無法通過常規(guī)直觀的光學(xué)手段進行監(jiān)控，最有效和直觀的方式就是通過掃描電子顯微鏡查看硅溝道在刻蝕后的橫截面，來確認是否具有Si殘留以及硅溝道深度。但這種方法對晶圓具有破壞性，并且反饋結(jié)果慢，無法直接用于量產(chǎn)時對制程的有效監(jiān)控。
[0006]為此，需要提出直觀的且適用于量產(chǎn)的快速監(jiān)測方法，以判斷溝道刻蝕工藝是否達到工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，提供一種溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法，適用于量產(chǎn)監(jiān)測，快速有效。
[0008]為此，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0009]一種溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法，包括:
[0010]提供去除鰭形成開口后的襯底的質(zhì)量目標值以及其容差范圍；
[0011]提供襯底，在襯底上形成鰭及鰭之間的介質(zhì)材料；
[0012]去除鰭，以形成開口 ；
[0013]獲得去除鰭后的襯底的質(zhì)量；
[0014]判斷該質(zhì)量是否在質(zhì)量目標值的容差范圍內(nèi)。
[0015]可選的，提供質(zhì)量目標值的步驟具體為:測量特定產(chǎn)品的襯底在去除鰭形成開口后的質(zhì)量，通過掃描電子顯微鏡分析該開口深度和/或開口內(nèi)是否有殘留物，確定該襯底的質(zhì)量為質(zhì)量目標值。
[0016]可選的，提供質(zhì)量容差值的步驟具體為:測量該特定產(chǎn)品的其他多批次襯底在去除鰭形成開口后的質(zhì)量，得到去除鰭形成開口后的質(zhì)量變化數(shù)據(jù)，以確定容差范圍。
[0017]此外，本發(fā)明還提供了一種溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法，包括:
[0018]提供去除鰭形成開口前、后的質(zhì)量差目標值以及其容差范圍；
[0019]提供襯底，在襯底上形成鰭及鰭之間的介質(zhì)材料，獲得該襯底的第一質(zhì)量；
[0020]去除鰭，以形成開口，獲得該襯底的第二質(zhì)量；
[0021]判斷第二質(zhì)量與第一質(zhì)量的質(zhì)量差是否在質(zhì)量差目標值的容差范圍內(nèi)。
[0022]可選的，提供質(zhì)量差目標值的步驟具體為:測量特定產(chǎn)品的襯底在去除鰭形成開口前、后的質(zhì)量，通過掃描電子顯微鏡分析該開口深度和/或開口內(nèi)是否有殘留物，確定該襯底在去除鰭形成開口前、后質(zhì)量差為質(zhì)量差目標值。
[0023]可選的，提供質(zhì)量差容差值的步驟具體為:測量該特定產(chǎn)品的其他多批次襯底在去除鰭形成開口前、后的質(zhì)量，得到去除鰭形成開口前、后的質(zhì)量差變化數(shù)據(jù)，以確定容差范圍。
[0024]本發(fā)明實施例提供的溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法，通過測量去除鰭形成開口之后的襯底的質(zhì)量，來間接監(jiān)測溝道刻蝕工藝是否達到要求，該方法直觀、快速并對晶圓沒有損傷，適用于量產(chǎn)時對源漏外延制程的有效監(jiān)測，以便有效控制后續(xù)外延形成替代溝道的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0026]圖1-5為源漏應(yīng)力工程工藝過程中的器件截面示意圖；
[0027]圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例一的溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法的流程示意圖；
[0028]圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例二的溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0030]在本發(fā)明中，提供的溝道刻蝕工藝的監(jiān)測方法，通過測量去除溝道形成開口之后的襯底的質(zhì)量，來間接監(jiān)測溝道刻蝕工藝是否達到要求，該直觀、快速并對晶圓沒有損傷，適用于量產(chǎn)時對源漏外延制程的有效監(jiān)測，以便有效控制后續(xù)外延形成替代溝道的質(zhì)量。
[0031]為了更好的理解本發(fā)明，以下將結(jié)合具體的實施例進行描述。
[0032]實施例一
[0033]以下將結(jié)合流程圖6詳細描述以去除溝道形成開口后的襯底的質(zhì)量為目標進行監(jiān)測的實施例。
[0034]首先，提供去除鰭形成開口后的襯底的質(zhì)量目標值以及其容差范圍。
[0035]在通常的溝道替換工藝中，首先，在襯底100上形成鰭110，并在鰭110之間填滿介質(zhì)材料120，參考圖1所示；而后，進行刻蝕，去除鰭110，從而形成開口 130，參考圖2所示。
[0036]在本發(fā)明實施例中，所述襯底，即晶片，可以為Si襯底、SOI (絕緣體上硅，SiliconOn Insulator)或其他半導(dǎo)體材料的襯底。在本實施例中，所述襯底為體硅襯底。
[0037]可以采用傳統(tǒng)的工藝在襯底上形成鰭，本實施例中，首先，在襯底上形成圖案化的硬掩膜(圖未示出)，在硬掩膜的掩蔽下進行刻蝕，以得到鰭，而后，進行介質(zhì)材料的填充，如二氧化硅，并進行平坦化，直至暴露出鰭，參考圖1所示。接著，進行選擇性的刻蝕，腐蝕去除鰭，還可以進一步腐蝕至襯底的一定深度，從而形成開口 130，以用于形成替代溝道，參考圖2所示。
[0038]在本實施例中，選擇特定型號產(chǎn)品的晶片為采樣襯底，并測量其在形成開口后的質(zhì)量，參考圖2所示的襯底的質(zhì)量。而后，