[发明专利]栅结构上金属层的监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体晶圆验收测试(Wafer acceptance test：WAT)领域，尤其 涉及在晶圆验收测试中对栅结构上金属层的监控方法。

背景技术

WAT是测试晶圆上制作好的基本元件(例如，NMOS管、PMOS、双极晶 体管等有源元件)是否拥有正常工作能力的一项测试，它的测试对象是单一的 基本元件，通常在基本元件制造完成后进行，在WAT测试之后通常还存在进一 步的金属互连工序、芯片问题(chip problem：CP)测试、切片、封装等工序。 通常，晶圆的切割道上也制作有基本元件，切割道上的基本元件称作测试元件 (Test key)或测试结构(Test structure)。而WAT所测试的基本元件通常就是切 割道(Scribe line)上面的元件，这样不但可以有效利用晶圆上切割道的空间， 还可以经由测试切割道上的测试元件推测测试元件附近芯片元件的电性是否合 格。

栅结构是位于晶圆离子掺杂区，即N型离子注入区、P型离子注入区上， 由栅氧层和栅极层组成的堆栈结构。请参阅图1所示一种栅结构横跨N型离子 注入区和P型离子注入区的版图示意图。在实际的制作工艺中，首先是在晶圆 上制作图1所示的栅结构1；若要进行N型离子注入形成晶圆上N型离子注入 区，需将图1右边预形成或已形成的P型离子注入区用阻挡层覆盖上，以栅结 构为掩模进行N型离子注入；同理，若要进行P型离子注入形成晶圆上P型离 子注入区，需将图1左边预形成或已形成的N型离子注入区用阻挡层覆盖上， 以栅结构为掩模进行P型离子注入。

目前，阻挡层通常是采用光阻，以晶圆上未形成离子注入区的情况为例， 当形成N型离子注入区时，在预形成P型离子注入区表面覆盖光阻，之后以所 述光阻为掩膜进行N型离子注入，N型离子注入完毕后，去除覆盖在预形成P 型离子注入区表面的光阻；然后，在已形成的N型离子注入区表面覆盖光阻， 并进行P型离子的注入，P型离子注入完毕后，去除覆盖在N型离子注入区表 面的光阻。在N型离子注入区和P型离子注入区制作完成后，会在栅结构表面 形成用于制作金属硅化物的金属层(图中未示出)。P型离子注入区和N型离子 注入区交界处2在反复涂敷和去除光阻的过程中易出现光阻残余的现象，该光 阻的残余，会导致后续在栅结构上形成金属层时，交界处的栅结构表面难形成 金属层，使得制作在栅结构表面的金属层出现缺口的问题。

如图2透射电子显微(TEM)图中圈出的部分所示，N型离子注入区与P 型离子注入区交界处栅结构表面未形成金属层，出现了断开现象。金属层的断 开现象会引起后期制作的金属硅化物存在缺陷，导致栅结构方块电阻不符合要 求，降低制作的器件的良率。

目前WAT测试阶段中所包括的栅结构测试元件中栅结构并非横跨N型离子 注入区和P型离子注入区的栅结构，通常是在单一的掺杂区，N型离子注入区 或P型离子注入区。由于传统WAT不存在该类型的栅结构测试元件，因此无法 在WAT阶段对该类型栅结构表面金属层进行监控。在保证整个生产工艺产能条 件下，该栅结构表面金属层存在的缺陷通常只会在后期整个晶圆上芯片制作完 成后或封装后的测试中才被检测出，例如CP/封装测试检测出。由于栅结构表面 金属层早期不能检测出，这也会导致整个后期制作过程资源的浪费，增加了晶 圆上芯片的制作成本。

发明内容

本发明要解决的问题是：在WAT测试阶段，横跨N型离子注入区和P型离 子注入区的栅结构表面金属层质量无法监控。

为达到上述目的，本发明提供了一种栅结构上金属层的监控方法，它包括 以下步骤：

提供一种测试元件，所述测试元件包括N型离子注入区、P型离子注入区 和横跨所述N型离子注入区和P型离子注入区的栅结构，其中栅结构表面覆盖 有金属层。该测试元件制作在晶圆的切割道上。

测试覆盖有金属层的栅结构电性参数。

监控测试的栅结构电性参数是否符合标准栅结构电性参数，其中标准栅结 构电性参数为覆盖的金属层完整时所测出的栅结构电性参数。