用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的介电薄膜的针孔评估方法技术

本发明专利技术通常有关于测量针孔的确认方法。在一方面，提供了在叠层中测量针孔的方法，所述叠层例如是薄膜晶体管叠层。所述方法可包括形成有源层于基板的沉积表面上、形成介电层于有源层之上、传送蚀刻剂于至少所述介电层，以蚀刻介电层与形成于介电层中的任何的针孔两者，以及使用有源层对蚀刻过的介电层的针孔密度进行光学测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的介电薄膜的针孔评估 方法 背景 领域 本专利技术的实施例通常有关于一种用于评估薄膜晶体管（TFT)结构中的介电薄膜 的针孔的方法。 相关技术描述 近年来，在薄膜晶体管（ThinFilmTransistor，TFT)与具有此种薄膜晶体管的装 置（例如是平板显示器（flatpaneldisplay)、所有种类的集成电路与用于机械开关与继 电器（relays)的取代物）的关注已日渐增加。对于装置的稳定度与可重复性而言，许多薄 膜晶体管（例如是金属氧化物半导体薄膜晶体管）对于氢气、氧气与水是非常敏感的。 对于装置的稳定度与可重复性而言，金属氧化物半导体薄膜晶体管对于氢气与水 是非常敏感的。有源层（亦即金属氧化物半导体层）应通过蚀刻停止层（ESoretchstop layer)(例如是用于蚀刻停止式薄膜晶体管（etchstop-TFTs))，以及用于背通道蚀刻式薄 膜晶体管（backchanneletchTFT)(例如是BCETFT)的纯化层（passivationlayer)，在 薄膜晶体管的工艺期间及/或工艺之后受到保护。一般相信介电层的针孔是氢气及/或水 穿透的主要路径。一般相信介电层中的针孔允许水和氢气穿过蚀刻停止层及/或钝化层而 到达有源层（亦即金属氧化物半导体）。 为了侦测钝化层中针孔的形成，在氢氟酸（HF)蚀刻介电层之后已使用扫描式电 子显微镜（scanningelectronmicroscope,SEM)在数个点进行研究。扫描式电子显微镜 的研究使用集中的高能量电子束来产生多种的信号，以产生物质的表面的高倍率的影像， 此物质例如是钝化层。然而，扫描式电子显微镜的研究具有一些不易克服的缺陷。首先，由 于扫描式电子显微镜通常应用于高倍率，使用扫描式电子显微镜观察大范围的薄膜较为困 难。其次，扫描式电子显微镜无法分辨薄膜中的针孔以及蚀刻后的海绵状多孔薄膜之间的 差异。 因此，现今需要用于确定针孔形成的改善的方法。 概要 本专利技术通常有关于薄膜晶体管（TFT)中介电薄膜的针孔的评估方法。在一个实施 例中，一种分析装置的方法可包括形成有源层于基板的沉积表面上；形成介电层于有源层 之上；蚀刻至少所述介电层，来去除介电层的至少40%，以产生蚀刻过的介电层；以及使用 有源层对蚀刻过的介电层的针孔密度进行光学测量。 在另一实施例中，一种侦测针孔的方法可包括：设置基板于工艺腔室中；传送含 卤素的蚀刻剂（halogen-containingetchant)至介电层，以将介电层的厚度蚀刻至约等同 于有源层的厚度，其中有源层的多个部分暴露于含卤素的蚀刻剂；蚀刻有源层的所述暴露 的部分，创造出一或多个空隙区域；以及检验基板的有源层中的所述空隙区域，所述空隙区 域中的每一个对应于介电层中的针孔。基板可包括：有源层；以及介电层，所述介电层具有 厚度。 在另一实施例中，一种分析装置的方法可包括：设置基板于工艺腔室中，所述基板 具有沉积表面；形成铟镓锌氧化物有源层（IGZOactivelayer)于沉积表面上，铟镓锌氧化 物层被沉积至第一厚度；形成氧化硅层于铟镓锌氧化物有源层之上，所述氧化硅层被沉积 至第二厚度；传送包括氢氟酸的蚀刻剂至氧化硅层，蚀刻剂去除氧化硅层的第二厚度的约 50%，其中铟镓锌氧化物有源层的多个部分暴露于蚀刻剂；蚀刻铟镓锌氧化物有源层的所 述暴露的部分，以产生一或多个空隙区域；以及检验基板的所述空隙区域，所述空隙区域通 过在所述铟镓锌氧化物有源层中的蚀刻剂所形成，所述空隙区域中的每一个对应于氧化硅 层中的针孔。 附图简述 为了对本专利技术的上述特征可有更佳的了解，可以参阅实施例对上文概要描述的本 专利技术进行更具体的描述，部分实施例在附图中示出。应注意的是，虽然附图仅绘示本专利技术的 典型的实施例，然并不应被认为是用以限定本专利技术的范畴，本专利技术可承认其它相同效果的 实施例。 图1绘示根据一实施例的工艺腔室的剖面图。 图2绘示根据一实施例的薄膜晶体管装置的示意图。 图3绘示根据一实施例的用于侦测针孔的方法的框图。 图4A至图4C绘不根据一实施例的使用针孔确认方法处理基板的不意图。 图5绘示根据一实施例的处理一基板的方法。 为了帮助理解，附图中尽可能地使用相同附图标记来表示对于各图而言通用的相 同元件。应思及的是，一个实施例中所揭露的元件和特征可能有效地使用于其它实施例中， 并不需再特别描述。 详细描述 本文所述的实施例一般有关于薄膜晶体管（TFT)中的介电薄膜的针孔（pinhole) 的评估方法。没有针孔的氧化硅层（SiOxlayer)对于金属氧化物薄膜晶体管的完整性来说 至为关键，且应进行评估。本专利技术提出使用创新的铟镓锌氧化物/氧化硅（IGZ0/Si0x)双层 结构的湿蚀刻 / 光学微结构检查（wetetching/opticalmicrostructuralinspection)。 通过使用本文所述的实施例，由于有源层（activelayer)的优先蚀刻，介电层中 的针孔可以被可视地（visibly)侦测到。介电层中的针孔在湿蚀刻之后变为形状清晰且更 大，这是由于薄膜的针孔区域是多孔性的，且薄膜的针孔区域相较于介电薄膜中其它没有 针孔的区域并不致密。湿蚀刻（例如是氢氟酸（hydrofluoricacid)蚀刻）可有效地蚀刻 大部分的介电薄膜（例如是Si0x薄膜）。在湿蚀刻进行了足够的时间或足够的表面区域去 除的情况下，多孔性区域中在沉积的层的厚度方向上与在针孔的侧壁方向上都将被蚀刻， 然而对于其它没有针孔的区域将仅有在厚度方向上均匀地进行蚀刻。对介电薄膜的多孔性 区域的针孔进行额外的蚀刻，可允许氢氟酸到达例如是金属氧化物层的有源层。有源层相 较于介电层通常较易于受到氢氟酸与其它酸类的影响。如此，通过氢氟酸，有源层被蚀刻地 更加快速。在氢氟酸湿蚀刻后，有源层中所产生的空隙区域是比介电薄膜的真实的针孔尺 寸更宽的区域。蚀刻过的空隙区域易于利用标准的光学装置（例如是光学显微镜）观察到， 因此使得对于有缺陷的装置的确认相较于通过目前的扫描式电子显微镜的方法更为实际。 关于本专利技术所述的实施例可参照下列附图来更清楚地理解。 图1是可用于进行本专利技术所述的操作的工艺腔室的示意性剖面图。此设备包括 腔室100,在所述腔室中一或多个膜可以沉积于基板120上。腔室100通常包括壁102、 底部104,及喷头（showerhead) 106,由所述壁102、底部104,及喷头106界定出处理空间 (processvolume)。基板支撑件118配置于所述处理空间之内。处理空间通过长条阀开 口（slitvalveopening) 108与外部相通，使得基板120可传送至腔室100内及传送出 腔室100外。基板支撑件118可耦接于致动器116,以升高及降低基板支撑件118。举栓 (liftpin) 122可移动地设置贯穿基板支撑件118,以移动基板至基板接收表面（substrate receivingsurface)且自基板接收表面移动基板。基板支撑件118亦可包括加热及/或冷 却元件124,以保持基板支撑件118于所需的温度。基板支撑件118还可包括射频返回带 (RFreturnstrap) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析装置的方法，包括：形成有源层于基板的沉积表面上；形成介电层于所述有源层之上；蚀刻至少所述介电层，来去除所述介电层的至少40％，以产生蚀刻过的介电层；以及使用所述有源层对所述蚀刻过的介电层的针孔密度进行光学测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：任东吉，元泰景，SM·赵，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US