專利名稱：：檢測刻蝕液過濾器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝，尤其涉及一種檢測刻蝕液過濾器的方法。
背景技術(shù)：
：在眾多半導(dǎo)體工藝中，刻蝕是決定特征尺寸的核心工藝技術(shù)之一，刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕，濕法刻蝕在半導(dǎo)體工藝中得到廣泛應(yīng)用。從將硅錠切成半導(dǎo)體硅片開始，化學(xué)腐蝕機(jī)就被用來研磨和拋光，以獲得光學(xué)級的平整和無損的表面。在熱氧化和外延生長之前，要對半導(dǎo)體硅片進(jìn)行化學(xué)清洗以除去操作和貯存過程帶來的污染。濕法刻蝕特別適用于多晶硅、氧化物、氮化物和金屬的表面刻蝕，在當(dāng)前半導(dǎo)體工藝中，濕法刻蝕的一個非常重要的應(yīng)用便是在晶片雙柵氧化物工藝中的刻蝕，包括高壓柵極預(yù)刻蝕(清除之前制程氧化層，如犧牲氧化層等)、高壓柵的濕法刻蝕(去除特定區(qū)域高壓柵氧化層，生長低壓柵氧化層)、低壓柵的預(yù)清洗等，這些制程對MOS工藝來說非常重要，將直接決定器件的電學(xué)性質(zhì)，因此有必要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。濕法刻蝕的機(jī)理涉及三個基本階段反應(yīng)物通過擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)椒磻?yīng)表面，化學(xué)反應(yīng)在此表面發(fā)生，然后通過擴(kuò)散將反應(yīng)生成物從表面移除。腐蝕液的(攪拌)循環(huán)和溫度將影響腐蝕速率(單位時間內(nèi)通過刻蝕去除的薄膜量)。在集成電路工藝中，大多數(shù)濕法刻蝕是將硅片浸入化學(xué)溶液或向硅片上噴灑刻蝕溶劑，對于浸入式刻蝕，是將硅片浸入化學(xué)溶劑，通常需要攪拌(循環(huán))來保證刻蝕過程以一致和恒定的速率進(jìn)行，同時會對使用的化學(xué)液進(jìn)行過濾，以去除化學(xué)液中的顆粒、氣泡、反應(yīng)附產(chǎn)物等，以保持化學(xué)液的穩(wěn)定性。如果化學(xué)液過濾器存在老化的現(xiàn)象，則其中過濾出來的化學(xué)液就會有過多的顆粒、氣泡、反應(yīng)附產(chǎn)物等殘留?；瘜W(xué)液中存在過多的顆?？梢酝ㄟ^后續(xù)工藝檢測到，并且有辦法加以去除，然而殘留的小氣泡在刻蝕過程中，雖然對氧化物刻蝕過程的影響不大，但是，在過刻蝕工藝中，由于小氣泡中含有氧氣，氧氣會和襯底中的硅發(fā)生反應(yīng)，生成氧化物，并在過刻蝕工藝中被刻蝕掉，而沒有和氧氣反應(yīng)的襯底硅則不會被刻蝕掉，這樣便容易造成晶片表面的凹凸不平，若是在凹凸不平的晶片上繼續(xù)生長柵極氧化層，這種凹凸不平的影響便會被放大，造成下一步驟的氧化膜質(zhì)量和厚度偏離正常值，直接影響到產(chǎn)品的電性測試參數(shù)，如開啟電壓、飽和漏電流等，而電性測試參數(shù)的變化越大，也就意味著產(chǎn)品的良率損失越大，通俗來講，就是產(chǎn)品報廢的比例越大，圖1是電性測試參數(shù)和產(chǎn)品的良率損失的關(guān)系圖，電性測試參數(shù)為3.3VNMOS器件的開啟電壓，從圖l可以比較明顯的看出，隨著開啟電壓的增大，產(chǎn)品的良率損失也越來越大，即產(chǎn)品的良率越來越低，因此，及時的監(jiān)測過濾器的老化對于刻蝕工藝有著很重要的意義。目前，用于檢測化學(xué)液刻蝕速率的方法是九點測定法，首先采用一平板晶片，晶片上已淀積一層氧化膜，選取9個點測量淀積了氧化膜的晶片的厚度，然后將晶片浸入化學(xué)液中，經(jīng)過一定時間后取出，再次測量所選取的9個點所對應(yīng)的刻蝕后的晶片的厚度，結(jié)合之前的測量值計算出厚度差，最后結(jié)合刻蝕的時間，計算出化學(xué)液每分鐘的刻蝕速率和均勻度。一般選取的九點是均勻分布在平板晶片上的，如圖2所示，圖2中的9個點為測試點，均勻度表征的是各點刻蝕速率之間的差異。在九點測定法中，采用的氧化膜厚度一般比較厚，而且，刻蝕后的氧化膜不會被刻蝕完全，一般都會有剩余，這樣，無法刻蝕到襯底硅，也就無法檢測出化學(xué)液中是否帶有小氣泡，即無法檢測出過濾器是否老化，這些漏檢的老化過濾器用于單純的刻蝕情況還好，若是中間夾雜了過刻蝕的情況，則晶片的表面就會變得凹凸不平，為晶片的后續(xù)生長埋下了隱患。由于在半導(dǎo)體制造工藝中，過刻蝕是很普遍采用的一種刻蝕過程，再加上化學(xué)液所用的過濾器長期在液壓下工作，也容易老化，因此，如何監(jiān)控過濾器老化已經(jīng)是一件很重要的事情，然而現(xiàn)有的九點測定法卻很難及時的通過監(jiān)控化學(xué)液刻蝕速率及均勻度來發(fā)現(xiàn)這一過濾器老化的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在正常監(jiān)控方法無法檢測過濾器是否老化的問題，本發(fā)明提供一種能夠準(zhǔn)確檢測出過濾器是否老化的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種檢測刻蝕液過濾器的方法，包括以下步驟在覆蓋一層均勻氧化物薄膜的晶片上選定多個點；測量所述晶片在所述多個點處的初始厚度；對所述晶片進(jìn)行工藝處理；測量所述晶片在所述多個點處的殘留厚度；計算各個點處的初始厚度與殘留厚度的差值以及這些差值的標(biāo)準(zhǔn)方差，將所述標(biāo)準(zhǔn)方差與一標(biāo)準(zhǔn)值做比較，若大于標(biāo)準(zhǔn)值，檢測結(jié)果不合格，說明過濾器老化嚴(yán)重要更換所述過濾器，若小于標(biāo)準(zhǔn)值，檢測結(jié)果合格；所述工藝處理為過刻蝕處理。可選的，所述氧化物的厚度小于100納米?？蛇x的，所述點的數(shù)量至少為40個?？蛇x的，所述點均勻分布于所述晶片上。可選的，所述標(biāo)準(zhǔn)值為O.3?？蛇x的，所述過刻蝕處理中所用化學(xué)溶液為BOE或HF。本發(fā)明檢測刻蝕液過濾器的方法的有益技術(shù)效果為本發(fā)明在原有檢測方法的基礎(chǔ)上，將刻蝕處理更換為過刻蝕處理，從而使得整個檢測方法能夠檢測到過濾器的老化與否，為在過濾器老化的情況下，及時更換過濾器提供了依據(jù)，減少了次品的產(chǎn)生，保證了產(chǎn)品的合格率，另外，本發(fā)明增加了晶片上測量的點數(shù)，進(jìn)一步的提高了測量的精度，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。圖1為產(chǎn)品良率損失和電性測試參數(shù)的關(guān)系圖；圖2為九點測試法的點在晶片上的分布示意圖；圖3為本發(fā)明監(jiān)控刻蝕液所用過濾器的方法的流程示意圖；圖4為本發(fā)明監(jiān)控刻蝕液所用過濾器的方法選取的點在晶片上的分布示意圖。具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的監(jiān)控刻蝕液所用過濾器的方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。由于現(xiàn)有檢測方法不能檢測過濾器是否老化，因此，本發(fā)明提出一種新的檢測方4法，用于檢測過濾器老化的問題，請參考圖3，圖3為本發(fā)明監(jiān)控刻蝕液所用過濾器的方法的流程示意圖，包括步驟111:在覆蓋一層均勻氧化物薄膜的晶片上選定多個點，所述氧化物不宜太厚，一般在100納米以下，這是為了后面的過刻蝕監(jiān)控工藝考慮的，若厚度太厚，過刻蝕的監(jiān)控工藝過程則時間會比較長，影響正常生產(chǎn)，另外，在晶片上選定的點在40個以上，至少為40個，而且平均分布在晶片上，如圖4所示，這是為了后面步驟測量晶片表面凹凸不平時考慮的，點若太少或者分布不均勻，則會導(dǎo)致有些凹凸不平的部位檢測不到，影響檢測的精度。步驟112:測量所述晶片在所述多個點處的厚度，選定多少點，則測量多少個點，這個過程的結(jié)果是提供一個晶片在處理之前的初始厚度值，根據(jù)這個初始厚度值，選定過刻蝕工藝條件，另外，在晶片被處理前，晶片應(yīng)該是平整的，各個點的厚度應(yīng)該是相同的，但是為了精度考慮，還是選擇每個點的厚度都測量。步驟113:對所述晶片進(jìn)行工藝處理，所述工藝處理為過刻蝕處理，所用刻蝕的化學(xué)溶液為BOE(緩沖蝕刻液)或HF(氫氟酸)，所述B0E是HF與NH4F(氟化銨)依照1:4的比例制成，按照比例1:IO，或者比例i:130，i:200，i:soo都可以，冊為主要的蝕刻液，朋/則作為緩沖劑使用，利用nh4f固定氫離子的濃度，使之保持一定的蝕刻速率，比如晶片上的氧化物薄膜的厚度為45納米，處理過程中設(shè)定刻蝕的厚度大概在55納米左右，刻蝕的厚度是通過選擇刻蝕時間來確定的，刻蝕的厚度和刻蝕的時間成正比，另外，當(dāng)用HF作為刻蝕的化學(xué)溶液時，其體積濃度一般小于50%，比如10%、20%或者40%，經(jīng)過這個步驟，晶片表面的氧化物薄膜理應(yīng)完全被刻蝕了，留下的是不和刻蝕溶液反應(yīng)的襯底硅，如果化學(xué)液是理想的化學(xué)液，經(jīng)過過刻蝕處理后，其表面應(yīng)該是平整的，滿足設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值，若是由于過濾器老化，導(dǎo)致刻蝕溶液中含有的氣泡無法去除，則小氣泡中的氧氣會附著于晶片表面，并和襯底中的硅發(fā)生反應(yīng)，生成氧化物，使得生成的氧化物被刻蝕掉，而沒有和氧氣反應(yīng)的襯底硅則被存留下來，這樣便容易造成晶片表面的凹凸不平。步驟114:測量所述晶片在所述多個點處的殘留氧化膜厚度，測量點和步驟112相同。步驟115:計算各個點處的初始厚度與殘留厚度的差值以及這些差值的標(biāo)準(zhǔn)方差，步驟116:與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值做比較，步驟117:若大于標(biāo)準(zhǔn)值，表明檢測不合格，過濾器存在老化現(xiàn)象，需更換所述過濾器，步驟118:若小于等于標(biāo)準(zhǔn)值，表明檢測合格。根據(jù)步驟112和步驟114所測量得出的結(jié)果，求得每點的厚度差，然后，求出厚度差的平均值，即把所有的厚度差加起來除以測量的點的數(shù)量，然后，求得每個點和平均值的差值，再將所有差值的平方值相加，相加的總和除以測量的點的數(shù)量，所得值即為標(biāo)準(zhǔn)方差，標(biāo)準(zhǔn)方差是度量刻蝕均勻度的一個值，一般采用的標(biāo)準(zhǔn)值為0.3，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)方差大于0.3時，則說明晶體表面凹凸不平的情況很嚴(yán)重，已經(jīng)能夠影響到器件的良率，那么則需要更換過濾為。下面結(jié)合一具體實施例的檢測數(shù)據(jù)來說明本發(fā)明的技術(shù)效果。本實施例中晶片上的氧化物薄膜的厚度為45納米，過刻蝕設(shè)定的厚度為55納米，參見如下表1和表2，表1是用本發(fā)明提供的檢測方法得出的3次檢測結(jié)果，由于3次檢測結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)方差都大于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值0.3，因此，更換了過濾器，表2則是更換過濾器之后的2次檢測值，檢測結(jié)果顯示，標(biāo)準(zhǔn)方差都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值，因此也可以推斷，之前標(biāo)準(zhǔn)方差過大的原因是由于過濾器老化，導(dǎo)致過濾性能下降引起的，而更換過濾器之后，標(biāo)準(zhǔn)方差大大減小，但是仍然不為零，這是因為刻蝕過程中還有其他的不穩(wěn)定因素的存在，比如刻蝕液的溫度和濃度不絕對均勻等，只有以后通過不斷的更新刻蝕的工藝來加以改善，但是在這樣的情況下不會影響到器件的良率，還是可以接受的。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。權(quán)利要求一種檢測刻蝕液過濾器的方法，包括以下步驟S1在覆蓋一層均勻氧化物薄膜的晶片上選定多個點；S2測量所述晶片在所述多個點處的初始厚度；S3對所述晶片進(jìn)行工藝處理；S4測量所述晶片在所述多個點處的殘留厚度；S5計算各個點處的初始厚度與殘留厚度的差值以及這些差值的標(biāo)準(zhǔn)方差，將所述標(biāo)準(zhǔn)方差與一標(biāo)準(zhǔn)值做比較，若大于標(biāo)準(zhǔn)值，檢測結(jié)果不合格，說明過濾器老化嚴(yán)重要更換所述過濾器，若小于標(biāo)準(zhǔn)值，檢測結(jié)果合格；其特征在于所述工藝處理為過刻蝕處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種檢測刻蝕液過濾器的方法，其特征在于所述氧化物薄膜的厚度小于100納米。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種檢測刻蝕液過濾器的方法，其特征在于所述點的數(shù)量至少為40個。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種檢測刻蝕液過濾器的方法，其特征在于所述點均勻分布于所述晶片上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種檢測刻蝕液過濾器的方法，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)值為0.3。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種檢測刻蝕液過濾器的方法，其特征在于所述過刻蝕處理中所用的化學(xué)溶液為BOE或HF。全文摘要本發(fā)明提供了一種檢測刻蝕液過濾器的方法，包括在覆蓋一層均勻氧化物薄膜的晶片上選定多個點；測量所述晶片在所述多個點處的初始厚度；對所述晶片進(jìn)行過刻蝕處理；測量所述晶片在所述多個點處的殘留厚度；計算各個點處的初始厚度與殘留厚度的差值并計算這些差值的標(biāo)準(zhǔn)方差，將所述標(biāo)準(zhǔn)方差與標(biāo)準(zhǔn)值做比較，若大于標(biāo)準(zhǔn)值，表明檢測結(jié)果不合格，需要更換所述過濾器，若小于標(biāo)準(zhǔn)值，表明檢測結(jié)果合格，本發(fā)明能夠檢測到過濾器的老化與否，為在過濾器老化的情況下，及時更換過濾器提供了判定依據(jù)，減少了由于過濾器老化而導(dǎo)致的次品的產(chǎn)生，保證了產(chǎn)品的合格率。文檔編號G01N15/08GK101769848SQ200810204980公開日2010年7月7日申請日期2008年12月30日優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日發(fā)明者王瑞明,趙建方,魏廣升,黃海英申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司