專利名稱：：檢測刻蝕液過濾器的方法
技術領域：
：本發明涉及一種半導體工藝，尤其涉及一種檢測刻蝕液過濾器的方法。
背景技術：
：在眾多半導體工藝中，刻蝕是決定特征尺寸的核心工藝技術之一，刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕，濕法刻蝕在半導體工藝中得到廣泛應用。從將硅錠切成半導體硅片開始，化學腐蝕機就被用來研磨和拋光，以獲得光學級的平整和無損的表面。在熱氧化和外延生長之前，要對半導體硅片進行化學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，在當前半導體工藝中，濕法刻蝕的一個非常重要的應用便是在晶片雙柵氧化物工藝中的刻蝕，包括高壓柵極預刻蝕(清除之前制程氧化層，如犧牲氧化層等)、高壓柵的濕法刻蝕(去除特定區域高壓柵氧化層，生長低壓柵氧化層)、低壓柵的預清洗等，這些制程對MOS工藝來說非常重要，將直接決定器件的電學性質，因此有必要進行嚴格的監控。濕法刻蝕的機理涉及三個基本階段反應物通過擴散運輸到反應表面，化學反應在此表面發生，然后通過擴散將反應生成物從表面移除。腐蝕液的(攪拌)循環和溫度將影響腐蝕速率(單位時間內通過刻蝕去除的薄膜量)。在集成電路工藝中，大多數濕法刻蝕是將硅片浸入化學溶液或向硅片上噴灑刻蝕溶劑，對于浸入式刻蝕，是將硅片浸入化學溶劑，通常需要攪拌(循環)來保證刻蝕過程以一致和恒定的速率進行，同時會對使用的化學液進行過濾，以去除化學液中的顆粒、氣泡、反應附產物等，以保持化學液的穩定性。如果化學液過濾器存在老化的現象，則其中過濾出來的化學液就會有過多的顆粒、氣泡、反應附產物等殘留。化學液中存在過多的顆粒可以通過后續工藝檢測到，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生反應，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量和厚度偏離正常值，直接影響到產品的電性測試參數，如開啟電壓、飽和漏電流等，而電性測試參數的變化越大，也就意味著產品的良率損失越大，通俗來講，就是產品報廢的比例越大，圖1是電性測試參數和產品的良率損失的關系圖，電性測試參數為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，產品的良率損失也越來越大，即產品的良率越來越低，因此，及時的監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液中，經過一定時間后取出，再次測量所選取的9個點所對應的刻蝕后的晶片的厚度，結合之前的測量值計算出厚度差，最后結合刻蝕的時間，計算出化學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，為晶片的后續生長埋下了隱患。由于在半導體制造工藝中，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，如何監控過濾器老化已經是一件很重要的事情，然而現有的九點測定法卻很難及時的通過監控化學液刻蝕速率及均勻度來發現這一過濾器老化的問題。
發明內容為了克服現有技術中存在正常監控方法無法檢測過濾器是否老化的問題，本發明提供一種能夠準確檢測出過濾器是否老化的方法。為了實現上述目的，本發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準方差，將所述標準方差與一標準值做比較，若大于標準值，檢測結果不合格，說明過濾器老化嚴重要更換所述過濾器，若小于標準值，檢測結果合格；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。可選的，所述點的數量至少為40個。可選的，所述點均勻分布于所述晶片上。可選的，所述標準值為O.3。可選的，所述過刻蝕處理中所用化學溶液為BOE或HF。本發明檢測刻蝕液過濾器的方法的有益技術效果為本發明在原有檢測方法的基礎上，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，減少了次品的產生，保證了產品的合格率，另外，本發明增加了晶片上測量的點數，進一步的提高了測量的精度，保證了結果的準確性。圖1為產品良率損失和電性測試參數的關系圖；圖2為九點測試法的點在晶片上的分布示意圖；圖3為本發明監控刻蝕液所用過濾器的方法的流程示意圖；圖4為本發明監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合附圖和具體實施方式對本發明的監控刻蝕液所用過濾器的方法作進一步的詳細說明。由于現有檢測方法不能檢測過濾器是否老化，因此，本發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為本發明監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控工藝考慮的，若厚度太厚，過刻蝕的監控工藝過程則時間會比較長，影響正常生產，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，這個過程的結果是提供一個晶片在處理之前的初始厚度值，根據這個初始厚度值，選定過刻蝕工藝條件，另外，在晶片被處理前，晶片應該是平整的，各個點的厚度應該是相同的，但是為了精度考慮，還是選擇每個點的厚度都測量。步驟113:對所述晶片進行工藝處理，所述工藝處理為過刻蝕處理，所用刻蝕的化學溶液為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，當用HF作為刻蝕的化學溶液時，其體積濃度一般小于50%，比如10%、20%或者40%，經過這個步驟，晶片表面的氧化物薄膜理應完全被刻蝕了，留下的是不和刻蝕溶液反應的襯底硅，如果化學液是理想的化學液，經過過刻蝕處理后，其表面應該是平整的，滿足設定的標準值，若是由于過濾器老化，導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，并和襯底中的硅發生反應，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準方差，步驟116:與設定的標準值做比較，步驟117:若大于標準值，表明檢測不合格，過濾器存在老化現象，需更換所述過濾器，步驟118:若小于等于標準值，表明檢測合格。根據步驟112和步驟114所測量得出的結果，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量，所得值即為標準方差，標準方差是度量刻蝕均勻度的一個值，一般采用的標準值為0.3，當標準方差大于0.3時，則說明晶體表面凹凸不平的情況很嚴重，已經能夠影響到器件的良率，那么則需要更換過濾為。下面結合一具體實施例的檢測數據來說明本發明的技術效果。本實施例中晶片上的氧化物薄膜的厚度為45納米，過刻蝕設定的厚度為55納米，參見如下表1和表2，表1是用本發明提供的檢測方法得出的3次檢測結果，由于3次檢測結果的標準方差都大于設定的標準值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，檢測結果顯示，標準方差都遠遠小于設定的標準值，因此也可以推斷，之前標準方差過大的原因是由于過濾器老化，導致過濾性能下降引起的，而更換過濾器之后，標準方差大大減小，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>雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬
技術領域：
中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。權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準方差，將所述標準方差與一標準值做比較，若大于標準值，檢測結果不合格，說明過濾器老化嚴重要更換所述過濾器，若小于標準值，檢測結果合格；其特征在于所述工藝處理為過刻蝕處理。2.根據權利要求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.根據權利要求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量至少為40個。4.根據權利要求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.根據權利要求1所述一種檢測刻蝕液過濾器的方法，其特征在于所述標準值為0.3。6.根據權利要求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溶液為BOE或HF。全文摘要本發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準方差，將所述標準方差與標準值做比較，若大于標準值，表明檢測結果不合格，需要更換所述過濾器，若小于標準值，表明檢測結果合格，本發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，減少了由于過濾器老化而導致的次品的產生，保證了產品的合格率。文檔編號G01N15/08GK101769848SQ200810204980公開日2010年7月7日申請日期2008年12月30日優先權日2008年12月30日發明者王瑞明,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