DE19927527A1 - Verfahren zur naßchemischen Behandlung einer Halbleiterscheibe - Google Patents
Verfahren zur naßchemischen Behandlung einer HalbleiterscheibeInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur naßchemischen Behandlung einer Halbleiterscheibe in einem Behälter, bei dem die Halbleiterscheibe mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird, in der sehr kleine Gasbläschen dispergiert sind. Zum Transport der Flüssigkeit werden zwei Kreisläufe eingerichtet, ein erster Kreislauf zwischen einem Vorratstank und dem Behälter, um die Flüssigkeit vom Vorratstank in den Behälter zu transportieren, und ein zweiter Kreislauf vom Vorratstank in den Vorratstank zurück, um die Flüssigkeit auf dem Weg zurück in den Vorratstank mit einem Gas anzureichern, so daß die Gasbläschen entstehen können.
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur naßchemischen
Behandlung einer Halbleiterscheibe in einem Behälter, bei dem
die Halbleiterscheibe mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht
wird, in der sehr kleine Gasbläschen dispergiert sind.
Bei der naßchemischen Behandlung von Halbleiterscheiben mit ei
ner Flüssigkeit ist in der Regel das Erfordernis zu erfüllen,
daß die Flüssigkeit gleichmäßig auf die Oberfläche der Halblei
terscheibe einwirkt. Dieses Erfordernis steht insbesondere beim
naßchemischen Ätzen einer Halbleiterscheibe im Vordergrund. Da
Halbleiterscheiben zweckmäßigerweise nicht einzeln, sondern im
Paket (batch) geätzt werden, ist es schwierig, ein gleichmäßi
ges Einwirken des Ätzmittels an jedem Ort der Oberfläche der
Halbleiterscheibe zu erreichen. Ein ungleichmäßiger Ätzabtrag
wird beim Vergleich von Meßwerten, die die Ebenheit der Halb
leiterscheibe beschreiben und die vor und nach dem Ätzen ermit
telt werden, sofort offenkundig.
In der EP-625 795 B1 wird vorgeschlagen, Halbleiterscheiben mit
einer Flüssigkeit anzuströmen, in der feinste Gasbläschen dis
pergiert sind. Zu diesem Zweck wird die Flüssigkeit vor dem
Eintritt in eine Behandlungskammer intensiv mit einem Gas ver
mischt. Es hat sich gezeigt, daß es mit diesem Verfahren kaum
möglich ist, die Konzentration der Gasbläschen über einen län
geren Zeitraum konstant zu halten. Außerdem gelingt es mit die
sem Verfahren nur unzureichend, den gewünschten laminaren Flüs
sigkeitsstrom in der Behandlungskammmer aufrecht zu erhalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Abhilfe zu schaffen
und ein vorteilhafteres Verfahren bereitzustellen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur naßchemischen.
Behandlung einer Halbleiterscheibe in einem Behälter, bei dem
die Halbleiterscheibe mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht
wird, in der sehr kleine Gasbläschen dispergiert sind, das da
durch gekennzeichnet ist, daß zwei Kreisläufe zum Transport der
Flüssigkeit eingerichtet werden, der erste Kreislauf zwischen
einem Vorratstank und dem Behälter, um die Flüssigkeit vom Vor
ratstank in den Behälter zu transportieren, und der zweite
Kreislauf vom Vorratstank in den Vorratstank zurück, um die
Flüssigkeit auf dem Weg zurück in den Vorratstank mit einem Gas
zu versetzen, so daß die Gasbläschen entstehen können.
Das vorgeschlagene Verfahren hat den Vorteil, daß die naßchemi
sche Behandlung einer Halbleiterscheibe vergleichmäßigt wird.
Der Aufwand, bestehende Behandlungsvorrichtungen für das Ver
fahren tauglich zu machen, ist gering.
Es ist bevorzugt, die Gasbläschen auf die in der genannten Pa
tentschrift beschriebene Weise mit Hilfe einer Förderpumpe zu
erzeugen, indem die Förderpumpe die Flüssigkeit und das Gas an
saugt und das Gas in Form sehr kleiner Gasbläschen in der Flüs
sigkeit verteilt. Bevorzugte Förderpumpen sind Kreiselpumpen
oder Axialpumpen.
Die Gasbläschen können jedoch auch durch Lösen des Gases unter
Druck in der Flüssigkeit und Entspannen der unter Druck stehen
den Flüssigkeit oder mit Hilfe statischer Mischer erzeugt wer
den.
Die Erfindung wird nachfolgend an einer Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch den Aufbau einer zur Durchführung
des Verfahrens geeigneten Vorrichtung.
Das zur Behandlung der Halbleiterscheibe vorgesehene Medium be
findet sich in einem Vorratstank 1. Es besteht aus einer Flüs
sigkeit, in der sehr kleine Gasbläschen homogen verteilt sind.
Wasser oder bekannte wässerige Lösungen zum Reinigen von Halb
leiterscheiben oder wässerige Ätzlösungen, insbesondere solche,
die Fluorwasserstoff enthalten, sind die bevorzugt verwendeten
Flüssigkeiten. Des weiteren ist es von Vorteil, der verwendeten
Flüssigkeit ein Tensid zuzusetzen, vorzugsweise in einer Kon
zentration von 0,05 bis 1 Vol. %. Die Konzentration der Gas
bläschen bleibt ungefähr konstant, da einem Abfluß von Behand
lungsmedium aus dem Vorratstank ein Zustrom von an Gasbläschen
verarmter Flüssigkeit und ein Zustrom von an Gasbläschen rei
cher Flüssigkeit in den Vorratstank gegenübersteht. Erfindungs
gemäß wird ein Kreislauf bereitgestellt, in dem die Flüssigkeit
vom Vorratstank 1 in diesen Vorratstank zurück zirkuliert. Auf
dem Weg in den Vorratstank zurück wird die Flüssigkeit mit dem
Gas angereichert. Gemäß der in der Figur dargestellten Ausfüh
rungsform der Erfindung geschieht dies mit Hilfe einer Förder
pumpe 2, der ansaugseitig neben der Flüssigkeit auch das Gas 6,
vorzugsweise Stickstoff zugeleitet wird. Selbstverständlich
sind auch andere Gase einsetzbar wie beispielsweise Inertgase,
Luft, Sauerstoff oder beliebige Mischungen der genannten Gase.
Die aus der Förderpumpe austretende, mit kleinen Gasbläschen
angereicherte Flüssigkeit gelangt über einen Wärmetauscher 3 in
den Vorratstank 1 zurück. Zwischen dem Vorratstank und einem
Behälter 4, in dem die naßchemische Behandlung einer oder meh
rerer Halbleiterscheiben erfolgt, beispielsweise einem Becken,
ist ein zweiter Kreislauf eingerichtet. Von einer Pumpe 5 ange
trieben wird das Behandlungsmedium aus dem Vorratstank in den
Behälter transportiert und gelangt als laminare Strömung von
mit kleinsten Gasbläschen versetzter Flüssigkeit zur sich vor
zugsweise langsam drehenden Halbleiterscheibe. Insbesondere
dann, wenn mehrere Halbleiterscheiben gleichzeitig behandelt
werden ist es von Vorteil, den Zustrom des Behandlungsmediums
auf mindestens zwei Teilströme aufzuteilen. Der Rücklauf dieses
Kreislaufs führt Flüssigkeit, die an Gasbläschen verarmt ist,
in den Vorratstank zurück.
Der Vorteil des Verfahrens wird an nachfolgendem Beispiel, das
einem Vergleichsbeispiel gegenübergestellt ist, deutlich.
25 Halbleiterscheiben aus Silicium wurden in einem Behälter mit
einem wässerigen, saueren Ätzmittel auf die erfindungsgemäße
Weise geätzt. Vor und nach der naßchemischen Behandlung wurde
die Ebenheit der Halbleiterscheiben untersucht(GBIR-Wert = Maß
für globale Ebenheit). In der nachfolgenden Tabelle sind die
Messwerte angegeben, die eine Abweichung von einem optimalen
Ätzergebnis anzeigen und damit den Erhalt der Form der Scheiben
beim Ätzen widerspiegeln.
Eine gleiche Anzahl gleichartiger Halbleiterscheiben wurde un
ter gleichen Bedingungen geätzt, wobei jedoch das Verfahren ge
mäß EP-625 795 B1 zur Anwendung kam.
Der Tabelle ist zu entnehmen, daß mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren ein deutlich gleichmäßigerer Ätzabtrag zu erreichen
war, da die Ebenheit der Halbleiterscheiben in geringerem Maße
verändert wurde.
Claims (4)
1. Verfahren zur naßchemischen Behandlung einer Halbleiter
scheibe in einem Behälter, bei dem die Halbleiterscheibe mit
einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird, in der sehr kleine
Gasbläschen dispergiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
Kreisläufe zum Transport der Flüssigkeit eingerichtet werden,
der erste Kreislauf zwischen einem Vorratstank und dem Behäl
ter, um die Flüssigkeit vom Vorratstank in den Behälter zu
transportieren, und der zweite Kreislauf vom Vorratstank in den
Vorratstank zurück, um die Flüssigkeit auf dem Weg zurück in
den Vorratstank mit einem Gas anzureichern, so daß die Gasbläs
chen entstehen können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gas und die Flüssigkeit in einer Förderpumpe intensiv vermischt
werden, so daß die Gasbläschen entstehen, und die Flüssigkeit
mit den Gasbläschen in den Vorratstank geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gas unter Druck in der Flüssigkeit gelöst wird, die Flüssigkeit
mit dem gelösten Gas in den Vorratstank geleitet und entspannt
wird, so daß die Gasbläschen entstehen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gas und die Flüssigkeit mit einem statischen Mischer gemischt
werden, so daß die Gasbläschen entstehen, und die Flüssigkeit
mit den Gasbläschen in den Vorratstank geleitet wird.
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