DE60026705T2

DE60026705T2 - Verfahren und vorrichtung zum nassätzen von halbleitersubstraten

Info

Publication number: DE60026705T2
Application number: DE60026705T
Authority: DE
Inventors: J. Marcellinus GEOMINI
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: DE60026705D1; US7018482B1; EP1112591B1; WO2000079583A1; EP1112591A1; JP2003502863A; KR20010072723A; TW468202B; KR100715064B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von elektronischen Anordnungen, insbesondere, aber nicht ausschließlich, von Halbleiteranordnungen, wobei in diesem Verfahren Scheiben, die auf einer Oberfläche mit einem zu entfernenden Material versehen sind, solange sie in aufeinander folgende Chargen aufgeteilt sind, einer Nassbehandlung in einem Bad, das eine Lösung einer aktiven Komponente in einem Lösungsmittel enthält, ausgesetzt werden, während dieser Nassbehandlung die aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben in ersten Zeitintervallen in die Lösung eingetaucht werden, wobei jedes der ersten Zeitintervalle jeweils aus einer Behandlungszeit, während der das Material von der Scheibenoberfläche entfernt wird und dabei ionische Komponenten bildet, und einer Wartezeit, die der Entnahme der Scheiben aus dem Bad am Ende der Behandlungszeit folgt, besteht, und während dieser Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen die Leitfähigkeit der Lösung beobachtet wird, wobei die Leitfähigkeit in zweiten Zeitintervallen während der Nassbehandlung der aufeinanderfolgenden Chargen durch Zufügen mindestens entweder der aktiven Komponente oder des Lösungsmittels in die Lösung in dem Bad auf ungefähr eine gewünschte Leitfähigkeit gebracht wird.
Eine wichtige Nassbehandlung in der IC-Produktionstechnologie beinhaltet das Nassätzen von Siliziumoxid, was häufig in einem Bad, das eine Flusssäurelösung (HF/H₂O) enthält, ausgeführt wird. Neben dem Ätzen von Siliziumoxid können Flusssäurelösungen auch für das Ätzen von beispielsweise Siliziumnitrid und Siliziumoxynitrid verwendet werden. Andere wichtige Nassbehandlungen machen beispielsweise Gebrauch von den weithin bekannten RCA-Lösungen, d.h. Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Lösung (NH₄OH/H₂O₂/H₂O), die effektiv zum Partikelentfernen mit (Wieder-) Wachsen von sauberem chemischem Oxid auf Siliziumflächen verwendet wird und als Standardreinigung 1 (SC1) bekannt ist, und die Salzsäure-Wasserstoffperoxid-Lösung (HCl/H₂O₂/H₂O), die effektiv für das Metallentfernen verwendet wird und als Standardreinigung 2 (SC2) bekannt ist.
Der Verbrauch von Komponenten der Lösung als ein Ergebnis des Entfernens von Material von der Oberfläche der Scheiben, Verdunstung flüchtiger Komponenten aus der Lösung und Austrag von Komponenten aus der Lösung als Ergebnis der Entnahme der Scheiben aus dem Bad sind wichtige Faktoren, welche im Lauf der Zeit die chemische Zusammensetzung der Lösung beeinflussen. Da die Ätz- oder Entfernrate unter anderem von der chemischen Zusammensetzung der Lösung abhängt, ist es wichtig, die chemische Zusammensetzung der Lösung zu beobachten und zu steuern, um so eine bessere Prozesssteuerung zu erreichen. Eine wichtige Kategorie von Techniken, die zum Beobachten und Steuern der chemischen Zusammensetzung von Lösungen angewendet werden, basiert auf der Messung der Leitfähigkeit der Lösung im Lauf der Zeit.
Ein Verfahren der eingangs erwähnten Art ist aus einem Artikel mit dem Titel „In-situ chemical concentration control for wafer wet cleaning" von Ismail Kashkoush et al., veröffentlicht in Mat. Res. Soc. Symp. Proc., Vol. 477 (1997), S. 311–316 bekannt. In diesem Verfahren wird die beobachtete Leitfähigkeit einer Flusssäurelösung (HF/H₂O) in den zweiten Zeitintervallen durch Hinzufügen von Flusssäure und/oder deionisiertem Wasser auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit gebracht. Die beobachtete Leitfähigkeit einer Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Lösung (NH₄OH/H₂O₂/H₂O) wird in den zweiten Zeitintervallen durch Hinzufügen von Ammoniak und/oder deionisiertem Wasser auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit gebracht, während Salzsäure und/oder deionisiertes Wasser im Fall einer Salzsäure-Wasserstoffperoxid-Lösung (HCl/H₂O₂/H₂O) hinzugefügt wird. Da die Schwankungen in der Konzentration des Wasserstoffperoxids in beiden RCA-Lösungen und der Effekt von Wasserstoffperoxid auf die Leitfähigkeit beider Lösungen minimal ist, wird Wasserstoffperoxid unabhängig entsprechend definierter Zeitintervalle hinzugefügt.
Es ist experimentell beobachtet worden, dass, obwohl die Leitfähigkeit der Lösung innerhalb des Bads genau gesteuert wird, indem die beobachtete Leitfähigkeit zu den zweiten Zeitintervallen auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit gebracht wird, eine Abnahme in der Entfern- oder Ätzrate des Materials von Charge zu Charge während der Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben stattfindet. Auf Weise findet eine Verschlechterung der Prozessstabilität der Nassbehandlung von aufeinander folgenden Chargen statt und die Lebensdauer des Bades, das die Lösung enthält, wird verkürzt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die Prozessstabilität der Nassbehandlung aufeinander folgender Char gen mit Scheiben in einem Bad, das eine Lösung einer aktiven Komponente in einem Lösungsmittel enthält, verbessert und die Lebensdauer des Bads, das die Lösung enthält, verlängert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in dritten Zeitintervallen während der Nassbehandlung aufeinander folgender Chargen die gewünschte Leitfähigkeit um einen Betrag geändert wird, der in jedem der dritten Zeitintervalle auf der Basis der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernten Materialmenge bestimmt wird.
Die Erfindung basiert unter anderem auf der Erkenntnis, dass die ionischen Komponenten, die als Ergebnis des Entfernens des Materials von der Scheibenoberfläche gebildet werden, zu der beobachteten Leitfähigkeit beitragen. In dem Verfahren nach dem Stand der Technik wird die Leitfähigkeit zu den zweiten Zeitintervallen durch Zufügen mindestens entweder der aktiven Komponente oder des Lösungsmittels zu der Lösung in dem Bad auf ungefähr eine gewünschte Leitfähigkeit gebracht, ohne dass der Beitrag der oben erwähnten zusätzlich gebildeten ionischen Komponenten zu der beobachteten Leitfähigkeit kompensiert wird. Als ein Ergebnis nimmt die Konzentration der aktiven Komponenten in der Lösung und daher die Rate des Materialentfernens während der Nassbehandlung aufeinander folgender Chargen mit Scheiben ab. Dem kann entgegengewirkt werden, in dem die gewünschte Leitfähigkeit in dritten Intervallen während der Nassbehandlung aufeinander folgender Chargen mit Scheiben um einen Betrag geändert wird, der den Beitrag der zusätzlich erzeugten Ionen zu der beobachteten Leitfähigkeit kompensiert. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme wird dieser Betrag zu jedem der dritten Zeitintervalle auf Basis der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernten Materialmenge festgelegt. Auf diese Weise wird die Prozessstabilität der Nassbehandlung verbessert und die Lebensdauer des Bads verlängert.
Aus Gründen der Angemessenheit wird der Betrag, um den die gewünschte Leitfähigkeit in den dritten Zeitintervallen geändert wird, auf Basis der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernten Materialmenge dadurch bestimmt, dass die genannte Menge durch eine Referenzmaterialmenge dividiert wird, die während der Bearbeitung einer Scheiben-Referenzcharge entfernt wurde, und der genannte Betrag mit einer entsprechenden Referenzänderung in der Leitfähigkeit, die während der Bearbeitung der Referenzcharge mit Scheiben beobachtet wurde, multipliziert wird.
In den zweiten Zeitintervallen wird die beobachtete Leitfähigkeit durch Zufügen mindestens entweder der aktiven Komponente oder des Lösungsmittels zu der Lösung in dem Bad auf ungefähr eine gewünschte Leitfähigkeit gebracht. Wie schon vorher erwähnt, wird keine Kompensation des Beitrags der ionischen Komponenten zu der beobachteten Leitfähigkeit durchgeführt, wobei die ionischen Komponenten als ein Ergebnis des Entfernens von Material von der Scheibenoberfläche gebildet werden. Als ein Ergebnis werden unnötige Mengen entweder der aktiven Komponenten oder des Lösungsmittels zu den zweiten Zeitintervallen zu der Lösung gefügt. Ob die aktive Komponente oder das Lösungsmittel in zu großen Mengen zugefügt wird, hängt von dem leitenden Beitrag der gebildeten Komponenten relativ zu dem leitenden Beitrag der aktiven Komponente ab. In den dritten Zeitintervallen müssen die oben erwähnten unnötigen Mengen entweder der aktiven Komponente oder des Lösungsmittels durch Zufügen von Mengen des Lösungsmittels beziehungsweise der aktive Komponente wieder ausgeglichen werden. So findet nutzlose Verschwendung von Chemikalien statt. Um dies zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die beobachtete Leitfähigkeit nur während der Wartezeit jedes der ersten Zeitintervalle auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit zu bringen.
Außerdem wirkt die obige Maßnahme auch dem Auftreten von räumlichen Ungleichmäßigkeiten in der chemischen Zusammensetzung der Lösung in dem Bad während der Bearbeitung jeder der aufeinander folgenden Chargen entgegen, wobei die räumlichen Ungleichmäßigkeiten sich als Ergebnis des lokalem Einlassens mindestens entweder der aktiven Komponente oder des Lösungsmittels in die Lösung bilden können. Aus demselben Grund ist es auch vorteilhaft, die gewünschte Leitfähigkeit nur während der Wartezeit jedes der ersten Zeitintervalle zu ändern.
Da der Effekt der Vernachlässigung des Beitrags der zusätzlich gebildeten ionischen Komponenten auf die beobachtete Leitfähigkeit der Lösung für schwache Lösungen ausgeprägter ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren effektiver, wenn die Lösung der aktiven Komponente in dem Lösungsmittel als eine schwache Lösung angewendet wird. Außerdem werden schwache Lösungen in Hinsicht auf die andauernde Miniaturisierung von Halbleiteranordnungen in der IC-Produktionstechnologie zunehmend wichtig.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in anderen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Gerät zum Ausführen des eingangs beschriebenen Verfahrens, wobei das Gerät ein Bad, das die Lösung enthält und die Scheiben aufnimmt, Mittel zum Beobachten der Leitfähigkeit der Lösung und Steuerungsmittel, um die beobachtete Leitfähigkeit in den zweiten Zeitintervallen auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit zu bringen, umfasst.
Ein solches Gerät ist aus einem Artikel mit dem Titel „In-situ chemical concentration control for wafer wet cleaning" von Ismail Kashkoush et al., veröffentlicht in Mat. Res. Soc. Symp. Proc., Vol. 477 (1997), S. 311–316 bekannt.
Um die Prozessstabilität der Nassbehandlung aufeinander folgender Chargen mit Scheiben in einer Lösung einer aktiven Komponente in einem Lösungsmittel zu verbessern und um die Lebensdauer des Bads, das die Lösung enthält, zu verlängern, ist das erfindungsgemäße Gerät dadurch gekennzeichnet, dass es Rechnermittel umfasst, die in der Lage sind, in jedem der dritten Zeitintervalle den Betrag zu bestimmen, um den die gewünschte Leitfähigkeit geändert wird, wobei der Betrag auf der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernten Materialmenge basiert.
Die während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernte Materialmenge hängt von der Anzahl der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle bearbeiteten Scheiben, der Oberfläche jeder der Scheiben, dem prozentualen Anteil der mit dem Material bedeckten Oberfläche jeder der Scheiben, der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernten Dicke und der Dichte des Materials ab. Es ist Fachleuten klar, dass diese Parameter oft andere Werte annehmen, wenn man von einem dritten Zeitintervall zu einem anderen übergeht. Um eine größere Flexibilität in Hinsicht auf die Bestimmung des Betrags, um welchen die gewünschte Leitfähigkeit zu den dritten Zeitintervallen zu ändern ist, zu erreichen, umfassen die Rechnermittel vorteilhaft Programmmittel, welche die Anzahl der Scheiben, die Oberfläche jeder der Scheiben, den prozentualen Anteil der Oberfläche jeder der Scheiben, der mit dem Material bedeckt ist, die entfernte Dicke des Materials und die Dichte des Materials als Parameter verwenden, wobei die Parameter sich auf den letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle beziehen.
Um die Bestimmung des Betrags, um den die gewünschte Leitfähigkeit zu den dritten Zeitintervallen zu ändern ist, weiter zu automatisieren, können die Rechnermittel vorteilhaft auch Speichermittel umfassen, um eine Referenzmenge, die während der Behandlung einer Referenzcharge mit Scheiben entfernt wurde, und eine entsprechende Referenzänderung in der Leitfähigkeit, die während der Behandlung der Referenzcharge mit Scheiben beobachtet wurde, zu speichern. Anstatt die Referenzmenge an entferntem Mate rial zu speichern, können Parameter, die benötigt werden, diese Menge zu bestimmen, gespeichert werden, das heißt die Referenzanzahl der Scheiben, die Referenzoberfläche jeder der Scheiben, der prozentuale Referenzanteil der mit dem Material bedeckten Oberfläche jeder der Scheiben, die Referenzdickenänderung des Materials und die Referenzdichte des Materials.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden deutlich aus und erklärt mit Bezug auf die hiernach beschriebenen Ausführungsformen. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Geräts;
2 bis 7 in schematischen Querschnittsansichten aufeinander folgende Stufen in der Herstellung von Halbleiteranordnungen, die das erfindungsgemäße Verfahren und das in 1 gezeigte Gerät verwendet, und
8 in einer schematischen Querschnittsansicht die Situation von 7 nach einem beabsichtigten Überätzen der „Pad"-Oxidschicht („Pufferoxid") und der „Sacrificial"-Oxidschicht („Opferoxid").
1 zeigt ein Gerät zum Ausführen eines Verfahrens zur Nassbehandlung aufeinander folgender Chargen mit Scheiben 1 (nur eine Scheibe gezeigt), wobei die Scheiben 1 mit einer Oberfläche 2 mit einem zu entfernenden Material 3 versehen sind, das Gerät ein Bad 4, das eine Lösung 5 einer aktiven Komponente in einem Lösungsmittel enthält, umfasst, wobei in der Lösung 5 die aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben 1 zu ersten Zeitintervallen τ₁ eingetaucht werden. Die Scheiben 1 jeder der aufeinander folgenden Chargen können in eine Scheibenkassette oder Boot geladen werden. Die aktive Komponente kann aus einem oberhalb der Versorgungsleitung 7 platzierten Behälter (nicht gezeigt) in das Bad 4 eingelassen werden, wobei die Versorgungsleitung 7 ein Durchflussregelventil 8 zur Steuerung der Menge aktiver Komponente, die in das Bad 4 eingelassen wird, enthält. Das Lösungsmittel kann aus einem oberhalb der Versorgungsleitung 9 platzierten Behälter (nicht gezeigt) in das Bad 4 eingelassen werden, wobei die Versorgungsleitung 9 ein Durchflussregelventil 10 zur Steuerung der Menge Lösungsmittel, die in das Bad 4 eingelassen wird, enthält. Eine Heizung 11 kann in einer Umwälzschleife (nicht gezeigt) des Bads 4 zum Erhitzen der Lösung 5 auf eine gewünschte Temperatur vorhanden sein. Mittel 12 zum Beobachten der Leitfähigkeit der Lösung 5 sind vorhanden, wobei die Mittel 12 beispielsweise einen elektrodenlosen „Durchfluss"-Leitfähigkeitssensor umfassen, der in der oben erwähnten Umwälzschleife angeordnet ist. Ein solcher Sensor beobachtet die Leitfähigkeit der Lösung 5 durch Induzierung eines Wechselstrom in eine geschlossene Schleife der Lösung 5 und Messen der Größe dieses Stroms, wobei der Strom proportional zu der Leitfähigkeit der Lösung 5 ist. Die unter Verwendung des oben erwähnten elektrodenlosen Sensors beobachtete Leitfähigkeit hat die Einheit μS(iemens)/cm, wobei der Zusatz pro cm inhärent in der Art der Beobachtung der Leitfähigkeit ist. Die beobachtete Leitfähigkeit C_M, oder ein Signal, beispielsweise ein dazu proportionaler, verstärkter Strom, wird an Steuerungsmittel 13 weitergeleitet. Die Steuerungsmittel 13 vergleichen die beobachteten Leitfähigkeit C_M mit einer gewünschten Leitfähigkeit C_D, das heißt mit einer Zielleitfähigkeit, und führen eine Korrekturmaßnahme durch, um zu zweiten Zeitintervallen τ₂ während der Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben 1 die beobachtete Leitfähigkeit C_M auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit C_D zu bringen. In der Korrekturmaßnahme wird mindestens entweder die aktive Komponente oder das Lösungsmittel zu der Lösung 5 in dem Bad 4 hinzugefügt. Besonders wenn ein Rückgang in der beobachteten Leitfähigkeit C_M einer Lösung 5 von Flusssäure (HF) in Wasser festgestellt wird, wird von den Steuerungsmitteln 13 ein Signal an das Durchflussregelventil 8 gesendet, um der Lösung 5 in dem Bad 4 Flusssäure hinzuzufügen. Wenn alternativ ein Anwachsen in der beobachteten Leitfähigkeit C_M derselben Lösung 5 festgestellt wird, wird von den Steuerungsmitteln 13 ein Signal an das Durchflussregelventil 10 gesendet, um der Lösung 5 in dem Bad 4 deionisiertes Wasser hinzuzufügen. Es ist aber möglich, dass in der ersten Situation übermäßig Flusssäure hinzugefügt wird, und dabei die beobachtete Leitfähigkeit C_M zu gut über die gewünschte Leitfähigkeit C_D angehoben wird. In dem Fall wird unverzüglich deionisiertes Wasser hinzugefügt, um die übermäßig hinzugefügte Flusssäure zu kompensieren und die beobachtete Leitfähigkeit C_M wieder auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit C_D zu verringern. Ebenso, wenn in der zweiten Situation übermäßig deionisiertes Wasser hinzugefügt wird und dabei die beobachtete Leitfähigkeit C_M unter die gewünschte Leitfähigkeit C_D abfällt, wird unverzüglich Flusssäure hinzugefügt, um das übermäßig hinzugefügte deionisierte Wasser zu kompensieren und die beobachtete Leitfähigkeit C_M wieder auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit C_D anzuheben.
Das Gerät umfasst außerdem Rechnermittel 14, die in der Lage sind, zu jedem der dritten Zeitintervalle τ₃ einen Betrag ΔC_D zu bestimmen, um den die gewünschte Leitfähigkeit C_D geändert wird, wobei der Betrag ΔC_D auf der Menge Δ_G des Materials 3 basiert, die während des letzten, abgeschlossenen Zeitintervalls τ₃ entfernt wurde. Der Be trag ΔC_D oder ein Signal, beispielsweise ein dazu proportionaler, verstärkter Strom, wird zu dem dritten Zeitintervall τ₃ an die Steuerungsmittel 13 weitergeleitet und die gewünschte Leitfähigkeit C_D wird entsprechend geändert. Zum Zweck der Bestimmung des Betrags ΔC_D, um den die gewünschte Leitfähigkeit C_D zu den dritten Zeitintervallen τ₃ geändert wird, umfassen die Rechnermittel 14 vorteilhaft Programmmittel 15, welche die Anzahl der Scheiben 1 (N), die Oberfläche jeder der Scheiben 1 (A), den prozentualen Anteil der Oberfläche jeder der Scheiben 1, der mit dem Material 3 bedeckt ist (x), die entfernte Dicke des Materials 3 (Δd) und die Dichte des Materials 3 (ρ) als Parameter verwenden, wobei die Parameter sich auf den letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle τ₃ beziehen. Die Rechnermittel können vorteilhaft auch Speichermittel 16 umfassen, um eine Referenzmenge ΔG_ref des Materials 3, die während der Behandlung einer Referenzcharge mit Scheiben entfernt wurde, und eine entsprechende Referenzänderung ΔC_ref in der Leitfähigkeit, die während der Behandlung der Referenzcharge mit Scheiben beobachtet wurde, zu speichern. Anstatt die Referenzmenge ΔG_ref an entferntem Material zu speichern, können Parameter, die verwendet werden, diese Menge zu bestimmen, gespeichert werden. Diese Parameter sind die Referenzanzahl der Scheiben (N_ref), die Referenzoberfläche jeder der Scheiben (A_ref), der prozentuale Referenzanteil der Oberfläche jeder der Scheiben, der mit dem Material 3 bedeckt ist (x_ref), die Referenzdickenänderung des Materials 3 (Δd_ref) und die Referenzdichte des Materials 3 (δ_ref).
Eine wichtige Nassbehandlung in der IC-Produktionstechnologie beinhaltet das Nassätzen dünner Siliziumoxidschichten, das heißt Siliziumoxidschichten mit einer Dicke von einigen Nanometern bis einigen zehn Nanometern, was oft in einer schwachen Lösung von Flusssäure (HF) in Wasser mit Gewichtsprozenten HF im Bereich von etwa 0,1 bis 5,0 ausgeführt wird. Gewichtsprozent wird hiernach in abgekürzter Form als wt·% verwendet werden.
2 bis 7 zeigen in schematischen Querschnittsansichten aufeinander folgende Stufen in dem „Shallow Trench Isolation" STI-Prozess (flache Grabenisolation), der in der CMOS-Technologie im tiefen Submikrometerbereich zur elektrischen Isolation von Halbleiteranordnungen untereinander mittels dicker Feldisolationsgebiete verwendet wird. In dem Beispiel unten sind die Halbleiteranordnungen konventionelle Feldeffekttransistoren. Es wird Fachleuten klar sein, dass die Halbleiteranordnungen auch als beispielsweise Speicheranordnungen, Dünnfilmtransistoren, aktive Arrays zum Treiben von Flüssigkris tallanzeigen (LCDs) oder als an sich bekannte integrierte CMOS- oder BICMOS-Schaltungen geschaffen sein können.
Mit Bezug auf 2: Ein Halbleitersubstrat 17, in dem vorliegenden Beispiel ein Siliziumsubstrat mit p-Typ Leitfähigkeit, ist an einer Oberfläche 18 mit einer Siliziumnitridschicht 19 mit beispielsweise einer Dicke von etwa 150 nm auf einer thermisch gewachsenden Siliziumschicht 20 mit einer Dicke von beispielsweise etwa 10 nm versehen. Die Schicht thermischen Oxids 20 wird oft als „Pad"-Oxidschicht (Pufferoxid) bezeichnet. Anschließend wird eine Fotolackmaske 21 aufgebracht, welche aktive Gebiete 22 für die späteren Feldeffekttransistoren abdeckt und Gebiete 23 der späteren Feldisolationsgebiete freilegt. Die Siliziumnitridschicht 19 und die Schicht thermischen Oxids 20 werden geätzt und legen dabei die Oberfläche 18 des Siliziumsubstrats 17 an den Gebieten 23 der späteren Feldisolationsgebiete frei. An diesen Gebieten 23 werden mittels anisotropen Ätzens Gräben 24 in das Silizium des Substrats 17 auf eine Tiefe von beispielsweise 0,3 μm geätzt.
Nach Entfernen der Fotolackmaske 21 wird eine thermisch gewachsene Siliziumoxidschicht 25 auf die Wände der Gräben 24 (3) aufgebracht. Um Beschädigung des Siliziums als ein Ergebnis des anisotropen Ätzens zu beseitigen und um die Gräben 24 mit einem mäßigen Eckenradius zu versehen, kann die Schicht thermischen Siliziumoxids 25 durch Nassätzen unter Verwendung von beispielsweise 0,5 wt·% Flusssäure (HF) in Wasser entfernt und durch thermische Oxidation neu gewachsen werden.
Anschließend (4) werden die Gräben 24 mit Siliziumoxid gefüllt. Dies kann in zwei Schritten durch Deposition einer Oxidschicht hoher Dichte in einer Dicke von beispielsweise etwa 400 nm und einer TEOS-Siliziumschicht in einer Dicke von beispielsweise etwa 500 nm ausgeführt werden. In dem vorliegenden Beispiel aber werden die Gräben in einem Schritt durch Deposition einer TEOS-Siliziumoxidschicht 26 von beispielsweise etwa 750 nm und Ausheilen bei einer relativ hohen Temperatur, um Verdichtung zu erreichen, gefüllt. Die TEOS-Siliziumschicht 26 wird mittels beispielsweise chemisch-mechanischen Polierens (CMP) zurückgeätzt, bis die Siliziumnitridschicht 19 erreicht ist, wobei die Siliziumnitridschicht 19 als eine Stoppschicht agiert. Während der obigen CMP-Behandlung wird auch die Siliziumnitridschicht 19 über einen Teil ihrer Dicke entfernt, beispielsweise über etwa 50 nm.
In einem nächsten Schritt (5) wird die Siliziumnitridschicht 19 mittels Nassätzens unter Verwendung von kochender H₃PO₄ selektiv über ihre verbliebene Dicke entfernt, in dem vorliegenden Beispiel über etwa 100 nm. Die thermische Siliziumoxid- oder „Pad"-Oxid-Schicht 20 wird durch Nassätzen unter Verwendung einer Lösung von beispielsweise etwa 0,5 wt·% Flusssäure (HF) in Wasser entfernt.
Dann (6) wird eine weitere thermisch gewachsene Siliziumoxidschicht 27 in einer Dicke von beispielsweise etwa 10 nm aufgebracht, wobei die weitere Schicht 27 aus thermischen Siliziumoxid oft als „Sacrificial"-Oxidschicht (Opferoxidschicht) bezeichnet wird. An dieser Stufe des Prozesses können mehrere Implantationen (nicht gezeigt) wie beispielsweise n-Wannen-Implantation, Schwellenspannungseinstellungs-Implantationen und Anti-Punchthrough-Implantationen ausgeführt werden.
Mit Bezug auf 7 wird die weitere Schicht aus thermischem Siliziumoxid oder „Sacrificial"-Oxidschicht 27 durch Nassätzen in einer Lösung aus beispielsweise 0,5 wt·% Flusssäure (HF) in Wasser entfernt. Eine Gateoxidschicht 28 wird in einer Dicke von beispielsweise etwa 5 nm aufgebracht und eine polykristalline Siliziumschicht 29 wird in einer Dicke von beispielsweise etwa 200 nm deponiert und anschließend strukturiert.
Die Feldeffekttransistoren werden weiter in konventionellen CMOS-Prozessablaufschritten (nicht gezeigt) für beispielsweise Source/Drain-Implantation, Oxiddeposition, Kontaktdefinition und Metallisierung mit einer oder mehreren Schichten komplettiert.
Die Nassätzschritte zum Entfernen der „Pad"-Oxidschicht 20 und der „Sacrificial"-Oxidschicht 27 sind kritisch. Da diese Schritte isotrop ausgeführt werden, kann Überätzen, das heißt exzessives Ätzen, zu Kinken 30 (siehe 8) an den Ecken der aktiven Gebiete 22 führen, die bei der Deposition der polykristallinen Siliziumschicht 29 aufgefüllt werden. Die mit polykristallinem Silizium aufgefüllten Kinken verursachen parasitäre Transistoren mit einer Schwellenspannung unterhalb der für die Feldeffekttransistoren im Zentrum der aktiven Gebiete 22 gemessenen und verursachen dabei auch nachteilige Leckströme. Es ist deshalb wichtig, das Überätzen zu minimieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun für das Nassätzen der „Sacrificial"-Oxidschicht 27 unter Verwendung der Lösung von 0,5 wt·% Flusssäure (HF) in Wasser und des in 1 gezeigten Geräts illustriert. Das oben erwähnte zu entfernende Material 3 umfasst also in dem vorliegenden Beispiel thermisches Siliziumoxid. Es wird klar sein, dass die Schicht thermischen Siliziumoxids 25 und besonders die „Pad"-Oxidschicht 20 auf dieselbe Weise nass geätzt werden können.
Zuerst wird eine Referenzcharge geätzt. Die Referenzcharge enthält beispielsweise 50 Scheiben (N_ref), jede von ihnen hat eine Oberfläche von beispielsweise 324 cm² (A_ref), die einem Durchmesser von 8 Zoll entspricht. Der prozentuale Anteil der Oberfläche jeder der Scheiben, der mit thermischem Siliziumoxid bedeckt ist, ist beispielsweise 200 (x_ref), was bedeutet, dass beide Hauptoberflächen jeder der Scheiben vollständig bedeckt ist. Das kann erreicht werden, indem die Scheiben einer maskenlosen thermischen Oxidation ausgesetzt werden, in der eine Schicht Siliziumoxids mit einer Dicke von beispielsweise 750 nm auf beiden Hauptoberflächen jeder der Scheiben gewachsen wird. Die Dichte der thermischen Siliziumoxids ist beispielsweise 2,27 g/cm³ (ρ_ref).
Eine Lösung von 0,5 wt·% Flusssäure (HF) in Wasser wird durch Mischen des richtigen Verhältnisses von beispielsweise etwa 49 wt·% HF mit deionisiertem Wasser vorbereitet. Die gewünschte Ätztemperatur ist beispielsweise etwa 21°C. Es sei bemerkt, dass, obwohl die aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben in einer Lösung von 0,5 wt·% Flusssäure (HF) in Wasser behandelt werden, für die Referenzcharge mit Scheiben andere Gewichtprozente für die Behandlung der Referenzcharge mit Scheiben verwendet werden können. Aber die während der Behandlung der Referenzcharge mit Scheiben angewendete Ätztemperatur und die während der Behandlung der aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben angewendete Ätztemperatur müssen die gleiche sein.
Nachdem die Lösung ausreichend gemischt ist und die gewünschte Ätztemperatur von 21°C erreicht hat, wird die Referenzcharge mit Scheiben für eine bestimmte Zeitdauer in die Lösung eingetaucht. Während dieser Zeitdauer wird thermisches Siliziumoxid von den Hauptoberflächen der Scheiben gemäß der Reaktion SiO₂ + 6HF → H₂SiF₆ + 2H₂O in der Hexafluorokieselsäure (H₂SiF₆) und Wasser gebildet werden, entfernt, während die Leitfähigkeit der Lösung unter Verwendung der Mittel 12, in dem vorliegenden Beispiel dem elektrodenlosen „Durchfluss"-Leitfähigkeitssensor beobachtet wird. Die beobachtete Leitfähigkeit C_M wird hauptsächlich durch die Konzentrationen der ionischen Komponenten H⁺, F^–, HF^2–, und SiF₆ ^2–, die aus der Flusssäure, die als die aktive Komponente verwendet wird, und aus der Hexafluorokieselsäure (H₂SiF₆), die gemäß der obigen Reaktion gebildet wird, herrühren. Am Ende der Zeitdauer werden die Scheiben aus dem Bad 4 entnommen und eine Referenzänderung ΔC_ref, in dem vorliegenden Beispiel wird eine Referenzzunahme von beispielsweise 50000 μS(iemens)/cm in der beobachteten Leitfähigkeit C_M im Vergleich zu der Situation, bevor die Scheiben in die Lösung getaucht wurden, festgestellt. Diese Referenzzunahme ist der Gesamteffekt verschiedener Ereignisse, die während der obigen Zeitdauer passieren, wie z.B. Verbrauch von Flusssäure gemäß der obigen Reaktion, Verdunstung von Flusssäure und speziell Wasser aus der Lösung und Bildung von Hexafluorokieselsäure (H₂SiF₆) gemäß der obigen Reaktion. Die obige Zeitdauer wurde so gewählt, dass die auf beiden Hauptseiten der Scheiben aufgebrachte Schicht aus thermischem Siliziumoxid zu einem Teil, beispielsweise etwa 500 nm, ihrer Dicke entfernt wird, wobei dieser Wert der zuvor erwähnten Referenzänderung Δd_ref in der Dicke entspricht. Die Referenzmenge ΔG_ref an thermischen Siliziumoxids, die während der Behandlung der Referenzcharge mit Scheiben entfernt wurde, kann aus ΔGref = Nref·Aref·xref·Δdref·ρref gewonnen werden und beläuft sich in dem vorliegenden Beispiel auf etwa 3,7 Gramm. Der Wert von x_ref, der in dem vorliegenden Beispiel 200% ist, wurde in die obige Gleichung nach Division durch 100 eingefügt.
Es sollte realisiert werden, dass der elektrodenlose „Durchfluss"-Leitfähigkeitssensor in dem vorliegenden Beispiel in einer nicht kalibrierten Form verwendet wird. Daher werden relative anstatt absolute Änderungen in der Leitfähigkeit beobachtet. Werte, die der beobachteten Leitfähigkeit C_M und der gewünschten Leitfähigkeit C_D zugeschrieben werden, sollten also mit Vorsicht betrachtet werden.
Solange sie in aufeinander folgende Chargen aufgeteilt sind, werden die Scheiben, die bis zu und inklusive der näherungsweise 10 nm dicken „Sacrificial"-Oxidschicht 27 (siehe 6) prozessiert wurden, nun einer Nassätzbehandlung in dem Bad 4 mit einer Lösung von 5 bis 0,5 wt·% in Wasser ausgesetzt. Die Lösung wird durch Mischen des gewünschten Verhältnis von beispielsweise etwa 49 wt·% HF in deionisiertem Wasser und Bringen auf ihre gewünschte Ätztemperatur, in dem vorliegenden Beispiel 21°C, vorbereitet. Nachdem die Lösung 5 ausreichend gemischt ist und die gewünschte Ätztemperatur von 21°C erreicht hat, wird die Leitfähigkeit der Lösung 5 unter Verwendung der Mittel 12, in dem vorliegenden Beispiel dem elektrodenlosen „Durchfluss"-Leitfähigkeitssensor, beobachtet, wobei die beobachtete Leitfähigkeit C_M als die gewünschte Startleitfähigkeit C_D betrachtet wird. Die gewünschte Startleitfähigkeit ist beispielsweise 80000 μS(iemens)/cm.
Die aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben werden zu ersten Zeitintervallen τ₁ in die Lösung 5 eingetaucht, wobei jedes der ersten Zeitintervalle τ₁ aus einer Bearbeitungszeit, während der die „Sacrificial"-Oxidschicht 27 gemäß der oben erwähnten Reaktion, in der Hexafluorokieselsäure (H₂SiF₆) und Wasser gebildet werden, von der O berfläche der Scheiben entfernt wird, und einer Wartezeit, die der Entnahme der Scheiben aus dem Bad 4 am Ende der Bearbeitungszeit folgt.
Während der Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben wird die Leitfähigkeit der Lösung 5 unter Verwendung der Mittel 12, in dem vorliegenden Beispiel dem elektrodenlosen „Durchfluss"-Leitfähigkeitssensor, beobachtet. Die beobachtete Leitfähigkeit C_M wird hauptsächlich durch die Konzentrationen der ionischen Komponenten H⁺, F^–, HF^2–, und SiF₆ ^2–, die aus der Flusssäure, die als die aktive Komponente verwendet wird, und aus der Hexafluorokieselsäure (H₂SiF₆), die gemäß der obigen Reaktion gebildet wird, herrühren. Die beobachtete Leitfähigkeit CM ändert sich als Ergebnis verschiedener Prozesse, die während der obigen Zeitdauer stattfinden, wie z.B. Verbrauch von Flusssäure gemäß der obigen Reaktion, Verdunstung von Flusssäure und speziell Wasser aus der Lösung und Bildung von Hexafluorokieselsäure (H₂SiF₆) gemäß der obigen Reaktion und Austrag als Ergebnis der Entnahme der Scheiben aus dem Bad am Ende der Bearbeitungszeit.
Zu zweiten Zeitintervallen τ₂ während der Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben wird die beobachtete Leitfähigkeit C_M durch die Steuerungsmittel 13, die Korrekturmaßnahmen vornehmen, woraufhin die Flusssäure oder das deionisierte Wasser oder beides der Lösung 5 in dem Bad 4 zugefügt wird, auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit C_D gebracht. Aber zu dem zweiten Zeitintervall τ₂ wird keine Kompensation des Beitrags der Hexafluorokieselsäure (H₂SiF₆) zu der beobachteten Leitfähigkeit durchgeführt, wobei die Hexafluorokieselsäure als ein Ergebnis des Entfernens der „Sacrificial"-Oxidschicht 27 gebildet wird. Ohne weitere Aktion führt dies zu einer Abnahme in der Konzentration der Flusssäure und also in der Entfernrate des thermischen Siliziumoxids während der Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben. Deshalb wird die gewünschte Leitfähigkeit C_D zu dem dritten Zeitintervall τ₃ während der Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben um einen Betrag ΔC_D geändert, in dem vorliegenden Beispiel erhöht, wobei ΔC_D zu jedem der dritten Zeitintervalle τ₃ von den Rechnermitteln 14 auf der Basis der Menge ΔG_D thermischen Siliziumoxids, die während des letzten abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernt wurde, bestimmt wird. Der Betrag ΔC_D wird vorteilhaft auf der Basis der Menge ΔG festgelegt, indem diese Menge durch die Referenzmenge ΔG_ref thermischen Siliziumoxids, die während der Behandlung einer Referenzcharge mit Scheiben entfernt wurde, dividiert wird, und dieser Betrag mit der entsprechenden Referenzänderung ΔC_ref, in dem vorliegenden eine Referenzzunahme, in der Leitfähigkeit, die während der Behandlung der Referenzcharge mit Scheiben beobachtet wurde, multipliziert wird, d.h.:
Um räumlichen Ungleichmäßigkeiten in der chemischen Zusammensetzung der Lösung 5 in dem Bad 4 entgegenzuwirken, wird die gewünschte Leitfähigkeit C_D vorteilhaft nur während der Wartezeit jedes der ersten Zeitintervalle τ₁ geändert. Die dritte Zeitintervalle τ₃ gehen also vorteilhaft von Wartezeit zu Wartezeit. Aus demselben Grund wie oben erwähnt wird beobachtete Leitfähigkeit C_M vorteilhaft nur während der Wartezeit von jedem der ersten Zeitintervalle τ₁ auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit C_D gebracht. Folglich gehen auch die zweiten Zeitintervalle τ₂ vorteilhaft von Wartezeit zu Wartezeit. Während einer solchen Wartezeit wird die beobachtete Leitfähigkeit C_M zu Sub-Zeitintervallen auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit C_D gebracht.
Die obige Prozedur wird jetzt für die erste der aufeinander folgenden Charge mit Scheiben, die bis zu der und einschließlich der näherungsweise 10 nm dicken „Sacrificial"-Oxidschicht 27 bearbeitet wurden, detaillierter erklärt. Aus Gründen der Klarheit wird angenommen, dass die TEOS-Siliziumoxidschicht 26, welche die Gräben 24 füllt und auch der Lösung 5 ausgesetzt wird, die gleichen Materialeigenschaften und ein gleiches Ätzverhalten hat wie die „Sacrificial"-Oxidschicht 26. Aufgrund der Verdichtung der TEOS-Siliziumoxidschicht 26 ähnelt das TEOS-Siliziumoxid dem thermischen Oxid der „Sacrificial"-Oxidschicht 27 tatsächlich sehr.
Die erste Charge umfasst beispielsweise 25 Scheiben (N), jede von ihnen hat eine Oberfläche von beispielsweise 324 cm² (A), die einem Durchmesser von 8 Zoll entspricht. Der prozentuale Anteil der Oberfläche jeder der Scheiben, der mit der „Sacrificial"-Oxidschicht 27 bedeckt ist, ist mit 200 (x) angenommen. Die Dichte des thermischen Siliziumoxids ist beispielsweise 2,27 g (ρ). Die Dauer der Bearbeitungszeit ist vorher auf der Basis der Ätzrate entsprechend der Konzentration der Flusssäure in der Lösung 5, in dem vorliegenden Beispiel etwa 2,2 nm/min, der Dicke der zu entfernenden „Sacrificial"-Oxidschicht 27, in dem vorliegenden Beispiel etwa 10 nm, und einer prozentualen Überätzzeit, um ein vollständiges Entfernen der „Sacrificial"-Oxidschicht 27 sicherzustellen, bestimmt worden. Es sei zu realisieren, dass ein kleiner Prozentsatz an Überätzzeit immer gebraucht wird, da Rückstände der „Sacrificial"-Oxidschicht 27, die nach dem Ätzen auf der Oberfläche der Scheiben zurückgelassen werden, die Leistungsfähigkeit der Halblei teranordnungen ernsthaft verschlechtern. Aber um dem Auftreten von Kinken 30 (siehe 8) entgegenzuwirken, sollte der Prozentsatz der Überätzzeit so klein wie möglich gehalten werden. Angenommen, dass die Überätzzeit etwa 10% ist, ist die Dauer der Bearbeitungszeit etwa 5 Minuten. Die entfernte Dicke des thermischen Siliziumoxids beträgt folglich 11 nm (Δd). Dieser Wert schließt auch die Dicke, über welche die TEOS-Siliziumoxidschicht 26 während der Überätzzeit geätzt wird, ein.
Nachdem die erste Charge mit Scheiben aus dem Bad 4 entnommen ist, wird der Betrag ΔC_D, um den die gewünschte Leitfähigkeit C_D erhöht werden muss, durch die Rechnermittel 14 bestimmt. Dies wird vorteilhaft durch die Programmmittel 15 ausgeführt, welche die Anzahl der Scheiben (N), die Oberfläche jeder der Scheiben (A), den prozentualen Anteil der Oberfläche jeder der Scheiben, die mit der „Sacrificial"-Oxidschicht 27 bedeckt ist (x), die entfernte Dicke der „Sacrificial"-Oxidschicht 27 (Δd) und die Dichte des thermischen Siliziumoxids (ρ) als Parameter verwenden. Die Programmmittel 15 können eine Gleichung beispielsweise der folgenden Art umfassen:
In dem vorliegenden Beispiel wird der Wert ΔC_D, um den die früher oben erwähnte gewünschte Startleitfähigkeit C_D von etwa 80000 μS(iemens)/cm erhöht werden muss, mit etwa 550 μS(iemens)/cm berechnet. Also beträgt die erneuerte gewünschte Leitfähigkeit C_D etwa 80550 μS(iemens)/cm. Um die Verschwendung von Flusssäure zu minimieren, kann es vorteilhaft sein, die gewünschte Leitfähigkeit C_D unmittelbar, nachdem die Scheiben aus dem Bad entnommen wurden, zu erhöhen. Während der Wartezeit wird die beobachtete Leitfähigkeit C_M zu den oben erwähnten Sub-Zeitintervallen durch Zufügen der Flusssäure oder des deionisierten Wassers oder von beidem auf ungefähr die erneuerte gewünschte Leitfähigkeit C_D gebracht. Auf diese Weise kann die Verdunstung von Flusssäure und insbesondere Wasser kompensiert werden. Zu Beginn der Bearbeitungszeit der zweiten Charge mit Scheiben, die bis zu der und einschließlich der näherungsweise 10 nm dicken „Sacrificial"-Oxidschicht 27 bearbeitet wurden, gleicht die beobachtete Leitfähigkeit C_M ungefähr der erneuerten gewünschten Leitfähigkeit von 80550 μS(iemens)/cm. Die oben beschriebene Prozedur wird für die zweite Charge und weitere Chargen wiederholt, bis die Entfern- oder Ätzrate beginnt, abzuweichen. An dem Punkt muss die Lösung 5 in dem Bad 4 erneuert werden.
Experimentell wurde gefunden, dass mit der erfindungsgemäßen Erfindung eine Charge-zu-Charge-Ätzratenstabilität innerhalb von 3% für eine Bad-Lebensdauer von 5 Tagen erreicht werden kann, wohingegen mit dem Verfahren nach dem Stand der Technik die Charge-zu-Charge-Ätzratenstabilität innerhalb von 12 bis 15% für eine Bad-Lebensdauer von nur 1 bis 2 Tagen ist.
Es wird offensichtlich sein, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen limitiert ist, aber dass Fachleuten viele Variation im Rahmen der Erfindung möglich sind. Es ist deutlich, dass andere als die oben beschriebenen Wege bedacht werden können, um zu jedem der dritten Zeitintervalle den Betrag zu bestimmen, um den die gewünschte Leitfähigkeit zu ändern ist, wobei der Wert auf der Menge basiert, die während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernt wurde. Außerdem können Korrekturfaktoren eingeführt werden, um den oben erwähnten Betrag zu bestimmen, wobei die Korrekturfaktoren z.B. Verluste in der aktiven Komponente und Änderungen im Säuregrad der Lösung als ein Ergebnis der Bildung der ionischen Komponenten kompensieren können, wobei sich die Änderungen im Säuregrad nachteilig auf die Ätzratenstabilität der Lösung auswirken können. Die dritten Zeitintervalle können so gewählt werden, dass die gewünschte Leitfähigkeit geändert wird, nachdem eine bestimmte Materialmenge entfernt worden ist, anstatt nach jeder Bearbeitungszeit. Auf diese Weise können mehrere Chargen bearbeitet worden sein, bevor die gewünschte Leitfähigkeit geändert wird. Obwohl die Erfindung für eine schwache Lösung von Flusssäure (HF) in Wasser beschrieben worden ist, wird es offensichtlich sein, dass die Erfindung auch für konzentriertere Lösungen von Flusssäure in Wasser gilt. Zusätzlich gilt die Erfindung auch für Lösungen, die andere Chemikalien wie beispielsweise Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Lösung (NH₄OH/H₂O₂/H₂O), die effektiv zum Partikelentfernen mit (Wieder-) Wachsen von sauberem chemischen Oxid auf Siliziumflächen verwendet wird und als Standardreinigung 1 (SC1) bekannt ist. Obwohl die Erfindung für Halbleiteranwendungen illustriert wurde, die auch als aktive Anordnungen bezeichnet werden, ist die Erfindung auch auf passive Anordnungen wie beispielsweise Dünnfilmkondensatoren und -widerstände anwendbar. In dem oben beschriebenen Verfahren, thermisches Siliziumoxid nass zu ätzen, wobei Siliziumsubstrate als Träger dienen, wurden die Scheiben bis zu der und einschließlich der „Sacrificial"-Oxidschicht bearbeitet. Neben Scheiben mit Halbleitersubstraten, die allgemein in der Produktion von Halbleiteranordnungen angewendet werden, kann das Verfahren der Erfindung auch vorteilhaft auf Scheiben mit Glassubstraten oder Silizium-auf-Isolator-(SOI)- Substraten angewendet werden. Glassubstrate können beispielsweise in der Produktion von Dünnschichttransistoren und aktiven Arrays zum Steuern von Flüssigkristallanzeigen (LCDs) verwendet werden, während Silizium-auf-Isolator-(SOI)-Substrate für Hochvoltanordnungen und Hochfrequenzanordnungen für z.B. Telekommunikationsanwendungen verwendet werden. Außerdem kann das Gerät zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Teil einer sogenannten Nass-Bank mit einer Reihe von Bädern sein.

Claims

Verfahren zur Herstellung von elektronischen Anordnungen, insbesondere, aber nicht ausschließlich, von Halbleiteranordnungen, wobei in diesem Verfahren Scheiben, die auf einer Oberfläche mit einem zu entfernenden Material versehen sind, solange sie in aufeinander folgende Chargen aufgeteilt sind, einer Nassbehandlung in einem Bad, das eine Lösung einer aktiven Komponente in einem Lösungsmittel enthält, ausgesetzt werden, während dieser Nassbehandlung die aufeinander folgenden Chargen mit Scheiben in ersten Zeitintervallen in die Lösung eingetaucht werden, wobei jedes der ersten Zeitintervalle jeweils aus einer Behandlungszeit, während der das Material von der Scheibenoberfläche entfernt wird und dabei ionische Komponenten bildet, und einer Wartezeit, die der Entnahme der Scheiben aus dem Bad am Ende der Behandlungszeit folgt, besteht, und während dieser Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen die Leitfähigkeit der Lösung beobachtet wird, wobei die Leitfähigkeit in zweiten Zeitintervallen während der Nassbehandlung der aufeinanderfolgenden Chargen durch Zufügen von mindestens entweder der aktiven Komponente oder des Lösungsmittels in die Lösung in dem Bad auf ungefähr eine gewünschte Leitfähigkeit gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dritten Zeitintervallen während der Nassbehandlung der aufeinander folgenden Chargen die gewünschte Leitfähigkeit um einen Betrag geändert wird, wobei dieser Betrag in jedem der dritten Zeitintervalle auf Basis der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernten Materialmenge bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag, um den die gewünschte Leitfähigkeit in den dritten Zeitintervallen auf Basis der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernten Menge geändert wurde, dadurch bestimmt wird, dass die genannte Materialmenge durch eine Referenzmaterialmenge dividiert wird, die während der Behandlung einer Scheiben-Referenzcharge entfernt wurde, und der genannte Betrag mit einer entsprechenden Referenzänderung der Leitfähigkeit, die während der Behandlung der Referenzcharge mit Scheiben beobachtet wurde, multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beobachtete Leitfähigkeit nur während der Wartezeit jedes der ersten Zeitintervalle auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Leitfähigkeit nur während der Wartezeit jedes der ersten Zeitintervalle geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung der aktiven Komponente in dem Lösungsmittel als eine schwache Lösung angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser als das Lösungsmittel angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Flusssäure als die aktive Komponente angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 so weit, wie es von Anspruch 6 abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flusssäure in Gewichtsprozenten im Bereich von etwa 0,05 bis 5,0 angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu entfernende Material Siliziumoxid umfasst.
Gerät zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gerät ein Bad zum Fassen der Lösung und Aufnehmen der Scheiben, Mittel zum Beobachten der Leitfähigkeit der Lösung und Steuerungsmittel, um die beobachtete Leitfähigkeit in den zweiten Zeitintervallen auf ungefähr die gewünschte Leitfähigkeit zu bringen, wobei das Gerät Rechnermittel umfasst, die in der Lage sind, in jedem der dritten Zeitintervalle den Betrag zu bestimmen, um den die gewünschte Leitfähigkeit geändert wird, wobei der Betrag auf der während des letzten, abgeschlossenen der dritten Zeitintervalle entfernten Materialmenge basiert.
Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnermittel Programmmittel umfassen, welche die Anzahl der Scheiben, die Oberfläche jeder der Scheiben, den prozentualen Anteil jeder der mit dem Material bedeckten Oberfläche jeder der Scheiben, die entfernte Dicke des Materials und die Dichte des Materials als Parameter verwenden, wobei die Parameter sich auf das letzte, abgeschlossene der dritten Zeitintervalle beziehen.