TW455513B - A cluster tool compatible silicon oxide etching process using anhydrous hydrogen fluoride gas and water for trace oxide removal - Google Patents

A cluster tool compatible silicon oxide etching process using anhydrous hydrogen fluoride gas and water for trace oxide removal Download PDF

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TW455513B TW86105585A TW86105585A TW455513B TW 455513 B TW455513 B TW 455513B TW 86105585 A TW86105585 A TW 86105585A TW 86105585 A TW86105585 A TW 86105585A TW 455513 B TW455513 B TW 455513B
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Rick L Wise
Phillip A Grothe
Daniel J Syverson
Joel Barnett
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Description

455513 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印策 A7 B7 五、發明説明(丨) 發明之技術領域: 本發明大致有關半導體之領域,且更特別有關氧化矽 蝕刻之一種改良方法,其使用無水氟化氫氣體、氯化氫氣 體、臭氧、或它們之混合物以接觸液態水,而當作一種洗 淨劑以除去微量之氧化物。 發明背景= 各種矽晶圓係可能用於半導體之生產》吾人可能氧化 —塊矽晶圓,以便在該矽晶圓上形成一氧化矽(Si〇2)層。然 後,所有或選擇性之部份氧化矽層係經由蝕刻除去,以暴 露其下方之矽晶圓。吾人可能藉著各種製程完成該氧化矽 之蝕刻,這些製程包括浸入一氫氟酸水溶液中,及使晶圓 接觸一混合著無水氟化氫氣體與水蒸氣之蝕刻劑。 在蝕刻後,吾人係藉著附加之製程完成該半導體之製 造|這些製程包括加上一或多層材料至該蝕刻晶圓上,諸 如薄膜沉積或生長製程。留在該晶圓之暴露矽晶部份上之 兩界面間氧化物或其它汙染物,對隨後之薄膜沉積或生長 製程是有害的,且將降低所生產半導體之品質。 在半導體之製造期間最重要的是維持一淸潔之周遭環 境,以維持製成品之整體品質。當該晶圓由一件製造設備 移至另一製造設備以完成各種處理步驟時,因可能將該晶 圓暴露至空氣或其它汙染物中而遭遇各種問題,包括隨後 在一已蝕刻之矽表面上形成氧化物與污染該晶圓。 在蝕刻之後,吾人通常想要洗淨該蝕刻晶圆,以除去 該鈾刻劑與該蝕刻製程之副產品。習知之蝕刻/洗f.製程 本紙張尺度速用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X:297公釐) M I i ϋirn ^ ·'--(請先聞讀背面之注.意事項再4寫本頁) 455513 A7 B7 五、發明説明(1) 包括將該晶圓浸入一氫氟酸溶液,並當作一蝕刻步驟,而 浸入水中之一洗淨步驟係跟隨在其後。這些浸泡步驟必需 將該晶圓由一件處理裝置移動至一分開之處理裝置,而這 導致該蝕刻矽表面隨後有氧化物生成或受其它污染之可能 性。 頒給Biggerstaff等人之美國專利第5,169,408號係在此 倂入參考,該專利掲露一種晶圓處理裝置,此處理裝置具 有一蝕刻室,該蝕刻室提供一洗淨階段,其中除去離子之 水係直接引導至一旋轉中晶圓之上方表面上。然而,一長 時期之水洗淨階段可能由於一些因素造成在一矽晶表面之 氧化作用,這些因素包括該除去離子之水內具有溶解之氧 氣,這水因此可作用造成該矽晶表面之氧化作用,且該水 洗過程可能將懸浮之氧化矽移至該蝕刻之矽表面上。因此, 吾人不想要一長時期之水洗淨過程,因爲它可能於該蝕刻 製程之後在該蝕刻之矽表面上形成附加之氧化物。以所討 論之製程而言,對於一適當之無氧化物蝕刻矽表面,其需 要一種以別的方法除去不想要之最終氧化物之製程,諸如 另一種蝕刻製程,而設在該洗淨階段之後面者。 發明槪諭= 掸此,吾人對氧化矽蝕刻製程已產生一種需要,即該 製程需提供用以由該蝕刻之矽表面除去微量之氧化物。另 外,對半導體之製造技術已產生一種需要,即該製造技術 需能允許蝕刻、洗淨、與隨後之各處理步驟係在連接之處,々 理室中完成,以避免將該晶圓由一件處理設備移至另一件j 本紙張尺度適用中國國家镖準(CNS > A4规格(210X297公釐) 請 先 閲 面 之 注 項
訂 經濟部中央梯率局負工消费合作社印装 4555 13 Μ濟部中夫橾準局貝工消费合作杜印家 A7 B7 五、發明说明(5) 處理設備,因這可能導致隨後在該蝕刻之矽表面上形成氧 化物或在該蝕刻之矽表面上形成其它汙染物°再者,吾人 已需要一種較乾淨之蝕刻矽表面,以提供改良之隨後處理 步驟、改良之生產比率、及歐高品質之半導體。 根據本發明提供一種由一矽晶圓表面除去微量氧化物 之方法,其比較於習知之方法可大幅減少一矽晶圓表面上 之氧化物與其它汙染物數量。本發明提供一種半導體製造 技術,該製造技術允許蝕刻、洗淨、與隨後之各處理步驟, 包括薄膜沉積或生長製程,係在連接或“集中”之處理模組 或處理室中完成,以保証維持一乾淨之周遭環境*由該蝕 刻之矽表面除去微量之氧化物與其它汙染物可提供改良之 隨後處理步驟、改良之生產比率、及較高品質之半導體β 此方法包括用氟化氫氣體及水蒸氣之一混合物蝕刻一 矽晶圓。藉著引導一道除去離子之液態水流至該旋轉中之 蝕刻晶圓上,及用一氣體接觸該液態水流,即可旋轉和洗 淨該蝕刻晶圓,該氣體係選自無水之氟化氫氣體、氯化氫 氣體、臭氧、與它們之混合物,以致至少部份之氣體係吸 收進入該水中。 •圃面簡述: 藉著參考所附圖面即可能更完全瞭解本發明及其相關 之各項利益,其中= 第1圖是一集中式機具相容模組之一簡化橫截面視 圖,而適於引導本發明之方法。 /tef' ,ΐ:; 發明之詳細說明: -5- 本紙张尺度逋用中國Β家橾率(CNS ) Α4洗格(210Χ297公釐) I.-Ι---^-------- - - ; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •1Τ 經濟部中央#率局βς工消费合作社印氧 455513 A7 _ B7 五、發明説明(年) 在半導體製造中,已知各種方法以蝕刻或以其它方式 由一矽晶圓表面移去氧化矽與其它汙染物-吾人想要提供 一蝕刻之矽表面,該表面是無氧化物與其它不想要之汙染 物。本發明提供一種氧化矽蝕刻方法,其使用一選自無水 之氟化氫(HF)氣體、氯化氫(HC1)氣體、臭氧、與它們之混 合物的氣體,並接觸液態水以當作一洗淨劑,俾能完成該 蝕刻製程及提供一蝕刻之矽表面,該表面具有一大幅減少 氧化物與其它汙染物之程度。這較乾淨之蝕刻矽表面提供 改良之隨後處理步驟,包括一較低溫度之磊晶矽生長步驟, 與一較高品質之半導體。 此處所用之名辭“氧化矽”和“矽氧化作用”係意指以任 何途徑發生之氧化作用,不論是故意地或無意地,其包括 熱氧化作用,亦即在有氧狀態下加熱該晶圓;化學氧化作 用,亦即一化學反應之結果所產生之氧化作用;與其本身 所固有之氧化物。 本發明包括一無水氟化氫氣髖與水蒸氣蝕刻製程,該 蝕刻製程是經由一洗淨步驟而完成,該洗淨步驟包括引導 一道除去離子之液態水至一旋轉之晶圓上,而使無水之氟 化氫氣體、氯化氫氣體、臭氧、或它們之混合物存在與接 觸該水,以致該水流臊收部份之氣體,並因此變成一酸性 溶液。這酸性溶液接觸一正水平地旋轉之蝕刻矽表面,以 除去存在該蝕刻矽表面之微量氧化物與其它汙染物,俾能 完成該蝕刻製程。比較於習知之蝕刻製程,這方法提供一 較乾淨之蝕刻矽表面、無氧化物與其它汙染物。 本紙張尺度適用中國國家捸準(CNS ) Α4规格(210X297公釐) t请先閱讀背面之注^^項鼻填寫本貰) 訂 455513 A7 _B7 _ 五、發明説明(r ) 本發明之方法亦特別可應用在“集中式機具”之半導體 製造設備中。一集中式機具設備大致包括一支機械手臂式 處理器,該處理器係定位在一平臺上,而有各種模組或處 理室連接至該平臺。設計該集中式機具設備是爲了處理單 晶矽晶圓,且不會於該等處理模組中使用一晶圓載具。該 機械手臂式處理器在各種模組之間傳送該等單晶矽晶圓* 而設計這些模組是爲了在該矽晶圓上實行某些製程。該平 臺具有一個真空負載鎖扣裝置(l〇adl〇ck),而有一氮氣洗淨 器(purge),且這些模組係以一方式連接與密封至該平臺, 並維持該設備之乾淨周遭環境。如此,該矽晶圓能在該集 中式機具設備內由一處理步驟移至另一處理歩驟,而不會 使該晶圓碰到空氣,包括潔淨室之空氣,或其它之環境, 因這些皆可能造成該矽晶表面之氧化作用或引導其它汙染 物至該矽晶表面上。一家此種集中式機具設備之供應商是 FSI國際公司(明尼蘇達州伽思加市),其以商標名稱 EXCALIBUR在市場上銷售一集中式機具裝置。 鲤濟部中央標準局工消费合作社印家 I----^-------裝-------^-訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉著提供一較乾淨之蝕刻矽表面,本發明之方法亦提 供改良之隨後處理步驟,特別是一較低溫度之磊晶矽生長 過程,而這提供一較快與較低成本之半導體製造》 第1圖是一集中式機具相容模組10之一簡化橫截面視 圓,而適於引導本發明之方法。該模組10包括一除去離子 水之輸入通口 1〗、一無水氟化氫氣體之輸入通口 12、與一 個除去水‘之通口 13 »該模組10包括一夾盤14,該夾盤係 如所示地旋轉,且適於抓住一矽晶圓15。該模組10進一步 -7- |的 l·. 本紙張尺度適用中國國家揉率< CNS ) A4規格(210X297公嫠) 455513 經濟部中央標準局負工消費合作社印掣 A7 B7 五、發明説明(6) 包括一個分配器16,諸如一薄膜,其係定位在該矽晶圓15 上方,以便在模組1〇之下方區段中均勻地分配該無水氟化 氫氣體。 在操作中,一矽晶圓15係放置在模組10內之夾盤14 上,且一無水氟化氫氣體係引導穿過通口 12,並具有已導 入之水蒸氣(未示出水蒸氣通口),而以一種精通本技藝之人 士所熟悉之方式蝕刻該晶圓15 爲完成該蝕刻製程,一除 去離子之液態洗淨水流係引導穿過該水輸入通口 11,並分 散至晶圓15之上方表面。一選自無水之氟化氫(HF)氣體\ 氯化氫(HC1)氣體、臭氧、與它們之混合物族群的氣體係同 時地引導穿過通口 12 »最好是使用無水之氟化氫氣體。部 份之該氣體係吸收進入該除去離子之水,而形成一酸性溶 液。這酸性溶液可用於完成該蝕刻製程,及由該矽晶圓15 之蝕刻矽表面除去微量之氧化物與其它汙染物。這製程亦 可使這些氧化物與其它汙染物洗淨拋離該矽晶圓15之上方 表面。 可能藉著調整該洗淨時間、旋轉速率及/或水流速率 以控制這洗淨步驟,俾能滿足所想要之結果D亦可能將氮 氣加入該氣體,而當作控制該氣髖濃度之一方式。再者’ 依所想要之結果而定,在停止該除去離子之液態水流之前’ 關閉該無水之氟化氫氣體通口 12可能是有利的。這可能是 有利地完成,以掃除該氫氟酸溶液,而迅速地停止該蝕刻 製程。譬如’在有意地形成一層熱氧化物處’及一光罩係: 用於該蝕刻製程時,其可能有助於迅速地停止該蝕刻製程’ -8- 本纸張尺度遍用中國B家揉準(CNS > A4規格(210X297公釐) C (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 455518 經濟部中央橾率局貴工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明(7 ) 以致氧化物將不會由某些地點除去,那些地點是指想要保 留該氧化物處。然而,任何未含無水氟化氫氣體之水洗淨 過程應儘可能保持短暫,以防止在該蝕刻之矽表面產生不 想要之氧化作用。 · 一長時期之水洗淨過程可能由於一些因素造成在一矽 晶表面之氧化作用,這些因素包括該除去離子之水內具有 溶解之氧氣,這水因此可作用造成該矽晶表面之氧化作用, 且該水洗過程可能將懸浮之氧化矽移至該蝕刻之矽表面 上》因此,吾人不想要一長時期之水洗淨過程,因爲它可 能於該蝕刻製程之後在該鈾刻之矽表面上形成附加之氧化 物。 下列之操作參數已提供一合適之乾淨蝕刻矽表面:引 導至該矽晶圓15上下方表面之水流速率爲每分鐘450毫 升;一無水氟化氫氣體流速爲每分鐘500標準毫升(上方) 與每分鐘240標準毫升(下方);該洗淨步驟發生達10秒時, 其前6秒係供給該無水之氟化氫氣體,而最後4秒則關掉 該無水氟化氫氣體之輸入通口 12。吾人可能想要“雙側面” 之處理,亦即淸洗該上下方二表面,因爲不淸洗該下方表 面即可能由於雜質而減損該半導體之品質,這些雜質可能 長時間移居在該半導體內,或在隨後之處理步驟期間造成 污染。其它之實驗已發現該無水氟化氫氣體應在整個洗淨 處理步驟中保持流動。 當完成該洗淨處理步驟後•夾盤14與矽晶圓15係允許 繼續旋轉。既然該矽晶圓15具有一不吸水之表面,此正旋 本紙張尺度適用中國國家標芈(CNS ) A4規格(210 X 29?公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) /L· 訂 455513 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(<?) 轉晶圓15之離心力即可用於由該矽晶圓15之上方表面與 側面旋轉拋離該氫氟酸溶液。這氫氟酸溶液係穿過排出通 口 13移去。可能加入氮氣以進一步乾燥該矽晶圓15。在完 成該乾燥步驟後,該集中式機具之機械手臂式處理器即傳 送該矽晶圓15至另一模組,用於隨後之處理步驟。 在完成該蝕刻步驟後,亦即蝕刻、洗淨、與乾燥該矽 晶圓15後,可能實行隨後之處理步驟以完成該半導體之製 造,這些步驟包括多晶砂添加(polysilicon addition)、氣化 矽添加、磊晶矽生長、金屬薄膜沉積、矽氧化作用及/或 氧化物薄膜沉積》 習知之蝕刻製程比本發明之方法在該蝕刻矽表面上留 下更多之氧化物與其它汙染物,諸如碳與氟,而對於磊晶 矽生長,先前習知之製程要求在該磊晶矽生長之前移去附 加之不想要氧化物•對於用先前餓刻方法之磊晶矽生長, 該矽晶圓是在一含有氫氣之大氣環境中預先烘焙乾燥(prebaked),以致該氫氣可能與在該蝕刻矽表面之氧化物反應, 俾能除去該氧化物。在該磊晶矽生長製程之前,充分除去 微量氧化物所需之預先烘焙乾燥溫度係遠高於下面所述磊 晶矽生長所需之分解溫度。除去微量氧化物之預先烘焙乾 燥製程是時間與溫度之相依關係者,即一較高之溫度需要 一較短之時期,而一較低之溫度需要一較長之時期。吾人 已發現一種預先烘焙乾燥製程是:維持在一約攝氏900度之 溫度達約5分鐘,或維持在一約攝氏1200度之溫度達約10 秒鐘,以便對該磊晶矽生長提供一合適之乾淨蝕刻矽表面。 -10- 本紙張尺度適用中國國家搮牟(CNS ) A4規格(210X297公釐) n : H —1 I n ί I n I - .^1 - I m τ - ^-° •广' (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局月工消费合作社印装 4 5 5 5 1 3 A7 B7 五、發明説明(f) 磊晶矽生長通常涉及一矽源氣體之熱分解作用,典型 是在一氫氣環境中,以致來自該本源氣體之一層矽料係生 長在該晶圓上。吾人想要的是該矽料係與置於其下方之晶 圓完美的沉積對齊,亦即所沉積之矽料與其下方之晶圓具 有相同之結構與結晶方位。氧化物或其它雜質之存在將阻 礙所要之完美對齊,造成在其結晶結構中之局部缺陷,它 們係綿延不絕地遍及該磊晶矽薄膜,並導致“堆疊錯失 (stacking fau丨ts)’’或“位錯(dislocations)”。先前之鈾刻方法 需-要該預先烘焙乾燥步驟,以除去微量之氧化物與其它汙 染物,俾能防止這些缺陷。吾人已在該蝕刻之矽表面測得 一無法探査之氧化物程度,這是指藉著二次離子質瀘光)譜 / - — —-- 防 — 學(Secondary Ion Mass Spectroscopy,下文簡稱 SIMS)測量 該蝕刻之矽表面,以便對磊晶矽生長提供一合適之乾淨蝕 刻矽表面》 該矽源氣體可能是任何合適之氣體,包括矽乙烷 (ShHd、矽甲烷(SiH4)、二氯矽烷(SiH/h)、·三氯矽烷 (SiHCU)、與四氯化矽(SiCl4)(所列出之各氣體具有依序增 高之分解溫度,而矽乙烷設有一約攝氏850度之分解溫 SX。 用本發明方法之較乾淨蝕刻矽表面,該磊晶矽生長製 程可能發生在一溫度,如1 該矽源氣體之分解所測定之溫度, 且不需高溫度之氫氣預先烘焙乾燥以除去該不想要之氧化 物。這較低之溫度將大幅減少該磊晶矽生長製程所需要時 間,並因此大幅增加半導體之生產速率。 丨哿卞 本紙張尺度適用中S®家揉準(CNS > A4規格(2丨0X297公釐) ί請先閲禎背面之注f項再填寫本頁) 尊 訂 4 5 5 5 13 A7 B7 五、發明説明(丨σ ) 此外,藉著取消這預先烘焙乾燥製程之需求,本發明 之製程允許該等半導體外形變得更小及/或更靠近在一 起。在半導體之製造中,已設定一“熱堆積(thermal budget)”,亦即一時間-溫度之關係,以確保雜質饋贈者 (doping present)不會由其想要之位置擴散至不想要之位 置。如此,消除這預先烘焙乾燥之時間與溫度之關係,以 提供較少之擴散,並允許更小及/或更靠近之間隔外形。 藉著消除該預先烘焙乾燥製程,本發明之製程即可在一晶 圓上所產生之各外形間提供一想要之急劇轉換。 範例1 吾人引導一項實驗以便在一蝕刻之矽表面測定所除去 之氧化矽程度,並比較本發明之方法與習知之各種方法。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 在矽表面之氧氣百分比, 描述 平均 S-D. 在該蝕刻步驟時浸入 2.7% 0.8% 一氟化氫溶液中; 在一洗淨步驟時浸入水中; 以氮氣乾燥》 無水氟化氫氣體與水蒸氣蝕刻; 當旋轉時用水洗淨; 6.5% 0.6% 旋轉乾燥之。 ' /知. 本發明製程--氟化氫氣體與 -12- 1.4% 0.6% ‘ 本紙張尺度適用中圉國家揉準(CNS ) A4現格(2丨0X297公釐} 55 5 4 A7 B7 五、發明説明(丨丨) 水蒸氣蝕刻;液態水接觸無 水之氟化氫氣體,當旋轉 時洗淨之:旋轉乾燥之。 *經由X射線光電子光譜學(X-ray photoelectron spectroscopy,簡稱 XPS)測定。 範例2 吾人引導一項實驗以便當氧氣存在一個多晶矽/矽界 面時,可測定該集中式製造技術相對非集中式製造技術之 效果。 在多晶矽/矽界面之氧氣* 描述 集中式原子數目/平方公分 氟化氫氣體與水蒸氣 蝕刻:當旋轉時用液態水 洗淨;旋轉乾燥之; 多晶矽沉積。 是 1.85E+14 經濟部中央標準局負工消費合作社印衷 氟化氫氣體與水蒸氣 蝕刻;液態水接觸無水之 氟化氬氣體,當旋轉時洗 淨之:當旋轉時用液態水 短暫洗淨;旋轉乾燥之; 多晶矽沉積。 是 8.70E+13 啼, 13- c請先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦)
本紙張尺度逍用中國國家揉準< CNS > A4规格(210X297公釐) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 4 5 5 5 1 〇 Α7 __Β7_ 五、發明説明(U ) 氟化氬水溶液,浸入餓刻:否 1.28E+14 浸入水洗淨;氮氣乾燥: 多晶矽沉積。 *經由二次離子質量光譜學(SIMS)測定。 如可看出者,本發明之方法係利用集中式設備,以便 在多晶矽/矽界面提供最低程度之氧氣》 範例3 吾人引導一項實驗以便測定氧氣與其它元素存在一矽 磊晶層界面之程度*該矽磊晶層係生長在所示各種方法所 準備之矽基片上。吾人用一技術經由該生長之矽磊晶層引 導此項分析,該技術係爲精通本技藝之人士所熟悉之二次 離子質量光譜學(SIMS)。汙染物若未除去,並駐留在該矽 磊晶層與矽基片間之界面處,將可描述其定量特徵。 氧氣碳 氟 原子數目原子數目 原子數目 描述 /平方公分/平方公分/平方公分 氟化氫水溶液蝕刻; 5.0E+13 1.6E+12 2.6E+10 浸入水洗淨;氮氣 旋轉乾燥;矽之磊 晶生長》* 0、' 氟化氫氣體與水蒸氣無峰値 無峰値 無峰値 蝕刻;液態水接觸無 -14- 本紙張A度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 經濟部中央標準局貞工消费合作社印* A7 ____B7_ 五、發明説明(丨3 ) 水之氟化氫氣體,當 旋轉時洗淨之;旋轉 乾燥;矽磊晶生長。* *無預先烘焙乾燥;三氯矽烷在攝氏850度時熱分解。 本發明之方法具有大幅優於先前技藝之利益。既然本 發明之方法可用在一集中式機具設備中,以改良各製程間 之周遭環境控制,其可防止經由空氣 '氧氣、水蒸氣、或 其它汙染物之污染作用,這污染作用可能在該蝕刻之矽表 面造成氧化物或污染。既然該旋轉晶圓15可在該模組內旋 轉抛離此氫氟暌溶液,這亦經由避免風險而改良操作員之 安全性,此風險即當使用沒有最後水洗淨之氟化氫浸入製 程時將引起操作員之安全性問題》再者,於薄膜沉積或生 長製程之前由該蝕刻之矽表面除去微童之氧化物時,本發 明之方法比習知之氟化氫氣體與水蒸氣蝕刻製程更有效。 又更進一步,由該蝕刻之矽表面除去氧化物和表面汙染物 之改良方法允許吾人減少該磊晶矽生長之溫度,這導致改 良之半導體生產速率。另外,由一引導薄膜或基片之表面 除去剩餘之氧化物可降低此一引導層與一睛後沉積(在其頂 端上)之引導薄膜間之接觸阻抗。 雖然已詳細描述本發明,應了解的是可能根據此處之 教旨做各種變化、修改、與替代,卻未偏嶷本發明之精神 與範圍,而需獨自定義在所附之申請專利範圍內。 -15- 本紙張尺廋適用中國困家標準(CNS > A4規格(2I0X297公釐) (.#先閲'讀背面之往f項再壤寫本貰) 訂_

Claims (1)

  1. 9α ί. 午 η 455513 A8 Β8 C8 經 部 智 .¾ >4. A Η X 消 合 社 印 % … 烈申請声第86105585號 Df R〇C Patent Appln. No. 86105585 中文申碜;I;利範®後丰本_附件—— Amended Claims in Chinese — Enel. I 六、申請專利範圍 m, (民國卯牟6月Π日送呈5 (Submitted on June 11, 2001) 1 . 一種由矽晶倾生產半導體之方法,該矽晶圆具有氧化;f夕, 該方法包括各步驟爲: 用氟化氬氣體與水蒸氣蝕刻法選擇性地除去至少一部 份之氧化矽;和 藉著引導一道除去離子之液態水至該晶圓上,並使該除 去離子之水接觸一氣體,以洗淨該蝕刻晶圆,該氣體係選 自包括無水氟化氫氣體 '氯化氫氣體、臭氧、與它們之混 合物的族群,以便至少吸收部份之氣體進入該除去離子之 水中。 2.根據申請專利範圍第1項之方法,其中該洗淨步驟包括引 導此道水流至一旋轉之晶圓上。 3·根據申請專利範圍第2項之方法,其中該晶圓係在一水平 面中旋轉。 4. 根據申請專利範圍第2項之方法,其進一步包括此步驟: 在洗淨之後,連續地旋轉該晶圆*以便藉著離心力至少 除去部份含有所吸附氣體之水》 5. 根據申請專利範圍第4項之方法,其進一步包括此步驟: 使已洗淨之蝕刻晶圓接觸氮氣,以乾燥該晶圓。 6 .根據申請專利範圍第1項之方法,其進一步包括此步驟: 用一製程進一步處理該已洗淨之蝕刻晶圓,該製程係選 自包括多晶矽添加、氮化矽添加、磊晶矽生長、金圃溥膜 沉稂'矽氧化作用及氧化物薄膜沉積之族群。 7 ·根據申請專利範圍第1項之方法,其進一步包括各步驟: 使該已洗淨之蝕刻晶圆接觸一矽源氣體;及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 %, 本紙乐尺度適用中國國家標準(CNS 格(2丨0X297公釐) 4 5 5 5 ί A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 加熱該矽源氣體至一溫度,此溫度約不會超過該來源_ 體之熱分解溫度,以造成在該晶圆上之磊晶矽生長。 8 -根據申請專利範圆第1項之方法, 其中該等氟化氫氣體與水蒸氣之蝕刻與洗淨步驟係引 導在一集中式機具相容模組內,及 進一步包括傳送該已洗淨之蝕刻晶圆到至少一附加集 中式機具相容模組之步驟,用以做進一步之處理,該集中 式機具在傳送步驟期間對該晶圆提供一乾淨之周遭環境。 9 .根據申請專利範圍第1項之方法,其中用於該洗淨步驟之 氣體是無水之氟化氫氣體。、 10. —種由矽晶圆生產半導體之方法,該矽晶圓在其外側表面 上具有氧化矽,該方法包括各歩驟爲: 用一包括氟化氫氣體與水蒸氣之混合物蝕刻該矽晶 圆,以產生一蝕刻之矽表面; 旋轉該晶圓:及 經濟部智慧財是t? a;工消费合作社印製 藉著引導一道除去離子之液態水至該旋轉晶圓上,並使 該除去離子之水接觸無水氟化氫氣體,以便至少吸收部份 之氣體進入該除去離子之水中,而由該触刻砂表面除去微 董之氧化物。 11. 根據申請専利範圍第10項之方法,其中該微量之氧化物係 除去至一無法由二次離子質置光譜學測量探査之程度。 12-根據申請専利範圍第10項之方法,其進一步包括各步驟 本紙浪尺度適用中國國家樣牟(CNS) A4故格(210X297公釐) 4 5 5 5 1 :·, as - DO C8 D8 六、申請專利範圍 使該已蝕刻晶圆接觸一矽源氣體;及 加熱該矽源氣體至一溫度,此溫度約不會超過該來源氣 體之熱分解溫度,以造成在該晶圆上之磊晶矽生長。 13.根據申請專利範圍第10項之方法, 其中該等蝕刻興除去微量氧化物之步驟係引導在一集 中式機具相容模組內,及 進一步包括在除去微量氧化物後傳送該已蝕刻矽晶圆 到至少一附加集中式機具相容模組之步驟,用以做進一步 之處理,該集中式機具在傳送步驟期間對該晶圓提供一乾 淨之周遭環境。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智蒽財是勾負工消費合作社印製 適 準 梂 家 國
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