TW468202B - Method of manufacturing electronic devices, and apparatus for carrying out such a method - Google Patents

Method of manufacturing electronic devices, and apparatus for carrying out such a method Download PDF

Info

Publication number
TW468202B
TW468202B TW089107468A TW89107468A TW468202B TW 468202 B TW468202 B TW 468202B TW 089107468 A TW089107468 A TW 089107468A TW 89107468 A TW89107468 A TW 89107468A TW 468202 B TW468202 B TW 468202B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
conductivity
solution
time interval
month
wafer
Prior art date
Application number
TW089107468A
Other languages
English (en)
Inventor
Marcellinus Joseph Hen Geomini
Original Assignee
Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninkl Philips Electronics Nv filed Critical Koninkl Philips Electronics Nv
Application granted granted Critical
Publication of TW468202B publication Critical patent/TW468202B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/67086—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/12—Condition responsive control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

46 8202 案號 89107468 修正 五、發明說明α) 本發明係關 一用於半導體 物質， 欲移除 劑之溶 晶圓於 處理階 去，由 後為等 在連續 性組分 電導率 在1C 該方法 氧化矽 化石夕。 ，如過 洗矽表 標準清 有效用 物質 溶液蒸 程中溶 於溶液 佳製程 要技術 液之浴 第一時 段和等 之形成 待階段 批次濕 或溶劑 〇 製造技 通常在 外，氫 其它重 氧化氫 面上4匕 潔劑1 於去除 自晶圓 發以及 液化學 之化學 控制很 係以測 於製 裝置 在分 中濕 間間 待階 離子 ，在 式處 至浴 造電 ，在 成連 式處 隔浸 段組 組分 連續 理期 内之 子裝 該方 續批 理， 入溶 成， ，在 批次 間於 溶液 置之方 法中， 次時， 在濕式 液中， 物質於 晶片於 處理期 第二時 ，使監 法， 所提 於含 處理 該第 處理 處理 間監 間間 測電 該方法 供晶圓 有活性 期間， 一時間 尤其但 於表面 組分溶 該連續 間隔分 晶圓表 束自浴 階段自 階段結 測溶液之電導 隔加入至少一 導率達到接近 非唯 具有 於溶 批次 別由 面除 移出 率， 種活 預定 術中，重要濕式處理包括濕法蝕刻氧化矽， 含氫氟酸溶液（HF/H20)之浴中進行。除蝕刻 氟酸溶液亦可用於蝕刻（例如）氮化矽及氧氮 要濕式處理利用（例如）廣為熟知之RCA溶液 氨溶液（ΝΗ40Η/Η202/Η20)，該溶液有效用於清 學氧化之（再）生長之顆粒去除，且被熟諳為 (SCI)，氫氯酸過氧化氫溶液（HC1/H2 02 /H20) 金屬，且被熟諳為標準清潔劑2 (SC2)。 表面除去時消耗溶液之組分、揮發性組分自 晶圓自浴器移出時組分自溶液拖出為影響過 組分之重要因素。由於除去或蝕劑速率決定 組分，監測和控制溶液之化學組分對獲得較 重要。監測和控制溶液化學組成所用一種重 量時間過程中溶液之電導率為基礎。 :)
O:\63\63S75.ptc 第7頁 4 6 82 0 2 ' __案號89107468__年月日 條正__ 五、發明說明（2) 我們在一片文章中注意到一種開始段落提到的方法，其 標題為"就地化學濃度控制晶圓濕法清洗"（I η - s i 1: u chemical concentration control for wafer wet cleaning)，由依斯梅爾’卡什考什（isman Kashkoush) 等人編寫’發表於Mat. Res. Soc. Symp. Proc·，第4 77卷 (1997)，第311-316頁。在該方法中，在第二時間間隔加 入氫氟酸和/或去離子水能使氫氟酸溶液（H F / & 〇 )之監測 電導率達到接近預定電導率。在第二時間間隔加入氨和/ 或去離子水能使氨過氧化氫溶液（|^114〇11/112〇2/112〇)之監測電 導率達到接近預定電導率，如果使用氫氣酸過氧化氫溶液 (HCl/H2〇2/H2〇) ’則加入氣化氫和/或去離子水β由於在兩 種RCA溶液中過氫化氫濃度波動及過氧化氫對此等溶液之 電導率影響最小，所以獨立在界定時間間隔加入過氧化氩 經實 在第二 批次晶 使用該 ，使溶 本發 方法改 濕式處 根據 處理之 於各第 驗觀 時間 圓濕 方法 液浴 明的 良連 理之 本發 第= /jv ，丨— 三時 察到， 間隔達 式處理 時，連 壽命维 一個目 續批次 製程穩 明之方 時間間 間間隔 雖然 到預 期間 續批 短。 的為 晶圓 定性 法， 隔周 以第 浴内溶液之電導率由使監 定電導率得到精確控制， 物質去除或餘刻速率逐批 次濕式處理之製程穩定性 提供一種開始段落提到之 在含活性組分溶於溶齊丨之 、延長含溶液之浴之壽命 為完成這一目的，於連續 一數值改變預定電導率， 二時間間隔最後完成期間 測電導率 但在連績 減小。在 受到破壞 方法，該 溶液浴中 〇 批次濕式 該數值係 物質之去
O:\63\63875.ptc 第8頁 468202 _案號89107468_年月日_ί±^_ 五、發明說明（3) 除量為基礎確定。 除其它外，本發明係根據離子性組分（物質自晶圓表面 除去時生成）作用於監測電導率獲得。在先前技藝方法中 ，監測電導率係藉由在浴内溶液中加入至少一種活性組分 和溶劑於第二時間間隔達到接近預定電導率，而未補償上 述額外形成離子組分對監測電導率之作用。因此，溶液中 活性组分濃度以及物質之去除速率在濕式處理連續批次晶 圓期間降低。對此可由在連續批次濕式處理之第三時間間 隔用一數值改變預定電導率抵消，該數值用於補償額外形 成離子組分對預定電導率之作用。根據本發明之方法，該 數值係於各第三時間間隔根據物質於最後完成時間間隔之 去除量確定。用此方法能夠改良濕式處理之製程穩定性， 並延長該浴之壽命。 有充分理由、在第三時間間隔改變預定電導率所用之數 值較佳根據物質於第三時間間隔最後完成時之去除量確定 ，即以該量除以物質該參考批次晶圓處理期間之去除量， 再乘以參考批次晶圓處理期間所監測電導率之對應參考變 化量。 監測電導率係藉由在第二時間間隔加入至少一種活性紅 分及溶劑至浴内之溶液達到接近預定電導率。如前提及， 對於物質自晶圓表面去除形成之離子組分，沒有補償離子 組分對監測電導率之作用。因此，在第二時間間隔有多餘 量活性组分或溶劑加入至溶液中。是否以大量加入活性組 分還是溶劑，決定於所形成組分之導電作用與活性組分電 導作用之相對關係。在第三時間間隔，上述多餘量活性組
O:\63\63875.ptc 第9頁 46 820^ 案號 89107468 曰 修正 五、發明說明（4) 分或溶劑須 造成化學品 間間隔之等 另外，以 化組分之空 一種活性組 在各第一時 當對稀溶 作用時，以 之方法更為 ，稀溶液對 本發明方 請專利範圍 本發明進 置包括含有 置，以及使 率之控制裝 該裝置係 洗"的論文 Mat. Res. 316 頁。 為改良連 處理之製程 裝置之特徵 預定電導率 分別藉加入一定量溶劑或活性组分抵消。因而 不必要浪費。為避免發生，較佳只在各第一時 待時間使受監測電導率接近達到預定電導率* 上方法亦抵消各連續批次處理期間浴器中溶液 間不均性，空間不均勻性可能由局部引導至少 分和溶劑至溶液所致。由於同樣原因，較佳只 間間隔之等待時間改變預定電導率。 液可忽略額外形成離子組分對溶液監測電導率 活性組分溶於溶劑之溶液用作稀溶液對本發明 有效。而且，以連續小型化半導體裝置視點看 I C製造技術變得更加重要。 法的其它有益具體實施例描述於其它依賴性申 中 。 —步關於進行開始段落提及方法之裝置，該裝 溶液及接納晶圓之浴器，監測溶液電導率之裝 監測電導率於第二時間間隔接近達到預定電導 置。 得自一篇名為"就地化學濃度控制晶圓濕法清 1作者為依斯梅爾，卡什考什等人，發表於 Soc. Symp. Proc.,第477 卷（ 1 9 9 7 )，第311- 續批次晶圓在活性組分溶於溶劑之溶液中濕式 穩定性，及增加含該溶液之浴之壽命，本發明 在於，其包括能夠在各第三時間間隔確定改變 所用數值之裝置，該數值係以物質於第三時間
O:\63\63875.ptc 第10頁 厶6 82〇2 _案號89107468_年月日__ 五、發明說明（5) 間隔最後完成時之去除量為基礎。 物質於第三時間間隔最後完成時之去除量決定於第三時 間間隔最後完成時處理晶圓之數目 '各晶圓之表面積、各 晶圓受物質覆蓋之面積之百分數、物質於第三時間間隔最 後完成時之去除厚度及該物質之密度。很明顯，當自一個 第三時間間隔至另一轉換時，此等參數通常採用其它數值 。為此較大適應性確定預定電導率於第三時間間隔改變所 用之數值，該計算裝置較佳包括程式裝置，該程式裝置用 晶圓數目、各晶圓表面積、晶圓受物質覆蓋之表面積之百 分數、物質去除厚度及物質密度作參數，該參數與第三時 間間隔最後完成有關。 為進一步自動確定預定電導率於第三時間間隔改變所用 之數值，該計算裝置亦較佳包括儲存裝置，用於儲存物質 於參考批次晶圓處理期間之去除參考量以及參考批次晶圓 處理期間所監測電導率之對應參考變化。亦可由該儲存裝 置儲存測定所需之參數代替儲存物質之去除參考量，即， 晶圓之參考數目、各晶圓之參考表面積、各晶圓受物質覆 蓋之表面積之參考百分數、物質厚度之參考變化以及物質 之參考密度。 本發明之此等及其它方面將自參考後述具體實施例說明 。在繪圖中： 圖1以視圖顯示本發明之裝置。 圖2至7以截面視圖顯示根據本發明之方法及圖1顯示裝 置製造半導體裝置之連續階段。 圖8顯示在有意過蝕刻墊氧化層及犧牲性氧化層後圖7狀
O:\63\63875.ptc 第11頁 46 82 Ο 2 _ES_891〇7468 曰 修正 五、發明說明（6) 態之截面圖》 圖1顯示進行濕式處理連續批次晶圓丨（只顯示一片晶圓） 之方法之裝置’該晶圓1於表面2具有欲去除物質3，該展 置包括浴器4 ,該浴器4含有活性組分溶於溶劑之溶液5， 連續批次晶圓於第一時間間隔Γ〗浸入溶液5。可將各連 續^次晶圓1裝入晶圓盒或舟6中。可將活性組分自置於供 應官線7上流之容器（未標明）引入浴器4，該供應管線7包^ 括控制流動閥8，用於控制進入浴器4之活性組分量。 溶劑自置於供應管線9上流之容器引入浴器4，該供應管線 9包括控制流動閥1 〇 ’以控制進入浴器4之溶劑量。循周 路(未顯示）中可存在加熱gll，以加熱溶液5至所需溫= 。存在監測溶液5電導率之裝置12時，該裝置12包括（ 如）位於上述循環周路中的無電極'1流通"電導傳感器。該 傳感器藉由在溶液5之閉合周路引入交變電流及測量電^ 大小來&測溶液5之電導率’該電流與溶液5之電導率 例關係。用上述無電極傳感器監測之電導 (Η 子）/厘米（MS(ieraenS)/Cm) ’ 加/cm 為監測 固有。監測電導率CM與信號(…與之 ：；所 流）通至控制裝置U上。為使監測電導率 I 續批次晶圓！期間之第二時間間隔r2達到接近預連 CD，控制裝置13比較監測電導率。與預定電導率U ί ί ί \並完成校正動作。在校正動作中，至少一種活、 性組分及溶劑加入浴器4内之溶液5中 0 明確而言，當氫氤 酸（HF)溶於水之溶液5之監測電導率c姆仏如士 4經檢測下降時，批 制裝置1 3發出信號至控制流動閥8，向也„ j ^ 控 肉冷器4内之溶液5加
O:\63\63875.ptc 第12頁 案號 89107468 46 820 2 修正 曰 五、發明說明（7) 入氫氟酸。或者，當同樣溶液5之監測電導率(^升高時， 控制裝置13發出信號至控制閥10,向浴器4内之溶液5加入 去離子水。然而，第一情形下氫氟酸可能加入過量，由之 使監測電導率CB高於預定電導率cD ^此時，立即加入去離 子水抵消經過量加入之氫氟酸，使監測電導率降低至接 近預定電導率CD同樣，如果在第二情形下去離子水加入過 量，由之降低監測電導率(;„至低於預定電導率CD，立即加 氮氟酸抵消經過量加入之去離子水，使監測電導率 尚至接近預定電導率cD。 A該裝置可進一步包括能夠於各第三時間間隔73確定預 ί 3變化所用數值Μ之計算裝置，該ACd值係以 1 =時間，隔h最後完成時物質3之去除量^6為基礎。 J 或信號如放大電流’與之成比例關係 時間間隔r3之改變值AG，該計算裝置14 = 置15’該程式裝置15用與第二時門pq 式裝 S3沾攻《a 1虹時間間隔Γ 3最後完成時有 質3 Υ塞轰而搞（）、各晶圖1之表面積（Α) '各晶圓1受物 ί 1 = 、#質3之去除厚度⑽及物 以6用么作Λ參數。該計算裝置亦可較佳包括储存 參imiw3於參考批次晶圓處理期間去除之 ^ ί參考4:: ί ΐ晶園處理期間所監測電導率之 Ζ恩芩亏變化。可存貯用於確 存物質3之去除參考量AG 。士笙/^該量之參數代替儲 (D、#晶圓之參考表面“積(A此^參f為，晶圓參考數目 面積之參考百公私rY 、 ref) 各晶圓受物質3覆蓋表 .；^ ^b( Adref).
O:\63\63875.ptc 第13頁 468202 案號 89107468 曰 條正 五、發明說明（8) 在1C製造技術中，一種重要濕式處理包括濕法蝕刻薄氣 化石夕層（如，該氧化矽層具有數毫微米至數十毫微米），該 方法通常在稀氳氟酸（HF)水溶液令進行，該溶液具有約^ 0.1至5.0重量％ HF。重量百分數以後將使用略寫形式重量 圖2至7以截面視圖顯示淺槽隔離法（ST I )之連續階段， 該方法用於彼此由厚場絕緣區域電絕緣半導體裝置之深_ 亞微采CMOS技術》在以下實例中，該半導體裝置為常規場 效應晶體管。對熟諳此藝者很顯然，該半導體裝置亦可為 ’例如’儲存裝置、薄媒晶體管、激勵液晶顯示（Lcd，s) 所用之有源陣列、或本身已知的CMOS或BICMOS積體電路。 對照圖2 ’半導體17(在本實例中為p_類型導電秒體）於 表面1 8具有（例如）約1 5 0毫微米厚度之氮化矽層丨9，該氣 化矽層1 9位於C例如）約1 〇毫微米厚度之熱生長氧化石夕層2 〇 上部。熱氧化石夕層通常稱為墊氧化層。隨後，施加阻播 模2 1覆蓋未來場效應晶體管所用之活性區域2 2，並暴露未 來場絕緣範圍之表面23。蝕刻氮化矽層19及熱氧化矽声 ，由之於未來場絕緣範圍之區域23暴露矽體17之表a 在此等區域23中，溝槽24藉助各向異性腐蝕蝕刻進入 1 7達（例如）0. 3微米深度。 移去阻擋掩模2 1後，在溝槽2 4之壁上提供熱生長氧化矽 層2 5 (圖3 )。為消除各向異性腐蝕對矽之金及且 度捌角範圍之溝槽24，可用（例如）0.5重量/氫敦酸^HF)水 溶液經滿法蚀刻移除熱氧化矽層μ，且可由熱氧化n 長。
O:\63\63875.ptc
第14頁 46 820 2 修正 案號 89107468 五、發明說明（9) :後(：4)，用氧化石夕填充溝槽2“可藉由沉積（例如） 卢TEOsW卡厚/尚密度氧化矽層及約（例如）5 0 0毫微米厚 ί μ 1氧化石夕層以兩個步驟進行。但在該實例中，溝槽24 ί : ί積（例如λ約75 0毫微米TE〇S氧化梦層26以一步驟 TE0S轰^ I相當高溫度退火（熱處理），以實現致密化。該 TE0S氧化矽層26係藉（例如）化學機械研 =口：=之氮化"層19。在：=理期間 下一 氮矽層19，例如超過約5〇毫微米。 保留厚度氮化石夕層19，例如超過約1〇。擇：= =藝氧化_係用_.5重《氫氟酸毫水微/液經^法化匕 然後（圖6 )，以（例如）約丨〇毫微米 氧化矽層2 7，該額外熱生長氧化又^ ”樣生長 氧化層。在製程之該階段，可進行^27 ^吊被稱為犧牲性 如η -井注入、臨界（間）電愿〃 種注入（未顯不），例 參考圖7，用（例如）約〇 5重=入及，穿通注入。 法蝕刻去除額外熱氧化矽或犧：氟酸(HF)水溶液藉濕 約5毫微米厚度閑極氧化物\^牲氧Κ層27。施加（例如） 厚度多晶矽層29，隨後形成U型。"1積（例如）約2〇〇毫微米 場效應晶體管可進—步由當 (未顯示），例如，源/茂放注常_0S製程流程步驟完成 敷鍍一層或多層金屬。 / 、氧化沉積、接觸界定及 濕法處理步驟去除墊氧化層 鍵。由於此等步驟以各向同性^，犧牲性氧化層27極為關 方式進行’過蝕刻（即過量
O:\63\63S75.ptc 第15頁 2001.07.19.015 4 6 S 2 Ο ^ __塞號891074RS_年月 a 修正 五、發明說明（10) " #刻）可能在活性區域2 8之捌角處產生扭折3 〇 (見圖8 )，且 由多晶矽層2 9沉積填充。以多晶矽填充扭折3 〇使寄生晶體 管具有低於活性區域2 2中心處場效應晶體管測定之閾電壓 ’由之亦產生不利漏電流。因此’減小過蝕刻非常重要。 現在用0. 5重量％氫氟酸（HF)水溶液濕法蝕刻及圖：所示 裝置，明本發明之方法。在該實例中，前述欲除物質3包 括熱氧化矽。报明顯，熱氧化矽層25及墊氧化層2〇可由同 樣方法濕蚀刻。 T =刻參考批次晶圓。該參考抵次晶圓含有（例如)5〇 個邮，（Nref)，各晶圓具有（例如）324厘来2之表面積q ，該表面積對應8英寸直徑。久_ re 工值々π △奴、 各日日圓受熱氧化石夕覆蓋之表 面Ϊ 為（例如）2〇〇(Χ』，意味各晶圓的兩個主表 面被兀王覆盍。可將各晶圓經過無掩模熱氧化，其中在各 個晶圓的兩個主表面上生長（例如）75〇毫微米厚度之氧化 矽層。熱氧化矽之密度（例如）2 27克/厘米3(0^) β 首先以所需比例混合（例如）約4 9重量％ H F和去離子水， 以製備0 _。5重量X氫氟酸（η F )水溶液。預定蝕刻溫度為（例 如）約2 1 C。應注意到，雖然該連續批次晶圓在〇 · 5重量％ HF水溶液中處理，但亦可用其它重量％ HF水溶液處理參考 批次晶圓。然而，處理參考批次晶圓和處理連續批次晶圓 所用溫度必須相同。 將溶液充分渑合後，溶液達到預定餘刻溫度2 1 ，將該 參考批次晶圓浸入溶液某一段時間。在該時間階段内，·熱 氧化矽根據以下反應自主表面除去。
Si02 + 6HF - H2SiF6 + 2H20
O:\63\63875.ptc 第16頁 4 6 820 2 案號 89107468 年月日 修正 五、發明說明（11) 其中生成款矽酸和水，同時用裝置1 2監測溶液之電導率 ’在本實例中為無電極”流通”電導傳感器。監測電導率Cj) 主要由離子組分H+、F-、HF2_及SiF62_決定，該離子組分產 生自用作活性組分之氫氟酸及以上反應生成之氟矽酸。該 時間階段結束後，將晶圓自浴器4移出，將監測電導率CM 與在溶液浸入晶圓前之情形比較，檢測參考變化、 在本實驗中參考增加（例如）5〇〇〇〇微西（門子）/厘米。該參 考增加為以上時間階段發生數種事件之總作用，如以上反 應消耗I氟酸、氫氟酸和水自溶液蒸發及以上反應生成I 矽酸（HJiFe)。選擇以上反應時間階段，使晶圊兩個主表 面上提供的熱氧化矽層除去一部分，例如約5〇〇毫微来厚 度’該值對應前述厚度參考變化Adref。參考批次晶圓'處 理期間除去熱氧化矽之參考量可自下式得到： & △G「ef - Nref Aref ’ Xref ’ △tieef P ref 在本實例中，其量為約3.7克。將Xref值（本實例中為 2 0 0 %)除以1 0 0後代入以上公式。 應認識到，在本實例中’無電極"流通，_電導傳感器用 非校準形式。因此，對電導率監測為相對變化，而非纟於 變化。因此，應仔細考慮該值歸於監測電導率Γ^對 π干4及預定雷 導率CD。 € 在晶圓被分成連續批次時’晶圓已被處理成上至
約1 0毫微米厚犧牲性氧化層2 7 (見圖6 )，現在將晶 ^ 0 . 5重量％ HF水溶液5之浴器4内濕法蝕刻處理β ^ ^含 時，混合預定比例（例如）約4 9重量％ H F與去離子水溶液 達到預定時刻溫度，在本實例中為21 °C ，由装罟]’使j 且w監測岛
O:\63\63S75.ptc 46 820 2 _案號891(37468_年月曰 修正_ 五、發明說明（12) 液5之電導率，在本實例中為無電極"流通"電導傳感器， 可將該監測電導率CM認作為起始預定電導率CD。該起始預 定電導率為（例如）8 0 0 0 0微西（門子）/厘米。 將連續批次晶圓於第一時間間隔r 1浸入溶液5，該第一 時間間隔分別由處理階段及等待階段組成，在處理階段内 ，犧牲性氧化層2 7根據上述反應自晶圓表面去除，其中生 成II石夕酸（H2 S i F 6)和水，在處理階段結束晶圓自浴器4移出 後為等待時間。 在連續批次晶圓濕式處理期間，用裝置1 2監測溶液5之 電導率，在本實例中為無電極"流通”電導傳感器《監測電 導率主要由離子組分H+、F-、HF2-及Si F62-之濃度決定，其 產生自用作活性組分之氫氟酸及上述反應生成之氟矽酸 (H2SiF6)。監測電導率CM變化由數種過程發生所致，如上 述反應消耗氫氟酸、氫氟酸和水自溶液蒸發、上述反應生 成氟矽酸以及晶圓於處理階段結束時自浴器移出產生之拖 帶。 在連續批次晶圓濕式處理期間之第二時間間隔r 2，監 測電導率CM由控制裝置1 3改變至接近預定電導率CD，控制 裝置1 3採取校正動作，將氫氟酸或去離子水加入浴器4内 之溶液5中。然而，在第二時間間隔r 2沒有補償氟矽酸（Η 2S i F6)對監測電導之作用，該氟矽酸係由除去犧牲性氧化 層2 7生成。如果不採取進一步動作，將導致氫氟酸濃度以（ 及連續批次晶圓濕式處理期間熱氧化矽去除速率降低。因 此，預定電導率在連續批次晶片濕式處理期間於第三時間 間隔用一數值Ah改變預定電導率CD，在本實例中增加一
O:\63\63875.ptc 第18頁 β B20 2 案號 89107468 正 五、發明說明（13) ___ 數值ZiCD，該數值△ CD係由計算 τ 3以熱氧化矽在第三時間間隔τ 於各第三時間間隔
為基礎確定。該數值較佳以^取，完成時之去除量AG 該量AG除以熱氧化矽於參考抵 $量為基礎確定’即以 考量’且乘以參考批次晶圓^圓處理期間之去除參 對應參考變化量△(：„,(在本實期間監測電導率之 甲參考增加），即： ACd=AG.-Si. 為抵消浴器4中溶液5之化學組 在各第三時間間隔b之等待階段空間非均句性’只 利。因此，第三時間間隔r 3較 文f，定電導率cD較為有 上述同樣原因，監測電導率3C較自0等待階段運行。出於 之等待階段改變至接近預定^導^只在各第一時間間隔τ i 待階段至等待階段運行第二時 =Cd。。因此，亦較佳自等 監測電導率於子時間間隔改變丄二，二f該等待階段内， 現在用第一連續批次晶圓更詳細 ^ D f ° 續批次晶圓頃處理成上至及包括 上ッ驟，第一連 層27。為清楚表達，假定填充求厚犧牲性氧化 二ί!與犧牲性氧化層27相似之物質及钱刻 ,^ ^化矽層26致密化，實際上，該TE0S氧化 矽將非常類似於犧牲性氧化層2 7之熱氧化矽。 cm 第一批包含（例如）2 5個晶圓（Ν )、各晶圓具有例如3 2 4 。<(Α)之表面積，其對應於8吋直徑晶圓之表面積，各晶 圓受犧牲性氧化層27覆蓋之表面積之百分數認定為2〇〇 ‘X)。熱氧化矽之密度為（例如）2.27克/厘米3 (ρ) »處理
O:\63\63875.ptc 第19頁 修正 案號麵霞 五、發明說明（14) Ξ ί ί/夺/Λ間上預先以對應於溶液5中氫氟酸濃度之蝕 备儿’在本實例中約為2·2毫微米/分鐘）、欲去除犧牲性 1=2為7^^在本實成例，約10毫微米）及過钮刻時間之 銶嘲ί為ϊ礎確疋’以確保完全去除犧牲性氧化層27。應 ^ ‘物二i ϊ ί ί 3在晶圓表面上的犧牲性氧化層27之 物嚴重破壞半導體裝置之性能，所以總是需要較小百 银刻時間。然而，為減少發生扭折3〇(見%8)，過 段^ ΐ ^應盡可能小。假設過蝕刻時間為約丨〇%，處理階 等3!::广約5分鐘。因此，熱氧化矽之去除厚度約 ί ί d) °該值亦包括7廳氧化碎層26於過蚀 亥】時間银刻之厚度。 信移出第一批次晶圓後，預定電導率cD之欲增加 值Δ。由計算裝置14確定。此係由程式襞置15 ΐΚϊί目⑻、各晶圓表面積⑷、各晶圓受犧牲性氧 層W覆蓋之表面積之百分數（X)、犧牲性氧化層27之去 除厚度（△[!)及熱氧化石夕之密度為參數。該程式裝置15包 括（例如）以下類似公式： ^
ACd ={N.A.x.Ad.p).-^^L 在本實例中，以上較早提及的約80 Ο Ο 〇微西（門子）/厘来 之起始預定電導率(^增加數值△&，經計算為約55〇微西 子）/厘米。因此，經更新的預定電導率CD等於80550微 ，（門子）/厘米。為減少浪費氫氟酸，較佳在自浴器移出 晶圓後立即增加預定電導率CD。在等待階段，於上述子時 間間隔向溶液5加入氫氟酸或去離子水或二者，將監測電
O:\63\63875.ptc 第20頁 d 6 820 2 案號 89107468 年 月 曰 修正 五、發明說明（15) 導率cM改變至接近經更新的預定電導率CD。以該方法補償 氫氟酸和水之蒸發。在經處理達到上至及包括犧牲性氧化 層2 7之第二批次晶圓之開始處理階段，監測電導率CM約等 於經更新之預定電導率CD，即80550微西（門子）/厘米。重 複上述步驟進行第二批及其它批，直至去除或蝕刻速率開 始產生偏差。 經實驗發現，用本發明之方法能夠使3 %内之逐批蝕刻速 率穩定性達到5天浴壽命，而先前技藝方法使逐批蝕刻速 率穩定性在1 2至1 5%内只為1至2天浴壽命。 很明顯，本發明不受上述具體實施例限制，熟諳此藝者 可在本發明之範圍内作出多種改進。可考慮用上述之外的 其它方法確定各第三時間間隔預定電導率之改變值，該值 以第三時間間隔最後完成時物質之去除量為基礎。另外， 可引入校正因數確定上述數值，該校正因數能夠補償（例 如）活性組分損失及生成離子組分導致之溶液酸度變化， 該酸度變化可不利影響溶液之蝕刻速率穩定性。可選擇第 三時間間隔，使預定電導率在一定量物質除去後改變，而 不是不考慮物質去除量，在每個處理階段改變。用此方法 ，可在改變預定電導率前進行數批處理。雖然本發明用稀 敷氟酸水溶液描述，但亦可應用更濃的IL IL酸水溶液。而 且，本發明亦應用包含其它化學品之溶液，例如氨過氧化 氫溶液UH40H/H202 /H20)，其能夠有效用於清洗矽表面上化 學氧化物之再生之顆粒去除，且已知為標準清潔劑1。雖 然本發明針對半導體裝置（亦稱為有源裝置）進行描述，但 亦可應用於無源裝置，例如薄膜電容器及電阻器。在上述
O:\63\63875.ptc 第21頁 4 6 820 2 五 濕 成 半 璃 體 可 本 案號 89107468 _η 修正 發明說明（16) · 法蝕刻熱氧化矽之方法中， 上至包括犧牲性氧化層。除 導體晶圓外，本發明之方法 體或矽/絕緣體（S 0 I )。玻璃 管及用於激發液晶顯示之有 用於高壓裝置及高頻裝置， 發明方法之裝置可為所謂包 部分。 矽體作為載體，晶圓經處理 普遍用於製造半導體裝置之 亦較佳用於其它基片5如破 體可用於製造（例如）薄膜晶 源陣列。而矽/絕緣體（S0 I ) 如，遠程通訊。同時，進行 括一系列浴的濕法工作臺之 元件符號說明 1 晶圓 3 欲去除物質 5 溶液 7 供應管線 9 供應管線胃 加熱器 控制裝置 程式裝置 半導體基體 氮化矽層 阻擋掩模 未來場絕緣範圍之區域 熱氧化砍層 11 13 15 17 19 2 1 23 25 27 29 熱氧化砂層 多晶矽層
4 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 晶圓表面 浴器 y 晶圓盒或舟 控制流動閥 控制流動閥 監測電導率之裝置 計算裝置 儲存裝置 半導體基體表面 熱氧化矽層 活性區域 溝槽 TE0S氧化矽層 閘極氧化物層 扭折
O:\63\63875.ptc 第22頁

Claims (1)

  1. 4 6 820 2 _案號89107468_年月日__ 六、申請專利範圍 1 . 一種製造電子裝置之方法，該裝置特別係指，但不唯 一限於，半導體裝置，在該方法中，所提供晶圓於表面具 有欲去除物質，且分成連續批次，在含活性組分溶於溶劑 之溶液之浴器内經過濕式處理，在濕式處理期間，連續批 次晶圓於第一時間間隔浸入溶液中，該第一時間間隔分別 由處理階段和等待階段組成，物質於處理階段自晶圓表面 去除，由之形成離子組分，處理階段結束晶圓自浴器移出 後為等待階段，在該連續批次濕式處理期間監測溶液之電 導率，在連續批次濕式處理期間於第二時間間隔加至少一 種活性組分和溶劑至浴器内之溶液，使監測電導率達到接 近預定電導率，其特徵在於，在連續批次濕式處理期間於： 第三時間間隔改變預定電導率值，該值係於各第三時間間 隔以物質於第三時間間隔之最後完成時之去除.量為基礎確 定。 - 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於，該預定 電導率改變所用數值係以物質於第三時間間隔最後完成時 之去除量為基礎確定，用該去除量除以物質於參考批次晶 圓處理期間去除之參考量，並乘以參考批次晶圓處理期間 所監測電導率之對應參考變化量。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於，該監測 電導率係只於各第一時間間隔之等待階段改變到接近預定 電導率。 〃 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於，該預定 電導率係只於各第一時間間隔之等待階段改變。
    O:\63\63875.ptc 第24頁 46 820 2 _案號89107468_年月日__ 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於該活性組 分溶於溶劑之溶液係作為稀溶液應用。 6. 如申請專利範圍苐1項之方法，其特徵在於水係作為 溶劑使用。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於氫氟酸係 作為活性組分應周。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其特徵在於水係被施 加以作為溶劑及氫氟酸係以自約0. 0 5至5. 0之重量百分數 應用。 9. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於該欲除物 質包含氧化矽。 10. —種進行如申請專利範圍第1項方法之裝置，該裝置 包含容納溶液及接納晶圓之裝置、監測溶液電導率之裝置 以及使監測電導率於第二時間間隔改變到接近預定電導率 之裝置，其特徵在於該裝置包含能夠在各第三時間間隔確 定預定電導率改變所用數值之計算裝置，該數值係以物質 於第三時間間隔最後完成時去除量為基礎。 1 1,如申請專利範圍第1 0項之裝置，其特徵在於該計算 裴置包括程式裝置，該程式裝置用晶圓數目、各；圓之表 面積、各晶圓受物質覆蓋之表面積之百分數、物質之去除 厚度及物質之密度作參數，且該參數係與第三時間間隔之 最後完成相關。
    O:\63\63875.ptc 第25頁
TW089107468A 1999-06-17 2000-04-20 Method of manufacturing electronic devices, and apparatus for carrying out such a method TW468202B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99201954 1999-06-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW468202B true TW468202B (en) 2001-12-11

Family

ID=8240320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW089107468A TW468202B (en) 1999-06-17 2000-04-20 Method of manufacturing electronic devices, and apparatus for carrying out such a method

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7018482B1 (zh)
EP (1) EP1112591B1 (zh)
JP (1) JP2003502863A (zh)
KR (1) KR100715064B1 (zh)
DE (1) DE60026705T2 (zh)
TW (1) TW468202B (zh)
WO (1) WO2000079583A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW468202B (en) * 1999-06-17 2001-12-11 Koninkl Philips Electronics Nv Method of manufacturing electronic devices, and apparatus for carrying out such a method
DE10130936B4 (de) * 2001-06-27 2004-04-29 Infineon Technologies Ag Herstellungsverfahren für ein Halbleiterbauelement mittels Atomschichtabscheidung/ALD
US7879694B1 (en) 2004-07-13 2011-02-01 National Semiconductor Corporation System and method for applying a pre-gate plasma etch in a semiconductor device manufacturing process
KR100676598B1 (ko) * 2005-04-01 2007-01-30 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조 방법
JP4809122B2 (ja) * 2005-05-17 2011-11-09 アプリシアテクノロジー株式会社 燐酸溶液中の珪素濃度測定装置及び測定方法
US8545636B2 (en) * 2006-07-27 2013-10-01 Atmel Corporation Conductivity control of water content in solvent strip baths
WO2020033405A1 (en) * 2018-08-08 2020-02-13 Tokyo Electron Limited Method utilizing using post etch pattern encapsulation

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2979843A (en) * 1955-11-25 1961-04-18 North American Aviation Inc Etch rate compensated process timer
JPS60114579A (ja) * 1983-11-25 1985-06-21 Hitachi Ltd エッチング液の制御方法
US4996160A (en) * 1987-06-09 1991-02-26 The Dow Chemical Company Method and apparatus for quantitative measurement of ionic and organic contaminants remaining on cleaned surfaces
JPH03283488A (ja) * 1990-03-30 1991-12-13 Fujitsu Ltd プリント基板の後洗浄方法
JP3203786B2 (ja) * 1992-08-07 2001-08-27 株式会社デンソー シリコンのエッチング方法および装置
US5788801A (en) * 1992-12-04 1998-08-04 International Business Machines Corporation Real time measurement of etch rate during a chemical etching process
US5582746A (en) * 1992-12-04 1996-12-10 International Business Machines Corporation Real time measurement of etch rate during a chemical etching process
US5439569A (en) * 1993-02-12 1995-08-08 Sematech, Inc. Concentration measurement and control of hydrogen peroxide and acid/base component in a semiconductor bath
JPH09129588A (ja) * 1995-10-31 1997-05-16 Fujitsu Ltd エッチング液の濃度管理方法及びエッチング装置
US5779927A (en) * 1997-01-27 1998-07-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Modified reflux etcher controlled by pH or conductivity sensing loop
JPH10326769A (ja) * 1997-05-26 1998-12-08 Mitsubishi Materials Shilicon Corp 半導体ウェーハ処理溶液の管理方法およびその制御装置
US6261845B1 (en) * 1999-02-25 2001-07-17 Cfmt, Inc. Methods and systems for determining chemical concentrations and controlling the processing of semiconductor substrates
TW468202B (en) * 1999-06-17 2001-12-11 Koninkl Philips Electronics Nv Method of manufacturing electronic devices, and apparatus for carrying out such a method

Also Published As

Publication number Publication date
EP1112591A1 (en) 2001-07-04
KR100715064B1 (ko) 2007-05-07
JP2003502863A (ja) 2003-01-21
DE60026705D1 (de) 2006-05-11
KR20010072723A (ko) 2001-07-31
US7018482B1 (en) 2006-03-28
EP1112591B1 (en) 2006-03-15
WO2000079583A1 (en) 2000-12-28
DE60026705T2 (de) 2006-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5412517B2 (ja) バリア層除去方法及び装置
US7235495B2 (en) Controlled growth of highly uniform, oxide layers, especially ultrathin layers
US6660180B2 (en) Compositions for etching silicon with high selectivity to oxides and methods of using same
JP2001319918A (ja) 基板表面の処理方法、半導体素子向け基板表面の処理方法
JP3889271B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001077118A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2001156053A (ja) 半導体素子製造用蝕刻組成物及びこれを用いた蝕刻方法
TW468202B (en) Method of manufacturing electronic devices, and apparatus for carrying out such a method
JP3679216B2 (ja) 半導体基板の洗浄液及びこれを使用する洗浄方法
US20030235985A1 (en) Method for etching high-k films in solutions comprising dilute fluoride species
TW201541510A (zh) 具矽濃度控制的蝕刻製程方法及其系統
KR100505175B1 (ko) 규화 루테늄 처리방법
JP2003234325A (ja) 半導体装置の製造方法
TW436897B (en) A method of manufacturing a semiconductor device
US6497238B1 (en) Method of manufacturing electronic devices and apparatus for carrying out such a method
KR100607797B1 (ko) 실리콘 질화막 스트립 제어 장치 및 방법
JP2000173976A (ja) 半導体装置の製造方法
KR101159933B1 (ko) 반도체 디바이스의 제조 방법
CN103985670B (zh) 阻挡层的去除方法和装置
JP2002064093A (ja) 半導体基板表面の酸化膜形成方法および半導体装置の製造方法
JP2002289612A (ja) 半導体基板表面の酸化膜の形成方法及び半導体装置の製造方法
JP2002043382A (ja) シリコンウエハ表面の窒化物評価方法
Staffa et al. Effects Controlling Initiation and Termination of Gas‐Phase Cleaning Reactions
JP2000208468A (ja) 洗浄液およびこれを用いる半導体基板の処理方法
Hunter et al. Performance of an advanced front-end-of line clean compared to the process of record clean in a manufacturing environment

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees