TW504762B - Method to remove metal and silicon oxide during gas-phase sacrificial oxide etch - Google Patents

Method to remove metal and silicon oxide during gas-phase sacrificial oxide etch Download PDF

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Description

504762 五、 發明說明（1) 發 明 之 背 景 本 發 明 係 關 於 微 機 電 系 統 ( MEMS j Mi c r 0 - E1 e c t r oM e c ha n i cal Sy s t e ] 1 ) 的製造。 特別地是， 本 發 明 係 關 於 在 微 機 電 系 統 製 造 期 間 之 二 氧 化 矽犧 牲 層 的 移 除 〇 MEMS 係 使 用 可 移 動 式 結 構 以 執 行 其 功 能 0可 移 動 式 結 構 的 實 例 包 含 有 懸 臂 樑 ( 加 速 計 ) 隔 膜 ( 壓力 感 測 器 及 微 型 閥 門 ) 、 由 旋 轉 的 結 構 ( 微 型 馬 達 及 微型 齒 輪 ) 9 或 者 懸 置 於 一 孔 洞 上 的 中 空 管 件 ( 微 型 比 重計 ) 〇 這 itb 結 構 的 製 造 經 常 會 加 入 一 層 二 氧 化 石夕 j 該 結 構係 藉 此 而 被 製 造 〇 在 某 jtb 後 續 的 步 驟 該 二 氧 化 矽 層 會 被移 除 y 因 而 剝 離 ( f r e e ) 或 剝 除 ( re 1 e as e : )該結構 。在該引例中 的 二 氧 化 矽 為 通 常 被 稱 為 犧 牲 層 的 一 實 例 〇 氧化 矽 乃 最 常 被 使 用 為 犧 牲 層 的 材 料 0 這 jib 薄 層 通 常 以 液 基的 剝 除 刻 進 行 移 除 〇 該 剝 除 4k 刻 有 二 個 問 題 〇 首 先 ， 在 該 液 基 剝除 Μ 刻 之 後 該 被 剝 離 的 結 構 經 常 會 永 久 地 黏 著 於 晶 圓 上， 而 使 得 該 裝 置 無 效 用 〇 該 現 象 發 生 的 一 原 因 為 該 液 體 钱刻 劑 可 藉 由 毛 細 管 力 而 將 該 被 剝 離 的 結 構 維 持 與 該 基 板 緊密 接 觸 〇 當 液 體 蒸 發 時 J 藉 由 以 該 姓 刻 劑 的 殘 留 物 彌 補 間隙 或 藉 由 “ 靜 態 阻 力 ” ( s t i c t i on ) 9 則 該 結 構 可 永 久 地固 著 於 該 基 板 〇 靜 態 阻 力 為 說 明 存 在 於 二 個 表 面 間 之 黏 著力 的 專 有 名 詞 〇 即 使 是 潔 淨 平 滑 的 表 面 仍 可 能 有 強 的 黏著 力 〇 因 此 9 靜 態 阻 力 並 不 僅 是 表 面 潔 淨 度 的 問 題 〇
第6頁 504762 五、發明說明（2) 第二個問題在於該剝除蝕刻易於與製造微電子電路 (特別是互補式金屬氧化物半導體（CMOS )裝置）所需的 步驟不相容，除非採取特別的預防措施。該狀況已促使 MEMS裝置與晶片電子電路的合併進展緩慢。目前，完成該 整合的方法僅為倘若該電路可在該剝除蝕刻進行前被完 成，或倘若該MEMS裝置可在電路製造前被完成並包覆。然 而，實際上非常難以完成該設計。微電子加工步驟需要極 潔淨的表面，特別是無金屬污染。另一方面，MEMS加工步 驟相當的骯髒，具有高水平的金屬與有機污染。通常，在 微電子力口工步驟中，晶圓將使用液相清洗進行清洗。然 而，對於MEMS裝置而言，液相清洗可能會造成被剝離之微 結構的靜態阻力問題。 也有其他的引例希冀當犧牲二氧化矽移除時，亦能維 持表面無金屬污染。例如，在生物微機電系統（具有生物 功能的ME MS裝置）領域中的晶片細胞測試裝置，或希冀被 使用為長期植入生物系統（例如人體）的裝置。 自從第一個MEMS裝置被製做後，將微機械與微電子裝 置整合在一單晶片上已成為業界的一目標。起始的挑戰為 使用與微電子加工相同或相似的製造步驟來製做微機械裝 置，因而利用量產的規模經濟獲利。MEMS裝置現在一直在 顧及CMOS相容性的方針下進行發展，此意味著這些裝置僅 使用製造CMOS裝置用的加工步驟與材料而被製造（亦即 矽；氧化矽；金屬，通常為鋁與鎢；以及光阻劑）。顯然 地，這一點將給予該被整合系統之設計所使用的技術及材
504762 五、發明說明（3) 料相當嚴格的限制。該電路將負責諸如控制該MEMS裝置， 編譯來自該裝置的訊號，以及在該MEMS裝置與巨觀世界間 傳遞所需的資訊。
一種使MEMS與CMOS技術得以整合的方法為：在電子電 路已被完成之後的階段，進行該剝除飿刻，以及若有所 需，則沈積一保護層於該敏感區上，以保護其不受該剝除 蝕刻的影響（詳閱諸如Dai， Ching-Liang 與Pei-Zen Chang, “A CMOS surface micromachined pressure sensor, ” Journal of the Chinese Institute of Engineers， 22(3)，第375—80 頁（1999) ;Waelti， M·等 人，“Package quality testing using integrated pressure sensor, ” Proceedings of the SPIE The International Society for Optical Engineering 3 5 8 2，第 9 8 1 - 8 6 頁（ 1 9 9 9 ) ； Scheiter, T.等人，“Full integration of a pressure-sensor system into a standard BiCMOS process，，’ Sensors and Actuators A 67，第211 214 頁（1998 ) ； Buh1er, Johannes,
Steiner, Franz-Peter 與Baltes， Henry, “Linear array of CMOS double pass metal micromirors， ”
Proceedings of the SPIE The International Society for Optical Engineering 2881 第75- 82 頁 ( 1 9 9 6 ) ； Stad 1 er, S·與Ajmera，Ρ·Κ·， “Integrated acceleration sensors compatible with the standard CMOS fabrication process, ” Proceedings of the
第8頁 504762 五、發明說明（4) SPIE The International Society for Optical Engineering 2649，第95- 100 頁（1995))。雖然有諸 多的簡單系統可以該方法被組成，但是該方法在若干方面 仍有所限制。首先，就物理上的意義而言，其要求該電子 裝置與微機械裝置大半彼此獨立，並僅藉由電子或光學訊 號交換的方式彼此進行交互作用。第二，該被整合裝置的 加工必須使得該電子裝置的完成先於該微機械裝置之剝除 餘刻的進行。 另一種方法為先完成MEMS裝置，再形成微電子電路。 詳閱諸如美國專利第5，798，283號（發明人Montague等人 )以及美國專利第5，963，788號（發明人Barron等人）。 在該狀況下，MEMS裝置必須被包覆，以避免該微電子加工 步驟所需之製程設備的順流污染。該方法的缺點類似於前 述的方法。無論是那種情況，整合性都相當的低，因為該 二個裝置僅是在相同的晶片上，且僅可交換部分類型的訊 號。更高階的整合會將該電子電路完成於MEMS裝置上。 在該階的整合下，其可能在完成電子裝置之前便需要 進行該犧牲蝕刻。該犧牲蝕刻將剝除一結構或產生某些類 型的孔洞，以提供諸如裝置的熱隔離。若希冀將該電子裝 置配置於該孔洞中或二個移動的結構之間，則該技能為必 須的。然而，該晶圓在I虫刻後便需要進行清洗，以便開始 或繼續進行該微電子加工步驟。在該狀況下，業界的標準 清洗法為R C A清洗法的衍生物，其係為液相製程。 液體剝除蝕刻劑的問題為將留下殘留物，且更明顯地
第9頁 504762 五、發明說明（5) 是將導致可移動式結構永久地黏著於該固著表面上。當該 犧牲層為氧化矽或為更常使用的磷矽酸鹽玻璃時，較佳的 蝕刻劑通常為水性氟化氫或經缓衝的氟化氫。詳閱諸如 Buhler， Johannes， Steiner, Franz-Peter.與Baltes， Henry, Silicon dioxide sacrificial layer etching in surface microraachining, ” J. Micromech.
Microeng, 7,第R1 R 1 3頁（1 9 9 7 )。顯然地，雖然其 他的材料適用於該犧牲層以及其他的選擇可用於該剝除蝕 刻劑，但是只要有液相存在時，靜態阻力都明顯地可能成 為一個問題。 半導體產業已對若干種用於移除犧牲氧化物的氣相I虫 刻劑進行實驗：氣相氟化氫/水混合物（詳閱諸如 Anguita，J·與 B r i ο n e s，F ·，“ HF / H20 v a po r e t c h i n g of S i 02 sacrificial layer for large-area surface-micromachined membranes, ” Sensors and Actuators A， 64，第247 251 頁（1998)，美國專利第 5,6 6 2,7 7 2號（發明人Scheiter等人）及美國專利第 5, 6 8 3, 5 9 1號（發明人Of ienberg ))，氣相氫氟酸/甲醇 混合物（詳閱諸如J a n g，W ο η I c k等人， “Optimal gas-phase etching for the dry release of polysilicon and SO 1 microstructures, ” Journal of 1: h e K o r e a η P h y s i c a 1 S o c i e t y， 3 4 ( 1 )，第 6 8 74 頁 ( 1 9 9 9 ) ，Lee， Yong—II 等人， “Dry release for surface micromachining with HF vapor-phase
第10頁 504762 五、發明說明（6) etching ， Journal of Micromechanical System, 6(3)，第 226 233 頁（1997) ， Chung, Hoi Hwan 等 人，“Gas-phase etching of TEOS and PSG sacrificial layers using anhydrous HF and CH30H ，Journal o f the Korean Physical Society, 30(3),第628 631 頁 (1997 ) ，lee， Jong Hyun 等人，“Characterization of anhydrous HF gas phase etching with CH30H for sacrificial oxide removal ， Sensors and Actuators A， 64,第27 32 頁（1998)，以及Jang， Won Ick 等人， “Silicon surface micromachining by anhydrous HF gas-phase etching with methanol ， SPIE Conference on Micromachining and M i crofabr i cat i on Process Technology IV， Santa Clara, CA， 1 9 9 8 ； SPIE Vo1 3511，第143頁）；並對電漿進行實驗（詳閱Lu， M.S.-C·，Zhu, X.與Feddei·，G.K·， “Mechanical property measurement of 0.5- // m CMOS m i crostrueture, Microelectromechanical Structures for Materials Research, Symposium， Editor : Brown, S.等人，Mater. Res. Soc. Symp. Proc.， 518，第 2 7 - 3 2頁（1 9 9 8 ))。氣相#刻劑具有將結構剝除而僅留 下些許殘留物或水的潛力，其有助於改良靜態阻力。然 而，這些餘刻劑並無進行清洗表面而為以下的微電子加工 步驟做準備的能力。對金屬污染特別敏感的步驟包含有氧 化物成長及摻質沈積。這些步驟會將晶圓再次輸入爐管
第11頁 504762 五、發明說明（7) 中。在一曝露表面上的任何金屬將遷移至該爐管’並污染 這一批及後續諸批的晶圓。因此，該矽晶圓必須不含有可 被傳遞至爐管及其他晶圓的任何金屬污染物。 雖然有氣相金屬移除技術的實例以及氣相氧化物移除 技術的實例，但是僅有無水氟化氫與石二酮的組合已被證 明可同時完成二者。詳閱諸如Robertson， III， Ε· A·， Beck, S. Ε· ， George, Μ·Α·， Bohling， D.A.與 Waskiewicz， J.L·， “Simultaneous oxide and metal removal from silicon surfaces” ， Electrochemical and Solid-State Letters, 2(3)，第91 一93 頁（1998 )。 2, 2, 化氫蝕刻 被控制。 醋酐、冷 在剝 金屬的情 段加工的 的發展與 例係出現 於細胞測 中，金屬 包含有極 其係預期 變成一爭 6,6 -四甲基-3, 5 -庚烷二酮 及清 餘刻二酉同 除步況。 完成 新應 在生 減或 污染 低電 殘留 論點 洗製程可藉由 試劑包含氟化 與/3二酮亞胺 驟期間的金屬 目前的Μ E M S應 係先於該剝除 用的開發，該 物微機電系統 長期植入活體 的出現將改變 流範圍的電化 金屬的存在在 。最後，可以 改變反應 氯與一種 中選擇的 移除可能 用並未要 步驟的進 情況可能 應用的領 組織中。 實驗條件 學量測。 獲得最後 想像地是 (以下稱為THD ) /氟 器壓力與基板溫度而 或多種由乙酸、三氟 化合物。 有利於要求該結構無 求該潔淨度，因為前 行。然而，由於技術 會改變。一極佳的實 域中，其被設計以用 在細胞測試的狀況 ，特別是倘若該實驗 對於長期植入而言， 的人體試驗核准時會 電子電路與MEMS技術
504762 五、發明說明（8) 將漸漸地被整合，終究會要求更多的微電子前段加工後於 Μ E M S加工。在該狀況下，在Μ E M S加工期間的金屬污染控制 將變得重要，以避免電子裝置的污染及重要之順流製程設 備（諸如雙載體互補式金屬氧化物半導體（bi-CMOS )的 氧化物爐管）的污染。 主要希冀提供一種在將一被整合之微機械裝置與一微 電子裝置製造於一單晶片上的期間，用於由矽表面移除犧 牲材料與金屬污染物的方法，其將克服習知技術的限制。 更希冀提供一種在將一被整合之微機械裝置與一微電 子裝置製造於一單晶片上的期間，用於由矽表面移除犧牲 材料與金屬污染物的方法，其將降低MEMS結構黏著於基板 上（該MEMS結構由此基板形成）的可能性。 又更希冀提供一種在將一被整合之微機械裝置與一微 電子裝置製造於一單晶片上的期間，用於由矽表面移除犧 牲材料與金屬污染物的方法，其中剝除蝕刻係與MEMS及電 子裝置相容。 更希冀提供一種在將一被整合之微機械裝置與一微電 子裝置製造於一單晶片上的期間，用於由矽表面移除犧牲 材料與金屬污染物的方法，其將充分地改良微機械與微電 子裝置的整合性。 最後，又更希冀提供一種在將一被整合之微機械裝置 與一微電子裝置製造於一單晶片上的期間，用於由矽表面（ 移除犧牲材料與金屬污染物的方法，其並未使用液體蝕刻 劑，而是使用氣相#刻劑，其僅留下些許的殘留物或水，
第13頁 504762 五、發明說明（9) 而有助於改良靜態阻力。 無水氟化氫與万二酮的組合將同時移除氧化矽，並降 低金屬污染。當犧牲氧化物必須被移除以剝離微機械結構 時，該化學物質在微加工的應用為有潛力的。若需要更進 一步的前段加工，或倘若該結構希冀被應用於金屬污染為 不被接受的生物微機電系統中，則新產生的表面必須為無 金屬的。 發明之概要 一種在將 於一 污染 室， 及該 進行 合物 含有 上方 移除 腔室 除。 應混 氤、 合物 單晶片 物的方 以將該 微機械 循環沖 的氟化 至少一 流動， 為止； ，以將 該鈍氣 合物。 氪氣或 ，以促 上的 法係 晶片 與微 洗， 氫與 個欲 直到 終止 殘留 偏好 該稀 氟化 進金 被整 期間 被提 的溫 電子 以將β 二 被# 任何 該反 的反 為氮 釋劑 硫。 屬物 合之微機 ，用於由 供，其包 度調整至 裝置設計 空氣及微 酮輸入該 刻的基板 的犧牲材 應混合物 應混合物 氣或氬氣 偏好為氮 一種氧化 質的氧化 械裝置 石夕表面 含下列 適用於 的溫度 量的水 反應腔 :將該 料與金 的流動 與任何 〇 —稀 氣、氬 劑氣體 作用。 與一 移除 步驟 所選 ;使 移除 室中 反應 屬污 ;以 的殘 釋劑 氣、 可被 該氧 微電 犧牲 :使 擇之 用鈍 ;將 ，該 混合 染物 及循 留反 可被 氦氣 添加 化劑 子裝 材料 用一β 二 氣將 作為 反應 物在 已實 環地 應副 添加 、氖 至該 氣體 置製造 與金屬 反應腔 酮選擇 該腔室 反應混 腔室包 該基板 質的被 沖洗該 產品移 至該反 氣、 反應混 偏好為
第14頁 504762 五、發明說明（ίο) 氧氣、氯氣或笑氣。終止該反應混合物的流動的步驟可包 含有：先終止氧化劑流動，同時繼續添加該稀釋劑，以允 許額外的金屬移除。循環沖洗該腔室以將殘留的反應混合 物與任何的殘留反應副產品移除的步驟可包含有：將基板 緩和地加熱，以協助材料由較不易到達的矽表面區域移 除。基於分子擴散的限制，當該反應混合物流動時，循環 沖洗該腔室的步驟可被進行以協助反應物輸送至矽表面的 活性區域，並協助反應副產品由石夕表面移除。 該氟化氫偏好為無水氟化氫，其最多僅具有微量之以 污染物存在的水。該点二酮偏好為T H D。該犧牲材料偏好 為二氧化矽、氧化矽、磷和/或硼摻雜二氧化矽及矽氧氮 化物。 發明之細節說明 本製程同時由矽表面清洗金屬並移除犧牲氧化物。該 製程係使用無水氟化氫與万二酮的組合，藉由金屬物質與 該点二酮所供應的配位基進行钳合作用，而將金屬移除 (包含鐵、銅及鈉）。同時，該氟化氫與万二酮亦可移除 二氧化矽，二氧化矽通常被使用為犧牲層。 本發明之目標在於提供一種移除犧牲氧化矽（諸如在 M EMS製造中出現者）並同時降低曝露表面上之金屬污染物 的乾式方法。該發明將被應用於需要與晶片電路整合的 MEMS技術。 該化學物質亦可被延伸以在MEMS加工中移除氧化矽犧
504762 五、發明說明（11) 牲層，並同 亦可由其他 理的万二酮 首先， MEMS結構之 氬氣等鈍氣 氟化氫與/5 I虫刻的基板 包含諸如氮 劑氣體亦可 劑包含諸如 該反應 該犧牲氧化 /3二酮與氧 動可在氟化 化之金屬的 流動終止之 被盡早終止 結構被移除 劑可被輸入 沖洗，以將 除。其可能 到達的結構 若分子 時提供 材料所 與氧氣 樣本被 設計的 進行循 二酮輸 〇 —稀 氣、氬 被添加 氧氣、 混合物 物與金 化劑（ 氫與冷 移除繼 後繼續 ，以使 。或者 並接著 殘留的 希冀將 區域移 擴散的 一個 組成 )° 加熱 溫度 環沖 入一 釋劑 氣、 ，以 氯氣 接著 屬污 倘若 二酮 續進 進行 得完 ，在 由該 反應 基板 除。 限制 程度的 ，包含 該製程 或冷卻 。其次 洗，以 反應腔 亦可被 氦氣、 促進金 或笑氣 在該被 染物已 存在） 的流動 行。稀 。若有 全沒有 輸入氟 腔室被 混合物 緩和地 金屬 諸如 的諸 至適 ，該 將空 室中 添加 氖氣 屬物 〇 蝕刻 完全 接著 終止 釋劑 需要 任何 化氫 沖洗 與任 加熱 污染物移除。 銘與銅（使用 步驟如下。 於万二酮之選 腔室係使用諸 氣及微量的水 ，該反應腔室 至該混合物， 、氙或氪氣。 質的氧化作用 該犧牲層 經氣化處 擇與該 如氮氣或 移除。將 包含有被 該稀釋劑 一種氧化 ，該氧化 的基板 被移除 被終止 前被終 的流動 ，則該 金屬由 與β二 。接著 何的殘 ，以協 上方 為止 0該 止， 亦可 氧化 該微 酮之 將該 留反 助材 流動， 。氟化 氧化劑 以使付 在該氧 劑的流 機械裝 前，該 腔室循 應副產 料由較 直到 氫、 的流 經氧 化劑 動可 置的 氧化 環地 品移 不易 使其難以將反應物輸送至該蝕刻的
第16頁 504762 五、發明說明（12) 活性區域，或由該活性區域將反應副產物移除，則當氟化 氫/石二酮混合物流動時，循環沖洗該腔室為有利的。 應注意地是，該氟化氩偏好為無水氟化氫，其最多僅 具有微量之以污染物存在的水。這一點將降低氣體輸送系 統中的微粒形成。完全無水的氟化氫並非必然存在於該反 應腔室中，因為其與二氧化矽的反應將產生水。該万二酮 可為任何該系列的化合物。四甲基庚烷二酮（T H D )已被 證實對於由矽表面移除二氧化矽、銅及鐵為有效的。類似 的/3二酮或若干種不同的該万二酮的組合亦可能為有效 的。該稀釋劑可為任何相關的鈍氣（亦即，在該化學物質 中不具不具反應性），包含有：氮氣、氬氣、氦氣、氖 氣、氙、氪氣或氟化硫。該氧化劑氣體可為氯氣、氧氣或 笑氣。雖然被移除的犧牲材料偏好為二氧化矽，但是任何 形式的氧化矽皆易為該化學物質所侵蝕，包含摻磷和/或 摻硼二氧化矽與矽氧氮化物等。 應瞭解地是該氟化氫/万二酮化學物質的有用作業溫 度與壓力範圍。這些數值可由實驗獲得。此外，這些範圍 係依據特定的/3二酮選擇而定。特別地是，當万二酮的揮 發性降低時，該作業溫度範圍將偏移至較低的溫度。例 如，有無水氟化氫存在的T H D將在室溫與約2 0 0 °C之間有效 地移除二氧化矽，最大移除速率在7 5 °C附近。在2 5至2 0 0 t的範圍以外，該THD/氟化氫組合完全沒有移除氧化物的 能力。有用的溫度範圍係依據卢二酮的選擇而定。 壓力範圍係為最低可忍受的蝕刻速率限定在低限度。
第17頁 504762 五、 發明說明（13) 氧 化 物 的 4k 刻 速 率 將 依 據 在 該 被 移 除 之 二 氧 化 矽 表 面 上 的 氣 相 組 成 的 部 分 分 壓 而 定 〇 在 該 位 置 上 的 部 分 分 壓 將 依 據 該 成 分 的 整 體 組 成 及 該 成 分 進 入 該 被 剝 除 之 結 構 中 的 擴 散 係 數 而 定 〇 對 於 由 一 平 坦 表 面 移 除 的 氧 化 矽 而 言 ( 無 擴 散 限 制 ) 9 Μ 刻 速 率 係 於0 THD部分分壓的0 埃/分鐘至500 拖 耳THD部分分壓的50埃/ 分 鐘 之 間 做 近 似 線 性 的 改 變 〇 因 為 預 期 擴 散 係 數 會 隨 著 壓 力 降 低 而 增 加 所 以 可 能 會 有 - 個 最 適 化 的 壓 力 5 該 壓 力 係 依 據 被 移 除 之 犧 牲 層 的 幾 何 形 貌 與 該 反 應 混 合 物 的 組 成 而 定 〇 該 製 程 之 具 有 淺 力 的 應 用 包 含 生 物 微 機 電 系 統 裝 置 的 製 造 該 裝 置 中 的 金 屬 污 染 物 將 妨 礙 細 胞 的 功 能 並 干 擾 所 進 行 的 量 測 〇 另 一 個 具 有 淺 力 的 應 用 為 電 子 電 路 與 微 機 械 加 速 計 壓 力 感 測 器 溫 度 計 或 其 他 小 型 化 之 感 測 器 的 整 合 〇 亦 有 機 會 應 用 於 在 微 尺 度 上 完 成 化 學 變 化 的 系 統 中 該 系 統 為 所 謂 的 微 型 反 應 器 〇 在 MEMS 裝 置 與 控 制 電 路 間 之 該 階 的 整 合 將 而 要 允 許 微 電 子 加 工 步 驟 被 安 插 於 MEMS 製 造 順 序 中 的 製 程 9 反 之 亦 献 0 習 知 將 MEMS 裝 置 與 微 電 子 電 路 整 合 的 嘗 試 本 質 上 係 試 圖 形 成 一 個 裝 置 (MEMS 裝 置 或 電 路 ) j 並 保 護 該 裝 置 直 到 另 一 個 裝 置 完 成 為 止 〇 該 方 法 充 其 量 乃 被 限 制 在 言式 圖 僅 將 具 有 極 相 似 製 造 順 序 的 二 個 裝 置 或 諸 裝 置 整 合 時 〇 其 將 被 發 現 在 沒 有 為 後 續 微 電 子 步 驟 做 準 備 之 一 些 清 洗 晶 圓 表 面 機 構 的 狀 況 下 無 法 使 該 整 合 有 所 進 展 0 在 此 所 提 議 的 製 程 係 提 出 將 犧 牲 氧 化 物 移 除 9 並 接 著 為 了 爐 管 中 的 沈 積 或
第18頁 504762 五、發明說明（14) 摻雜而將表面清洗，亦即預爐管清洗。以分開的氣相步驟 完成該#刻與清洗本質上為意義重大的。同時完成二個步 驟對於裝置的產能與良率皆有更大的益處。 雖然本發明係參考特定的實施例而在此被舉例與說 明，然而本發明並不希冀被限定於所示的細節。更確切地 說，在不離開本發明之精神内，可在落於申請專利範圍之 相當的範曹與範圍中，對該細節做各種修改。
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Claims (1)

  1. 504762 六、申請專利範圍 1. 一種在製造一整合的微機械裝置與一微電子裝置 於一單晶片上的期間由矽表面移除犧牲材料與金屬污染物 的方法，包含有下列步驟： (a ) 使用一反應腔室，以將該晶片的溫度調整至適 用於所選擇之万二酮選擇及該微機械與微電子裝置設計的 溫度， (b ) 使用鈍氣對該腔室進行循環沖洗，以將空氣及 微量的水移除； (C ) 將作為反應混合物的氟化氫與万二酮輸入該反 應腔室中，該反應腔室包含有至少一個欲被蝕刻的基板； (d ) 將該反應混合物在該基板上方流動，直到任何 的犧牲材料與金屬污染物已實質的被移除為止； (e ) 終止該反應混合物的流動；以及 (f ) 循環地沖洗該腔室，以將殘留的反應混合物與 任何的殘留反應副產品移除。 2. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污染 物的方法，其中該鈍氣係由氮氣與氬氣所組成的族群中選 出。 3. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污染 物的方法，包含將一稀釋劑添加至該反應混合物的步驟。 4. 如申請專利範圍第3項之移除犧牲材料與金屬污染
    第21頁 504762 六、申請專利範圍 物的方法，其中添加該稀釋劑的步驟包含添加一由氮氣、 氬氣、氦氣、氖氣、氙、氪氣及氟化硫所組成之族群所選 出的稀釋劑。 5. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污染 物的方法，包含添加一種氧化劑氣體至該反應混合物的步 驟，以促進金屬物質的氧化作用。 6. 如申請專利範圍第5項之移除犧牲材料與金屬污染 物的方法，其中添加該氧化劑氣體的步驟包含添加一由氧 氣、氯氣或笑氣所組成之族群中選出的氧化劑氣體。 7. 如申請專利範圍第5項之移除犧牲材料與金屬污染 物的方法，其中終止該反應混合物流動的步驟包含先終止 該氧化劑流動，同時繼續允許該稀釋劑的流動，以允許額 外的金屬移除。 8. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污染 物的方法，其中循環沖洗該腔室以將殘留的反應混合物與 任何的殘留反應副產品移除的步驟包含將基板加熱，以協 助該材料及污染物由較不易到達的矽表面區域移除。 9. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污染 物的方法，包含當該反應混合物流動時，循環沖洗該腔室
    第22頁 504762 六、申請專利範圍 的步驟，以便協助反應物輸送至矽表面的活性區域，並協 助反應副產品由石夕表面移除。 10. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污 染物的方法，其中該輸入氟化氫的步驟包含輸入無水氟化 氫，其最多僅具有微量之以污染物存在的水。 11. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污 染物的方法，其中該；5二闕為2，2，6，6，-四甲基_3，5 -庚燒 二酮〇 12. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污 染物的方法’其中該犧牲材料係由二氧化碎、氧化砍、石粦 和/或硼摻雜二氧化矽及矽氧氮化物所組成之族群中選 出0 13. 如申請專利範圍第1項之移除犧牲材料與金屬污 染物的方法，其中該犧牲材料為金屬。 14. 如申請專利範圍第7項之移除犧牲材料與金屬污 染物的方法，其中該氧化劑的流動在製程中被終止的足夠 早，以使得實質上沒有任何金屬由該微機械裝置的任何結 構被移除。
    第23頁 504762 六、申請專利範圍 1 5。如申請專利範圍第1項之移除 物的方法，包含在輸入該反應混合物 氧化劑氣體輸入反應腔室中，並接著 牲材料與金屬污染 步驛之前，將一種 沖洗出。
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