TW565887B - Water and method for storing silicon wafer, water for showering silicon wafer, and method for producing silicon mirror surface wafer - Google Patents
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Description
565887 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 本發明係關於保管矽晶圓（也有單稱爲晶圓）用之保 管用水及保管方法、矽晶圓之沖洗水及沖洗方法、以及矽 鏡面晶圓之製造方法，特別是關於在水中保管於矽晶圓之 製造工程中進行之硏磨後的表面狀態爲活性之矽晶圓等用 之保管用水及保管方法等。 背景技術 一般矽晶圓之製造係具有：藉由切克勞斯基（ Czochralski method)法等提煉單結晶棒，將此單結晶棒（ 矽晶圓錠）切成薄片，以獲得薄圓板狀之晶圓之切片工程 ;及爲了防止由該切片工程所獲得.之晶圓的破裂、缺口， 倒角其之外圓周部之倒角工程；及平坦化此晶圓之鏡面硏 磨工程；及去除殘留在倒角以及鏡面硏磨之晶圓的加工變 形之蝕刻工程；及鏡面化此晶圓表面之硏磨工程；及洗淨 硏磨過之晶圓以去除附著之硏磨劑和異物之洗淨工程。 前述矽晶圓之製造工程係顯示主要工程，其它有加入 磨削工程和熱處理工程等之工程，工程順序變更，另外， 複數段實施相同工程之情形。 其之後，進行檢查等，送往裝置製造公司（工程）， 在前述矽晶圓上形成絕緣膜和金屬配線，製造記憶體等之 裝置。 在砍晶圓之製造中，在各工程間由於裝置能力和裝置 問題等，在投入下一工程前產生等待時間。在此情形，需 要以適於矽晶圓之狀態的方法保管。例如，硏磨工程後之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -?'口
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 565887 A7 B7 五、發明説明（2 ) 晶圓在下一工程有洗淨工程，在被送往此工程爲止之等待 時間中，通常保管在水中。此係如在大氣中保管晶圓，會 引起起因於硏磨漿料之乾燥之漿料的凝固黏結，在下一工 程之洗淨工程之去除變得困難之故。 另外，例如硏磨工程以蠟將晶圓保持在保持板而硏磨 之蠟裝載方式的情形，硏磨終了後對晶圓施以沖洗水以由 保持板剝離晶圓之工程。另外，即使不是蠟裝載方式，也 有對晶圓施以沖洗水以沖洗晶圓。 另一方面，對於晶圓之品質要求更爲嚴苛，例如，對 晶圓表面之金屬污染和面粗糙度需要十分注意。這些例如 當成氧化膜耐壓（G〇I ·· Gate Oxide Integrity )和霧狀（ H A Z E :也稱爲微粗糙度）等之晶圓品質之項目，進行 良品、不良品等之判別。另外，即使在現行之晶圓的品質 規格中不成爲問題之晶圓，也有在裝置製造工程等產生產 品率降低之情形。儘管滿足此指定規格，但是仍產生產品 率降低之原因雖有種種可能，但是逐漸知道在晶圓製造工 程中，特別是硏磨工程後之晶圓的沖洗和晶圓液中保管之 影響大。此係硏磨後之晶圓表面爲活性，空氣、保管用水 等之影響導致晶圓品質降低之可能性大，另外，其係晶圓 製造之最終工程之故，其之後的晶圓表面的改善困難之故 。另一方面，爲了防止硏磨漿料之凝固黏結，對矽晶圓進 行沖洗和液中保管爲必要而不可缺。因此，在硏磨後之保 管和沖洗上需要充分注意。 因此，習知上，矽晶圓之各製造工程係在潔淨度、氣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-5 - 565887 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 壓、溫度等之環境被嚴格控管之潔淨室內進行。在潔淨室 內，室溫保持在2 0〜2 5 t，在其中所使用之保管用水 和沖洗水也控管在2 0〜2 5 °C。但是，即使在此種管理 下，也有產生晶圓品質降低之情形。 此晶圓品質降低之原因雖然並不明確，但是一般認爲 係由於保管用水或者沖洗水對晶圓表面造成面粗糙和金屬 污染、其它等對晶圓表面之作用所導致。 因此，對使用於此保管之藥液（保管用水）和沖洗水 係要求幾乎沒有蝕刻效果的水。使用於洗淨之藥液等通常 有少許蝕刻晶圓表面之作用，晶圓之表面狀態隨著時間變 化。在以保管用水保管晶圓之情形，保管時間依據工程之 狀況各有不同之故，要防止偏差以維持相同表面狀態之晶 圓，不能有時間之影響。 因此，保管硏磨後之晶圓的方法有開發：爲了防止晶 圓表面之污染，浸漬在過氧化氫中之方法（特開平 7 - 263403)，和爲了防止表面操糙度之惡化，保 管在含臭氧之純水中之方法C特開平8 - 8 3 7 8 3 )、 爲了防止耐壓不良，管理保管用水中之金屬（C u )濃度 之方法（特開平11 一 1 9 1 543)、爲了防止由於金 屬污染之耐壓不良，添加螯合劑之方法（特開平 11一243073)、爲了去除粒子，保管用水使用電 解陰極水或者電解陽極水之方法（特開平2 0 0 0 - 49127、特開2000 — 49128)、其它之添加 界面活性劑和枸椽酸等之方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
- 6- 565887 A7 B7___ 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由使用此種保管用水，可以防止金屬污染和面粗糙 度之惡化，可以某種程度防止氧化膜耐壓和霧狀等之晶圓 品質之劣化。但是，利用此種保管用水，在沖洗水之潔淨 度和潔淨室內之環境上，需要注意，一藉由下述之SC I 評估法進行評估，晶圓品質有進而產生差異之情形。 S C 1評估法係例如利用由氨水、過氧化氫水、水形 成之藥液，重覆（或者長時間）蝕刻晶圓之表面，使晶圓 表面之缺陷明顯化，之後，藉由確認LPD (Light Point Defect )之數目或者增加之狀態以評估晶圓品質之方法（稱 爲C S 1 - R T或者S C 1長時間鈾刻評估法等。以下， 單稱爲S C 1評估法）。 藉由此方法所評估之晶圓品質，知道可以檢測晶圓之 缺陷，主要是發生在矽之晶圓錠成長中之結晶缺陷之 C〇P ( Crystal Originated Particles)和產生在加工時之加 工損傷以及由於金屬等之外部污染源之缺陷。但是，在此 以外，也可以高感度檢測對晶圓品質有影響之缺陷等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於保管用水或者沖洗水所導致之品質降低之原因雖 然不明，但是，藉由上述之S C 1評估法等，可以確認良 品與不良品之不同。 發明之揭示 本發明係有鑑於上述問題點而完成者，目的在於提供 •防止晶圓品質之降低，特別是以S C 1 5午估法爲沒有問 題之程度的品質，而且，管理熔液之矽晶圓之保管方法、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 565887 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 及沖洗方法、以及矽鏡面晶圓之製造方法。 本發明爲了解決上述課題，本發明之矽晶圓之保管用 水係一種使用在液中保管矽晶圓之保管用水，其特徵爲： 保管用水之液溫在0〜1 8 °C。如此將保管用水之溫度降 低爲與習知潔淨室內使用之保管用水的溫度2 0〜2 5 °C 相比較爲低溫，可以防止在S C 1評估法所顯現之晶圓品 質之降低。 前述保管用水最好爲純水。以不純物少之純水進行保 管，可以安定保持晶圓品質。 進而，爲了防止金屬污染和晶圓表面粗糙，也可以爲 添加具有螯合劑效果之物質和氧化劑、界面活性劑等之保 管用水。如使用此種保管用水，例如，即使在保管用水中 有金屬污染之情形，可以防止在S C 1評估法所顯現之晶 圓品質之降低，同時，也可以防止由於殘留在晶圓之硏磨 劑所導致之蝕刻等，不使氧化膜耐壓和霧狀等之晶圓品質 降低，可以更維持穩定。 如此，藉由使保管晶圓之保管用水的溫度降爲比通常 使用之保管用水的溫度還低而做管理，可以防止在S C 1 評估法所顯現之晶圓品質之降低。 此種保管方法特別適合在保管於矽晶圓表面露出矽之 狀態的矽晶圓之情形。例如，所謂矽露出矽晶圓表面之狀 態的矽晶圓係以硏磨工程硏磨後之晶圓，在矽晶圓表面沒 有形成絕緣膜和其它膜之裸露的（矽露出之狀態的）矽表 面之晶圓。硏磨後之晶圓的表面非常有活性，引起表面變 請 讀 背 A 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 訂
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -8- 565887 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) 粗糙，容易受到易吸附金屬等之空氣的影響。 又，在裝置製造工程中，以化學機械硏磨硏磨多餘之 金屬後，爲了保管晶圓，也開發利用使含在硏磨劑之氧化 劑腐蝕金屬配線之化學反應的速度降低之溫度的純水，以 保管晶圓之技術C特開2 0 0 0 - 2 7 7 4 7 0 )。在本 發明所保管之晶圓矽矽晶圓，係在其表面沒有形成金屬配 線等之狀態的表面，可以認爲化學作用完成不同。 另外，本發明係一種矽晶圓之沖洗水，其特徵爲液溫 0〜8 °C之矽晶圓之沖洗水。 如此，藉由使液溫成爲比習知潔淨室內所使用之2 0 〜2 5 °C的沖洗水還冷之液溫0〜1 8 °C之沖洗水，可以 抑制晶圓表面之缺陷的發生。 在此情形，前述沖洗水最好由純水形成。 藉由以被冷卻之不純物少的純水當成沖洗水，藉由沖 洗水，可以防止污染晶圓，同時，可以謀求藉由S C 1評 估法所觀察之缺陷的降低。 而且本發明係一種沖洗矽晶圓之方法，其特徵爲：使 用本發明之沖洗水，以沖洗矽晶圓。 如此，藉由利用本發明之沖洗水，以沖洗矽晶圓，可 以有效防止在S C 1評估法所顯現之晶圓品質之降低。 此種沖洗矽晶圓之方法特別適合在矽露出矽晶圓表面 之狀態的矽晶圓之情形。例如，以硏磨工程研磨後之晶圓 ，在砂晶圓表面沒有形成絕緣膜和其它膜之裸露的（ί夕表 面之晶圓。硏磨後之晶圓的表面非常有活性，引起表面變 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-9 - 565887 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 粗糙，容易受到易吸附金屬等之空氣的影響。 另外，本發明係一種矽晶圓之保管方法，其特徵爲： 利用液溫0〜1 8 °C之沖洗水以沖洗矽晶圓，接著，利用 液溫0〜1 8 °C之保管用水，在液中保管矽晶圓。 如此，藉由利用比習知低溫之液溫0〜1 8 t之沖洗 水，以沖洗矽晶圓，可以一面抑制缺陷之發生，一面去除 固定用鱲等。另外，接著藉由利用比習知低溫之液溫0〜 1 8 °C之保管用水，在液中保管矽晶圓，可以一面抑制缺 陷之發生，一面在液中保管矽晶圓。 另外，本發明係一種矽鏡面晶圓之製造方法，其特徵 爲至少包含：硏磨矽晶圓，鏡面化硏磨面之工程、將該鏡 面化之矽晶圓保管在液溫保持在0〜1 8 t之保管用水之 工程、洗淨該保管之矽晶圓之工程。 如此藉由將硏磨工程結束後至洗淨工程爲止之間，保 管在比習知之在潔淨室所控管之2 0〜2 5 t之保管用水 還保持更低溫之0〜1 8 °C的保管用水，可以有效防止顯 現在S C 1評估法之晶圓品質之降低。 在此情形，在前述硏磨矽晶圓，鏡面化硏磨面之工程 後，最好進行將該鏡面化之矽晶圓藉由液溫保持在〇〜 1 8 °C之沖洗水進行沖洗，在那之後，將前述鏡面化之矽 晶圓保管在液溫保持在0〜1 8 °C之保管用水之工程。 如此在硏磨工程結束後，藉由以比習知使用之沖洗水 還低溫之液溫保持在0〜1 8 t之沖洗水進行沖洗，可以 一面防止藉由S C 1評估法所檢測之缺陷之發生，一面可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-10- 565887 A7 B7 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 以有效去除固定用蠟和硏磨獎料。 如上述般地，如依據本發明，可以不使晶圓表面品質 惡化，進行保管或者沖洗，以製造矽鏡面晶圓。特別是可 以以良好狀態穩定地維持在氧化膜耐壓和霧狀之評估無法 檢測之程度微弱的晶圓品質（以s C 1評估法可以見到之 程度的非常微弱之晶圓品質）。而且，保管用水、沖洗水 之管理也容易。 實施發明用之最好形態 以下，說明本發明之實施形態。 本發明使用之保管用水和沖洗水主要係由純水（超純 水）形成之保管用水、沖洗水，其特徵爲〉該液溫係以比 在習知潔淨室內使用之2 〇〜2 5 °C的保管用水和沖洗水 還低溫之0〜1 8 °C。爲了使晶圓品質穩定，保管用水和 沖洗水之溫度以儘可能低爲佳。因此，考慮熱交換器（冷 卻器）之能力等，超純水不結凍之溫度最好在〇 °C以上， 更好爲在1 0 °C以上。上限在考慮晶圓品質穩定之範圍， 設爲1 8 °C ,更好爲1 6 °C以下之低溫。如在此以外之高 溫，即使是純水，在長時間保管和沖洗下，有導致品質降 低之可能性。 進而，保管用水和沖洗水在純水以外，爲了防止金屬 污染和面粗糙等，也可以添加習知上使用之種種的添加劑 〇 例如，也可以在保管用水添加氧化劑。氧化劑雖無特 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、11
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 565887 A7 _B7________ 五、發明説明（9 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 別限制，但是以使表面成爲親水性能防止粒子之附著等爲 佳。例如，可以使用習知上使用之過氧化氫水和臭氧水等 。又，如係過氧化氫水，如使之成爲0 · 0 1〜3 0重料 %之濃度，如係臭氧水，使之成爲0 . 5 p p m以上之臭 氧濃度，也可以有效防止表面粗糙（霧狀）等之惡化。 另外，也可以在保管用水添加具有螯合劑效果之物質 。具有螯合劑效果之物質並不特別限制，以可以防止晶圓 表面之金屬污染者爲佳。例如，N T A (硝基三醋酸）、 EDTA(乙二胺四醋酸）等之螯合生成能非常高之螯合 劑和檸檬酸等之在酸性側具有螯合效果之物質。雖然依據 保管用水產生哪種程度之金屬污染而不同，EDTA等之 螯合生成能高之螯合劑在0 . 0 5 m ο 1 /公升以上、如 爲檸檬酸，如添加〇 . 〇〇〇1〜〇 · 1重料％程度，可 以防止金屬污染，特別是降低氧化膜耐壓之晶圓品質之惡 化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進而，也可以在保管用水添加界面活性劑。在常溫之 純水中，於長時間保管在水中之情形，會產生面粗糙。爲 了防止此，添加界面活性劑有效果。在液溫0〜1 8 °C與 低溫之純水中，雖然面粗糙幾乎不會發生，但是藉由界面 活性劑之添加，可以更有效果抑制面粗糙。界面活性劑只 要是保護晶圓之表面者，並無特別限制，最好爲聚氧化烯 化烷基醚等之非離子界面活性劑。如添加此界面活性劑之 濃度爲0 · 0 1〜0 · 1容積％程度（正確爲臨界膠束（ micelle)濃度以上），可以有效防止面粗糙（霧狀之惡化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -12- 565887 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明説明（10) )和粒子之附著。 又，N T A等之螯合劑對於純水之溶解度小之故，會溶 解在氨水等，成爲鹼性之保管用水之故，容易產生面粗糙 。因此，也可以組合添加防止界面活性劑等之表面粗糙之 添加劑。另外，保管用水以保管在由中性至酸性爲佳。在 添加檸檬酸之情形，具有酸性，也有螯合效果之故，可以 防止表面粗糙以及氧化膜耐壓等之惡化。另外，也可以組 合檸檬酸與界面活性劑。 如此即使習知上使用之保管用水和沖洗水，藉由管理保 管液溫爲0〜1 8 °C，可以以更穩定之品質保管晶圓。 使用在本發明之保管用水和沖洗水之純水，可以藉由通 常之超純水製造裝置製造。另外，冷卻方法也無特別限制 ，可以在此超純水製造裝置使用冷凍水（冰混合水）和冷 媒與熱交換器等之冷卻方式，另外，也可以在保管用水之 保管容器（保管槽）和沖洗水之流出路徑設置冷卻裝置以 管理溫度。 在保管容器設置供給保管用水之供給裝置（供給管等） 與排出用之配水裝置（配水管等）。又，保管用水可以連 續供給（溢流方式），也可以爲定期交換（批次方式）° 將此種保管容器配置在硏磨工程後、洗淨工程前。在硏 磨工程中，使用種種形式之硏磨裝置，在本發明中，對此 並不特別限定。保管容器之設置位置之一例，例如在以繼 將晶圓黏著保持在保持板之鱲裝載方式之硏磨裝置中，在 由保持板剝離晶圓後，設置保管容器。將複數的晶圓放A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 565887 A7 B7 五、發明説明（11) 晶圓收容卡匣，將其浸漬在保管用水。 進而，在如上述之藉由蠟裝載方式之硏磨裝置中，在由 保持板剝離晶圓之際，藉由利用本發明之沖洗水以沖洗晶 圓，去除硏磨劑之同時，可以有效防止藉由s c 1評估法 可以檢測之缺陷的發生。當然，利用本發明之沖洗水沖洗 晶圓後，在液溫0〜1 8 °C之保管用水中保管晶圓，缺陷 之發生也可以有效防止。 或者，不限定於如上述之進行藉由蠟裝載方式之硏磨的 情形，即使在藉由其它方法之硏磨的情形，利用液溫〇〜 1 8 °C之沖洗水，沖洗矽晶圓，接著，利用液溫〇〜1 8 t之保管用水，在液中保管矽晶圓，可以防止缺陷之發生 。不在液中保管晶圓，在沖洗後加以洗淨，也可以獲得同 樣之效果。 以下，以實施例更具體說明本發明，但是這些實施例只 是舉例顯示而已，並非限定地解釋。 實驗條件：試料晶圓係準備P型、結晶方位< 1 〇 〇 > 、直徑2 Ο Ο Μ μ ( 8英吋）之矽晶圓。在此試料晶圓中， 係以經過一般進行之一連串之晶圓加工工程將C〇Ρ等之 缺陷極爲少之方法所提煉之晶圓錠實施至鏡面硏磨爲止者 。在最終之硏磨工程中，以蠟將試料晶圓黏著在保持板， 利用發泡聚氨酯樹脂製硏磨墊、添加界面活性劑之膠態硅 石硏磨劑（Ρ Η = 1 〇 · 5 )，以硏磨荷重（2 5 0 g / cm2)、硏磨時間（1 0 m i η )之硏磨條件，進行試料 晶圓之一主面之硏磨。 本ϋ尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-14- 565887 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（12) 在進行以上之硏磨後，將試料晶圓由保持板剝離，在 送往下一工程之洗淨工程前，保管在保管用水中。 (實施例1 ) 保管容器係使用320X600X280(mm3) 之石英玻璃製之水槽。藉由容器底部之純水供給管供給純 水，由容器上部排出。保管用水係使用純水，將液溫管理 在1 6 °C，以保管晶圓。純水係由冷凍水之冷卻方式以管 理溫度，在上述保管容器以5公升/分之流量（溢流方式 )供給。 C比較例1 ) 保管用水係使用純水，將液溫管理在常溫之2 5 °C， 以保管晶圓。與實施例1相同地，在保管容器以5公升/ 分進行溢流方式保管。 將上述試料晶圓之在保管用水中的保管時間設爲1、 2、4、8、1 2小時，在保管後進行試料晶圓之洗淨。 洗淨係以一般的洗淨方法，利用2 8重料％氨水、3 0重 量％過氧化氫水、純水之比爲1 : 1 ·· 1 〇之洗淨用之 s c 1液（液溫8 〇 t )進行5分鐘洗淨，進而，利用 3 6重量％鹽酸、3 0重量％過氧化氫水、純水之比爲1 :1 : 2 0之S C 2液（液溫8 0 °C ),進行5分鐘洗淨 〇 作爲之後的晶圓品質，確認霧狀以及氧化膜耐壓（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、\s\>
565887 A7 B7 五、發明説明（13) G〇I )。霧狀係顯示晶圓表面粗糙度，可以判定晶圓品 質之良窳。G〇I係在評估晶圓品質（絕緣膜之信賴性） 上最爲重要之參數之一，可以判定晶圓品質之良否。 在霧狀之評估上，以LS-6030霧狀模式（日立 電子工程公司製）測量。該評估値（b i t )係値愈大顯 示面愈粗。 G〇I評估係進行在晶圓上形成絕緣膜之聞極氧化膜 厚2 5 n m之Μ〇S電容器之評估。氧化膜耐壓評估係以 在前述Μ Ο S電容器階段地施加電場，測量前述Μ〇S電 容器之絕緣破壞電場強度之方法（電場破壞分布： T Z D Β 法；Time Zero Dielectric Breakdown),與施加一 定電場，隨著時間經過，變更電場之大小，測量前述 Μ〇S電容器被破壞之比率之方法（依時破壞分布： T D D Β 法；Time Dependent Dielectric Breakdown)進行。 T Z D B法之測量結果中，係以由於初期短路，產生 絕緣破壞之A模式、電場強度在1 Μ B / c m以上8 Μ V / c m以下之範圍，產生絕緣破壞之Β模式、沒有破壞， 到達指定之電場（絕緣破壞爲8 Μ V / c m以上）之C模 式（良品）表示。在本實施例以及比較例中，以判定電流 値爲1 m A / c m 2、閘極面積8 m m 2進行。 T D D B法之測量結果也同樣以：在初期產生絕緣不 良之^模式（不良品）、流動之整體之電荷量在比5 C/ c m 2還小之範圍，產生絕緣破壞之模式（準良品）、不 產生絕緣破壞之（在5 C / c m 2以上，絕緣破壞）r模式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.
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7 B 五、發明説明（14) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (良品）表示。在保管於本實施例以及比較例之保管用水 之晶圓的評估上，以應力電流値1 m A / c m 2、測量溫度 1 0 0 t：、閘極面積4 m m 2進行。T Z D B以及T D D B 都在每一晶圓形成1 〇 〇晶圓之Μ〇S電容器以評估各模 式之/結果。 在表1顯示霧狀之評估結果。評估結果値愈小，顯示 面粗糙度愈小（良），評估結果愈大，顯示面粗糙度愈大 (不好）。在此次之例中，實施例1以及比較例1都見不 到霧狀之惡化。又，在只以常溫之純水保管晶圓之情形， 可以見到霧狀之惡化。此次使用之試料晶圓的霧狀爲4 0 (bit)之程度，另外，即使進行長時間之保管，也見不到 由於純水之霧狀的惡化。此係藉由包含在硏磨劑中之界面 活性劑，晶圓表面在被保護之狀態而被保管之故。 (表1 ) 霧狀評估結果 保管時間 1小時 2小時 4小時 8小時 1 2小時 實施例1 41 40 41 41 41 比較例1 41 41 41 42 41 單位：Bit(日立電子工程製LS6030之測量結果） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在表2顯示G〇I評估結果。在G ◦ I評估結果中顯 示保管在各保管用水中之晶圓的T Z D B之C模式之比例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 565887 五、發明説明（15) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (良品率）以及T D D B之α、/3、r模式之比例。在實 施例1中，雖然在長時間維持相同狀態，但是在比較例1 中，TZDB之C模式（良品）和TDDB之r模式（良 品）之比例逐漸減少。又，只以常溫之純水保管晶圓之情 形，可見到氧化膜耐壓之惡化。在此次使用之試料晶圓中 ，沒有見到太大程度之品質的降低。此係幾乎沒有由外部 來之金屬污染等，以高純度之狀態保管之故。 (表2 ) G〇I評估結果 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 比較例1 保管時間 1小時 2小時 4小時 8小時 1 2小時 TZDBC 模式（％) 71.0 70.0 69.0 67.0 68.0 TDDBa 模式（％) 17.0 17.0 18.0 23.0 24.0 β模式（％) 2.0 1.0 1.0 3.0 6.0 Υ模式（％) 81.0 82.0 81.0 74.0 70.0 實施例1 保管時間 1小時 2小時 4小時 8小時 1 2小時 TZDBC 模式（％) 71.0 69.0 70.0 72.0 71.0 TDDBa 模式（％) 16.0 17.0 16.0 19.0 18.0 β模式（％) 2.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Υ模式（％) 82.0 82.0 83.0 80.0 81.0 本紙張尺度適用中國國家標準 ( CNS ) A4規格（21〇>< 297公釐） -18- 565887 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（16) 進而，晶圓品質進行藉由s c 1評估法之評估。此係 如上述般地，在霧狀和氧化膜耐壓之評估中，晶圓品質之 差有無法見到太爲顯著之故。在藉由S C 1評估法可以觀 察在氧化膜耐壓之評估和霧狀之評估中，無法變得明確之 晶圓品質之差之故。 具體爲藉由鹽酸等之酸性溶液洗淨使用在S C 1評估 法之處理容器，接著，準備以體積比1 0 : 2 : 1 0 0調 合2 8重量％氨水與3 0重量％之過氧化氫水與純水之評 估用S C 1液（處理液），放入處理容器內。將此種處理 液保持在8 0 °C，將先前硏磨之試料晶圓浸漬在藥液中， 進行蝕刻4 0分鐘。之後，以純水洗淨，藉由I P A乾燥 厚，以粒子計數器LS - 6 5 0 0 (日立電子工程公司製 )計數晶圓上之0 · 1 2 # m以上之L P D數。又，以下 之L P D數係顯示評估複數片之晶圓的平均値。 表3係顯示其結果。在實施例1之保管用水中， L P D數約9 0個，另外，即使改變保管時間，L P D數 也是不太變化而穩定之程度。另一方面，在比較例1中， 保管開始時，L P D數約9 5個，但是隨著保管時間變長 而增加，在1 2小時之時間點，爲1 8 5個而成爲約2倍 。此係意指晶圓品質惡化。 又，G〇I評估法與S C 1評估法係破壞檢查之故， 在實施例1以及比較例1中，各保管條件地處理各評估項 目所必要之複數的晶圓。在後述之其它的實施例、比較例 中，於進行複數項目之評估例中，也以相同條件處理複數 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝.
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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ；297公釐） -19- 565887 A7 B7 五、發明説明（π) 的晶圓。 (表3 ) 藉由S C 1評估法之評估結1 H L P D 數） 保管時間 1小時 2小時 4小時 8小時 1 2小時 實施例1 80 102 95 85 89 比較例1 95 112 108 135 185 單位：個/ 8英吋晶圓 又，此次不將使用之試料晶圓浸漬在保管用水，硏磨 後，即刻進行洗淨，以此次之評估條件進行評估，如此所 檢測之L P D數幾乎在8 0〜1 0 0個之範圍，沒有超過 1 2 0個。即如沒有因爲保管用水而引起晶圓品質之降低 ，進自在保管用水後，應可以維持此程度。在觀察到此以 上之L P D數之情形，顯示晶圓品質降低，比較例1之結 果，可以了解到係保管用水之溫度高所導致之影響。 (實施例2〜4、比較例2〜4 ) 接著，以實施例1之條件，保管用水之溫度調整爲 1 0 °C (實施例2 ) 、1 3 °C (實施例3 ) 、1 8 °C (實 施例4 ) 、2 0 t (比較例2 ) 、3 0 t (比較例3 )、 4 0 °C (比較例4 )，進行藉由S C 1評估法之評估。保 管時間爲1 2小時。 其結果爲：在實施例2中，L P D數爲8 5個；在實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 565887 A7 B7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（Ί8) 施例3中，爲8 2個；在實施例4中，爲8 8個。以同樣 條件保管之晶圓間，幾乎沒有偏差。另一方面，在比較例 2中，爲1 1 9個；在比較例3中，爲2 1 2個；在比較 例4中，爲2 4 5個。由此結果，明確知道隨著保管用水 變高溫，晶圓之品質降低。另外，複數片評估之晶圓中， 存在在2 0 °C附近，L P D數增加之晶圓與沒有增加之晶 圓，隨著變得高溫，晶圓間之偏差變大。如此，以2 0 °C 程度爲界，L P D數之增加變多之故，爲了維持晶圓品質 穩定，至少在1 8 °C以下，最好管理在1 6 °C以下。 (實施例5 ) 在保管用水添加氧化劑。氧化劑係使用過氧化氫水。 將過氧化氣水濃度爲1 . 0重量％之純水使用爲保管用水 。將此保管用水管理在1 6 °C之低溫。在以2公升/分鐘 之溢流方式供給之狀態，浸漬與前述相同之試料晶圓，保 管1 2小時。其結果爲：在藉由S C 1評估法之評估中， L P D數爲8 8個，維持通常程度。 (比較例5 ) 設保管用水之溫度在常溫（2 5 °C )以外，以與實施 例5相同之條件，保管試料晶圓。在藉由S C 1評估法之 評估結果中，L P D數爲1 5 3個，以比比較例1之只以 純水保管時還良好之實施例5相比，可以觀察到晶圓品質 降低。又，在評估實施例5之霧狀後，爲4 0〜4 1 ( bit (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 565887 A7 ____ B7 五、發明説明（19) )，維持良好之程度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (實施例6 ) 在保管用水添加具有螯合效果之物質。具有螯合效果 之物質係使用使檸檬酸成爲0 · 0 0 5重量％而在純水中 添加檸檬酸之保管用水（此時之p Η = 4 · 1 )。將此保 管用水管理在1 6 °C之低溫，設成積水狀態（批次方式） 浸漬試料晶圓，保管1 2小時。此結果爲：在藉由s C 1 評估法之評估中，L P D數爲8 3個。 (比較例6 ) 將保管用水之溫度設爲常溫（2 5 °C )以外，以與實 施例6相同之條件保管試料晶圓。在藉由S C 1評估法之 評估結果中，L P D數爲1 4 9個，與實施例6相比時， 可以觀察到晶圓品質降低。又，在評估實施例6之霧狀後 ，爲40〜41 (bi t)。另外，氧化膜耐壓之 TDDB之r模式，也維持在80%。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (實施例7 ) 在保管用水添加界面活性劑。使用純水中界面活性劑 爲和光純藥製界面活性劑N C W 6 0 1 A成爲〇 . 0 1重 料％之保管用水。將此保管用水管理在1 6 °C之低溫。設 成積存水狀態（批次方式），浸漬試料晶圓，保管1 2小 時。其結果爲·在藉由S C 1 g平估法之5平估中，L P D數 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 565887 A7 B7 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 五、發明説明（20) 爲8 9個，良好。 (比較例7 ) 在保管用水之溫度爲常溫（2 5 °C )以外，以與實施 例7相同之條件保管試料晶圓。在藉由S C 1評估法之評 估結果中，L P D數爲1 4 6個，與實施例7比較時，可 以觀察到晶圓品質降低。又，在評估實施例7之霧狀後， 爲4 0〜4 1 ( b i t )，維持在良好之程度。另外，粒 子程度也良好。 如上述般地，對於不單純水而係添加氧化劑等之保管 用水，藉由使保管用水之液溫在1 8 °C以下，可以實施穩 定之晶圓保管。如此次之實施例1和比較例1般地，在幾 乎沒有污染之工程中，如上述之添加劑雖沒有必要，但是 ，爲了有效防止霧狀和氧化膜耐壓之降低，最好添加如上 述之添加劑。 如此藉由使保管用水之液溫保持在低溫，可以穩定維 持晶圓品質。另外，溫度之控制比較容易之故，保管用水 之管理也簡便。 (實施例8 ) 試料晶圓係準備與實施例1相同之矽晶圓。但是，在 此實施例8中，在最終之硏磨工程中，由於以蠟將試料晶 圓黏著在保持板之故，在進行試料晶圓之一主面的硏磨後 ，藉由液溫1 6 °C之沖洗水，一面沖洗矽晶圓，以面由保 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ：297公釐） -23- 565887 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（21) 持板剝離試料晶圓。將此晶圓藉由S C 1評估法評估 L· P D數。其結果爲：在晶圓面內檢測出7 7個之L P D ，爲良好之結果。 (比較例8 ) 與實施例8相同地，以S C 1評估法評估硏磨後之砂 晶圓之L P D。但是，在此比較例8中，在最終之硏磨工 程中，以蠟將試料晶圓黏著在保持板之故，在進行試料晶 圓之一主面的硏磨後，藉由液溫2 5 °C之沖洗水，一面沖 洗矽晶圓，一面將試料晶圓由保持板剝離。將此晶圓藉由 S C 1評估法評估L P D數。評估結果爲：在晶圓面內檢 測出8 9個之L P D，與實施例8相比，可以觀察到晶圓 品質降低。 如此，藉由將沖洗水之液溫管理爲1 8 t以下之低溫 ，可以防止晶圓品質之劣化。此暗示在硏磨後之晶圓面最 爲活性時使用冷卻之沖洗水，可以降低之後所保管之晶圓 的缺陷之初期値。而且，沖洗水之溫度的控制比較容易之 故，沖洗水之液溫的管理也簡便。 (實施例9 ) 將與實施例8同樣之硏磨後，使用液溫1 6 °C之沖洗 水所沖洗之試料晶圓與實施例1相同地使用純水爲保管用 水，將液溫管理在1 6 °C，在水中保管晶圓。在保管用水 中之保管時間使之1、2、4、8、1 2小時地變化，在 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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7 B 五、發明説明（22) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 個個之保管時間進行液中保管後，與實施例1同樣地進行 試料晶圓之洗淨。而且，就個個之保管時間進行液中保管 之晶圓，藉由s C 1評估法，評估晶圓面內之L P D數。 將評估結果與實施例8之硏磨後之L P D數一倂顯示 在表4。由表4，藉由實施例9之方法所保管之晶圓，在 硏磨後之L P D數少，液中保管時間即使經過長時間，也 知道晶圓品質之劣化少。即將鏡面硏磨後被鏡面化之矽晶 圓藉由液溫保持在0〜1 8 °C之沖洗水沖洗，保管在液溫 保持在0〜1 8 °C之保管用水後，送往洗淨工程，知道藉 由此，可以維持晶圓品質爲高水準，能夠抑制劣化。 (表4 ) 藉由S C 1評估法之評估結果（L P D數） 保管時間 0小時 1小時 2小時 4小時 8小時 1 2小時 實施例9 77 78 82 78 82 80 比較例9 89 107 124 120 147 202 單位：個/ 8英吋晶圓 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (比較例9 ) 將與比較例8同樣之硏磨後，使用液溫2 5 °C之沖洗 水所沖洗之試料晶圓與比較例1相同地使用純水爲保管用 水，將液溫管理在2 5 °C，保管晶圓。在保管用水中之保 管時間使之1、2、4、8、1 2小時地變化，在個個之 保管時間進行液中保管後，與實施例1同樣地進行試料晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 565887 A7 B7 五、發明説明（23) 圓之洗淨。而且，就個個之保管時間進行液中保管之晶圓 ，藉由S C 1評估法，評估晶圓面內之L P D數。 將評估結果與比較例8之硏磨後之L P D數一倂顯示 在表4。由表4，知道藉由比較例9之方法所保管之晶圓 ，在硏磨後之L P D數多，液中保管時間隨著時間變長， 晶圓品質之劣化變得愈大。即將在鏡面硏磨後被鏡面化之 矽晶圓以如習知之2 5 °C程度之液溫的沖洗水沖洗，保管 在2 5 °C程度之液溫的保管用水中，送往洗淨工程之情形 ，知道晶圓品質之劣化顯著。 又，本發明並不限定於上述之實施形態。本實施例之 保管時間雖實施最長1 2小時，但是保管在保管用水之時 間係依工程之狀況而各有不同。在本保管稅用以及保管方 法中，可以實施與保管時間無關之穩定的保管。 另外，本發明之保管用水、沖洗水以及保管方法、沖 洗方法，只要是表面顯現裸露之矽之晶圓的保管，在硏磨 工程後之保管和沖洗以外，也同樣適用在蝕刻工程和平面 硏磨工程、H F處理後之晶圓、以及在磊晶成長後之晶圓 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 管 保 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -26-
利申寶「「3 修正頁 91 年 3 月 14 日 91104853 ，4水1 各攔由本名填註 發明 新型名稱 發明 創作> A4 C4 565887 霉|專利説明書 中文 矽晶圓之保管用水、矽晶圓之保管方法、矽晶圓之沖洗水、矽晶圓衣沖 洗方法、以及矽鏡面晶圓之製造方法 英文 姓 名 國 籍 住、居所 夫一 達謙昭部聲下 阿金宮 1(1)01(3) (1)日本國福島縣西白河郡西郷村大字小田倉字大平一五〇 (2)日本國福島縣西白河郡西郷村大字小田倉字大平一五〇 (3日本國福島縣西白河郡西郷村大字小田倉字大平一五〇
裝 訂 經濟部智^时凌岣肖工4贽合作社印製
(1)信越半導體股份有限公司 信越半導体株式会社 (1)小柳俊一 (1)日本 (1)日本國東京都千代田區九之内一丁目四番二號 ~一 _ 本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS ) M規格（2丨0X297公釐） 線 565887
申請曰期 91 年 3 月 14日 案 號 91104853 類 別 以上各欄由本局填註） A4 C4 明 專利説明書 中 文 發明 新型 名稱 英 文 姓 名 W)樫村憲男 國 籍 W)日本國福島縣西白河郡西郷村大字小田倉字大平一五〇 裝 發明 創作 人 住、居所 訂 姓 名 (名稱） 線 經濟部ΐτ(?έ时是^工消Φ合作社印災 申請人 國 籍 住、居所 (事務所） 代表人 姓 名 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
Claims (1)
- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 Βδ C8 D8六、申請專利範圍 1 第91 104853號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年6月13日修正 1 . 一種矽晶圓之保管用水，其係在矽晶圓製造之各 工程間之等待時間，在液中保管矽晶圓之際使用的保管用 水，其特徵爲： 保管用水之液溫爲0〜1 8 °C。 2 .如申請專利範圍第1項記載之矽晶圓之保管用水 ，其中前述保管用水係純水。 3 ·如申請專利範圍第1項記載之矽晶圓之保管用水 ’其中在前述保管用水添加氧化劑。 4 .如申請專利範圍第2項記載之矽晶圓之保管用水 ，其中在前述保管用水添加氧化劑。 5 .如申請專利範圍第1項記載之矽晶圓之保管用水 ，其中在前述保管用水添加具有螯合效果之物質。 6 .如申請專利範圍第2項記載之矽晶圓之保管用水 ，其中在前述保管用水添加具有螯合效果之物質。 7 ·如申請專利範圍第3項記載之矽晶圓之保管用水 ，其中在前述保管用水添加具有螯合效果之物質。 8 ·如申請專利範圍第4項記載之矽晶圓之保管用水 ，其中在前述保管用水添加具有螯合效果之物質。 9 ·如申請專利範圍第1至第8項中任一項所記載之 矽晶圓之保管用水，其中在前述保管用水添加界面活性劑 遂 — I—------如-丨 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 565887 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 〇 1 0 · —種矽晶圓之保管方法，其係在矽晶圓製造之 各工程間之等待時間，在液中保管矽晶圓之方法，其特徵 爲·· 保管用水之液溫控制於0〜1 8 t，將晶圓保管於上 述液溫控制於0〜1 8 °C之保管用水。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之矽晶圓之保管方法 ，其中 使用純水作爲上述保管用水據以保管矽晶圓。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項之矽晶圓之保管方法 ，其中 於上述保管用水添加氧化劑而保管矽晶圓。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1項之矽晶圓之保管方法 ，其中 於上述保管用水添加氧化劑而保管矽晶圓。 1 4 .如申請專利範圍第1 〇項之矽晶圓之保管方法 ，其中 於上述保管用水添加具有螫合效果之物質而保管矽晶 圓。 1 5 ·如申請專利範圍第1 1項之矽晶圓之保管方法 ，其中 於上述保管用水添加具有螫合效果之物質而保管矽晶 圓。 1 6 .如申請專利範圍第1 2項之矽晶圓之保管方法 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公ϋ ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 •、η. p. 565887 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 ，其中 於上述保管用水添加具有螫合效果之物質而保管矽晶 圓。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項之矽晶圓之保管方法 ，其中 於上述保管用水添加具有螫合效果之物質而保管矽晶 圓。 1 8 ·如申請專利範圍第1 0〜1 7項中任一項之矽 晶圓之保管方法，其中 _ 於上述保管用水添加界面活性劑而保管矽晶圓。 1 9 ·如申請專利範圍第1 0〜1 7項中任一項之矽 晶圓之保管方法，其中 保管矽露出矽晶圓表面之狀態的矽晶圓。 2 0 _如申請專利範圍第1 8項之矽晶圓之保管方法· ，其中 保管矽露出矽晶圓表面之狀態的矽晶圓。 2 1 ·如申請專利範圍第1 9項之矽晶圓之保管方法 ，其中 以硏磨工程硏磨係之晶圓，作爲矽露出矽晶圓表面狀 態的矽晶圓予以保管。 2 2 ·如申請專利範圍第2 0項之矽晶圓之保管方法 ，其中 以硏磨工程硏磨係之晶圓，作爲矽露出矽晶圓表面狀 態的矽晶圓予以保管。 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ΓΤΊ " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 565887 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 4 2 3 · —種矽晶圓之沖洗水，係於矽晶圓製造中對石夕 晶圓噴曬沖洗水以沖洗矽晶圓的矽晶圓沖洗水，其特徵爲 沖洗水之液溫爲0〜1 8 °C。 2 4 ·如申請專利範圍第2 3項記載之沖洗水，其中 前述沖洗水係由純水形成。 2 5 . —種沖洗矽晶圓之方法，其係沖洗矽晶圓之方 法，其特徵爲： 使用申請專利範圍第2 3或者第2 4項所記載之沖洗 水，以沖洗矽晶圓。 2 6 ·如申請專利範圍第2 5項記載之沖洗矽晶圓之 方法，其中沖洗矽露出矽晶圓表面之狀態的矽晶圓。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項記載之沖洗砂晶圓之 方法’其中矽露出前述矽晶圓表面之狀態之矽晶圓係在硏. 磨工程硏磨後之晶圓。 2 8 · —種矽晶圓之保管方法，其係在矽晶圓製造之 各工程間之等待時間，在液中保管矽晶圓之保管方法，其 特徵爲： 利用液溫爲0〜1 8 °C之沖洗水，沖洗矽晶圓，接著 ’利用液溫爲0〜1 8 °C之保管用水，在液中保管砂晶圓 〇 2 9 · —種矽鏡面晶圓之製造方法，其矽矽鏡面晶圓 之製造方法，其特徵爲： 至少包含：硏磨矽晶圓，鏡面化硏磨面之工程、將該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 卜 — l·-----|如|丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ Ρ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 565887 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 被鏡面化之矽晶圓保管在液溫保持在0〜1 8 °C之保管用 水之工程、洗淨該被保管之矽晶圓之工程。 3 〇 .如申請專利範圍第2 9項記載之矽鏡面晶圓之 製造方法，其中在硏磨前述矽晶圓，鏡面化硏磨面之工程 後，藉由液溫保持在0〜1 8 °C之沖洗水，進行沖洗該被 鏡面化之矽晶圓之工程；之後，進行保管前述被鏡面化之 矽晶圓之工程。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
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