TWI354695B - Alkaline etching solution for semiconductor wafer - Google Patents

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TWI354695B TW096131025A TW96131025A TWI354695B TW I354695 B TWI354695 B TW I354695B TW 096131025 A TW096131025 A TW 096131025A TW 96131025 A TW96131025 A TW 96131025A TW I354695 B TWI354695 B TW I354695B
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Description

1354695 “ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體-晶圓製造技術之領域，尤其關於一用於矽 晶圓的新穎鹼性蝕刻溶液、一利用該溶液的鹼性蝕刻方法、一使 用該溶液製造矽晶圓的方法及一自該方法所獲得的矽晶圓。 【先前技術】 當矽晶圓用於積體電路（例如積體電路（IC )、大型積體電路 • (LS〇)及分立半導體元件（例如電晶體及二極體）時，由柴氏 (Czochralski，CZ)法或浮區（fi〇ating_z〇-ne，FZ)法所獲得之單 晶係藉由一内徑刀片（inner-diameter-blade )刀具或一用於斜切邊 緣線的線鋸切斷，在進行一磨光製程（lapping)以自由磨料顆粒 提高主表面上的平整度後，進行一濕式蝕刻以除去由上述方法所 施加到晶圓的製程變形，然後進行一鏡面拋光。此種濕式蝕刻包 括使用混合酸（例如氫氟酸、硝酸和乙酸）的酸性蝕刻及使用鹼 (例如氫氧化鈉或氫氧化鉀）的鹼性蝕刻。 儘管酸性蝕刻具有能夠控制蝕刻速率及蝕刻後之晶圓表面狀態 的優點，但是其具有因高蝕刻速率而導致由磨光步驟所提高之晶 圓平整度退化的缺點。 另一方面，儘管鹼性蝕刻的蝕刻速率低，但是鹼性蝕刻具有能 夠保持由磨光步驟提高之晶圓平整度的優點，因此蝕刻後能獲得 具有優異平整度的晶圓。近年來，為了實現更精細的微構造， 半導體晶圓需要極其高水準的平整度。基於此，鹼性蝕刻已被廣 泛使用。 5 1354695 至目前已使用的鹼性蝕刻技術中，在鹼性蝕刻溶液中濃度小於 48重量％至50重量％的鹼性成分已被廣泛使用。 然而，此種廣泛使用的鹼性溶液通常具有異向性，其中，在結 晶方向為<100 >之表面上及在結晶方向為<111>之表面上的蝕 刻速度彼此相異約60倍至100倍。其造成晶圓表面上出現一凹面 部分（concave portion)(以下稱之為「刻面（facet)」）且餘刻後 之晶圓表面上仍存在凹凸不平的問題。如果在晶圓表面上的凹凸 不平很明顯（如果表面粗糙度很大），將造成在設備製造過程中出 ® 現顆粒及在拋光過程中之生產率下降等問題。 為解決該些問題，例如揭露於日本專利公開案第2003-229392 號之技術建議，其係使用一具有高濃度（等於或大於50重量％) 的鹼性溶液以控制蝕刻速度並減少異向性的影響，從而降低刻面 的尺寸以改善表面粗糙度。然而，具有高濃度的鹼性溶液在冬天 可能會凍結，因而有方便性的問題。 因此，對於能夠改善晶圓表面粗糙度而不需使用高濃度鹼性溶 液之用於碎晶圓的驗性餘刻溶液'有其局度的需求。 【發明内容】 本發明的目的是提供一種鹼性蝕刻溶液，其即使在傳統上已廣 泛使用之較低鹼性濃度下仍能改善表面粗糙度；一種使用該溶液 的驗性触刻方法；一種使用該溶液製造石夕晶圓的方法；及一種藉 由該方法所獲得之表面粗链度經改善的矽晶圓。 為發展滿足上述需求的優異鹼性蝕刻溶液，本案發明人勤奮地 研究，結果發現藉由使用添加溴酸鹽的鹼性蝕刻溶液作為慣用的 1354695 ♦ * 腐蝕性鹼性水溶液，可降低發生在矽晶圓表面上的刻面尺寸，從 而完成本發明。 同樣地，本案發明人亦發現由鹼性蝕刻之研究所得之溴酸鹽效 用可藉由加入硝酸鹽而保持，從而完成本發明。 即，本發明係關於一種鹼性蝕刻溶液，其中鹼性水溶液係包含 溴酸鹽。 再者，本發明係關於一種鹼性蝕刻溶液，其中鹼性水溶液係包 含涘酸鹽及硝酸鹽。 ® 更進一步地，本發明係關於一種鹼性蝕刻溶液，其中該溴酸鹽 係漠酸鈉。 更進一步地，本發明係關於一種鹼性蝕刻溶液，其中該硝酸鹽 係硝酸鈉。 另外，本發明係關於一種用鹼性溶液蝕刻矽晶圓的方法，其中 該鹼性溶液係包含溴酸鹽的腐蝕性鹼性水溶液。 再者，本發明係關於一種用鹼性溶液蝕刻矽晶圓的方法，其中 Φ 該鹼性溶液係包含溴酸鹽及硝酸鹽的腐蝕性鹼性水溶液。 更進一步地’本發明係關於一種矽晶圓蝕刻方法，其中該溴酸 鹽係溴酸鈉。 更進一步地’本發明係關於一種矽晶圓蝕刻方法，其中該硝酸 鹽係硝酸鈉。 再者，本發明係關巧一種製造半導體矽晶圓的方法，其包括利 用包含溴酸鹽的腐蝕性鹼性水溶液以進行鹼性蝕刻的步驟，其中 經蝕刻後的晶圓具有一不大於〇·27微米的表面粗糙度（Ra)。 7 1354695 再者，本發明係關於一種製造半導體矽晶圓的方法其包括利 用經加入溴酸鹽的腐蝕性鹼性水溶液以進行鹼性蝕刻的步驟其 中蝕刻後的晶圓具有一不大於0.27微米的表面粗糙度（Ra)。 [本發明之效果] 與使用-般傳統用之腐钱性驗性水溶液的情況相比，藉由使用 該鹼性蝕刻溶液（包含溴酸鹽的溶液），在蝕刻速度沒有明顯降 低的情形下’可以顯著地降低刻面的尺寸，並且可以改善晶圓的 表面粗k度。且毋需使用高濃度的鹼性水溶液即可充分地改盖表 面粗糖度，因此可以很方便地進行祕_。此外，藉由該驗性 姓刻溶液（包含演酸鹽及硝酸鹽的溶液）的使用，在驗性兹刻期 間抑制了㈣鹽的祕’從而保持前述效用^因此，得以進行— 驗性敍刻’其能在低環境負荷下’以極其經濟的方式獲得具有改 善之表面粗糙度的晶圓。 (矽晶圓） 可藉由本發明之㈣溶液㈣的石夕晶圓並無特別限制。本發明 的餘刻溶液可以應用於傳統習知之各_晶圓。具體而言，對於 尺寸（直徑和厚度）、摻雜或不摻雜各種元素，或者存在 在預處理係沒有限制的。 〆 (鹼性蝕刻溶液） 傳==明崎㈣刻溶液具有如下特性，其中用料晶圓的 意^:驗性制溶液包含少量的練鹽。在此，驗⑽刻溶液 溶^ 3 —作為㈣成分之驗性成分及視需要包含其他成分的水 在此，可用於本發明的鹼性蝕刻溶液沒有特別的限制，只要是 傳統習知用於矽晶圓的鹼性蝕刻溶液，並且包括可商購的那些。 依所要求之蝕刻特性及待蝕刻之半導體晶圓的特性，可適當地選 擇驗性钱刻溶液。以驗性成分而言，較佳為無機的鹼性氫氧化物。 特定言之，尤佳為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰及其混合物。 在本發明中，使用氫氧化鈉係尤佳的。 本發明對鹼性成分的濃度同樣沒有特別的限制，其可根據蝕刻 條件及其他條件做適當的選擇。一般鹼性成分濃度的範圍為20重 量％至60重量％，較佳為45重量％至50重量％。在此，鹼性成分 的濃度係鹼性氫氧化物在水溶液中的重量百分比。若該濃度低於 上述範圍，則很難控制蝕刻速度及抑制表面上的刻面。高於上述 範圍之濃度並非較佳者，因其會引起例如溴酸鹽在高濃度鹼性水 溶液中的不溶性及驗性水溶液本身的束結等問題。 此外，可用於本發明之鹼性成分的純度並無特別限制，其可根 據與蝕刻相關之金屬污染的程度加以適當地選擇。當用於半導體 製造程序時，高純度的可商購溶液可以原樣予以使用。同時，該 溶液較佳地係由一含有低濃度金屬雜質的鹼性組分及超純水所配 製。 再者，因為鹼性成分的濃度隨著蝕刻而變化，所以較佳在使用 時適當地測量濃度，並視需要再次提供蝕刻溶液或水。此可藉由 例如中和滴定進行測量。且儘管一般的儲存條件已足夠，但可防 止產生鹼性碳酸鹽的環境係較佳的，因該鹼性碳酸鹽將導致濃度 的變化並影響蝕刻。 根據本發明之驗性钮刻溶液的特徵為其係包含漠酸鹽 。在此， 該漠酸鹽沒有特別的限制，其包括演酸納、漠酸姊漠酸經，尤 佳為鈉鹽。作為演酸鹽，所商講者係以原樣或純化後加以使用。 邊酸鹽的濃度並無特別限制。較佳的範圍是請重量％至10重 量％’更佳者為0.1 重量％至3,0重量％，進一步更佳者為〇丨重量 %至1.0重量％。如果濃度過低，則不能獲得充分改善的表面減 度。另外’考慮到成本及可能來㈣酸鹽的雜質混合物，高於上 述範圍之濃度並非較佳者。 添加/臭I鹽的方法並無特別限制。演酸鹽可在使用之前預先溶 解以供儲存，亦可以原樣用於齡j。另-選擇為該溶液可在用於 ㈣之當下加以配製。另__方面’本案發明人發現當使用包含演 酸鹽的驗性_溶液進行侧時，加人錢鹽的效用隨著敍刻次 數拓加而降低。由於鹼性蝕刻溶液可能在不同的蝕刻條件下使用 或用於蝕刻各種形狀的矽晶圓，較佳係以計算在蝕刻溶液中矽的 /谷解置取代計算蝕刻的次數，其中矽的溶解量可從蝕刻的量獲 知。因此，如果矽的溶解量增加且效用降低，則可以更換蝕刻溶 液’或者再加入溴酸鹽。 根據本發明之鹼性蝕刻溶液的另一特徵是除了溴酸鹽之外亦加 入确酸鹽。本案發明人所發現之硝酸鹽出人意料的效果係描述於 后°即在使用添加溴酸鹽之腐蝕性鹼性水溶液的鹼性蝕刻方法 中’事實上可優異地控制並極度地降低刻面尺寸，從而獲得具有 經改善之表面粗糙度的矽晶圓。然而，如果重複使用該鹼性蝕刻 溶液’上述效用將會降低。然而，當使用同時加入硝酸鹽的鹼性 1354695 ♦ · 敍刻溶液時，可保持上述效用不降低。 基於此一目的而加入的硝酸鹽並無特別限制，其可包括具有高 純度的硝酸鈉、硝酸鉀及硝酸鋰。在本發明中，硝酸鈉係較佳者。 作為硝酸鹽，所商購者可原樣或純化後加以使用。 硝酸鹽的濃度並無特別限制。欲獲得效用的較佳範圍是〇 〇ι重 量％至则重量％。特定言之，硝酸鹽之分子量較佳係不小於漠 酸鹽者。藉由加人分子量不小於㈣鹽的餐鹽，即使在重複使 用該鹼性蝕刻溶液時，上述效用仍可持續較長的時間。 # &加賴鹽的方法並無特靠制。_鹽可被加人該驗性水溶 液’而與漠酸鹽的加入順序無關。另外，硝酸鹽可在使用之前預 先溶解以供儲存，亦可祕用於㈣。或者，該雜可在用於餘 刻當下時加以配製。 (驗性姓刻方法） 根據本發明的驗性银刻方法之特徵為其係使用任何上述驗性银 刻溶液，該方法尤其係針對（半導體）石夕晶圓。 _ 帛於根據本發明之驗㈣刻方法的㈣條件並無制限制。較 佳之條件係當使用傳統習知的驗性_溶液時所設置者，且根據 ^刻之半導體晶圓類型（尺寸、厚度、晶體取向），可適當地 ^贿㈣刻量速度、_時間、溫度、猜及其他條 件。 阳㈤卜/用於根據+發明之祕_方法的_裝置並無特別 者，#佳之裝置係當使用傳統習知的驗性㈣溶液時所使用 根據待蚀刻之半導體晶圓的類型及餘刻條件，可適當地選 1354695 * . 鲁* 擇任何裝置。具體地說，例如，可使用具有循環系統（例如迴圈 栗）、過渡器、及加熱器的钱刻缸。 使用根據本發明之鹼性蝕刻溶液（包含溴酸鹽的溶液）的蝕刻 方法對於獲得具有經改善之表面粗糙度的矽晶圓是極佳的。另一 方面，在只有溴酸鹽的情況下，效用會隨著蝕刻重複進行而降低。 因此，重複使用的程度較佳係藉由如下方式確定，即使用一適當 的標準測試樣品進行蝕刻，並以相對於蝕刻溶液中之矽溶解量的 方式測量所獲得的矽晶圓表面粗糙度，作為比較。 ® 而且，使用鹼性蝕刻溶液（包含溴酸鹽和硝酸鹽）的蝕刻方法 抑制了與重複蝕刻相關之溴酸鹽效用的降低，因此可重複使用。 且在此情況下，重複使用的程度較佳係藉由如下方式確定，即使 用一適當之標準測試樣品進行蝕刻，並以相對於蝕刻溶液中之矽 溶解量的方式測量所獲得的石夕晶圓表面粗糙度，作為比較。 (半導體-矽晶圓製造方法） 根據本發明之半導體-矽晶圓製造方法的特徵為藉由根據本發 ^ 明之鹼性蝕刻溶液進行一鹼性蝕刻從而製造半導體矽晶圓。 藉由根據本發明之製造方法所製造的半導體矽晶圓具有極其優 異的表面粗糙度。表面粗糙度可根據不同目的，藉由不同測試方 法求其數值。尤其可從傳統習知的不同測量方式所測量之表面粗 糙度及/或表面光澤度而進行估算。特定的測量裝置和方法包括針 對表面粗趟度之 Mitsutoyo Corporation 的 Surftest SJ-201P，針對 峰 表面光澤度之 Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.的光澤儀 PG-1M。 1354695 ，此外，目視評估刻面形狀的目的可藉由觀察表面形狀 而實現。 尤二藉由顯微鏡的表面觀察是較佳的評估方法。洲該方法可 估算例如刻面的形狀、尺寸及深度。 以下將參照實施例詳細描述本發明，但是本發明並不限於這些 實施例。 【實施方式】 在下述實施例及對照例中，使用如下的估算方法： “ B曰曰圓評估測試方案，’ (1) 钮刻速度（蝕刻速率：微糸/秒）：使用選自ADE的 Ultragate 9700以測量蝕刻前後晶圓的中心厚度，蝕刻速度係基 於下述方程式進行計算： 蝕刻速度：（蝕刻前厚度一蝕刻後厚度）/蝕刻時間。 (2) 晶圓表面粗链度：使用選自Mitsutoyo Corporation的
Surftest SJ-201P以測量基於jIS B0601-1994的表面粗糙度 (Ra)。 (3) 晶圓表面光澤度：使用選自Nippon Denshoku Industries Co” Ltd的光澤儀pg-ΙΜ以測量基於JIS Z8741/K5400之具有 60度之發光角度/光接收角度的光澤度。 (4) 蚀刻表面觀察：使用選自Keyence Corporatiopn的表 面形狀測量顯微鏡VF-7500以觀察蝕刻後的晶圓表面（放大倍 數：100倍）^ 實施例1 1354695 (包含溴酸鈉及硝酸納的驗性钱刻溶液’石夕的溶解量·· 0公克/ 公升） 在65公升的48重量％氫氧化納的腐钱性驗性水溶液（來自 Tsurumi Soda Co·，Ltd 的 48%的 CLEARCUT-S)中，溶解 196 公 克的溴酸納（來自 Wako Pure Chemical Industires Ltd.，Wako 試劑 化學品）及111公克确酸鈉（來自WakoPureChemicallndustires Ltd,，試劑化學品）以配製包含〇·20重量。/。的溴酸鈉及0.11重量 %的硝酸鈉的鹼性水溶液作為鹼性蝕刻溶液。使用所配製的鹼性 • 蝕刻溶液，填充具有65公升填充容量的塊型（block-type)蝕刻 池。將20個具有8英寸直徑之經雙面磨光的矽晶圓在負載於載體 上時浸泡在填充池中。隨著這些晶圓在水溶液中與載體一起旋轉 (20轉/分鐘（rpm)) ’在90°C液體溫度下，執行一在雙面上各 約25微米之蝕刻’執行時間約7分鐘。然後，將晶圓移至水沖 洗池以清潔及乾燥。然後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓 的蝕刻速度、晶圓表面粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所 • 示。且在第1圖中，將所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於石夕的溶 解量作圖。此外’拍攝所獲得之晶圓的表面微觀照片並顯示於第 2圖中。 實施例2 (包含溴酸鈉及硝酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：〇 3公 • 克/公升） 在進行實施例1的過程後不更換蝕刻溶液而重複進行類似於實 施例1的蝕刻’在此使用矽溶解量為0.3公克/公升的鹼性水溶液 14 1354695 作為姓刻溶液。_似於實施例丨的方式仙〜aB]。織藉 由上述測試方法測量所獲得之晶圓的_速度、晶圓表面減度 及晶圓表面光澤度。結果如表i所示。且在第t圖中，將所獲得 之晶圓的表面粗縫度相對於石夕的溶解量作圖。 實施例3 (包含溴酸鈉及硝酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：〇 6公克 /公升） 以類似於實施例2的料，使用石夕濃度& 〇 6公克/公升的驗性 水溶液作為蝕刻溶液。以類似於實施例丨的方式蝕刻矽晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表i所示。且在第i圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 實施例4 (包含溴酸鈉及硝酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：〇 9公克 /公升） 以類似於實施例2的方式，使用矽濃度為〇 9公克/公升的鹼性 水溶液作為触刻溶液。以類似於實施例丨的方式蚀刻矽晶圓。然 後’藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗糖度及晶圓表面光澤度。結果如表1所示。且在第1圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 實施例5 (包含溴酸納及确酸納的驗性触刻溶液，石夕的溶解量：1 2公克 /公升） 15 1354695 • · 以類似於實施例2的方式，使用矽濃度為12公克/公升的鹼性 水溶液作為蝕刻溶液。以類似於實施例丨的方式蝕刻矽晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗糙度及晶圓表面光澤度，結果如表i所示。且在第丨圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 實施例6 (包含溴酸鈉及功酸鈉的驗性敍刻溶液，石夕的溶解量：1 $公克 /公升） ^以類似於實施例2的方式，使时濃度為1.5公克/公升的驗性 水溶液作為蝕刻溶液。以類似於實施例丨的方式蝕刻矽晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗輪度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且在第丨圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糖度相對於石夕的溶解量作圖。 實施例7 (包含溴酸鈉及硝酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：18公克 ^ /公升） 以類似於實施例2的方式，使㈣濃度為18公克/公升的驗性 水溶液作為_溶液。以類似於實施例丨的方式㈣ 秋 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓㈣刻速度、晶圓表面 粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表i所示。且在第i圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解#作圖。 實施例8 ' (包含演賴及猶_驗性_溶液，料溶解量：21公克 16 1354695 /公升） 以類似於實施例2的方式，使用矽濃度為21克/公升的鹼性水 /备液作為蝕刻溶液。以類似於實施例丨的方式蝕刻矽晶圓。然後， 藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的㈣速度、晶圓表面粗梭 度及aa圓表面光澤度。結果如表丨所示。而且，在第丨圖中，將 所獲彳于之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 貫施例9
(包έ /臭自九鈉及硝酸納的驗性姓刻溶液，石夕的溶解量，2.4公克 /公升） 賴似於實_ 2的方式，使时濃度為2.4公克/公升的驗性 水溶液作域刻溶液”i的方式飯财晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的㈣速度、晶圓表面 粗趟度及晶圓表面光澤度。結果如表1所示。且在第丨圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 實施例10 (包含漠酸鈉及硝酸納的驗㈣刻溶液，石夕的溶解量：27 /公升） 以類似於實_ 2的方式，使时濃度為27公克/公升的驗性 水溶液作為侧溶液。以類似於實施例i㈣1 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶刻速度、晶圓表面 粗糖度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且在第丨圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於㈣溶解量作圖。 實施例11 1354695
(包含溴酸鈉及硝酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：3 〇公克 /公升） A 以類似於實施例2的方式，使用石夕濃度為3G公克以升的驗性 水溶液作絲刻溶液1類似於實_ i的方絲财晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗鍵度及晶圓表面光澤度。結果如表1所示。且在第1圖中，將 所獲得知晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。此外，拍攝 所獲得之晶圓的表面微觀照片並顯示於第3圖令。 •實施例12 (包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：〇公克/公升）-除了未加入硝酸鈉之外，以類似於實施例丨的方式，配製鹼性 水溶液，並將其用作蝕刻溶液。此外，以類似於實施例丨的方式 姓刻石夕晶圓。㈣’藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的餘刻 速度、晶圓表面粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且 在第1圖中，將所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作 • 圖。此外，拍攝所獲得之晶圓的表面微觀照片並顯示於第4圖中。 實施例13 (包含’/臭酸鈉的驗性触刻溶液，石夕的溶解量：〇 3公克/公升） 在進行實施例12的過程後不更換蝕刻溶液而重複進行類似於 實施例1的敍刻，在此使用矽的溶解量為〇 3公克/公升的鹼性水 . 溶液作為蝕刻溶液。以類似於實施例1的方式蝕刻矽晶圓。然後， 藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的餘刻速度、晶圓表面粗糖 18 1354695 • » .· 度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且在第1圖中，將所獲 得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 實施例14 (包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：〇 6公克/公升） 以類似於實施例13的方式，使用石夕濃度為〇 6公克/公升的驗性 水溶液作為則溶液。以類似於實施例i的方式名虫刻石夕晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗縫度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且在第1圖中，將 ® 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 對照例1 (包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：〇 9公克/公升） 以類似於實施例13的方式，使用矽濃度為〇 9公克/公升的鹼性 水溶液作為钱刻溶液。以類似於實施例1的方式姓刻石夕晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗縫度及晶圓表面光澤度。結果如表1所示。且在第1圖中，將 ^ 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 對照例2 (包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：12公克/公升） 以類似於實施例13的方式，使用矽濃度為12公克/公升的鹼性 水溶液作為蝕刻溶液。以類似於實施例1的方式蝕刻矽晶圓。然 後，藉由上述測試·方法測量所獲得之晶圓的敍刻速度、晶圓表面 粗链度及晶圓表面光澤度。結果如表1所示。且在第1圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 19 1354695 * » 、 對照例3 (包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：15公克/公升） 以類似於實施例13的方式，使用矽濃度為u公克/公升的鹼性 水溶液作為蝕刻溶液。以類似於實施例丨的方式蝕刻矽晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表1所示。且在第丨圖中將 所獲得之晶圓的表面粗縫度相對於石夕的溶解量作圖。 對照例4 • (包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：18公克/公升） 以類似於實施例13的方式，使用石夕濃度為18公克/公升的驗性 水溶液作為㈣溶液。以類似於實施例丨的方式晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示且在第丨圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 對照例5 φ (包含溴酸鈉的鹼性餘刻溶液，矽的溶解量：2 1公克/公升） 以類似於實施例13的方式，使用轉解量為21公克/公升的驗 性水溶液作為㈣溶液。以類似於實施例丨的方錢财晶圓。 然後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的㈣速度、晶圓表 面粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且在第1圖中， 將所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶，量作圖。 對照例6 ' (包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：2 4公克/八升） 1354695 * « 以類似於實施例13的方式，使用矽濃度為2 4公克/公升的鹼性 水溶液作為钱刻溶液。以類似於實施例i的方式触刻石夕晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻迷度、晶圓表面 粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且在第丨圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 對照例7 (包含溴酸鈉的驗性钱刻溶液，矽的溶解量：2·7公克/公升） 轉似於實施例13的方式’使用料度為2.7公克/公升的驗性 水浴液作為蝕刻溶液。以類似於實施例丨的方式蝕刻矽晶圓。然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表面 粗糙度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且在第丨圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗糙度相對於矽的溶解量作圖。 對照例8 (包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液，矽的溶解量：3 〇公克/公升） 以類似於實施 <列13力方式，使用石夕濃度為3 〇公克/公升的驗性 • 水溶液作為蝕刻溶液。以類似於實施例1的方式蝕刻矽晶圓9然 後，藉由上述測試方法測量所獲得之晶圓的蝕刻速度、晶圓表= 粗链度及晶圓表面光澤度。結果如表丨所示。且在第1圖中，將 所獲得之晶圓的表面粗趟度相對於矽的溶解量作圖。此外拍攝 所獲得之晶圓的表面微觀照片並顯示於第5圖中。 對照例9 (48%氫氧化鈉水溶液） 1354.695 « » 除了既不加入溴酸鈉也不加入硝酸鈉之外，以與實施例丨 的方式配製鹼性水溶液，並將其作為蝕刻溶液。以類似於實施例 1至11的方式，將矽溶解量（公克/公升）各自為0、03、06、 0_9、1·2、1_5、1’8 ' 2」、2_4、2.7、3.G的驗性水溶液用作钱刻溶 液’以類似於實施例丨的方式姓神晶圓。㈣藉由上述測試 方法測量所獲得之晶圓的_速度、晶圓表面粗糙度及晶圓表面 光澤度。結果如表1所示。且在第1圖中，將所獲得之晶圓的表 面粗糖度相對於料溶解量作圖。此外，拍攝藉由使时溶解量 為〇 Α克/公升及3.0公克/公升的蚀刻溶液所獲得之晶圓的表面微 觀照片，並將其分別顯示於第ό圖及第7圖中。 -
表1 評估 餘刻溶液中 的矽溶解量 [公克/公升] 蝕刻速度 [微米/秒] 表面粗糙 度（Ra) [微米] --- 光澤度 實施例1 0 0.059 0.25 9ΤΤ ---__ 89 i 實施例2 0.3 0.600 0.25 實施例3 0.6 — 0.058 0.24 實施例4 __0.9 0.060 0.24 §7 ft. 實施例5 1.2 0.058 實施例6 1.5 0.059 0.26 實施例7 1.8 0.060 0.23 υ / .〇 9〇 < 實施例8 實施例9 實施例10 2.1 -- 0,059 0.25 ----— 97.7 2.4 ---- 0.059 0.23 2.7 0.060 0.25 實施例11 3,0 — 0.059 0.25 22 1354695
貫施例12 0 0.059 0.26 89.9 實施例13 ------- 0.3 0.059 0.24 89.7 實施例14 0.6 0.061 0.29 110.2 對照例1 0.9 0.063 0.34 111.1 對照例2 1.2 0.064 0.32 118.6 對照例3 1.5 0.064 0.34 119.3 _對照例4 1.8 0.062 0.34 119.2 對照例5 2.1 0.064 0.33 118.4 對照例6 2.4 0.063 0.33 118.9 對照例7 一 --- 2.7 0.064 0.34 121.1 對照例8 3.0 0.064 0.36 117.4 0 0.062 0.34 120.5 0.3 0.064 0.32 121.5 0.6 0.063 0.33 120.3 0.9 0.065 0.33 119.7 1.2 0.064 0.35 122.1 對照例9 1.5 0.063 0.31 122.6 1.8 0.063 0.33 123.9 2.1 0.064 0.32 123.6 2.4 0.064 0.32 124.5 2.7 0.062 0.34 124.1 3.0 0.064 0.32 123.8 從表1及第1圖，在使用包含溴酸鈉及硝酸鈉的鹼性蝕刻溶液 (實施例1至11)與包含溴酸鈉的鹼性蝕刻溶液（實施例12至 14)的驗性餘刻·中，很顯然，與使用48%的氫氧化鈉水溶液（不 包含溴酸鈉及硝酸鈉）作為鹼性蝕刻溶液（對照例9)的鹼性蝕 刻相比’表面粗糙度可顯著地改善。且在包含溴酸鈉及硝酸鈉的 23 1354.695 鹼性蝕刻溶液（實施例4至】 液（對照例i至8)相比，可以“”包含㈣納的驗性餘刻溶 ，即使蝕刻溶液中的矽溶解 里因以重拔使用而增加時，可維持其 度經改善的矽晶圓。 且了獲侍一表面粗糙 另外，將第2至4圖及第5至7 使用栌攄圖相比較，刻面的尺寸可藉由 使用根據本發明的鹼性钱刻溶液而顯著降低。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示-描述實施例i至 矣。#抖红L ± 4及對照例丨至9之結果的圖 表其杈軸代表矽的溶解量（公八 主^ 公升），縱軸代表所獲得之晶 固的表面粗糙度（微米）。* 钱 ― I代表包㈣酸納及硝酸納的鹼性 钱刻/合液（貫施例i至η)， ^ 圓形代表包含溴酸鈉的鹼性蝕 刻冷液（實施例12至M及對照
至8 )黑圈代表48%的NaOH 驗性姓刻溶液（對照例9); 第2圖顯示由實施例1所獲 之曰日囫的表面顯微照片（放大倍 数.100倍）； 广圖顯示由實施例11所獲得之晶圓的表面顯微照片(放大倍 數：100倍）； 第4圖顯示由實施例丨2所獾 又侍之日日囫的表面顯微照片（放大倍 數：100倍）； 第5圖顯示由對照例8所獲得之晶圓的表面顯微照片（放大倍 數：100 倍）；_ . 曰第6圖顯示由對照例9(石夕的溶解量：〇公克/公升）所獲得之 晶圓的表面顯微照片（放大倍數：100倍）；及 24 1354695 » * 第7圖顯示由對照例9 (矽的溶解量：3.0公克/公升）所獲得 之晶圓的表面微觀照片（放大倍數：100倍）。 【主要元件符號說明】 (無）
25

Claims (1)

  1. 2. 2.
    、申請專利範圚·· 性溶液之妙晶圓钱刻方法’其中該驗性溶液係-如嗜求^料酸鹽的腐純驗性（咖以此㈣水溶液。 為二至' 1 該驗性溶液係含一濃度 60重量％之驗金屬氫氧化物。 3- 4. 5. 項2之物_方法，其中繼溶液係含一濃度 ’ 5G重量％之驗金屬氫氧化物。 如請求項1至3 係漠酸鈉。 項之石夕晶圓餘刻方法’其中該漠酸鹽 如請求項1至3 φ紅 _ 項之石夕晶圓姓刻方法，其中該硝酸鹽 係硝酸鈉。 6. 如請求項1至3 Φ杜 r: ,曰 ~~項之石夕晶圓姓刻方法，其中經該#刻 後之aa圓係具有等於或小於m微米的表面粗棱度（Ra)。 7. 如請求項1至3 Φ紅 = ~項之妙晶圓触刻方法，其中該漠酸鹽 之濃度為0·01至10重量〇/〇。 8. 如請求項1至3 Φ/工 ^ 甲任一項之矽晶圓蝕刻方法，其中該硝酸鹽 之濃度為0.01至1〇重量％。 1
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