TWI354718B - Verfahren und vorrichtung zur behandlung einer hal - Google Patents

Description

1354718 方毫米(mm2)之面積。 另-個平喊參數是所謂之奈麵貌，其找為在預 =件（例如2 X 2平方毫米）中峰至谷之偏差。該奈米形貌是^ 諸如廳 CR 83 SQM、姻 PhaseShift Na_apper 或肛八 Te^ SNT之測量單元進行量測^ Γ 半^體晶®之邊緣區域内之平面度決定性地受所謂 降現象（Edge R〇H off)，，影響。“a New Meth〇d 加紐 prec= Measurement of Wafer Roll off 〇f Silicon Polished Wafer„ ,

AppL Phys·，第38卷（1999) ’ 38_39頁，描述了“晶圓下降現象” (-邊緣下降躲）之測4。該邊緣下降現时以發生於半 晶圓之正面和背面，其明顯地影響位於晶圓邊緣處之表面元 SFQR值。邊緣下降現就其是在半導體晶圓之情況下進行， ，半導體晶圓例如用於製造S0I晶圓並與其他半導體晶圓相連接 夕!互連接之晶圓表面之邊緣下降現象對晶圓邊緣處 之粘結品質有重要影響。 & ，用彳ί製造微1子元件之基底之轉體晶®通常按照以 I吊規加工順序製造：鋸、研磨和/或磨光、濕化學餘刻、材料 ϊϊ光（包含“鏡面拋光”）。這表明該加工順序不能 確保持續降低線寬度所需之平面度。 在ΕΡ798766Α1中’於常規加工順序中於材料去除拋光和最 、、冬拋光間插入依據PACE法（“等離子輔助化學蝕刻plasma assisted chenucal etching”）之氣相蝕刻步驟和隨後之埶處理，以改 善半導體晶圓之平面度。於直徑2〇〇毫米之發晶圓[加工，該加 工順序能夠產生0.2至0.3微米(μηι)的GBIR結果。嗜立獻瑄右揾 供任何局科錢之資料。齡，絲綱轉咐 緣排除區域之尺寸。 ΕΡ 961 314 Α1揭露一種類似方法’其中在鋸、磨光、pACE 和最終拋光之後，達到最佳0.14微米之GBIR值和最佳〇 〇7微 7 1354718 ♦ 米之SFQRmax值。 -

好EP 961 314 A1中建議之PACE法將導致經拋光晶圓之粗縫度 變差，這可以經由於PACE之前立即實施額外之疏水化步驟以部 分地，輕。PACE必須在真空中實施，這使得該方法在設備技術方 面較複雜。此外，如EP 1 1〇〇 117 A2所述，用於蝕刻之氣體之分 解產物亦污染該半導體晶圓，這導致需要額外之清潔步驟。此外， ^方法不是在整個表面上，而是利用掃描該半導體晶圓來實施。 适一方面非常消耗時間，另一方面導致有關掃描重疊區域中奈米 形貌之問題以及有關半導體晶圓中直至晶圓邊緣約5毫米(mm)距 離，週邊區域内之平面度（SFQRmax及邊緣下降）之問題。一個 可，原因疋由於在真空中實施而在半導體晶圓邊緣處發生增強之 ，氣作用，以及由此引起減少敍刻介質。掃描令所需之重疊在重 疊位置處特別使奈米形貌變差。用於供應蝕刻介質之噴嘴=直徑 越大，則该變差之情況越明準。但出於經濟上之原因， 咅 地選擇小之喷嘴直徑。 〜 因此，現有技術中已知之方法無法滿足等於或小於65奈米 (nm)線寬度之元件之幾何要求，@卿細兀值最高為仍奈米 ㈣二在此情況T ’最嚴重之問題發生在半導體晶圓之邊緣區域 ^ ’ ^疋”為3宅米_)之邊緣排除區域（線寬度為9〇奈 irU 3將來線寬度為65奈米(聰)或更小時減小至2 笔未_)或1毫米(mm)，並且在評估平面度時考慮了部分位元點。 在所謂之SOI晶圓之情況下出現了額外之問題。這 晶圓具有位於載體晶圓（基礎晶圓或處 ^ 之“薄層”⑽度小謂奈米與戶; 玻璃* ▲寶石）組成’或者例如可由 係由石夕組成，並且僅利用電絕緣層與半材t較ΐΐ 例如可由氧化石夕組成。 _3刀 邊電絕緣層 8 導體層厚度為100牟平丨吐妹1^/予没将別疋在半 度4均勻時變化非常顯著。具有薄半 法取決 0叫此!14為了能夠集成盡可能多之數量之電路，所需声厚庚±6 緣排ί區域保盡可能接近於正面之邊緣。這還意味著非i小ΐ邊 知。的之S01晶圓之後處理方法亦為已 喈AH1爲對301晶圓之表面進行掃描，㈣喑 通入氣體餘刻介質。ΕΡ488642Α2#σΕΡ511 777Α1=3 下妙、t. 3中so1日曰日圓之半導體層之整個表面絲在餘刻^質 ^然而，祕刻介質必須以掃描表面（光化學 用激光束或光源利用光學系統聚焦之光束進行局部活化。方式利 必須掃描半導體層表Φ轉到局部 責。此外 戍嘴备之補職，或另_方面需要⑽晶圓之複雜運動。⑽ ^外’額外之層厚度不均勻性 A2 > it,·] 10 除區域之資料。根據EP5117‘二關^^排 奈米㈣之層厚度均句性，但沒有任何關丁於邊1^排除 因此’儘管存在複雜之方法，但是仍然無法達到要求之層厚 1354718 式除去不同量之材料。利 局部不同之氧化逑率。：絲度而實現校正所需之 度之局部分佈。於步驟）中=疋之參數之局部數值確定光強 之參數。蛾㈣墙枝中最佳化 所述，若要改善此類半導 乂佳者係應用於石夕。如上 想平面之高度偏差適合作^曰平面度’則相對於特定理 度偏差可以利用常規之幾何ΐ量裝置;:定中。測得之參數。該高 ------ 於步驟b)中控制局部光強度 正面之偏差，並 率’而在局部凹陷位置得到低氧化速率陳两處得到高氧化速 應在錢⑽QR)，則 之特定測量窗之理想平面之曰圓m26x 8平方亳米(mm2) 局部光強度，從而在局部較曰：^^，差’並於步驟b)中控制 位置得到低氧化速率 ^處传到喊化速率，而在局部凹陷 導體法，其中S01咖 „明方法之步驟a)中測量所勻性’ 位置上，氧化速，於W度。小位置\實從二層二度率大， 點之測量而確定。氧化處理所需之時上t個 點所需之光強度兩者均是由氧化速率計算 1354718 之』，度。最大可能 Γ古(if為/=米(mm)之半導體晶圓)和ad?=(置直3 Γ方讀況下，騎探針之尺寸為= =適 貌=ίίί改也可應用於S01晶圓情況下之半導體層^形 仏幾 ^寸為AxA (通常為4 x 4平方絲(聰)2 产\r?職針，測量直徑為d之半導體晶 情況τ」厚度1嚴格地說是相對於由半 ，資ΐ從Lit乂ί平面之面度偏差。這些資料可以作為原 ίϋϊίΓϊί ί送至電腦。若現在利用半導體晶圓之中 存在厚声佰?Lrt_ coordmates)，則對於每個點x，y 旱^值t(x，y) ?在此情況下’ χ和y在測量窗（麵_咖

Srii寸各（grid)中變化，這意味著將t(x，y)可被理解 為厗度在由x-A/2至X+A/2及y-A/2至y+A/2確定之長方渺上夕 =值葬:ίίΐϊ有B X B像素(P—)之解析度，例如1024 x =之4對將來自壯之厚度矩 M(a,b) = t(|-D/2-faxD/B|,|-D/2 + bxD/B|)⑴ 之情況下，可以簡單地進行原始資料之幾何平均。 /、 利用該轉化，使資料平滑。以平均半徑R作為控制參數。座 1354718 標為i，j之像素指定為在圍繞點i，j之半徑R之圓中之所有像素之 均值。當滿足下列條件時，點X，y精確地落在圍繞點y之圓中： (i -x) X (i- x)+(j -y) x(j -y) <R χ R (2) 由所有滿足上述條件之M(x，y)之平均值計算出新數值： M_th(i，j)=平均值（M(xl，yl)，M(x2，y2)， M(xn,yn)) (3) ，，… 公分(cm)至2公分(cm)之 基於原始之座標系，R通常在O.i 間，並用作調節參數。

然而，除了該幾何平滑以外，還可進行EDp中常用於 所有其他標準方法。 ' 矩陣Msm(K)th之最大值MaxM和最小值MinM產生用於曝光半導 體晶圓之灰度矩陣： 、 像素(pixels)ij之透明度分量= (Msm〇〇th (i,j) - MinM) χ (MaxM - MinM) x 100% ( 4 ) 像素(pixels)i，j之黑色分量= lOO/o - (Msmooth (i,j) - MinM) χ (MaxM - MinM) x 100% ( 5 ) 利用該算式來表示半導體晶圓特別厚之位置是透明的，從而 對這些位置以高光強度曝光。相反地，最薄位置用黑色表示，因 此不進行曝光或僅以低光強度曝光。 本發明利用了特定氧化反應之速率與入射光線之強度和波長 之關係。這在下面矽實施例中具體地進行描述。然而，本發明還 可應用於其他半導體材料。 斤矽之熱氧化速率基本上利用如下步驟加以確定：丨）形成反應 性氧化物質，2)該物質以生長進行矽晶圓中之方式從晶圓表面擴 散至矽與氧化矽之間之介面，及3)於該介面處形成氧化矽❶已知 利用射入具有適當波長之光線可以加快這些反應步驟中之一個或 多個以及氧化反應之速率。 13 1354718 ,#〇而1人和Kazor等人描述了光強度和波長之影響以及基 之氧化模 K Young 等人，AppHed phySic Letters( 50( 2 )( 1987 ) ’ 頁 ’ Kazor 等人 ’ Applied Surface Science 54 ( 1992)，460-464 頁）。 ㈣？=2所\之氧化劑較佳者係為氣態…種特佳者係之氧 士祕（〇2)。諸如—氧化二氮（Ν2〇)之氛氧化物亦是合適。 以額外地含有其他之諸如氫氣（Η2)或氣氣（C12)之反 = 如氮氣(N2)或g氣體之非反應性氣體。其還 Ξΐϊίί !"邮）’在此航下稱作濕氧化。氧化還可在例如 ^氧化劑是魏，職長小於25G奈雜啦— ，致，氧鍵^裂’從而產成反應性料高之單原子氧⑼和臭氧 目(Hi4毅長減小該躲賴，13此若朗氧氣作為氧化士， 指，者係使用波長小於雇奈米㈣之光線。單原子氧 ^臭氧（〇3)是比分子氧（〇2)明顯更強之氧化劑。因此，可以 ，用在上述波長範_之UV光之曝光以縣加速氧 人Γ.了f 影響（ΒΜ 等人，NUdearInSt^_ and

Methods m Physic Research B 121 ( 1997)，349-356 頁）。 臭氧和單原子氧具有非常短暫之壽命，隨著溫度 吝 巧-步縮短。步驟b)中之氧化處理較佳者係在攝氏⑽二 度ΓΟ ’更較佳者係攝氏300至5〇〇度(。〇之溫度下進行 加 S散該反應性氧物質之壽命係短至使其於產生後不會發ί明： 曰利用UV光之與位置相依強度，可以在不同之位置彦峰 里之該反應性氧物質。因為該物質之擴散實際上不 該物質與位置相依之不同濃度’因而得&與位置相依 即使使用波長更長之光線，利用對氧化反應之步驟2)和3) 14 1354718 之景f響仍然可以得到氧化速率之位置相依性。然而，利用小於 • 奈米(細），尤其是小於2⑻奈米(nm)之波長和對氧化反應之步驟 1)之景)響可以獲得最大之效果。 a對於選擇適合於實施本發明之光源而言，吸收之光譜相關性 是重要的。例如弧光燈之特徵在於寬光譜和高強度，其可良好地 用於曝光整個半導體晶圓。使用合適之濾光片（高通（high-pass )、 低通（low-pass))可調節合適之波長範圍。但基本上可使用適合 ，，現上述效果之光線之所有光源。例如低壓汞燈或鈉蒸氣燈、 氘氣燈、准分子燈、鐳射或LED也是合適。若欲使用氧^作為氧 • 化劑時，利用與位置相依之曝光主要影響反應性氧物質（如上所 述）之產生，則較佳者係為發射一部分波長小於25〇奈米(nm)或 者甚至小於200奈米(nm)光線之光源，例如氘氣燈、準分子燈 低壓采燈。 有數種實現根據本發明方法之步驟b)中之曝光的可能性，該 曝光係以位置相關之方式而有所差異： ^ θ例如可以使用具有單一光源之曝光裝置，曝光之位置相依性 是利用具有與位置相依之透射率之濾光片或利用具有與位置相依 之反應率之鏡子實現。計算灰度值之矩陣可以利用曝光裝置藉由 • 合適之光學排列清晰地投射在半導體晶圓之表面上，從而用;^控 制局部光強度。若在光源和半導體晶圓間不存在具有與位置相依 之透射率之濾光片或具有與也置相依之反射率之鏡子，則較佳者 係以如下方式没置s亥光學排列：盡可能均勻地曝光在待處理之半 導體晶圓之整個表面上，即較佳者係偏差小於士 1〇%。選擇性地， ，光源或光學排列引起之曝光不均勻性可以在用於計算灰度值之 算式中加以考慮，並以此方式進行補償。 在本發明之一個實施方式中，步驟a)中得到之半導體晶圓之 測量值用於製造精確地配合該半導體晶圓之濾光片，其隨後用於 曝光該半導體晶圓。濾光片之灰度值可以利用上述算式進行計 丄 本身可以關之方式製得，例如糊 於曝光半導體晶圓而製得之攄光片以合適 ==圓在，半導體晶圓之間，從而使物2 而二==遽光片’其中透射率可以利用施加電壓 局部==;二率且可以實做

製造編以外’還可使用相應 非種献下僅可祕半_晶81讀抑或鏡子之製造是

’特佳者，波長大於25G奈米㈣之下列ϊ 實包方案.借助於控制單元，較佳者係電腦，由步驟a)中 數之位购健計妓麵。域可贿社述算式。 =)中半_晶圓之曝光是利用將該灰度圖之圖像投影到半導 ϋ之表面上之投影裝置進行。在此情況下，料裝置是可將 Γ ί二圖之圖像直接投影到半導體晶圓上而無需使賴定之遽光 之投影裝置。該投影裝置較佳者係按照資料投影儀或視 '員才又衫儀（所謂“光束器（Beamer)，，）之原理工作。在此情況下， 由可驅動之鏡子晶片（mirror chip)(在尺寸為幾個平方釐米之晶 片上具5數十萬個則、鏡子之矩陣）使來自投紐之规轉向。 此類目前可商購之投影裝置例如可以1024 X 768像素(pixels)之解 析度控，0至1〇〇%範圍内之光線透射率。這使得在待處理之直徑 300毫米(mm)半導體晶圓之表面上產生約為每平方毫米6 5點(點 /mm )之密度。 、對於更短之波長，特別是小於250奈米(nm)之波長，更加難 以發現合適之鏡子材料（matehalformi^ors)。在此情況下，利用 s午多彼此相鄰排列光源之陣.列產生光強度之局部差別是特別有 16 1354718 利，其中該光源直接地或者利用額外之濾光片曝光半導體晶圓。 單獨地或者成組地控制光源，從而使作用在半導體晶圓之表面上 之各個位置上之光強度與步驟a)中所測參數之與位置相依值具有 確定之關係。光源之陣列還可在波長更長之情況下，即波長大於 250奈米(nm)之情況下使用。 、 在各個所述之實施方案中選擇光源，使得氧化速率所期望之 局部差別足以在半導體材料與氧化物之間產生非常平之介面。氧 化速率取決於溫度、波長、光強度以及氧化劑之種類和濃度。

氧化劑或氣氛之組成係經由與所用之光波長範圍相結合並取 決於半導體材料而加以選擇，使得氧化速率與光強度和波長之間 具有足夠強之相關性。Kazor等人（Applied Surface Science 54 (1992)，460-464 頁）和 Ishikawa 等人（jpn. j. Appl. Phys 3〇 (1991) L661)，述了典型之低溫（低於攝氏550度(。〇)之氧化條件。 young 等人（Applied Physics Letters 50(2) (1987)，12 頁）描述了 乳化速率與波長之關係。 氧化處理之合適參數集合可以利用預先之試驗加以確定 /Kazor 等人 ’ Appiied Surface Sdence 54〇992)，46〇 464 頁；b咖 等人，Nuclear Instruments 如d Methods in Physics Research b 121(1997),349-356 頁）。 〜在本發明方法之範疇内，為了與位置相關地使矽氧化，例如 觀乃?合作為氧化劑。其較佳者係以每分鐘觸至謂。立方公 分鐘），更較佳者絲分鐘150至600立方公分（咖3/分 通人氧化室巾。触者係之壓力範圍取決於光波長。 / 185奈米(nm)或更大時，可以在大氣壓下或低壓下工 厭，^長歧時，0為氧氣提高了魏率，所哺佳者係為低 ο鱼小於励百帕（hpa)。在w曝光下由氧分子產 臭乳十卩在低壓下更長；另―方面，由於更短之壽命，臭氧 濃度之位置她性在大氣壓下更容易確定。因此，可_整且 1354718 峰 之條件以適應目標。 取決於氧化處理之其他參數，選擇入射光線之強 =期望之氧化速率。可岐每平方公分G瓦（w^2) 方二之（綱）之局部強度’較佳者係為每ΐ 係八rnci^f每t方公分100瓦（w/cm2)，更較佳i 較佳者之光源是在丨85謂 為了達到通常所需之氧化物層厚度 進-倾純化鲜，射制賊别度(。0至 S2?(^)^SY(0ren Jouraal -^Ϊη；!- (1987)，80 頁）》 ’ 〇Ung 等人，APPhed Letters，50(2) 可月b發生軋化劑流動不均勻，導致丰裏，曰巧+、息&士 ，量產生偏差，但這可以利用局部 隨後在步驟C)中除去氧化物層。較 除去氧化物層。較佳者係彻合適之= 刻法或等法。較“係選擇條 導體=體，本身。若該半 所以?化物層之去除均是在整個表面上進行之， 據本二二成本之方式實施根 ^非㊉精細地選擇與位置相依之光強度 生ΐ重解析度’所以可以避免根據現有技術進行掃描時產 從而至晶3體:圓之邊緣進行局部校正， 或更小之邊緣排除區liH：；質^立特T ；j以在2毫米㈣ 平面度或層厚度。域及包&。卩刀位疋點之情況下達到所要求之 除包圓之半導體層之不均勻性，以及消 據本發明之方法處理之丰之不均勻性。因此，借助於根 圓相連接〔+_f+導體0曰圓亦非常適合於與其他半導體晶 值和 方面之更高可^之巨大優點在於晶圓表面在製造元件 圓之情別:高之製造成本，該方法在-晶 有半根據本發明之方法通常僅在正面（=載 實施，而在半導體晶圓不含層結構時，較佳 上減'丨、㈣Ϊ施根據本發明之方法。若邊緣下降現象也在背面 依t用必須應用於背面。在此情況下’該方法可以 依應用於正面和背面’或者科應用於兩面？ 降低：ίΪΐί?本發明之方法之後不進行拋光，從而不再次 - 又或層厚度均勻性。特別是在SOI晶圓具有小於丨微半 素不應實施拋光。若需要用於降低絲粗糙i 度能少利用抛光去除材料’以保持表面之平 曰圓Πίί導體層從供體晶’移至載體晶81上而製得s〇i Bl — 方法在連接晶圓並將層與剩餘之供體晶圓分離之後f 讀況下，根縣發明之方法可與-個或更2 =ίϊ===、ίί過程及/或-個或更多個用 1354718 圓咐導體晶 面之GBIR最造如下半導體晶圓：其正 之情況下包含部時H排除區域為2毫米㈣ 之SFQRxnax最大為8平方毫米㈣之測量窗内 為〇.2微米_，其是在_^面下降現象最大 米(mm)間之範圍内測得。 邊緣1毫米(mm)至3毫 邊緣圓之特徵在於:在 8 平:，_2)之‘二==== Μ之測量窗^大 情況下於h 2平方毫米 組成Ϊϊίί:付ί用非/^^工半導體，，特別是由單晶矽 米㈣或更小線寬之^子3牛=合於製 之SOI晶圓之供體晶圓或載體晶二特別=結 本發明還能夠製造如下之S〇I晶圓，其 以半導體層之厚度小於1〇。奈米㈣， f域為2宅米(mm)之情況下半導體層之平均厚度 進^ 观。半導M厚度之姆鮮偏差在下文中_^厚度 均勻性最高為咣。料排除[域為2毫未(聰)時之層厚度 20 1354718 特別較佳者係首先肺據本㈣ 體晶圓上，然後將它們彼此相互連接，接著將; 供體晶圓分離’隨後對如此製得之S01晶^再Ϊ S〇1晶圓之特徵在於，除了上述特性之外，GBIR;大f C ㈣’在邊緣排除區域為2毫米(_) 於2“ 8平方毫米(―之測量窗内之 (rnn)，正面上之邊緣下降現象最大為〇2 立，j 半導體晶圓之邊緣1顿職)至3顿職)之 因為根據本㈣方法還可應躲 :準iiSS為2毫米(-時半導趙層之平均厚度“

方法半ίϊ層之s。1晶圓’若利用根據本發明之 ^ ： GBIR 26 x t 0.3 ^^(μηι), 3亳米(mm)之間之範圍内測得之。_〈透緣1笔未(mm)至 此外’根據本發明製得之 1 里由内具有取大為16奈米㈣，較佳者係最大為8奈米 % (nm) ’特別較佳者係最大為2奈米(nm)之奈米形貌（+至谷）。 之材本翻枝之齡實财案，由此可啸高該方法 到“料:=====b)和…達 社f如丄除^驟10以外’還可以與位置無關之均勻氧化速率眘 驟b) f氧、化處理。該其他之氧化處理可以在步驟b)之前，在步 以去除者在步驟0之後實施。在第—種情況下，ί 與謂目蚊氧化H㈣況下，在步驟。)在中步Π 巧之額外氧化物層。還可以多次重複這些步驟。可以眘） ^額卜化處理峨高例如紅全曝辭導體晶晴之 n逛可利用將外部產生之臭氧通人氧化室m 率。等離子體之產生也提高氧化速率。 杈巧氧化迷 ，而此均勻化與薄化之組合也可單獨地利用步驟 =在此情況下，在計算局部不同之光強度時考慮n 望之最終厚度總量。在步_中，可以利 先強度，利用提高溫度，利用同時通入外部產生之臭杈回 _+體_ Cplasma assistance)而均勻地與位置^ 速率之位置相依性。 咬』所而之虱化 【實施方式】 用於處理半導體晶圓5之裝置，尤其適合於實 之方法，該裝置包含： 杈據本發明 22 1354718 中 f第2圖所示之裝置中，滤光片保護同樣位於該氧化室 排,列方?導體晶圓產生之熱輕射過度加熱。在第1圖所示之 之過熱還可利用適當選擇面向光源之氧化室6 上。卩之材枓加以避免。例如可以使用一玻璃，其係對於 者係為—輻射）是透明且可同時吸收半導^晶圓 而加免 光源2之過熱可以利用例如空氣或水冷卻光源 斑半以面上t光強度取決於光源2之孔徑角、光源2 ΞίΪί ΐ方向基本上應與半導體晶圓5之表面垂直。為了 之，_析度’曝絲置之單獨光源2較佳者係具有盡 ° It孔彳尤其是在絲2與半導體晶圓5之間具有更大 。半導體晶圓5上之單獨光源2之錐形光束之重疊，較 你ΐίί限制在各個直接相鄰之光源上。為了實現該效果，可以 Α田二々，透鏡、反射器或光圈。這些額外之光學元件可以單獨 盘轉ΐΐί源或者用於光源組。孔徑角通常為G。至1G。，而光源 丰導體日日圓之間之距_為丨至5〇公分(cm)。 以批Ϊ単^源2發射之光強度可以利用施加在光源上之電壓加 j。取決於幾何邊界條件，如光源與半導體晶圓間之距離或 塞雜'曰、^孔彳’彻施加在單獨之光源2上之電壓加以控制半 面上之特定位置處所需之光強度。較佳者係單獨地 工個先源，以在曝光時達到盡可能最高之解析度（清晰度）。 但也可一起控制單獨光源組。 日日古ί使Ϊ根據本發明之如第1和2 ®所紅裝置時，基於本發 + 之二驟3)中獲得之測量值計算出之灰度矩陣對應於個光源 μΙΓΪ11。在錐形光束輕微重疊時，單個光源之功率與灰度矩 陣中相應點之透明度分量成_。 d 24 1354718 3 制曝光裝置1及任選可控峨片 如利用機n人裝鮮㈣控術錄置之其他功能，例 晶圓5。為了達】水广或垂直放置之半導體 可以移動半導體晶圓5。 ^率^除了局部不同之光強度以外）， 利用同時旋轉曝光裝置！及“^+導體晶圓5，但必須例如 者係不移動半導體晶圓5。、〜、光片3而同時施行。但較佳 在較=溫;因為氧化處理通常 立控制器8或者由控制單元K)加以控熱裝置7，其係利用獨 之數該系統—需 實施例 300 =:，厚度為8。奈米’位於 用干涉計精確 21·9奈米㈣之平均層厚度，標準偏>差排除區域得出 之厚度分佈曲線，即以單位奈米㈣測量之紗層厚匕以 25 1354718 之徑向位置r之函數。將厚度測量值存儲在電腦 ί 2換减灰度圖。在此情況下，具有更大層厚度之位ϋΐ 亡更之分量，從而在這些位置進行更多之曝光，因此 達到更尚之除去速率，反之亦然。 曰圓b)中進，處理。將利用RCA法清洗之SOI =、軋化至内，並在氮氣下加熱至攝氏500度(。〇之加工.、w 二。到加工溫度時’利用切換至大氣壓下之流速為每分鐘〇= 升之氧氣並打開以局部不同之财於整個面積上之W 而· =工。使用低壓汞燈陣列作為曝光裝置，其中所用之發射之^ 長為185奈米(nm)。光源至矽層表面之距離為1〇公分 將預先在步^)巾計算丨之灰賴洲光鱗列鄕财層之 S根據灰度圖進行控制。以此方式’以^部不 同之先強度曝光石夕層之表面。石夕層表面上之光強度在 至30毫瓦特（mW/cm2)之間以位置相依方式變化。於刀 乎，最ΐ位严到6·0奈米㈣之氧化物層厚度(對應於 化物層厚度（對應於_奈米㈣被氧化之外 後，以氮氣沖洗氧化室，並將晶圓從氧化室取出。 α 學敍刻完錄細b物層。秘，制含有㈣ =20%既化錢（nhj)緩衝之水溶液。用該溶液進行處理導 致矽層表面之可測粗糙化。 个曰等 然後，利用以與開始時相同之厚度測量方法測量矽芦 置相依之厚度。現在平均層厚度為2〇1奈米(nm)，桿 ^ : 奈米(mn)，而最大層厚度與最小層厚度之差為〇65奈米f · 4圖中沿著直徑之厚度分佈曲線清楚地顯示出石夕層之平滑性。 【圖式簡單說明】 下面參考附圖描述特別適合於實施本發明方法之裝置： 26 ⑴ 4718 ^圖所示為_本發明之具有多個 示意圖。 ’一、μ多個單獨光源之裝置之結構 第2圖所示為根據本發明 之結構示意圖。 個具有夕個單獨光源之裘置 分佈^圖所示為根據現有技術製得之灿晶圓石夕層之徑向厚度 八第4圖所示為根據本發明實施後之SOI晶圓矽層之徑向厚度 分佈圖。 【主要元件符號說明】 1 外殼 2 光源 3 據光片 4 輻射 5 半導體晶圓 6 氧化室 7 加熱裝置 8 控制器 9 系統 10 控制單元 11 測量裝置 12 IR輻射 27

Claims (1)

135.4718 第096117620號糞利申绮宰 中文申請專利範圍替換本(1〇〇年4月） 4 A月、夂日修正貌頁 十、申請專利範 1‘ -種處理半導體晶圓之方法，包含下列步驟： ca丨—特徵化該半導體晶圓之參數的位置相依測量，以 疋1+導2晶圓整個表面上該參數的位置相依值； b於含氧之氣體氧化劑作用及同時使該整個表面曝光在 ^長小於25G奈求之紫外光之情況下， 於 UK^C 至 1000°C 之 溫氧化該半導體晶圓整個表面，氧化速率和所得氧化物層 之旱，取決於該半導體晶圓表面上之光強度；以及 C)去除該氧化物層； 其中’以位置相依的方式預先定義步驟b)中之光強度， 從而、，由步驟b；)巾*與位置相依之光強度所導致之與位置相 化、速率以及步驟0中之該氧化物層之隨後去除，而減 小步驟a)中測得之該參數的位置相依值間之差異。 2 項1之方法’其中係使用光源和設置於該光源與該半導 ，曰曰，間之-濾光片以進行該半導體晶圓之曝光，該遽光片具 有一一位置相依之光透射率，該光透射率與該參數之位置相依 值具有特定之關係。 3. 如請求項1之方法，其中將步驟a)中測得該參數之位置相依 值、由電版计具出一灰度圖（grayscale map )，並經由可將 1灰度圖之圖像投影到該半導體晶圓表面上之投影裝置實施 步驟b)中該半導體晶圓之曝光。 4. 如凊求項1之方法，其中，經由多個與該半導體晶圓（5)平 面相平行之平面内彼此相鄰排列之光源（2)實施該半導體晶 圓（5)之曝光，其令單獨地或成組地加以控制該光源，從而 使作用於游導體晶圓⑴表面上各位置之光強度與該參數 之位置相依值之間具有特定關係。 5.如請求項1至4中任-項之方法，其中該氧化劑係為氧氣或氮 28 丄乃.4/丄δ. 氧化物。 6·如請求項i至4中任1 白以下群組之材料所組成；’辭導體晶圓係由 7. 如請求項5之方法，其中化石夕。 8. 如請求項！至4中任一體晶圓係包含石夕。 理想平面之高度偏差。 法’其中該參數是相對於一特; 9. 如請求項1至4中任— 晶圓’其係包含於—電絕晶圓係一 sc 10. 如請求項9之方法，其中 上之牛導體層。 料：石夕-鍺及碳切。Λ切縣係包含選自WF群組之和 11. 如請求項9之方法， 12. 如請求項9之方法， 其中該半導體層係包含石夕。 其中該參數是該半導體層之厚度。 29