TW408384B - Method for etching silicon wafer - Google Patents

Description

經濟部中央標準局貝工消费合作社印11 五、發明説明（ t明背景 本發明係關於一種蝕刻矽晶圓之方法。更明確言之，本 發明係關於一種蝕刻矽晶圓之方法，其可獲得矽晶圓之安 定表面 0 在矽晶圓製程中’特別是蝕刻步驟，已成爲在移除矽晶 圓表面上之傷害且同時保持矽晶圓表面平坦形狀之觀點上 <一個重要步驅。蝕刻步驟係在研磨步驟後及抛光步驟前 尤其疋，當半導體裝置之微〜細性改進時，對於矽晶圓平 坦性之要求條件雙得更嚴格。僅藉由控制拋光步驟，難以 改良矽晶圓之平坦性，還需要蝕刻步驟中之精密處理，其 對於矽晶圓之表面形狀有影嚮。爲滿足此種要求條件，不 僅是蝕刻液體之組成，而且是蝕刻裝置本身均已於最近經 改良。 但是，由於蝕刻步驟之目的係爲侵蝕矽晶圓之表面，鑒 於矽之性質，故氧化薄膜並不足以立即在蝕刻後所獲得之 矽晶圓表面上形成，且矽晶圓之表面顯示疏水性。 ί尤在蝕刻後，使矽晶圓接受沖洗處理，以抑制蝕刻之進 展。對沖洗處理而言，於習用上已使用去離子水。由於去 離.子水未具有氧化能力.，故發晶圓表面之疏水性仍保持著 。在此種情況中，矽晶圓表面係被活化，且因此外源物質 易於黏附至矽晶圓表面。再者，一旦外源物質黏附，該外 源物質係直接與矽晶圓接觸，於是在隨後洗滌步驟或其類 似步驟中’於移除外源物質上有困難D再者，當沖洗不足 或當隨後乾燥不充分時，沖洗液會以水滴形式黏附至矽晶 -4- 卜紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 X297公楚 ---.--.-----裝------訂------<〆 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) a? 4〇8^36弓 --—______ ____Β7 五、發明説明（2 ) ~ 圓疋疏水性表面上。若此情況保持著，則在♦晶圓自然乾 燥後，微量水滴會留下而成爲水斑。 水斑不只疋微量去離子水而已。水滴會吸收空氣中之氧 且係部伤而異常地氧化，故水斑不能夠在隨後洗滌步驟 中使用APM液體（意即，經由以肖去離+水稀㈣與過氧 化氫所製成之洗滌液體）移除。此種缺陷經常不僅在矽晶 圓製程中，而且在半導體裝置處理中造成。 發明摘沭 -在考量此種習用問題下’本發明之目的係爲提供一種蝕 ’J夕曰9圓之方法，此方法能夠預先避免缺陷在蚀刻處理期 間發生。一 根據本發明，係提供—種蝕刻矽晶圓之方法，其包括以 下步驟： 研磨矽晶圓； 蝕刻矽晶圓；及 抛光矽晶圓； 其中蝕刻步驟包括蝕刻處理與沖洗處理，並將至少一種 經濟部中央橾準局貝工消資合作社印製 氧化劑加入欲被用於沖洗處理之沖洗液中，於是在矽晶圓 表面上形成氧化薄膜。 由於將,氧化劑，譬如臭氧，中和劑及表面活性劑或潤濕 劑加入欲被用於抑制蝕刻之沖洗液中，故矽晶圓表面係在 沖洗處理期間被氧化，於是藉安定氧化薄膜保護矽晶圓表 面’以致能夠避免缺陷發生。 附圖簡述 ------5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇x297公釐） 408384 Αν __________B7 五、發明説明（3 ) ~一 ' 圖1爲一示意圖，説明在本發明蝕刻矽晶圓方法及習用 蚀刻砂晶圓方法中之外來物質黏附之情況。 圖2爲一圖表，説明在用於沖洗處理之沖洗液中添加臭 氧之作用。 鼓#具體實施例之詳诚 本發明係詳細地描述於下文。 首先，係一般性地描述一種製造矽晶圓之方法。使由矽 單晶所組成之矽鑄錠接受切片_、研磨、蝕刻、抛光及洗滌 ，依此順序進行、，以獲得矽晶圓作爲產物。然後，將矽晶 圓轉移至半導體裝置之製程 蝕刻步驟-係由蝕刻處理及抑制蝕刻之沖洗處理所構成。 在研磨矽晶圓後，由於漿液或其類似物所賦予之傷害，仍 留在矽晶圓表面上。蝕刻矽晶圓係爲移除表面上之傷害。 詳3之’在蝕刻步驟中係使用含有氟化氫^^)、硝酸（册〇3) 、醋鉍（CH3 COOH)及水之混合酸，以移除受傷害之矽晶圓 表面層。 沖洗處理係在蝕刻處理後進行。對沖洗處理係經常施加 快速潮濕冲洗、溢流沖洗或其類似方式。在快速潮濕沖洗 經濟部中央梂準局男工消費合作社印家 ------.----i------ir (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 中，供應與排放去離子水之循環，係重複數次。在溢流沖 洗中，係從容器底邵供應去離子水至含有矽晶圓之容器中 歷經一段預定時間，以致使去離子水溢流，及同時移除 砂晶圓上之酸。 於本發明中，係在前逑沖洗處理中，將至少—種氧化劑 ，#如臭氧，加入用於抑制蝕刻之沖洗液中，以在矽晶 _______ -6- 本紙張尺度適用中國國家梯芈（CNs7X^iJ72T0^^i7 A7 408384 五、發明説明（4 ) .--.-----^------II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 表面上形成氧化薄膜。此外，較佳係將中和劑加入沖洗液 中’以停止蚀刻反應’及較佳係添加表面活性劑或潤濕劑 以儘可能大爲減少矽晶圓表面上之污染。 在蝕刻步驟中用於沖洗處理之氧化劑並不受限，且臭氧 ，過氧化氫’氫氧化銨與過氧化氫之混合物，確酸及硫酸 或其類似物，均可使用。 雖然氧㈣，譬如以0.5至4〇ppm範圍之速率溶解在去離 子水中之臭氧是有效的，但I經濟觀點，此速率較佳係在 2至20Ppin之範園-内。有各種已知方法用以產生臭氧，且任 何方法均可採用。沖洗處理用之溫度亦無限制。 順便指出、欲被加入沖洗液中之中和劑、表面活性劑及 潤濕劑，並未有特別限制’ 1已知藥劑均可作爲此藥劑採 用。 本發明係以圖中所示之具體實施例爲基礎，更詳細地描 述於下文。 圖1爲一不意圖，説明在本發明蝕刻矽晶圓方法與習用 蝕刻矽晶圓方法中之外來物質黏附之情況。參考數字^係 表示矽晶圓。圖1之（a)係顯示矽晶圓在剛切離矽鑄錠後之 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 狀態。圖1之⑻係顯示矽晶圓在圖1(a)中所示之矽晶圓丄表 面上之傷害被移除後之狀態。 -圖！之（〇係顯示沖洗處理後所獲得之矽晶圓1之表面狀態 。其中之一顯7JT在僅使用去離子水沖洗處理後，無氧化薄 膜。另一個則顯示有氧化薄膜2存在，在使用*離子水！且 其中具有氧化劑譬如臭氧之沖洗處理後，於石夕晶圓表面上 ______-7- 本紙狀^賴㈣财料（CNS ) ΛϋΤΐΤ〇 X 29;公楚 Λ7 B7 408384 五、發明説明（5 ) 形成。 圖1之（d)顯示污染物3壁：4 At |， 紐各 未物3警如外來物質黏附之情況，其係於

儲存期間黏附至矽晶圓1。4设，+ L 3圃1右僅使用去離子水沖洗，則污 染物3及其類似物會直接黏附至矽晶圓i。 圖2説明沖洗處理之作限 ^ I作用，其中係將臭氧加入沖洗液中 〇 正如伙圖2中所不（結果所顯見者，在沖洗液中使用臭 氧之沖洗處理，在與值使用去離子水之沖洗處理比較下， _會減少砂晶圓中 ''缺陷之發生。 順便U ’缺陷率係在光凝聚條件下，藉由目視檢查石夕 晶圓表面而一獲得。 如前述：根據本發明’缺陷在碎晶圓表面上之發生係受 限制，因爲氧化薄膜係藉由添加氧化劑譬如臭氧至欲被用 於沖洗處理之沖^夜巾，而於矽晶圓表面上形A;於是顯 不改良半導體裝置、良率或其類似性質之値得注意之作用 〇 鑒於上述，可明瞭已達成本發明之數項目的，並獲得其 他有利結果。 由於在未偏離本發明之範園下，各種改變可於上述方法 '中施行，故所有包含在上述説明中及顯示在附圖中之事項 ，均將解釋爲説明性而非限制意義。 本紙張尺度·中_家榇準 ---.--.----^------1Τ------yA. (#先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 8

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作枉印¾. -9- i一種蝕刻矽晶圓之方法，其包括以下步驟： 研磨矽晶圓； 蝕刻矽晶圓；及 抛光矽晶圓； f中蚀刻步驟包㈣刻處理料洗處理，並將至少一種 氧化劑加人欲被用於沖洗處理之沖洗液中，於是在秒晶 圓表面上形成氧化薄膜。 2.根據申請專利範圍第i項之蝕刻矽晶圓之方法，其中氧 化劑爲臭氧，過氧化氫，—氫氧化按與過氧化氮之混合物 ，硝酸及硫酸之一。 — 3·根據申請-專利範圍第2項之蝕刻矽晶圓之方法，其中係 進一步將表面活性劑或潤濕劑加入沖洗液中。 4. 根據申請專利範圍第2項之蝕刻矽晶圓之方法，其中係 進一步將中和劑加入沖洗液中。 5. 根據申請專利範圍第4項之蚀刻矽晶圓之方法，其中係 進一步將表面活性劑或潤濕劑加入沖洗液中。 6·根據申請專利範圍第1項之蝕刻矽晶圓之方法，其中係 進一步將中和劑加入沖洗液中。 7·根據申請專利範圍第6項之蚀刻石夕晶圓之方法，其中係 進一步將表面活性劑或潤濕劑加入沖洗液中。 8·根據申請專利範圍第1項之蝕刻矽晶圓之方法，其中係 進—步將表面活性劑或潤濕—劑加入沖洗液中。 &尺度通用中国国家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） u Is - - I i -- n n I ^ n u n ^1- It T (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁)