[發明專利]對氧化物蝕刻劑中氟化氫水平的改良的控制

有效

• 申請號: 201380069435.5
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104903996A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 艾米·M·曾;B·V·詹金斯;羅伯特·麥克
• 申請（專利權）人: 納爾科公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 武晶晶;鄭霞

發明背景

本發明大體上涉及用于檢測、鑒定以及測量用于微電子部件的制造的氧化物蝕刻劑樣品中的氟化氫(HF)的精確量的物質組合物、設備以及方法。

如例如美國專利7,928,368、6,849,463以及8,222,079中所描述的，在微電子部件的制造中，蝕刻那些部件的晶圓基底是相當普遍的。蝕刻是從晶圓、尤其是從其表面除去含硅的基底材料的過程。蝕刻通常涉及從晶圓除去離散量的硅(或其他)材料以暴露在晶圓中分層的其他材料，諸如緩沖層、遮罩層和/或絕緣層。蝕刻還被進行以清潔晶圓表面，以使晶圓表面拋光至期望的平滑度，和/或以在基底中產生用于熱屏蔽或電屏蔽目的或裝置或其他材料可被放置在其中的儲層(reservoir)或通道。蝕刻是非常精確的過程，且其僅除去基底中的特定目標材料和/或期望形狀。事實上，蝕刻可以是完全各向同性的，但有時也是各向異性的。

蝕刻經常通過許多方法來進行，包括使用高溫等離子體以及諸如緩沖氧化物蝕刻劑(BOE)的化學品。常用的緩沖氧化物是包含HF的組合物，諸如HF-HNO₃混合物和/或HF-NH₄F混合物。使用這些含有HF的混合物是因為對于硅這種用于晶圓基底的最常見的材料來說，其是高度各向同性的。遺憾的是，使用HF涉及對劑量誤差的極低耐受性。這是因為即使給定應用劑量中的HF的濃度輕微變化，通過HF應用所蝕刻掉的硅的量的數量級也顯著地改變。此不耐受性因晶圓材料和目標蝕刻物在大小上是微尺度的事實而構成，因此即使硅除去量的輕微改變也可完全毀壞準微電子部件。因此，對存在于被使用的蝕刻組合物中的HF物質的實際量進行高度精確的測量是極為重要的。

另外，如科學論文Acker的Chemical?Analysis?of?Acidic?Silicon?Etch?Solutions?II.Deteremination?of?HNO₃,HF,and?H₂SiF₆by?Ion?Chromatography,Talanta第72卷,第1540-1545頁(2007)中所描述，組合物中的HF和含氮物質經歷高度復雜的平衡機制并且還是高毒性的并且難以處理。這使得使用普通的工業分析方法以可靠地測量樣品中的HF水平是不切實際且不經濟的。

另外，不耐受性、毒性以及反應性使普通庫存程序不可能用HF蝕刻組合物。商業制備的HF蝕刻組合物采用多種劑量和濃度。在通常的制造過程中，購買的特定組合物將是可用供應以及需求的最佳應用。然后使用標準化學計量技術將購買的組合物稀釋并且混合以獲得期望的劑量濃度。然而，此方法不能用含HF的BOE組合物來進行，因為混合兩種或更多種不相同的組合物導致無法知道關于HF的準確濃度(或此方法最多僅能用麻煩的記錄保持法來進行)。由于HF使用中固有的低耐受性，這導致工業避免混合不同濃縮的HF樣品并且因此招致不想要的成本和無效率。

因此，清楚的是，用于適當檢測、鑒定以及測量緩沖氧化物蝕刻組合物中的HF的新穎方法以及組合物存在明確的效用。在該部分中描述的技術不意圖構成對本文提到的任何專利、出版物或其他信息是關于本發明的“現有技術”的承認，除非明確地這樣指定。另外，這部分不應當被解釋成意指已經做出檢索或沒有如37?CFR§1.56(a)中所定義的其它相關信息存在。

發明簡述

本發明的至少一個實施方案涉及檢測以及測量BOE組合物中HF的存在的方法。該方法包括以下步驟：1)收集BOE組合物的代表性樣品，2)將顯色劑添加至組合物，3)進行組合物的光譜測量，以及5)將光譜測量值與預先確定值相比較以鑒定BOE組合物中的HF的量。