TW513765B - Sandblasting agent, wafer treated with the same, and method of treatment with the same - Google Patents

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Teruaki Fukami
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Description

513765 A7 B7 五、發明說明（’） 〔技術領域〕 本發明係有關於噴砂處理劑、使用該處理劑處理之晶 圓及其處理方法。 〔技術背景〕 半導體裝置的製造過程中’爲了抑制晶圓的元件形成 面上之污染物質所引起的結晶缺陷的產生’作爲其抑制手 段，有在元件形成製程中，將以重金屬爲主的污染不純物 集中在形成於元件形成區域外的變形場之集氣(gettering)方 法。 集氣方法中最容易的手段係噴砂法。該方法，主要是 對晶圓之和元件形成面相反側的裏面吹附微粒子狀的噴砂 處理劑(硏磨劑），以賦予機械的變形。該噴砂法，可使用 將天然石英粉或合成石英粉等以就那樣的粉末狀吹附於晶 圓的方法(乾式），或在其等中加入純水而成爲漿狀物後再 吹附於晶圓之方法（濕式）。又，合成石英粉係基於無法得 出必要的OSF(氧化引起之堆積缺陷）密度和高成本的理由 ，以使用天然石英粉爲較有利。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ir---^-----I---裝·！ (請先閱讀背面之注意事項再本頁) --線- 如上述般，天然石英粉雖在成本等上較有利，但在天 然石英粉中係含有微量的Fe離子、Ni離子、Cu離子、Zn 離子、A1離子等金屬離子。在如此般含有金屬離子的天然 石英粉中加入純水而成爲漿狀物的情形，由於特別是Cu 離子的離子化傾向小，Cu將易析出於晶圓表面。又，由於 Cu在代表性的半導體材料之Si中之擴散係數高，易侵入 晶圓內部，故其對晶圓的金屬污染之寄與度大。 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513765 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說叼（ 若產生金屬污染，在裝置製造過程中晶圓承受各種熱 處理時，因結晶中之上述金屬不純物等將引起各種結晶缺 陷。這些缺陷，由於在晶圓的表面及表面附近也會產生， 將招致所得的裝置之漏洩電流增大’而造成裝置特性的劣 化和良品率降低。 〔發明之開示〕 本發明係有關於如此般的問題點，其目的係提供能防 止金屬離子所致的污染之噴砂處理劑、以及使用該處理劑 之晶圓的噴砂處理方法。 爲了達成上述目的之本發明的噴砂處理劑，其特徵爲 含有螫合劑。 較佳爲，前述螫合劑係擇自下述（1)〜(4)或其等的鹽類 (1)氮川三乙酸(NTA:n^_Dtriacetic acid) 丨錫_ ⑵乙二胺四乙酸(EDT_:久tjiylenediaminetetraacetic匕一“ .ί醇ί ⑶二乙二胺-Ν，Ν，Ν”，Ν”-五乙酸(DTPA:diethylenedi—4|ie-j^N”，N”-pentaacetic acid) f 代:(4)環己—胺四乙酸(CyDTA:cyclohexanediaminetetraacetic
I
章人丨 更佳爲，前述螫合劑的莫耳濃度爲4.28X10·4莫耳/升 以上。 再更佳爲，前述螫合劑的莫耳濃度爲2.57X10·3莫耳/ 升以上。 又’較佳爲’提供出一種以天然石英粉爲主成分的噴 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） ----^---------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再本頁) ;線- 513765 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（》） 砂處理劑。 較佳爲，將天然石英粉添加於純水後之漿狀物。 本發明的晶圓，其特徵爲經上述噴砂處理劑來處理。 本發明的晶圓之噴砂處理方法，其特徵爲使用上述噴 砂處理劑對晶圓行噴砂處理。 〔圖式之簡單說明〕 圖1係顯示噴砂處理及熱處理後的矽晶圓之CU濃度 分析後的結果。 〔發明之實施形態〕 本發明的噴砂處理劑，其特徵爲含有螫合劑，螫合劑 ，由於能和金屬離子形成錯合物，藉由使用含有螯合劑的 噴砂處理劑來進行噴砂處理，即可防止金屬離子析出於晶 圓內所致之晶圓內的擴散。 能和金屬離子形成安定的錯合物之金屬離子所致的污 染防止效果高之螫合劑，例如可列舉擇自下述（1)〜(4)或其 等的鹽類。 (1) 以下述化學式1 N(CH2COOH)3 所代表的氮川三乙酸(NTA:niiijfetriacetic acid) (2) 以下述化學式2 h]f lr- ----^---------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再本頁) --線· HOOC-C^ CH2COOH / n-ch2-ch2-n hooc-ch2 chqcooh 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 513765 A7 ____ B7 五、發明說明（0) 斤代表的乙—月女四乙酸(EDTA:ethylenediaminetetraacetic 述化學式3 HOOC-CH,
CHoCOOH HOOOCH, N-CH2-CH2-N-CH2-CH2-N^
CH2COOH CHoCOOH 所代表的二乙二胺-N，N，N”，N，，-五乙酸 (DTPA:diethylenediamine-N，N，N”，N”-pentaacetic acid) (4)以下述化學式4 /^\^Ν(ΟΗ2(Χ)ΟΗ) 2 (請先閱讀背面之注意事項再1m本頁) 言 r 林萃] :¾ 所代表的環己二胺四乙酸 (CyDTA:cyclohexanediaminetetraacetic|g^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述螫合劑的添加量，較佳爲莫耳^J^4.28xi(y4莫耳 /升以上，更佳爲莫耳濃度2.57X 10·3莫耳/升以上。螫合劑 的濃度若未滿4.28X10·4莫耳/升，對金屬不純物所致的污 染之防止效果不夠充分，爲了至少使Cu離子不致殘存於 漿狀物中，上述濃度以上是理想的。又，爲了使得包含Fe 離子之幾乎所有的金屬離子都不致殘存於漿狀物中，螫合 劑的濃度在2·57Χ1(Τ3莫耳/升以上是理想的。 本發明的噴砂處理劑，例如以天然石英粉爲主成分， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 513765 A7 B7 五、發明說明（$ ) 再在其中添加上述螫合劑而成者，典型的處理劑可舉例如 將天然石英粉添加於純水後之漿狀物中再添加上述螫合劑 者。天然石英粉，其組成幾乎爲Si〇2，其他還含有極微量 的AhCh、Fe2〇3、Na2〇等。又，天然石英粉的粒徑爲1〜8/Z m左右。使用該天然石英粉來形成漿狀物時，例如可在天 然石英粉1.0kg中加入純水以形成10.0升的漿狀物。 使用上述噴砂處理劑來將晶圓行噴砂處理的方法，係 例如將晶圓以其裏面朝上的方式載置於輸送帶上，在其上 方設置能將上述噴砂處理劑(漿狀物)向下噴射的噴嘴(複數 亦可），將輸送帶的速度設定爲例如1.0m/分左右以邊使矽 晶圓移動，邊將噴嘴的位置以相對輸送帶垂直且在水平方 向以晶圓直徑以上的擺動幅度並以70rpm左右的周期往復 運動，而以0.6〜0.9kg/cm2的噴射壓力將漿狀物朝向矽晶圓 的裏面噴射。 實施例 (配合例） 在含有表1所示的比例之各成分且具有表2所示的粒 徑分布之天然石英粉中加入純水，獲得每10升中含有 1.0kg的天然石英粉之漿狀物。分別對80升的各漿狀物， 添加O.Olg、l〇g、50g、60g及120g的螫合劑之乙二胺四乙 酸(以下簡稱EDTA)，得出含有不同濃度的EDTA之漿狀物 。針對這些含有不同濃度的EDTA之各漿狀物及未添加 EDTA的漿狀物中各種殘存金屬離子調查的結果顯示於表3 〇 7 一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再本頁) 裝 --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513765 A7 B7 五、發明說明（“） 表1 化學成分(重量％) AI2O3 0.004 Si〇2 99.99 Fe2〇3 0.002 NaiO 0.002 表2 粒徑（/zm) 比例(％) 1.00-1.26 0.0 1.26-1.59 1.3 1.59-2.00 3.0 2.00-2.52 10.1 2.52-3.17 20.0 3.17-4.00 30.3 4.00-5.04 27.0 5.04-6.35 7.4 6.35-8.00 0.9 8.00-10.1 0.0 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂· 線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表3 EDTA添加量 (mol/1) 漿狀物中殘存金 屬離子濃度（ppb) Fe離子 Ni離子 Cu離子 Zn離子 A1離子 Na離子 0 9.59X 103 2.08X 10 1.49 X 10 3.13X 10 2.83X 103 9.60X 103 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513765 A7 B7 五、發明說明（
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如表3所示般可確認出，EDTA添加量爲1〇g^ 度4.28X10·4莫耳/升)的情形，雖有Fe離子的殘存，伯^ Cu離子之Fe離子以外的金屬離子都沒有殘存。又，包f 耳濃度2.57X UT3莫耳/升)的情形’可確認出包含Fe離°^(= 所有的金屬離子都沒有殘存。 (實施例） 在前述配合例所得的漿狀物(EDTA添加前)8〇升中# 加EDTA120g來獲得含EDTA的槳狀物(莫耳濃度5 41 χ 1〇-'3 莫耳/升）。使用該含EDTA的漿狀物，對直徑200mm的p 型矽晶圓(樣本數4個)裏面行噴砂處理後，進行65〇°cx2〇 分的加熱處理。 (比較例） 將前述配合例所得的EDTA添加前的漿狀物就那樣使 用並進行和實施例相同的處理(晶圓樣本數4個）。 對實施例及比較例之進行處理後的各4枚樣本晶圓表 面之Cu進行分析。圖1顯示其結果。使用未含EDTA的漿 狀物進行噴砂處理的情形，係確認出都有Cu的污染。使 用含EDTA行噴砂處理的情形，Cu污染量都在檢測下限以 * - (請先閱讀背面之注意事項再Hi本頁)
I 言
T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513765 A7 __B7 五、發明說叼（广） 下，即確認出並沒有Cu的污染；又，其會影響集氣能力 的〇SF密度也足夠充分，且氧化膜耐壓等電氣特性良好。 〔產業上的利用可能性〕 依據以上所說明般之本發明，即可防止矽晶圓的噴砂 處理進行時金屬離子所致的晶圓污染。 請先閱讀背面之注意事項再iHI本頁) 裝 訂： --線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 513765 A8 B8 C8 D8
    up
    备lift i、一種噴砂處理劑，其特徵在i含： 係將天然石英粉加入純水中 物中添加擇自氮川三乙酸(NTA:ni_ftotriac陣^ 成漿_，在該漿狀 林專 acid)、乙二 i 胺四乙酸(EDTA:ethylenediaminetel|準g^tic N，N，N”，N”—五乙酸（DTPA:diethylenedii^i^-N,N，N”，N”- pentaacetic acid) 環己 ;儀 二乙二胺- 胺四乙酸 (CyDTA:cyclohexanediaminetetraacetic 丨學相）及其等的鹽類所 構成群中之至少一種螫合劑而成；ffl 相對於漿狀物的全量，該螫合劑函添加量爲4.28Χ ΙΟ·4 莫耳/升以上。 2、 如申目靑專利朝国弟1項之噴砂處理劑’其中該整合 劑的添加量爲2.57Xl(y3莫耳/升以上。 3、 一種晶圓，其特徵在於：係經申請專利範圍第1項 之噴砂處理劑處理而得之不含Cu所產生之污染者。 4、 一種晶圓之噴砂處理方法，其特徵在於：係藉由將 申請專利範圍第1項之噴砂處理劑噴射於晶圓的裏面，來 對晶圓實施噴砂處理。 ί 3 > - 丄 Η / } Η >、
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