專利名稱：表面處理方法、半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件的制造方法以及處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面處理方法，特別涉及一種能夠應(yīng)用于清洗其上形成有帶中空部分的微細(xì)結(jié)構(gòu)體或如半導(dǎo)體器件制造中的高的高寬比電極圖形、微機(jī)械等的結(jié)構(gòu)體的表面的表面處理方法。本發(fā)明還涉及一種通過(guò)以上介紹的表面處理方法得到的半導(dǎo)體器件，并且進(jìn)一步涉及一種其中包含該表面處理的半導(dǎo)體器件的制造方法，以及還涉及一種用于實(shí)施該表面處理方法的處理設(shè)備。本發(fā)明涉及下面示出的日本專利申請(qǐng)。對(duì)于作為參考文獻(xiàn)允許引入的任何指定部分，在該申請(qǐng)中介紹的內(nèi)容將被引入本發(fā)明內(nèi)以作為本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的一部分。
2002年1月30日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2002-021097。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)，按比例提高半導(dǎo)體器件集成度的趨勢(shì)已促進(jìn)了器件結(jié)構(gòu)的微型化，LSI制造已達(dá)到了具有甚至小于100nm線寬的高的高寬比(高度/寬度)圖形形成在襯底上的狀態(tài)。通過(guò)對(duì)形成在襯底上的材料膜進(jìn)行圖形蝕刻來(lái)形成這種圖形。通常通過(guò)抗蝕劑圖形的掩蔽進(jìn)行圖形的蝕刻，其中抗蝕劑圖形的高寬比不可避免地隨待形成的圖形的高寬比增加同樣增加。
順便提及，在這種圖形形成工藝中，通常的做法是對(duì)襯底表面進(jìn)行一系列含水(aqueous)清洗，例如使用化學(xué)溶液的清洗和漂洗，并進(jìn)行干燥工藝，用于除去圖形蝕刻之后的圖形之間或繼續(xù)除去抗蝕劑圖形殘留的微小異物(蝕刻殘留物)。同樣在抗蝕劑圖形的形成工藝中，通過(guò)顯影形成抗蝕劑圖形之后，類似地進(jìn)行含水清洗和干燥工藝。
然而，清洗微細(xì)圖形會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題由于留在圖形之間的漂洗溶液與外部空氣之間的壓力差會(huì)造成干燥工藝期間抗蝕劑圖形坍塌。該現(xiàn)象與以下工藝有關(guān)漂洗液和用于干燥的干燥溶液等在干燥工藝中最終會(huì)被蒸發(fā)，并由于留在高的高寬比抗蝕劑圖形之間的液體蒸發(fā)造成漂洗液或干燥溶液的體積減少，結(jié)果抗蝕劑圖形之間的液體產(chǎn)生毛細(xì)力。毛細(xì)力取決于在圖形之間的氣體-液體界面產(chǎn)生的表面張力，并且在高的高寬比抗蝕劑圖形之間更明顯。不利的是，毛細(xì)力不僅使抗蝕劑圖形坍塌，而且還會(huì)使硅或類似物構(gòu)成的其它圖形變形。由漂洗液引起的表面張力的這種問(wèn)題就變得很重要。
這種問(wèn)題不僅在半導(dǎo)體器件的制造工藝中會(huì)產(chǎn)生，而且在稱做微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的微細(xì)可移動(dòng)部件的形成之中同樣會(huì)產(chǎn)生。例如，圖3中所示的微機(jī)電系統(tǒng)在襯底1和形成其上的結(jié)構(gòu)體2之間具有中空部分“a”，并構(gòu)成為在結(jié)構(gòu)體2和襯底1之間具有可自由調(diào)節(jié)距離“t”的可移動(dòng)部件。盡管圖中沒(méi)有示出通過(guò)在襯底1上構(gòu)圖犧牲層、通過(guò)構(gòu)圖其上的結(jié)構(gòu)體2、以及選擇性地蝕刻掉犧牲層同時(shí)留下襯底1和結(jié)構(gòu)體2，就能夠形成如此構(gòu)成的微機(jī)電系統(tǒng)。
因此，與以上介紹的半導(dǎo)體器件的制造工藝類似，優(yōu)選對(duì)襯底的表面用化學(xué)溶液進(jìn)行清洗、漂洗(用水沖洗)以及干燥，以除去留在結(jié)構(gòu)體2的各圖形之間的微小異物(蝕刻殘留物)。然而，通過(guò)選擇性地蝕刻犧牲層形成中空部分“a”之后通常采用的含水清洗和干燥，例如半導(dǎo)體制造工藝使用的那些過(guò)程，進(jìn)行清洗就產(chǎn)生以下問(wèn)題由于以上介紹的毛細(xì)管現(xiàn)象，應(yīng)設(shè)置得與襯底1相距中空部分“a”的結(jié)構(gòu)體2不希望地貼附到襯底1，或者被毀壞。
因此，在微機(jī)電系統(tǒng)的制造工藝中進(jìn)行形成這種中空部分“a”的蝕刻之后，唯一的選擇是省略清潔工藝并將工件送到下一工藝步驟。然而，這會(huì)由于存在蝕刻殘留物導(dǎo)致成品率、可靠性以及部件(可移動(dòng)的部件)特性降低。
為了解決以上介紹的問(wèn)題，要求使用具有小表面張力的流體進(jìn)行清洗和干燥。例如，水具有約72dyn/cm的表面張力，而甲醇具有約23dyn/cm的表面張力，這表明用甲醇代替水之后的干燥比用水干燥更成功，減少了圖形或隔開(kāi)部分之間產(chǎn)生的可能的上述毛細(xì)力，并抑制了圖形(結(jié)構(gòu))的毀壞。然而，即使使用甲醇作為干燥液仍然很難徹底地防止上述毀壞，這是由于液體甲醇具有一定程度的表面張力。
因此，現(xiàn)已提出了一種在用于清洗例如其上形成有上述高的高寬比圖形或具有中空部分的微細(xì)結(jié)構(gòu)體的襯底表面的表面處理中使用超臨界流體的方法。超臨界流體是指在等于或高于各種物質(zhì)特有的臨界溫度和臨界壓力的溫度和壓力下，不同物質(zhì)可能顯示出的其中一種相，盡管相對(duì)于其它液體和固體的溶解能力基本上等于液體狀態(tài)的物質(zhì)的溶解能力，其特點(diǎn)是它的獨(dú)特性質(zhì)，例如具有極小的粘度和極大的擴(kuò)散系數(shù)，由此可以認(rèn)為是具有氣體狀態(tài)的液體。
使用這種超臨界流體的表面處理遵循以下程序。首先，完成圖形蝕刻之后，并且當(dāng)直接從蝕刻液中取出、或者從隨后的清洗液中取出、或者從代替清洗溶液的漂洗溶液中取出時(shí)，由此待處理的表面保持在這些溶液的任何一種之中，溶液可以用能夠形成超臨界流體的物質(zhì)的液體代替(下文稱做超臨界物質(zhì))。接下來(lái)，通過(guò)調(diào)節(jié)具有待處理表面的系統(tǒng)和保持其內(nèi)的液體的壓力和溫度，液體不用經(jīng)歷氣體狀態(tài)而被直接轉(zhuǎn)換為超臨界流體，然后變成氣體狀態(tài)。這樣能成功地干燥通過(guò)蝕刻形成的待處理表面上的圖形，同時(shí)沒(méi)有將它們暴露到氣體-液體界面，并防止了由漂洗溶液的表面張力造成的中空部分的圖形坍塌或壓垮(參見(jiàn)日本特許專利公開(kāi)No.2000-91180和9-139374)。
對(duì)于以上介紹的表面處理可使用的超臨界物質(zhì)，可以使用確認(rèn)為能夠具有超臨界流體形式的各種物質(zhì)，例如二氧化碳、氮?dú)?、氨、水、醇、低分子量脂肪族飽和烴、苯和二乙醚。其中，具有接近于室溫的超臨界溫度31.3℃的二氧化碳由于它具有的容易處理并能避免樣品高溫的優(yōu)點(diǎn)而為優(yōu)選用于表面處理的一種物質(zhì)。
然而，使用超臨界流體的表面處理方法存在以下問(wèn)題。也就是，通常用做超臨界流體的二氧化碳顯示在超臨界流體狀態(tài)中的性質(zhì)類似于非極性有機(jī)溶劑的性質(zhì)。因此處于超臨界流體狀態(tài)的二氧化碳(稱做超臨界的二氧化碳)在共溶劑(co-solvent)或反應(yīng)性能中顯示出選擇性，并且能夠除去如預(yù)曝光的光致抗蝕劑的低分子量有機(jī)物，但是不能總是有效地除去污染物包括如蝕刻殘留物的聚合有機(jī)物、無(wú)機(jī)轉(zhuǎn)變的混合化合物以及氧化物膜。
因此，使用超臨界二氧化碳的干燥之前必須進(jìn)行使用化學(xué)溶液的含水清洗，很好地證明了它是一種在共溶劑或反應(yīng)性能以及氧化分解性能方面優(yōu)良的工藝。
在此情況下，為了避免表面張力有可能在氣體-液體界面造成毀壞，需要在完成清洗之后在常壓下將工件從化學(xué)溶液中轉(zhuǎn)移到漂洗溶液中，而沒(méi)有將它暴露給任何氣體，并用超臨界的二氧化碳直接代替漂洗溶液，而沒(méi)有使漂洗溶液蒸發(fā)，這使得工藝變得更復(fù)雜(參見(jiàn)日本特許專利公開(kāi)No.2001-165568)。
而且，用作含水清洗的清洗液例如水具有大的表面張力，不太可能注入到具有高的高寬比的構(gòu)圖的凹槽的底部，或者注入微細(xì)中空部分之內(nèi)。因此，為了使清洗液或漂洗液注入到微細(xì)空間內(nèi)的攪動(dòng)工作由于攪拌等造成的水壓會(huì)不希望地機(jī)械地毀壞易脆的微細(xì)圖形或結(jié)構(gòu)體。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種表面處理方法，能夠用超臨界流體僅通過(guò)一次處理完全除去留在結(jié)構(gòu)體之間的殘留物，并且從而能夠減少工藝步驟的數(shù)量并的確能避免毀壞結(jié)構(gòu)體；一種可以由表面處理方法得到的半導(dǎo)體器件；一種采用表面處理方法制造半導(dǎo)體器件的方法；以及一種執(zhí)行表面處理方法的處理設(shè)備。
發(fā)明概述目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)以上目的的本發(fā)明為一種表面處理方法，其中用超臨界流體處理其上形成有結(jié)構(gòu)體的表面。這里的結(jié)構(gòu)體意味著結(jié)合到固體支撐襯底并且部分地與其分離的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，或者具有大的高寬比、甚至沒(méi)有與固體支撐襯底分隔部分的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，該高寬比為結(jié)構(gòu)圖形的高度和寬度的比例。前者為如上面已介紹的稱做微機(jī)電系統(tǒng)的微細(xì)驅(qū)動(dòng)部件，后者為用于形成圖形的半導(dǎo)體器件或光掩模的微細(xì)圖形。本發(fā)明涉及一種清洗和干燥這些微細(xì)結(jié)構(gòu)體的方法。
本發(fā)明的第一處理方法的特征在于將下面的結(jié)構(gòu)式(1)表示的氫氧化銨作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到超臨界流體 其中，結(jié)構(gòu)式(1)中的R1到R4的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。烷基和羥基取代的烷基優(yōu)選具有1到4的碳原子數(shù)。該范圍的碳原子數(shù)可以容易地引起溶劑中的電離和羥基離解，并且成功地顯示出足夠的清潔(蝕刻)效應(yīng)。
氫氧化銨的具體例子包括氨、羥胺、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化三甲基乙基銨、芐基三甲基氫氧化銨、氫氧化三甲基(2-羥乙基)銨、氫氧化三乙基(2-羥乙基)銨、氫氧化三丙基(2-羥乙基)銨以及氫氧化三甲基(1-羥丙基)銨。其中特別優(yōu)選氫氧化四甲銨(TMAH)和氫氧化三甲基(2-羥乙基)銨(也稱做膽堿)。
本發(fā)明的第二處理方法的特征在于將下面的結(jié)構(gòu)式(2)表示的鏈烷醇胺作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到超臨界流體R1R2-N-CH2CH2-O-R3……(2)其中，結(jié)構(gòu)式(2)中的R1到R3的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。烷基和羥基取代的烷基優(yōu)選具有1到4的碳原子數(shù)。該范圍的碳原子數(shù)通過(guò)接收溶劑中的質(zhì)子(氫離子)可以容易地產(chǎn)生氫氧根離子，并且成功地顯示出足夠的清潔(蝕刻)效應(yīng)。
鏈烷醇胺的具體例子包括單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、叔丁基二乙醇胺、異丙醇胺、2-氨基-1-丙醇、3-氨基-1-丙醇、異丁醇胺、2-氨基-2-乙氧基-丙醇以及也稱作二甘醇胺的2-(2-氨基乙氧基)乙醇。
本發(fā)明的第三個(gè)處理方法的特征在于將下面的結(jié)構(gòu)式(3)表示的氟化胺作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到超臨界流體 其中，結(jié)構(gòu)式(3)中的R1到R4的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。烷基和羥基取代的烷基優(yōu)選具有1到4的碳原子數(shù)。該范圍的碳原子數(shù)容易引起溶劑中的電離和氟離子的離解，并且成功地顯示出足夠的清潔(蝕刻)效應(yīng)。
氟化胺的具體例子包括氟化銨、酸性氟化銨、氫氟化甲胺、氫氟化乙胺、氫氟化丙胺、氟化四甲基銨以及氟化四乙銨。在這些氟化合物中，優(yōu)選氟化銨和氟化四甲基銨，更優(yōu)選氟化銨。
本發(fā)明的第四個(gè)處理方法的特征在于將氫氟酸作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到超臨界流體。這里優(yōu)選使用具有0.1到1mol/L濃度的氫氟酸。
在這些第一到第四處理方法中，將共溶劑或反應(yīng)劑例如氫氧化銨、鏈烷醇胺、氟化銨或氫氟酸添加到滲透性優(yōu)異的超臨界流體可以將共溶劑或反應(yīng)劑和超臨界流體一起提供到襯底表面上微細(xì)結(jié)構(gòu)體的空隙內(nèi)。這些共溶劑或反應(yīng)劑呈現(xiàn)出在蝕刻和聚合蝕刻殘留物(下文中僅稱做殘留物)之后能夠溶解和除去(蝕刻)光致抗蝕劑的清潔能力。相對(duì)于通過(guò)蝕刻其上形成結(jié)構(gòu)體之后的襯底表面，這樣提高了超臨界流體的清潔能力。而且，由于超臨界流體具有的密度比氣體具有的密度更大，由此除去的殘留物就可以容易地除去并與化學(xué)溶液以及超臨界流體一起從結(jié)構(gòu)體之間的空隙中被沖走。因而這樣可以完全除去微細(xì)結(jié)構(gòu)體的空隙中的殘留物，同時(shí)不依賴于含水清洗。特別是對(duì)于氫氟酸用做共溶劑或反應(yīng)劑的情況，同樣成功地獲得了除去氧化物的效果。應(yīng)該注意，在以上第一到第四處理方法中介紹的共溶劑或反應(yīng)劑可以將多種物種(species)添加到超臨界流體。
在以上第一到第四處理方法中，在常溫附近可以變成超臨界流體的二氧化碳優(yōu)選用做超臨界流體。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不僅適用于使用由二氧化碳組成的超臨界流體的情況，而且適用于使用一些非極性超臨界流體的情況。這種超臨界流體的例子包括甲苯、低分子量的脂族飽和烴以及苯。
在第一到第四處理方法中，超臨界流體與上述共溶劑或反應(yīng)劑一起添加有表面活性劑材料。
添加到超臨界流體的表面活性劑的具體例子包括具有12到20個(gè)碳原子的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的鹽，更具體地包括月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸以及亞麻酸。另一例子包括芳香鹽，例如十二烷基苯磺酸、烷基二甲基芐基銨鹽以及壬基苯酚聚氧乙烯醚；以及膦酸鹽。
具有親水基和疏水基的極性溶劑可以用做增容作用(compatibilization)劑(表面活性劑)。它的具體例子包括醇，例如甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇以及丙三醇；酮，例如丙酮、甲基乙基酮以及甲基異丙基酮；脂環(huán)胺，例如N-甲基吡咯烷；內(nèi)酯，例如γ-丁內(nèi)酯；酯，例如乳酸甲酯以及乳酸乙酯；腈，例如乙腈；醚，例如乙二醇一甲醚，乙二醇一乙醚，二甘醇，二甘醇一甲醚，二甘醇一乙醚，三甘醇一甲醚，二甘醇二甲醚以及二丙二醇二甲醚；砜，例如環(huán)丁砜；以及亞砜，例如二甲基亞砜。其中，優(yōu)選使用二甘醇一一甲醚、二甘醇一乙醚、二丙二醇一甲醚、N-甲基吡咯烷以及二甲基亞砜。
使用這種類型的極性溶劑通過(guò)極性溶劑的電離作用可以成功地提高清潔(蝕刻)效果。
以上介紹的表面活性劑材料可以單獨(dú)使用或者使用兩個(gè)或多個(gè)物種的混合物。
通過(guò)將以上介紹的表面活性劑材料與以上介紹的共溶劑或反應(yīng)劑添加到超臨界流體，如

圖1所示，以強(qiáng)親水性不易混溶的共溶劑或反應(yīng)劑5被表面活性劑材料6的親水基團(tuán)6a包圍同時(shí)親脂性基團(tuán)(疏水基)6b指向外部的方式，在超臨界流體4中形成了反膠束，這提高了例如二氧化碳組成的非極性超臨界流體4中共溶劑或反應(yīng)劑5的相容性。
附圖簡(jiǎn)述圖1為介紹本發(fā)明的表面處理使用的超臨界流體的一個(gè)例子的圖；圖2為本發(fā)明的表面處理使用的處理設(shè)備的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖；圖3為應(yīng)用了本發(fā)明的表面處理的微機(jī)電系統(tǒng)的一個(gè)例子的鳥(niǎo)瞰圖；圖4A到4E示出了制備應(yīng)用了本發(fā)明的表面處理的微機(jī)電系統(tǒng)的剖面圖；圖5示出了本發(fā)明的表面處理的工序的流程圖；圖6A到6C示出了制備應(yīng)用了本發(fā)明的表面處理的半導(dǎo)體器件的工藝步驟的剖面圖；以及圖7A和7B示出了應(yīng)用了本發(fā)明的表面處理的光掩模的圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面的段落將參考附圖詳細(xì)地介紹本發(fā)明的表面處理方法各實(shí)施例。在介紹表面處理方法的各實(shí)施例之前，將介紹表面處理使用的處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖2為本發(fā)明的表面處理使用的分批型處理設(shè)備的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。該圖中示出的處理裝置10包括處理室11，其內(nèi)放置有用于待處理的襯底1。處理室11放置了其內(nèi)固定有多個(gè)襯底1的盒S，并具有裝載和卸載盒的開(kāi)口12。開(kāi)口12提供有用于緊密地密封處理室11的內(nèi)部空間的蓋13，處理室11和蓋13通過(guò)緊固夾具14緊密接觸地固定，由O型環(huán)構(gòu)成的密封構(gòu)件15夾在處理室11和蓋13之間，由此處理室11的內(nèi)部空間可以保持氣密密封。
處理室11還提供有通常位于蓋13部分中的流體提供口17，流體提供口17通過(guò)供料管18連接到流體提供源19。由流體提供源19，提供通常為氣體形式能夠具有超臨界流體形式的物質(zhì)(超臨界物質(zhì))。供料管18提供有壓力/溫度控制裝置20，用于控制由流體提供源19提供的超臨界物質(zhì)，由此具有預(yù)定的壓力和溫度。這樣可以將調(diào)節(jié)到預(yù)定的壓力和溫度的超臨界物質(zhì)引入到處理室11內(nèi)。
供料管18還連接有化學(xué)試劑供料源22，同時(shí)流體控制閥21放置在兩者之間，在從壓力/溫度控制裝置20的角度看，位于更靠近處理室11一側(cè)。這使得設(shè)備構(gòu)成為流體(共溶劑或反應(yīng)劑和表面活性劑)可以預(yù)定的比例添加到由流體提供源19提供的超臨界物質(zhì)，由此將由供料口提供的這些流體與超臨界物質(zhì)一起提供到處理室11。
處理室11還提供有位于蓋13的一部分之中的流體排放口23。對(duì)于連接到流體排放口23的管24，提供了控制閥25，用于排放處理室11中的流體。當(dāng)處理室11內(nèi)部的壓力達(dá)到預(yù)定或更高的壓力時(shí)，控制閥25打開(kāi)，由此將引入到處理室11內(nèi)的處理流體排放掉。控制閥25成功地保持處理室11中的壓力不變。
在控制閥25的下游一側(cè)，連接有排放流體分離裝置26。排放流體分離裝置26回收了控制閥25的下游排放的流體重新回到大氣壓時(shí)以液體形式分離的作為排放液的介質(zhì)(例如，共溶劑或反應(yīng)劑和表面活性劑)，并回收了以氣體形式排放的作為排放氣體的成分(例如超臨界物質(zhì))。排放氣體通過(guò)未示出的氣體回收單元回收。回收的排放液和排放氣體在轉(zhuǎn)變成可使用的形式之后同樣可以重復(fù)使用。
在處理室11的側(cè)壁11S上，提供了加熱裝置27，用于加熱引入到處理室11內(nèi)的超臨界物質(zhì)并將它保持在恒定的溫度?？梢允褂萌绺唠娮杞z等的熱媒構(gòu)成加熱裝置27。對(duì)于使用高電阻絲構(gòu)成加熱裝置27的情況，優(yōu)選提供電源(未示出)將電能提供到處理室11外部的高電阻絲，并提供溫度控制裝置28，通過(guò)控制提供到高電阻絲的電能將加熱裝置27的溫度控制在預(yù)定的溫度。應(yīng)該理解，在以上的段落介紹了分批型處理設(shè)備，但是設(shè)備同樣可以是單片處理設(shè)備，盡管會(huì)降低產(chǎn)量，但這樣會(huì)降低處理室的空間容量。不管怎樣使用這些處理設(shè)備的表面處理將類似于下面介紹的工序。
下面的各段落將參考附圖介紹使用上面介紹的處理設(shè)備制備應(yīng)用表面處理方法的微機(jī)電系統(tǒng)。由本發(fā)明的實(shí)施例得到的最終結(jié)構(gòu)等同于在“背景技術(shù)”中參考圖3的鳥(niǎo)瞰圖介紹的微機(jī)電系統(tǒng)，具有通過(guò)中空部分“a”與襯底1隔開(kāi)的結(jié)構(gòu)體2。下面參考圖4A到4E介紹制備如此構(gòu)成的微機(jī)電系統(tǒng)。應(yīng)該注意，圖4A到4E對(duì)應(yīng)于沿圖3中的方向A-A’和方向B-B’截取的部分。
首先，如圖4A所示，在襯底1上以預(yù)定的形式(例如線形)構(gòu)圖犧牲層(第一層)101。可以使用任何材料形成犧牲層101，只要可以選擇性地蝕刻它同時(shí)在下一工藝步驟中留下襯底1和形成在犧牲層101上的任何結(jié)構(gòu)層，對(duì)于Si襯底用做襯底1的情況，材料通?？梢允荢iO2和PSG(摻雜磷的玻璃)，對(duì)于SiO2襯底用做襯底1的情況，可以是多晶硅。
接下來(lái)，作為形成結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)層，第二層102和第三層103形成在襯底1的整個(gè)表面上。使用金屬材料形成第三層103，疊置在第二層102上。第二層102和第三層103可以由任何材料構(gòu)成，只要它們?cè)试S選擇性地蝕刻犧牲層101。根據(jù)結(jié)構(gòu)體的目的，通常使用金屬膜、氧化膜以及半導(dǎo)體膜，其中廣泛使用通過(guò)減壓CVD工藝形成的SiN層和多晶Si層，是由于它們具有需要的機(jī)械特性并且工藝簡(jiǎn)單。
在如此形成的第三層103上，形成了抗蝕劑圖形105。
此后，如圖4B所示，使用抗蝕劑圖形105作為掩模通過(guò)蝕刻構(gòu)圖第三層103、第二層102以及犧牲層101。在本工藝中，首先，以束的形式橫跨線形的犧牲層101形成由第二層102和第三層103構(gòu)成的結(jié)構(gòu)層，由此直接形成在結(jié)構(gòu)層兩端的襯底1上，或者計(jì)劃用做固定部分的一部分上，由此與剩余的大部分中的犧牲層101重疊，或者計(jì)劃用做活動(dòng)部分的一部分上。此后蝕刻犧牲層101。
在蝕刻工藝中，蝕刻氣體和構(gòu)成抗蝕劑圖形105的材料、第二層102以及第三層103相互反應(yīng)，并且所得的反應(yīng)產(chǎn)物粘附成為蝕刻表面上的殘留物“A”。
然后除去抗蝕劑圖形105，并如圖4C所示，對(duì)襯底1進(jìn)行含水清洗以便除去殘留物“A”。這成功地除去了大部分的殘留物“A”，但是清洗液不能充分提供到空隙部分，并且它的底部具有窄的蝕刻空隙，這導(dǎo)致殘留物“A”留在這些部分中。
上面介紹的含水清洗之后，如圖4D所示，選擇性地蝕刻掉犧牲層101，同時(shí)保留未蝕刻的襯底1、第二層102和第三層103。這里的蝕刻氣體可以穿過(guò)結(jié)構(gòu)體2之間的空隙到達(dá)犧牲層101，由此同樣可以除去由第二層102和第三層103構(gòu)成的結(jié)構(gòu)層下面的部分。這樣可以形成通過(guò)中空部分“a”與襯底1隔開(kāi)的結(jié)構(gòu)體2，允許結(jié)構(gòu)體2自由地改變與襯底1的距離。通過(guò)中空部分“a”與襯底1隔開(kāi)的如此構(gòu)成的束形結(jié)構(gòu)體2廣泛用做傳感器、振蕩器、微彈簧以及光學(xué)元件。
完成所有這些工藝步驟之后，在其上形成有帶中空部分“a”的結(jié)構(gòu)體2的襯底上，在圖4C的工藝步驟中不能完全除去的殘留物“A”原封未動(dòng)或者通過(guò)干蝕刻或者離子注入變性之后成為不可移動(dòng)(less-removable)的形式。襯底1同樣具有粘附其上的殘留物“A”，該殘留物“A”是在圖4D中所示的蝕刻中新產(chǎn)生的。
使用超臨界流體清洗其上形成的帶中空部分“a”的結(jié)構(gòu)體2的襯底1的表面，如圖4E所示。這里通過(guò)參考圖2介紹構(gòu)成的處理設(shè)備10進(jìn)行襯底1的表面處理，之后的工序顯示在圖5的流程圖中(下文參見(jiàn)圖2和5)。
首先，如第一步驟ST1所示，其內(nèi)放置有多個(gè)要清潔(或待干燥)的襯底1的盒S通過(guò)它的開(kāi)口12放置在處理室11內(nèi)，蓋13密閉由此使處理室11氣密密封。
然后，如第二步驟ST2所示，使用加熱裝置27和溫度控制裝置28，將處理室11的內(nèi)部氣氛的溫度預(yù)加熱到等于或高于超臨界物質(zhì)的超臨界溫度的溫度。
同時(shí)保持該狀態(tài)，接下來(lái)在第三步驟ST3中，通過(guò)壓力/溫度控制裝置20的調(diào)節(jié)，將預(yù)定的超臨界物質(zhì)引入到處理室11內(nèi)。這里的超臨界物質(zhì)由流體提供源19以氣體形式提供，其中重要的是調(diào)節(jié)引入到處理室11內(nèi)的超臨界物質(zhì)的壓力/溫度控制裝置20，使用加熱裝置27和溫度控制裝置28調(diào)節(jié)處理室11的內(nèi)部氣氛的壓力，由此防止超臨界物質(zhì)在處理室11中液化，或者換句話說(shuō)，將超臨界物質(zhì)直接由氣體轉(zhuǎn)變成超臨界流體。這樣可以成功地用超臨界流體填充處理室11，同時(shí)沒(méi)有將其上形成有結(jié)構(gòu)體的襯底表面暴露到氣體-液體界面。
因此，例如，由流體提供源19以氣體形式提供的超臨界物質(zhì)(例如，二氧化碳)通過(guò)壓力/溫度控制裝置20的調(diào)節(jié)加熱到等于或高于超臨界物質(zhì)的超臨界溫度的溫度，將超臨界物質(zhì)引入到初始地保持在常壓的處理室11內(nèi)。在該步驟中，與第二步驟ST2中的設(shè)置類似，將處理室11內(nèi)部氣氛的溫度預(yù)升高到等于或高于超臨界物質(zhì)的超臨界溫度的溫度。
當(dāng)處理室11的內(nèi)部氣氛的壓力升高到或高于超臨界物質(zhì)的臨界壓力同時(shí)如上所述使用加熱裝置27和溫度控制裝置28調(diào)節(jié)處理室11的內(nèi)部氣氛的溫度將超臨界物質(zhì)連續(xù)地提供到處理室11內(nèi)時(shí)，超臨界物質(zhì)變成超臨界流體。在二氧化碳用做超臨界物質(zhì)的示例性情況中，加壓到7.38MPa或更高的二氧化碳的臨界壓力之后并且加熱到31.1℃或更高的二氧化碳的臨界溫度之后，二氧化碳變成超臨界流體。
接下來(lái)在第四步驟ST4中，通過(guò)流動(dòng)控制閥21的調(diào)節(jié)，如此提供到處理室11的超臨界物質(zhì)添加有共溶劑或反應(yīng)劑并且還添加有由化學(xué)試劑提供源22提供的表面活性劑材料。
應(yīng)該理解，這里添加的共溶劑或反應(yīng)劑可以是氫氧化銨、鏈烷醇胺、氟化胺、氫氟酸等中的任何一個(gè)，這些已列在“發(fā)明概述”部分中。由具體例子表示的共溶劑或反應(yīng)劑可以單個(gè)的方式或多個(gè)物種的任何組合的方式添加。假設(shè)超臨界物質(zhì)是二氧化碳，那么將與40℃和8MPa的超臨界物質(zhì)(超臨界流體)成正比的共溶劑或反應(yīng)劑的添加總量調(diào)節(jié)在從0.1到2mol％的濃度范圍內(nèi)，更優(yōu)選0.1到1mol％的濃度范圍內(nèi)。低于以上濃度范圍的共溶劑或反應(yīng)劑的濃度只能導(dǎo)致不能完全除去聚合的蝕刻殘留物，并且超過(guò)以上濃度范圍將導(dǎo)致不能完全抑制任何金屬材料的腐蝕。
這些共溶劑或反應(yīng)劑的臨界溫度和臨界壓力通常高于超臨界物質(zhì)(例如，二氧化碳)的臨界溫度和臨界壓力。此時(shí)，超臨界物質(zhì)和共溶劑或反應(yīng)劑的混合流體整體的臨界溫度和臨界壓力高于超臨界物質(zhì)的臨界溫度和臨界壓力。因此優(yōu)選將處理室11的內(nèi)部氣氛的溫度和壓力通常保持在40℃和10MPa或以上，由此共溶劑或反應(yīng)劑可以完全溶解到超臨界物質(zhì)內(nèi)。
而且，其內(nèi)添加的表面活性劑材料為以上“發(fā)明概述”中介紹的任何一種。假設(shè)超臨界物質(zhì)為二氧化碳，那么將與40℃和8MPa的超臨界物質(zhì)(超臨界流體)成正比的表面活性劑的添加總量調(diào)節(jié)在從1到10mol％的濃度范圍內(nèi)，更優(yōu)選1到5mol％的濃度范圍內(nèi)。低于以上濃度范圍的表面活性劑的濃度將不能使共溶劑或反應(yīng)劑完全溶解到超臨界流體內(nèi)，超過(guò)以上的濃度范圍，將導(dǎo)致表面活性劑材料相分離。因此，以上介紹的濃度范圍之外的表面活性劑材料濃度只能導(dǎo)致淀積的聚合物少量的清潔效果以及不徹底的清洗效果。
以上做法使超臨界流體提供到處理室11，同時(shí)在借助表面活性材料提高相容性的條件下添加了共溶劑或反應(yīng)劑。通過(guò)連續(xù)地提供這種超臨界流體，處理室11的內(nèi)部空間填充有超臨界流體，并且處理室11的內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)定壓力之后，控制閥25打開(kāi)以將處理室11的內(nèi)部氣氛保持在預(yù)定的壓力。由此處理室11內(nèi)的氣體完全由超臨界流體代替。
在處理室11的內(nèi)部氣氛完全由超臨界流體代替的條件下，僅在預(yù)定的時(shí)間周期預(yù)定的溫度下處理襯底，由此除去了襯底1表面上的殘留物和微細(xì)顆粒。從襯底1表面上除去的異物和超臨界流體一起通過(guò)流體排放口由處理室11排出。
完成了以上介紹的工藝并且由此從襯底1的表面上除去了如殘留物和微細(xì)顆粒的異物之后，在第五步驟ST5中停止提供由化學(xué)試劑提供源2 2提供的共溶劑或反應(yīng)劑以及表面活性劑材料，只將超臨界物質(zhì)(例如，二氧化碳)提供到處理室11，由此用沒(méi)有添加任何共溶劑或任何反應(yīng)劑等的超臨界流體代替了添加有共溶劑或反應(yīng)劑的超臨界流體。這就完成了襯底1的表面的漂洗。
此后，在第六步驟ST6中，停止由流體提供源19提供的超臨界物質(zhì)，通過(guò)流體排放口23排出了處理室11中的超臨界流體，由此降低處理室11的內(nèi)部氣氛的溫度和壓力，將留在處理室11中的超臨界物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w形式。這使得處理室11填充有氣態(tài)的超臨界物質(zhì)(二氧化碳)并繼續(xù)進(jìn)行放置其內(nèi)的襯底1的干燥(例如，超臨界干燥)。
在超臨界干燥期間，重要的是降低處理室11的內(nèi)部氣氛的溫度和壓力，由此防止超臨界流體狀態(tài)的超臨界物質(zhì)在處理室11中液化，或者換句話說(shuō)，將它直接由超臨界流體轉(zhuǎn)變成氣體。這可以成功地用超臨界流體填充處理室11而不會(huì)將其上形成有結(jié)構(gòu)體的襯底表面暴露到氣體-液體界面。
因此，在二氧化碳用做超臨界物質(zhì)的示例情況中，調(diào)節(jié)到31.1℃或以上以及7.38MPa或更高以將含有的二氧化碳保持在超臨界流體狀態(tài)的處理室11的內(nèi)部氣氛僅壓力減少到大氣壓，同時(shí)保持溫度在31.1℃或以上，從而將二氧化碳由超臨界流體狀態(tài)轉(zhuǎn)變成氣體狀態(tài)。此后，處理室11的內(nèi)部氣氛的溫度由31.1℃或以上降低到室溫(例如，20℃)。這使得處理室11中的二氧化碳由超臨界流體直接變成氣體，而不會(huì)經(jīng)歷液體狀態(tài)，并使處理室11變成干燥狀態(tài)。對(duì)于除二氧化碳之外的任何其它超臨界物質(zhì)用做超臨界流體的情況，允許在適合于所使用各物質(zhì)的壓力和溫度下進(jìn)行清洗和干燥。
在以上處理中，通過(guò)流體排放口23排出的處理室11中的流體借助排放流體分離裝置26排出系統(tǒng)。在該工藝中，當(dāng)排放的流體返回到大氣壓時(shí)以液體形式分離的介質(zhì)(例如，共溶劑或反應(yīng)劑和表面活性劑)作為排放物(drainage)進(jìn)行回收。另一方面，以氣體形式排放的任何成分(例如超臨界物質(zhì)中的二氧化碳)作為廢氣回收?；厥盏呐欧盼锖蛷U氣同樣可以在轉(zhuǎn)變成可使用的形式之后循環(huán)使用。
如上所述，使用超臨界流體的表面處理成功地除去了其上形成有中空部分“a”的結(jié)構(gòu)體2的襯底1表面上的殘留物，如圖4E所示。
根據(jù)以上介紹的表面處理方法，將如氫氧化胺、鏈烷醇胺、氟化胺或氫氟酸的共溶劑或反應(yīng)劑添加到滲透性優(yōu)良的超臨界流體可以將共溶劑或反應(yīng)劑與超臨界流體一起提供到襯底表面上微細(xì)結(jié)構(gòu)體的空隙內(nèi)。共溶劑或反應(yīng)劑具有清潔能力，可以溶解掉蝕刻剩余的光致抗蝕劑或聚合的蝕刻殘留物(下文僅稱做殘留物)。這提高了超臨界流體對(duì)蝕刻后其上形成有結(jié)構(gòu)體之后襯底表面的清潔能力。而且，如此除去的殘留物可以容易地與化學(xué)溶液和超臨界流體一起從結(jié)構(gòu)體之間的間隙帶走并被洗掉，是由于超臨界流體具有的密度大于氣體具有的密度。因此這樣可以完全除去微細(xì)結(jié)構(gòu)體空隙中的殘留物，不需要依靠含水清洗。
由于僅進(jìn)行了使用超臨界流體的處理而沒(méi)有使用任何液體，通過(guò)實(shí)施該工藝同時(shí)調(diào)節(jié)處理室11的內(nèi)部氣氛的溫度和壓力以便具有形成其上的結(jié)構(gòu)體的襯底表面不會(huì)經(jīng)過(guò)氣體-液體界面，由此可以防止結(jié)構(gòu)體2在氣體-液體界面被表面張力毀壞。因而提高了制造微機(jī)電系統(tǒng)的成品率。
由于僅進(jìn)行了使用超臨界流體的處理而沒(méi)有使用任何液體，僅通過(guò)調(diào)節(jié)超臨界物質(zhì)的溫度和壓力，同樣可以使具有形成其上的結(jié)構(gòu)體的襯底表面不會(huì)如上所述經(jīng)過(guò)氣體-液體界面。因此與濕蝕刻之后進(jìn)行超臨界干燥的方法相比，可以減少表面處理中的工藝步驟的數(shù)量。
以上段落介紹了本發(fā)明應(yīng)用于制造稱做微機(jī)電系統(tǒng)的微細(xì)可移動(dòng)部件的工藝的實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于微機(jī)電系統(tǒng)制造工藝中的這種表面處理，可以廣泛地應(yīng)用于清潔具有形成其上的結(jié)構(gòu)體的襯底表面，從中可以得到類似的效果。
例如，在大規(guī)模集成電路的半導(dǎo)體器件的形成期間，該方法可類似地應(yīng)用于形成了高的高寬比圖形(包括電極、布線圖形和抗蝕劑圖形)的表面處理，或者在用于這些圖形的使用的形成用于電子束光刻或X射線光刻使用的掩模的形成工藝中形成的高的高寬比圖形之后的表面處理。
作為形成這種高的高寬比圖形的一個(gè)例子，圖6A到6C示出了半導(dǎo)體器件的制造中形成電極的工藝步驟的剖面圖。下面的段落將介紹在襯底1上形成高的高寬比電極(結(jié)構(gòu)體)的工藝中本發(fā)明的表面處理的一個(gè)實(shí)施例。
首先，如圖6A所示，形成薄絕緣膜作為由單晶Si組成的襯底1上的第一層201，此后，疊置第二層202、第三層203和第四層204。特別指出的是第三層203由金屬材料組成。接下來(lái)，抗蝕劑圖形205形成在第四層204上。
隨后，如圖6B所示，通過(guò)抗蝕劑圖形205作為掩模，依次干蝕刻第四層204、第三層203以及第二層202，由此在襯底1上形成微細(xì)的高的高寬比電極2’。完成干蝕刻之后，蝕刻殘留物“A”形成在第二層202和第三層203的側(cè)面上。
然而如圖6C所示，進(jìn)行用于清潔其上形成有的電極2’的襯底1的表面的表面處理。以上述參考圖5、圖2和圖4E介紹的制造微機(jī)電系統(tǒng)中類似方式，根據(jù)共溶劑或反應(yīng)劑添加到超臨界流體的方法來(lái)進(jìn)行表面處理。
這樣就能夠除去留在電極2’之間的蝕刻殘留物“A”和其它異物，而不會(huì)使高的高寬比電極2’坍塌。
此外，在以上高的高寬比圖形的示例性形成工藝中示出的用于電子束光刻和X射線光刻的光掩模包括用于LEEPL(低能電子束臨近投射光刻)，通常如圖7A和7B所示。圖7A示出了光掩模的主要部分的透視圖。
構(gòu)成這些圖中所示的光掩模(模版掩模)300，由此其內(nèi)形成有開(kāi)口圖形305的薄膜(隔膜)在支撐架301的一邊展開(kāi)，并通過(guò)使用于曝光的電子束“e”穿過(guò)圖形305成形。這種光掩模300難以進(jìn)行薄膜303的表面處理，而本發(fā)明的表面處理可以除去圖形305中剩余的蝕刻殘留物或其它異物，而不會(huì)影響薄膜303形式的襯底。
本發(fā)明不僅限于以上介紹的模版掩模的表面處理，而且可以進(jìn)行例如從包括薄膜(隔膜)以及形成其上的光阻擋圖形的的隔膜掩模(光掩模)除去蝕刻殘留物或其它異物，而不會(huì)影響薄膜襯底以及形成其上的高的高寬比光截取圖形。
除了以上介紹的LEEPL，還有其它形式的電子束光刻，例如PREVAIL(帶可變軸浸沒(méi)透鏡的投影曝光)和SCALPEL(投影電子束光刻中帶角度限制的散射)，對(duì)于這些技術(shù)，目前仍然難以進(jìn)行光掩模的表面處理。本發(fā)明可以適用于這種光掩模的表面處理并且可以獲得類似的效果。
雖然以上實(shí)施例介紹了共溶劑或反應(yīng)劑和表面活性劑添加到超臨界流體的情況，但是如果需要除共溶劑或反應(yīng)劑之外，同樣可以添加適合于使用的布線金屬的防腐蝕劑。應(yīng)該理解，對(duì)于除二氧化碳之外的超臨界物質(zhì)用做能夠具有超臨界流體形式的超臨界物質(zhì)的情況，應(yīng)該在設(shè)置得適合于使用的材料的條件下(溫度、壓力以及共溶劑或反應(yīng)劑和表面活性劑的添加量)進(jìn)行處理。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的表面處理方法，僅通過(guò)將用于蝕刻殘留物的共溶劑或反應(yīng)劑添加到超臨界流體的使用超臨界流體的處理，可以完全除去留在微細(xì)結(jié)構(gòu)體空隙中的蝕刻殘留物。不需要進(jìn)行主要依賴于化學(xué)溶液的含水清潔和隨后的干燥，相反可以在相同的室進(jìn)行清潔和干燥，因此可以進(jìn)行表面處理(清潔)同時(shí)防止了工藝步驟數(shù)量的增加并防止了結(jié)構(gòu)體的任何毀壞。
由此，可以獲得高質(zhì)量的保證、提高了成品率并降低了半導(dǎo)體器件和表面上具有結(jié)構(gòu)體的微機(jī)電系統(tǒng)的制造成本。
本發(fā)明的處理設(shè)備可以實(shí)施本發(fā)明的上述表面處理。
權(quán)利要求
1.一種表面處理方法，其特征在于用超臨界流體處理表面，其中將下面的結(jié)構(gòu)式(1)表示的氫氧化銨作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中 其中，結(jié)構(gòu)式(1)中的R1到R4的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的表面處理方法，其中所述表面其上具有結(jié)構(gòu)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的表面處理方法，其中所述結(jié)構(gòu)體為具有中空部分的微細(xì)結(jié)構(gòu)體、微機(jī)械或電極圖形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的表面處理方法，其中所述表面為用于光刻的光掩模表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的表面處理方法，其中所述超臨界流體為二氧化碳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的表面處理方法，其中所述超臨界流體還添加有表面活性劑材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的表面處理方法，其中所述表面活性劑材料為極性溶劑。
8.一種表面處理方法，其特征在于用超臨界流體處理表面，其中將下面的結(jié)構(gòu)式(2)表示的鏈烷醇胺作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中R1R2-N-CH2CH2-O-R3......(2)其中，結(jié)構(gòu)式(2)中的R1到R3的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的表面處理方法，其中所述表面其上具有結(jié)構(gòu)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的表面處理方法，其中所述結(jié)構(gòu)體為具有中空部分的微細(xì)結(jié)構(gòu)體、微機(jī)械或電極圖形。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的表面處理方法，其中所述表面為用于光刻的光掩模表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的表面處理方法，其中所述超臨界流體為二氧化碳。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的表面處理方法，其中所述超臨界流體還添加有表面活性劑材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的表面處理方法，其中所述表面活性劑材料為極性溶劑。
15.一種表面處理方法，其特征在于用超臨界流體處理表面，其中將下面的結(jié)構(gòu)式(3)表示的氟化胺作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中 其中，結(jié)構(gòu)式(3)中的R1到R4的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的表面處理方法，其中所述表面其上具有結(jié)構(gòu)體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的表面處理方法，其中所述結(jié)構(gòu)體為具有中空部分的微細(xì)結(jié)構(gòu)體、微機(jī)械或電極圖形。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的表面處理方法，其中所述表面為用于光刻的光掩模表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的表面處理方法，其中所述超臨界流體為二氧化碳。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的表面處理方法，其中所述超臨界流體還添加有表面活性劑材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的表面處理方法，其中所述表面活性劑材料為極性溶劑。
22.一種表面處理方法，其特征在于用超臨界流體處理表面，其中氫氟酸作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的表面處理方法，其中所述表面其上具有結(jié)構(gòu)體。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的表面處理方法，其中所述結(jié)構(gòu)體為具有中空部分的微細(xì)結(jié)構(gòu)體、微機(jī)械或電極圖形。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的表面處理方法，其中所述表面為用于光刻的光掩模表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的表面處理方法，其中所述超臨界流體為二氧化碳。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的表面處理方法，其中所述超臨界流體還添加有表面活性劑材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的表面處理方法，其中所述表面活性劑材料為極性溶劑。
29.一種可通過(guò)表面處理方法獲得的半導(dǎo)體器件，該表面處理方法的特征在于用超臨界流體處理表面，其中將下面的結(jié)構(gòu)式(1)表示的氫氧化銨作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中 其中，結(jié)構(gòu)式(1)中的R1到R4的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
30.一種可通過(guò)表面處理方法獲得的半導(dǎo)體器件，該表面處理方法的特征在于用超臨界流體處理表面，其中將下面的結(jié)構(gòu)式(2)表示的鏈烷醇胺作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中R1R2-N-CH2CH2-O-R3......(2)其中，結(jié)構(gòu)式(2)中的R1到R3的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
31.一種可通過(guò)表面處理方法獲得的半導(dǎo)體器件，該表面處理方法的特征在于用超臨界流體處理表面，其中將下面的結(jié)構(gòu)式(3)表示的氟化胺作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中 其中，結(jié)構(gòu)式(3)中的R1到R4的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
32.一種可通過(guò)表面處理方法獲得的半導(dǎo)體器件，該表面處理方法的特征在于用超臨界流體處理表面，其中氫氟酸作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中。
33.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括將下面的結(jié)構(gòu)式(1)表示的氫氧化銨作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中，以及用所述超臨界流體處理所述半導(dǎo)體器件的表面 其中，結(jié)構(gòu)式(1)中的R1到R4的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
34.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括將下面的結(jié)構(gòu)式(2)表示的鏈烷醇胺作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中，以及用所述超臨界流體處理所述半導(dǎo)體器件的表面R1R2-N-CH2CH2-O-R3......(2)其中，結(jié)構(gòu)式(2)中的R1到R3的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
35.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括將下面的結(jié)構(gòu)式(3)表示的氟化胺作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中，以及用所述超臨界流體處理所述半導(dǎo)體器件的表面 其中，結(jié)構(gòu)式(3)中的R1到R4的每一個(gè)分別表示烷基、羥基取代的烷基、芳基或氫。
36.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括氫氟酸作為共溶劑或反應(yīng)劑添加到所述超臨界流體中，以及用所述超臨界流體處理所述半導(dǎo)體器件的表面。
37.一種處理設(shè)備，包括處理室，其內(nèi)設(shè)置有待處理的襯底；開(kāi)口，通過(guò)該開(kāi)口裝載和卸載所述襯底；提供有所述開(kāi)口的蓋，用于緊緊封閉所述處理室的內(nèi)部空間，固定在所述處理室和所述蓋之間的密封部件，由此所述處理室的內(nèi)部空間可以保持密閉；提供有所述處理室的流體提供口；以及連接到所述流體提供口的流體提供源，提供能夠具有超臨界流體形式的物質(zhì)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的處理設(shè)備，其中所述流體提供源能夠提供氣體形式具有超臨界流體形式的物質(zhì)。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的處理設(shè)備，還包括閥，用于排放所述處理室中具有超臨界流體形式的所述物質(zhì)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的處理設(shè)備，還包括連接到所述閥的排出流體分離裝置。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的處理設(shè)備，還包括提供有所述處理室的加熱裝置，用于加熱所述超臨界物質(zhì)。
全文摘要
一種使用超臨界流體(4)處理其上形成有結(jié)構(gòu)體的表面的表面處理方法，其特征在于將如氫氧化銨、鏈烷醇胺、氟化胺、氫氟酸等的共溶劑或反應(yīng)劑(5)添加到超臨界流體(4)。超臨界流體(4)同樣可以和共溶劑或反應(yīng)劑(5)一起添加有表面活性劑(6)?？梢允褂脴O性溶劑作為表面活性劑(6)。本發(fā)明可以提供一種能夠僅使用超臨界流體處理完全除去殘留物的表面處理方法。
文檔編號(hào)C11D11/00GK1643659SQ03806748
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者嵯峨幸一郎 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社