专利名称：纯水供应系统和清洗系统和使用纯水的清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种纯水供应系统和清洗系统以及使用该纯水的清洗方法。
背景技术：
在半导体制造工序中，在清洗工序中使用大量纯水。另一方面，半导体器件和布线图形的快速小型化迫切需要在清洗工序中使用高度净化的水，因为清洗工序中产生的颗粒会减小产品成品率。此外，为了防止硅晶片上的自生氧化膜形成，通常通过N2除气从纯水除去溶解的氧气。
但是，通过N2除气已除去溶解氧气的纯水包含以饱和态溶解的氮气，以致在湿法清洗中可能产生气泡。为了防止该情况，需要去除所有溶解气体。近年来，已经采用真空除气，如日本专利申请特开号10-335294所公开。通过真空除气已除去溶解气体的纯水仅仅包含约0.1至0.4ppm范围内的气体。
此外，当在制造半导体集成电路器件中的清洗工序中使用时，半导体集成电路的较高封装密度迫切需要基本上没有诸如有机物质、精细颗粒、细菌和离子的杂质的纯水。
半导体制造工序包括大量清洗工序，如在室温下(25℃)(在某些情况下，下面称为纯水漂洗)用纯水清洗、在40至70℃的温度下用纯水清洗(在某些情况下，下面称为热水漂洗)、利用硫酸和过氧化氢的混合物的SPM清洗以及利用氨水和过氧化氢的混合物的APM清洗。近年来，衬底尺寸被制得越大，在清洗槽中越难以清洗衬底，以致频繁地使用单晶片型清洗设备。在单晶片型清洗设备中，首先以低速旋转衬底，以便提供清洗液并覆盖衬底的整个表面，然后以较高速度旋转衬底，以从衬底除去清洗液。典型地通过重复该工序多次执行该清洗。
SPM清洗中使用的清洗液包括高浓度的硫酸，因此具有高粘度，以致为了除去该硫酸，需要花时间执行后续纯水漂洗。为了解决该问题，典型地在SPM清洗之后，随即在70℃下进行热水漂洗。另一方面，当使用单晶片型清洗设备时，即使在APM清洗之后或即使在典型的漂洗工序中，热水漂洗也变得典型。
但是，当衬底具有在其上露出的氮化硅型绝缘膜时，如具有氮化硅膜和氮氧化硅膜，在经受SPM清洗之后，随即在40℃或40℃以上利用通过真空除气已除去溶解气体的纯水进行热水漂洗，在衬底上不利地产生大量颗粒，如图2所示。
该颗粒的产生如下引起。氮化硅-型绝缘膜在顶表面不仅仅残留Si和N，而且残留O、Cl、NOX等等，这些源自于淀积工序中使用的气体成分，以及不仅包括Si-N键，而且包括Si-O键，N-N键等等。另一方面，越高度净化的水变为越高-级别的饥饿(hungry)水，由此显示出更大的清洗能力。因此，当具有在其上露出的氮化硅-基绝缘膜的衬底经受SPM清洗之后，随即利用通过真空除气已除去溶解气体的纯水在40℃或40℃以上热水漂洗时，该纯水容易与氮化硅-型绝缘膜(如氮化硅膜和氮氧化硅膜)的表面上的不稳定层中存在的残余成分起反应，以及进一步与Si-N键起反应。然后，刻蚀的氮化硅-型绝缘膜产生产物。这些被认为是有助于颗粒的产生。
当具有在其上露出的氮化硅-基绝缘膜的衬底在40℃或40℃以上用已经通过真空除气除去溶解气体的纯水经受热水漂洗时，再次证实即使在APM清洗之后或即使在典型的漂洗过程中的热水漂洗中，在衬底上也产生大量颗粒。
图3示出了当该衬底在25℃下经受纯水漂洗和在70℃下利用通过真空除气制造的具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水进行热水漂洗时，具有在其上露出的氮化硅膜的衬底上产生的颗粒数目。在每个漂洗操作中，左组示出了当衬底首先经受SPM清洗之后接着进行漂洗时产生的颗粒数目，以及右组示出了当衬底经受漂洗而没有SPM清洗时产生的颗粒数目。
在在70℃下用具有0.4ppm或0.4ppm以下的溶解气体浓度的纯水热水漂洗的情况下，在经受SPM清洗的衬底表面上和在没有SPM清洗的衬底表面上产生大量颗粒。在25℃下纯水漂洗的情况下，尽管产生颗粒，但是颗粒数目小于影响衬底上形成的半导体元件的数目。
图4示出了当衬底在25℃下经受纯水漂洗和在70℃下经受利用通过真空除气制造的具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水的热水漂洗时，氮化硅膜的薄膜厚度的减小量。在每个漂洗操作中，左组示出了当衬底在首先经受SPM清洗之后随即进行漂洗时氮化硅膜的薄膜厚度的减小量，以及右组示出了当衬底经受漂洗而没有SPM清洗时氮化硅膜的薄膜厚度的减小量。
在70℃下利用具有0.4ppm或0.4ppm以下的溶解气体浓度的纯水的热水漂洗的情况下，当衬底经受SPM时和当衬底没有经受SPM清洗时，氮化硅膜的薄膜厚度的减小量是大的。在25℃下纯水漂洗的情况下，氮化硅膜的薄膜厚度的减小量是小的。
从以上结果看到，热水漂洗中产生的颗粒源于氮化硅膜的薄膜厚度的减小。图5示出了衬底表面上产生的颗粒数目和氮化硅膜的膜厚度的减小量(刻蚀量)之间的关系。如图5所示，可以看到氮化硅膜的薄膜厚度的减小量与衬底表面上产生的颗粒数目有关。
在典型的热水漂洗中可以使用通过N2除气制造的具有16至20ppm的溶解氮浓度的纯水，以便防止具有在其上露出的氮化硅-型绝缘膜的半导体衬底的表面上产生颗粒。但是，在其他清洗工序中，它不可以防止源于溶解氮的气泡产生，这可能减小半导体制造成品率由此致使该方法不可用。
另一方面，由于在半导体工序中使用大量纯水和制造工序中缺少纯水将关闭制造线，为了防止制造线关闭，制造过量的纯水。如果通过真空除气制造和同时通过N2除气制造纯水，那么纯水的合适数量对应于在每个除气方法中需要制造的每个工序中使用的纯水量。但是，在批量生产工厂中的半导体制造工序中，准确地知道通过每个清洗工序的半导体衬底量是困难的，以致需要制造比通常使用更大的纯水量。批量生产半导体工厂中的耗水量相当于，如果基于普通家庭测量，被几万人消耗的水量。因此，制造大量的两种类型的纯水不是优选的。
发明内容
本发明的目的是提供一种系统，该系统在不增加批量生产半导体工厂中制造的纯水量的条件下能够提供几乎不包含溶解气体的纯水和包含溶解气体的纯水。
本发明提供一种纯水供应系统，包括用于制造具有0.4ppm或0.4ppm以下的溶解气体浓度的纯水制造装置；能够从纯水制造装置提供纯水的第一纯水供应装置；经由耦合部分耦合到纯水制造装置并在经由耦合部分从纯水制造装置传送的纯水中溶解气体的溶解装置；以及能够提供其中通过溶解装置溶解气体的纯水的第二纯水供应装置。
通过溶解装置溶解的气体例子包括惰性气体或二氧化碳。
该纯水供应系统还可以包括用于调整从第二纯水供应装置提供的纯水温度的温度调整装置。温度调整装置可以是加热设备，可以被设置在耦合部分、溶解装置和第二纯水供应装置的任意一个中。在此情况下，从第二纯水供应装置提供的纯水可以被调整至具有40至80℃的温度和4至20ppm的溶解气体浓度。
本发明还提供一种清洗系统，包括用于制造具有0.4ppm或0.4ppm以下的溶解气体浓度的纯水制造装置；能够从纯水制造装置提供纯水的第一纯水供应装置；经由耦合部分耦合到纯水制造装置并在经由耦合部分从纯水制造装置传送的纯水中溶解气体的溶解装置；能够提供其中通过溶解装置溶解气体的纯水的第二纯水供应装置；以及被耦合到第一纯水供应装置和/或第二纯水供应装置并使用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的纯水清洗衬底的清洗装置。
衬底的例子包括具有在其上露出的氮化硅膜或氮氧化硅膜的衬底。
通过溶解装置溶解的气体例子包括惰性气体或二氧化碳。
该清洗系统还可以包括用于调整从第二纯水供应装置提供的纯水温度的温度调整装置。温度调整装置可以是加热装置，可以被设置在耦合部分、溶解装置和第二纯水供应装置的任意一个中。在此情况下，从第二纯水供应装置提供的纯水可以被调整至具有40至80℃的温度和4至20ppm的溶解气体浓度。
该清洗系统适合于，利用从第二纯水供应装置提供并被调整至具有40至80℃的温度和4至20ppm的溶解气体浓度的纯水，清洗经受SPM清洗的衬底。该清洗系统适合于，用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的纯水，清洗经受APM清洗的衬底。
该清洗系统还可以包括用于将氢氟酸混合到从第一纯水供应装置和/或第二纯水供应装置提供的纯水中的氢氟酸混合装置。
本发明还提供一种用于清洗衬底的方法，包括使用清洗系统，利用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的纯水，清洗衬底的步骤。
该清洗方法可以被应用为，用于利用从第二纯水供应装置提供的纯水，清洗经受SPM清洗的衬底的清洗方法。该清洗方法也可以被用作，利用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的纯水，清洗经受APM清洗的清洗方法。
该清洗方法还可以被用作，使用清洗系统，利用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的与氢氟酸混合的纯水，清洗衬底的清洗方法，该清洗系统还包括用于将氢氟酸混合到从第一纯水供应装置和/或第二纯水供应装置提供的纯水中的氢氟酸混合装置。与氢氟酸混合的纯水可以是1重量份的55wt％氢氟酸和从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的100至500重量份的纯水的混合物。
本发明可以提供一种系统，能够从一个纯水制造设备提供几乎不包含溶解气体的纯水和包含溶解气体的纯水。亦即，该系统可以制备，例如，几乎不包含溶解气体的纯水，用于在其上具有露出的氮化硅膜或氮氧化硅膜的衬底表面上的热水漂洗，或可以制备，例如，包含溶解气体的纯水，用于SPM工序之后的热水漂洗。结果，将不增加批量生产半导体工厂中制造的水量。
图1是根据本发明的清洗系统的一个实施例的结构示意图；图2示出了在衬底上产生的颗粒；图3示出了当衬底在25℃下经受纯水漂洗和在70℃下经受利用通过真空除气制造的具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水的热水漂洗时，在其上具有露出的氮化硅膜的衬底上产生的颗粒数目。
图4示出了当衬底在25℃下经受纯水漂洗和在70℃下利用通过真空除气制造的具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水的热水漂洗时，氮化硅膜的薄膜厚度的减小量；以及图5示出了衬底表面上产生的颗粒数目和氮化硅膜的膜厚度减小量(刻蚀量)之间的关系。
具体实施例方式
图1是根据本发明的清洗系统的一个实施例的结构示意图。
在该清洗系统中，根据本发明的纯水供应系统20被连接到清洗槽1和11，每个清洗槽1是清洗装置。该纯水供应系统20被配置为能够从第一纯水蓄水器16和第二纯水蓄水器6提供纯水制造设备10中制造的纯水到清洗槽，该纯水制造设备10是纯水制造装置，第一纯水蓄水器16是第一纯水供应装置，第二纯水蓄水器6是第二纯水供应装置。该清洗槽1和11可以被分开地连接到第一纯水蓄水器16和第二纯水蓄水器6，如图1的系统所示，或每个清洗槽可以被连接到两个纯水蓄水器。当清洗槽被连接到两个纯水蓄水器时，可以仅仅提供一个清洗槽。
在纯水制造设备10中，通过真空除气制造在常压(大气压)下被调整至具有0.4ppm或0.4ppm以下的低溶解气体浓度的纯水。纯水制造设备10中制造的纯水典型地处于室温(约25℃)。
纯水制造设备10经由导管13-1和13-2被连接到第一纯水蓄水器16，第一纯水蓄水器16是第一纯水供应装置。在这种结构中，纯水制造设备10中制造的纯水可以从第一纯水蓄水器16提供到清洗槽11，具有保持的低溶解气体浓度。
在第一纯水蓄水器16、导管13-1或13-2周围可以安装用于调整从第一纯水蓄水器16提供到清洗槽11的纯水温度的温度调整装置。该温度调整装置可以是之后将描述的加热装置或冷却装置。
另一方面，该纯水制造设备10还经由导管3-1，3-2和3-3连接到溶解设备7和第二纯水蓄水器6，溶解设备7是溶解装置，第二纯水蓄水器6是第二纯水供应装置。该溶解设备7经由调节器8连接到存储高压气体的气缸9。该气体可以在恒压下从汽缸9提供，以便在纯水制造设备10中制造的纯水中可以溶解预定数量的气体。然后，可以从第二纯水蓄水器6提供被调整至具有预定溶解气体浓度的纯水到清洗槽1。
用于在溶解设备7中的纯水中溶解气体的方法例子包括其中在用气体填充的密封容器中滴落纯水的滴定方法，以及其中在密封容器中存储的纯水中提供气体和使气体起泡的气泡法。两种方法优选在密封容器中执行，以便防止溶解大气中存在的氧气。当使用滴落方法时，由于将被滴落的纯水的较大表面面积导致较好的气体溶解效率，优选在滴落操作之前将纯水分解为液滴。例如，可以使用市场上可买到的喷嘴容易地将纯水分解为液滴。将被滴落的纯水液滴的颗粒尺寸优选在5μm至2mm的范围内，更优选5至200μm。当使用气泡法时，由于该气体与纯水表面接触，密封容器中的纯水的气体压力和温度决定将被溶入纯水的气体的饱和量。
将被溶入纯水的气体例子包括诸如氮气、氩气和氦气的惰性气体以及二氧化碳。
将被溶入纯水的气量可以通过溶解设备7的内部温度和将被提供的气体的压力来调整。所得的纯水的溶解气体浓度优选是在大气压下，4ppm或4ppm以上，以及优选在大气压下，20ppm或20ppm以下，更优选16ppm或16ppm以下。当溶解气体浓度是4ppm或4ppm以上时，可以执行热水漂洗，而没有颗粒产生。当溶解气体浓度是20ppm或以下时，在衬底上形成源于溶解气体的气泡将是困难的，即使当热水的温度是80℃时。
在第二纯水蓄水器6周围布置加热器5，加热器5是用于加热第二纯水蓄水器6中的纯水的加热设备。因此，由第二纯水蓄水器6和加热器5构成的热水制造设备4可以加热从第二纯水蓄水器6提供给清洗槽1的纯水。该加热装置不局限于加热器，而是可以是典型地使用的其它设备，如热交换器。
从第二纯水蓄水器6提供给清洗槽1的纯水温度优选是40℃或40℃以上，以及优选是80℃或80℃以下，更优选70℃或70℃以下。当纯水的温度是40℃或40℃以上时，当纯水用于SPM清洗之后的热水漂洗时，可以有效地除去硫酸。当纯水的温度是80℃或80℃以下时，在衬底上将不形成源于纯水中的溶解气体的气泡。考虑到工序管理，纯水的温度优选是70℃或70℃以下。
当必须在低于室温的温度下提供纯水时，可以提供冷却装置代替加热装置。冷却装置的例子包括典型地使用的设备，如使用冷却介质的设备和热交换器。当可以在室温下提供纯水时，可以采用没有温度调整装置如加热装置或冷却装置的结构。另外，还可以设计一种系统，其中从导管3-2分支的导管被直接连接到清洗槽1，以及通过开关该分支部分提供室温下的纯水。
在溶解设备7或导管3-1，3-2或3-3周围可以设置用于调整从第二纯水蓄水器6提供的纯水温度的温度调整装置。特别，优选将它设置在导管3-1、溶解设备7或第二纯水蓄水器6处。
另外，可以使用具有温度调整能力的溶解设备，对应于通过在图1所示的系统中集成溶解设备7和热水制造设备4获得的设备。因为提供给清洗槽1的纯水温度可以高于所需的温度，可以采用其中在沿连接到清洗槽1的导管的位置中设置具有冷却装置的纯水蓄水器的结构。
此外，可以提供用于将氢氟酸混合到从第一纯水蓄水器16和/或第二纯水蓄水器6提供给清洗槽的纯水中的氢氟酸混合装置。以此方式，可以用根据需要混合氢氟酸的纯水来清洗该衬底。氢氟酸混合装置可以被设置在任意位置处，例如，设置在导管3-1，3-2，3-3，13-1或13-2、溶解设备7、第一纯水蓄水器16或第二纯水蓄水器6处。
将被混合的氢氟酸可以是，例如，55wt％氢氟酸(氢氟酸水溶液)。至于氧氟酸与纯水的混合比率，优选1重量份的氢氟酸被混合到100至500重量份的纯水中。
每个导管可以用并行布置的多个导管代替，或可以分支为多个导管。
该配置的系统可以根据需要提供几乎不包含溶解气体的纯水和包含溶解气体的纯水到清洗槽。例如，可以仅仅从批量生产半导体制造厂使用的纯水制造设备提供氮-溶解的纯水到其中热水用来清洗具有在其上露出的氮化硅基绝缘膜的半导体衬底的工序中使用的清洗槽。在此情况下，可以非常靠近清洗槽布置溶解设备。此外，该溶解设备仅仅需要在将被提供给清洗槽的所需数量的纯水中溶解气体，允许使用紧凑的溶解设备。
如上所述的系统可用于在清洗槽中利用从第一纯水蓄水器16或第二纯水蓄水器6提供的纯水清洗半导体衬底2。清洗槽中将被清洗的半导体衬底2的例子包括具有在其上露出的氮化硅膜或氮氧化硅膜的衬底，以及经受SPM清洗或APM清洗的这种衬底。
优选用从第二纯水蓄水器提供并调整至具有40至80℃的温度和4至20ppm的溶解气体浓度的纯水执行经受SPM清洗的衬底的清洗。优选用在室温下从第一纯水蓄水器或第二纯水蓄水器提供的纯水执行经受APM清洗的衬底的清洗，但是可以用40至80℃的温度下的纯水来执行，以便减小清洗时间。
例子下面将参考在其上具有形成的氮化硅膜的半导体衬底被清洗的例子来描述本发明。
<例1>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，使用调整至具有4ppm的溶解氮浓度和40℃的温度的纯水，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
在如图1所示配置的设备中制造热水漂洗中使用的纯水。具体地，在纯水制造设备10中，通过真空除气制造具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水。然后，该纯水被传送到溶解设备7，溶解设备7连接到高压氮气瓶，以便制造具有4ppm的溶解氮浓度的纯水。此后，通过热水制造设备4的加热器5加热纯水至40℃并提供给清洗槽1。
<例2>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，与例1的方法一样，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度和40℃温度的纯水，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例3>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，与例1的方法一样，使用调整至具有4ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例4>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，与例1的方法一样，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例5>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，与例1的方法一样，使用调整至具有20ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例6>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与例1的方法一样，使用调整至具有4ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在经受APM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例7>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与例1的方法一样，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在经受APM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例8>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与例1的方法一样，使用调整至具有20ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在经受APM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例9>
与例1的方法一样，使用调整至具有4ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例10>
与例1的方法一样，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例11>
与例1的方法一样，使用调整至具有20ppm的溶解氮浓度和70℃温度的纯水，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行热水漂洗。
<例12>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与100重量份的纯水混合制成并调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃的温度的稀释氢氟酸(DHF)，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
在具有图1所示结构和在沿导管13-1的位置中还装备有氢氟酸混合装置的设备中制造该清洗中使用的稀释氢氟酸。具体地，在纯水制造设备10中，通过真空除气制造具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水。然后，在将纯水传送至第一纯水蓄水器16的工序中，使用氢氟酸混合装置混合55wt％氢氟酸到该纯水中。此后，所得的稀释氢氟酸被提供给清洗槽11。
<例13>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，与例12的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与500重量份的纯水混合来制造并被调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例14>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与100重量份的纯水混合来制造并被调整至具有4ppm的溶解氮浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有4ppm的溶解氮浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
在具有图1所示结构和在沿导管3-1的位置中还装备有氢氟酸混合装置的设备中，制造该清洗中使用的稀释氢氟酸。具体地，在纯水制造设备10中，通过真空除气制造具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水。然后，在将纯水传送至连接到高压氮气瓶的溶解设备7的工序中，使用氢氟酸混合装置混合55wt％氢氟酸到纯水中。此后，与例1的方法一样，溶解的氮浓度被调整至4ppm。然后，所得的稀释氢氟酸被提供给清洗槽1。
<例15>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，与例14的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与500重量份的纯水混合来制造并被调整至具有16ppm的溶解氮浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在经受APM清洗的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例16>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与例12的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与100重量份的纯水混合来制造并被调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在经受APM清洗的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例17>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与例12的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与500重量份的纯水混合来制造并被调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在经受APM清洗的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例18>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与例14的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与100重量份的纯水混合来制造并被调整至具有4ppm的溶解氮浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在经受APM清洗的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有4ppm的溶解氮浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例19>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与例14的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与500重量份的纯水混合来制造并被调整至具有16ppm的溶解氮浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在经受APM清洗的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例20>
与例12的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与100重量份的纯水混合并被调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度制造的稀释氢氟酸(DHF)，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例21>
与例12的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与500重量份的纯水混合来制造并被调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25°C温度的稀释氢氟酸(DHF)，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有0.4ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例22>
与例14的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与100重量份的纯水混合来制造并被调整至具有4ppm的溶解氮浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有4ppm的溶解氮浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<例23>
与例14的方法一样，使用通过将1重量份的55wt％氢氟酸与500重量份的纯水混合来制造并被调整至具有16ppm的溶解氮浓度和25℃温度的稀释氢氟酸(DHF)，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行清洗。此外，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度和25℃温度的纯水，在经受稀释氢氟酸清洗的半导体衬底上执行漂洗。
<比较例1>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，使用调整至具有40℃温度的纯水(溶解气体浓度0.4ppm)，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
在具有图1所示的结构以及在第一纯水蓄水器16中还装备有加热器的设备中，制造热水漂洗中使用的纯水。具体地，在纯水制造设备10中，通过真空除气制造具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水。然后，该纯水被传送到第一纯水蓄水器16。此后，通过第一纯水蓄水器16中的加热器加热纯水至40℃，然后提供给清洗槽11。
<比较例2>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，与例1的方法一样，使用被调整至具有16ppm的溶解氮浓度，没有被加热的纯水(温度25℃)，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行纯水漂洗。
<比较例3>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受SPM清洗。此后，使用纯水制造设备10中制造并具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水(温度25℃)，在经受SPM清洗的半导体衬底上执行纯水漂洗。
<比较例4>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与比较例1的方法一样，使用调整至具有40℃温度的纯水(溶解气体浓度0.4ppm)，在经受APM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<比较例5>
首先，其上形成有氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，与例1的方法一样，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度，没有被加热的纯水(温度25℃)，在经受APM清洗的半导体衬底上执行热水漂洗。
<比较例6>
首先，具有在其上形成的氮化硅膜的半导体衬底经受APM清洗。此后，使用纯水制造设备10中制造并具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水(温度25℃)，在经受APM清洗的半导体衬底上执行纯水漂洗。
<比较例7>
与比较例1的方法一样，使用调整至具有40℃温度的纯水(溶解气体浓度0.4ppm)，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行热水漂洗。
<比较例8>
与例1的方法一样，使用调整至具有16ppm的溶解氮浓度，没有被加热的纯水(温度25℃)，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行纯水漂洗。
<比较例9>
首要在纯水制造设备10中制造并具有0.4ppm的溶解气体浓度的纯水(温度25℃)，在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上执行纯水漂洗。
表1至3示出了清洗的结果。
表1
表2
表3
使用立体显微镜测量清洗之后的颗粒产生，以及当没有探测到影响衬底上形成的半导体元件的颗粒时，判断为“没有”，而当探测到这种颗粒时，判断为“存在”。
在使用具有4至20ppm的溶解气体浓度的纯水用于经受SPM清洗或APM清洗的半导体衬底上的热水漂洗的例1至8中，没有产生颗粒。在使用具有4至20ppm的溶解气体浓度的纯水用于其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上的热水漂洗的例9至11中，没有产生颗粒。
在使用稀释的氢氟酸用于经受SPM清洗或APM清洗的半导体衬底上的清洗和纯水用于所得的半导体衬底上的漂洗的例12至19中，没有产生颗粒。在稀释的氢氟酸用于具有在其上形成的氮化硅膜的半导体衬底上的清洗和纯水用于所得半导体衬底上的漂洗的例20至23中，没有产生颗粒。
在使用具有0.4ppm的溶解气体浓度和40℃温度的纯水用于经受SPM清洗的半导体衬底上的漂洗的比较例1中，产生颗粒。在使用具有0.4ppm和16ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水用于经受SPM清洗的半导体衬底上的漂洗的比较例2和3中，没有产生颗粒。
在利用具有0.4ppm的溶解气体浓度和40℃温度的纯水用于经受APM清洗的半导体衬底上的漂洗的比较例4中，产生颗粒。在利用具有0.4ppm和16ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水用于经受APM清洗的半导体衬底上的漂洗的比较例5和6中，不产生颗粒。
在利用具有0.4ppm的溶解气体浓度和40℃温度的纯水在其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上的漂洗的比较例7中，产生颗粒。在利用具有0.4ppm和16ppm的溶解气体浓度和25℃温度的纯水用于其上形成有氮化硅膜的半导体衬底上的漂洗的比较例8和9中，没有产生颗粒。
通常，由于在许多工序中连续地执行SPM清洗和APM清洗，优选在清洗工序之前不改变每个漂洗温度，以及热水漂洗优选自始至终应用于整个工序。
权利要求
1.一种纯水供应系统，包括用于制造具有0.4ppm或0.4ppm以下的溶解气体浓度的纯水制造装置；能够从纯水制造装置提供纯水的第一纯水供应装置；经由耦合部分耦合到纯水制造装置并在经由耦合部分从纯水制造装置传送的纯水中溶解气体的溶解装置；以及能够提供其中通过溶解装置溶解气体的纯水的第二纯水供应装置。
2.根据权利要求1的纯水供应系统，其中被溶解装置溶解的气体是惰性气体或二氧化碳。
3.根据权利要求1的纯水供应系统，还包括用于调整从第二纯水供应装置提供的纯水温度的温度调整装置。
4.根据权利要求3的纯水供应系统，其中该温度调整装置是加热设备。
5.根据权利要求4的纯水供应系统，其中该加热装置被设置在耦合部分、溶解装置和第二纯水供应装置的任意一个中。
6.根据权利要求4的纯水供应系统，其中从第二纯水供应装置提供的纯水具有40至80℃的温度和4至20ppm的溶解气体浓度。
7.一种清洗系统，包括用于制造具有0.4ppm或0.4ppm以下的溶解气体浓度的纯水制造装置；能够从纯水制造装置提供纯水的第一纯水供应装置；经由耦合部分耦合到纯水制造装置并在经由耦合部分从纯水制造装置传送的纯水中溶解气体的溶解装置；能够提供其中通过溶解装置溶解气体的纯水的第二纯水供应装置；以及被耦合到第一纯水供应装置和/或第二纯水供应装置并使用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的纯水清洗衬底的清洗装置。
8.根据权利要求7的清洗系统，其中该衬底是其上形成有露出的氮化硅膜或氮氧化硅的衬底。
9.根据权利要求7的清洗系统，其中被溶解装置溶解的气体是惰性气体或二氧化碳。
10.根据权利要求7的清洗系统，还包括用于调整从第二纯水供应装置提供的纯水温度的温度调整装置。
11.根据权利要求10的清洗系统，其中该温度调整装置是加热装置。
12.根据权利要求11的清洗系统，其中该加热装置被设置在耦合部分、溶解装置和第二纯水供应装置的任意一个中。
13.根据权利要求11的清洗系统，其中从第二纯水供应装置提供的纯水具有40至80℃的温度和4至20ppm的溶解气体浓度。
14.根据权利要求13的清洗系统，其中利用从第二纯水供应装置提供的纯水清洗已经受SPM清洗的衬底。
15.根据权利要求7的清洗系统，其中利用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的纯水清洗已经受APM清洗的衬底。
16.根据权利要求7的清洗系统，还包括用于将氢氟酸混合到从第一纯水供应装置和/或第二纯水供应装置提供的纯水中的氢氟酸混合装置。
17.一种用于清洗衬底的方法，包括以下步骤使用根据权利要求7的清洗系统，利用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的纯水清洗衬底。
18.一种用于清洗经受SPM清洗的衬底的方法，包括以下步骤使用根据权利要求14的清洗系统，利用从第二纯水供应装置提供的纯水清洗衬底。
19.一种用于清洗经受APM清洗的衬底的方法，包括以下步骤使用根据权利要求15的清洗系统，利用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的纯水清洗衬底。
20.一种用于清洗衬底的方法，包括以下步骤使用根据权利要求16的清洗系统，利用从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的与氢氟酸混合的纯水清洗衬底。
21.根据权利要求20的清洗方法，其中与氢氟酸混合的纯水是1重量份的55wt％氢氟酸和从第一纯水供应装置或第二纯水供应装置提供的100至500重量份的纯水的混合物。
全文摘要
提供一种系统，该系统在不增加批量生产半导体工厂中制造的纯水量的条件下能够提供几乎不包含溶解气体的纯水和包含溶解气体的纯水。在本发明中，使用纯水供应系统提供纯水，该纯水供应系统包括用于制造具有0.4ppm或0.4ppm以下的溶解气体浓度的纯水制造装置；能够从纯水制造装置提供纯水的第一纯水供应装置；经由耦合部分耦合到纯水制造装置并在经由耦合部分从纯水制造装置传送的纯水中溶解气体的溶解装置；以及能够提供其中通过溶解装置溶解气体的纯水的第二纯水供应装置。
文档编号C02F1/68GK101037251SQ200710005340
公开日2007年9月19日 申请日期2007年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者段畠政善 申请人:尔必达存储器株式会社