專利名稱：半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，尤其是一種當(dāng)應(yīng)用于一種提高 在半導(dǎo)體集成電路器件的制造中使用的純水的質(zhì)量的方法時(shí)是有效的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在一個(gè)半導(dǎo)體器件的制造包括集成電路的微制造中，要求從半導(dǎo)體晶片(以后僅 僅稱作晶片)的表面和界面上清除雜質(zhì)，從而保持清潔。晶片上的雜質(zhì)可能導(dǎo)致電路的斷 路或短路。特別是，必須完全清除重金屬成分，因?yàn)樗鼈儗?duì)器件的電性質(zhì)有很大的影響。純水用來在清洗或者濕刻之后從晶片的表面上沖洗掉化學(xué)溶液，從而使它清潔； 或者用來制備在清洗或濕刻步驟中的化學(xué)溶液。在這樣的步驟中使用的純水是使用裝配了 RO(反滲透)膜的一種RO(反滲透)設(shè)備在未凈化的水除去微粒，有機(jī)物和高分子離子，使 用一種離子交換樹脂清除其它離子，然后使用UF裝置(超濾裝置)清除通過RO設(shè)備和離 子交換樹脂的清除之后在未凈化的水中仍然存在的微粒和活性細(xì)菌而制備的。這樣的純水 的準(zhǔn)備過程公開于，例如，日本未經(jīng)審查專利申請(qǐng)?zhí)朒ei4 (1992) -78483。在日本未經(jīng)審查專 利申請(qǐng)?zhí)朒eil0(1998)-216721中，所公開的是通過一設(shè)置在UF裝置下游的陰離子吸收膜 設(shè)備清除太小以至于不能通過UF裝置的陰離子的技術(shù)。本發(fā)明者們研究建立了一系統(tǒng)用來獲得在半導(dǎo)體集成電路器件的制造中使用的 高純度的純水(以后稱作“超純水”)。在研究中，他們發(fā)現(xiàn)發(fā)生了如下描述的問題。UF裝置在準(zhǔn)備超純水的最后步驟中使用。UF裝置有一個(gè)通過把多個(gè)毛細(xì)空心纖 維膜與包含環(huán)氧樹脂作為原材料的一種粘合劑捆扎在一起從而得到的模件過濾器。這一過 濾器由于它材料的壽命需要間歇地用新的過濾器代替。用來捆扎空心纖維膜的粘合劑包含 胺而且一部分胺已經(jīng)電離。當(dāng)過濾器被替換之后水通過該UF裝置時(shí)，電離的胺水解并遷移 到超純水中。如果使用了包含這種電離胺的超純水，例如，剛好在MISFET (金屬絕緣半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的柵氧化物薄膜形成之前用來清洗晶片，組成晶片的Si (硅)必然被這種 電離胺蝕刻，導(dǎo)致形成柵絕緣薄膜形成之后柵絕緣薄膜和晶片之間的界面的不均勻。當(dāng)在 這樣的情形下形成的MISFET形成一電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M ；以后稱作“閃速存 儲(chǔ)器”)的一個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)，柵絕緣薄膜的擊穿電壓降低，導(dǎo)致往存儲(chǔ)單元寫特性和擦特性 退化的問題。即使以上描述的MISFET用作除了一閃速存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元之外的半導(dǎo)體器 件時(shí)，在源和漏之間的電流也被打亂，導(dǎo)致特性的失靈。由本發(fā)明者們做的測(cè)試表明電離胺也來源于RO設(shè)備和離子交換樹脂。有這樣一 種可能，即這種來源于除了 UF裝置之外的地方的電離胺流進(jìn)了超純水中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是在制備將用于半導(dǎo)體集成電路器件的制造的超純水中，防止 電離胺流進(jìn)超純水中。以上所描述的和其它目的以及本發(fā)明的新穎特征從在此描述和附圖將是清楚的。接下來將概述本申請(qǐng)所公開的典型發(fā)明。本發(fā)明的一方面，因此提供了一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，它包括向具 有初級(jí)凈化系統(tǒng)的一初級(jí)純水系統(tǒng)中引進(jìn)中性水作為第一原料水；把通過初級(jí)凈化系統(tǒng)的 凈化獲得的初級(jí)純水作為第二原料水引進(jìn)到具有二級(jí)純凈系統(tǒng)的二級(jí)純水循環(huán)系統(tǒng)；然后 使通過二級(jí)凈化系統(tǒng)的凈化獲得的二級(jí)純水流入到初級(jí)濕洗設(shè)備中，從而使一半導(dǎo)體集 成電路晶片接受初級(jí)濕處理，其中，在第二凈化系統(tǒng)中，進(jìn)行的是通過一離子清除過濾器清 除離子的步驟，通過一超濾過濾器清除雜質(zhì)離子的步驟，和使經(jīng)過了離子清除過濾器和超 濾過濾器的純水流入初級(jí)濕洗設(shè)備的步驟，并且在流入初級(jí)濕洗設(shè)備時(shí)，電離胺或電離胺 物質(zhì)已經(jīng)從二級(jí)純水中清除到這樣的程度以致不影響半導(dǎo)體集成電路器件的特性。本發(fā)明的另一方面，也提供了一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，它包括向一 具有初級(jí)凈化系統(tǒng)的初級(jí)純水系統(tǒng)中引進(jìn)中性水作為第一原料水，把通過初級(jí)凈化系統(tǒng)的 凈化獲得的初級(jí)純水作為第二原料水引進(jìn)到具有二級(jí)凈化系統(tǒng)的二級(jí)純水循環(huán)系統(tǒng)，然后 使通過二級(jí)凈化系統(tǒng)的凈化獲得的二級(jí)純水流入到第一濕洗設(shè)備中，從而使一半導(dǎo)體集成 電路晶片接受初級(jí)濕處理，其中，在二級(jí)凈化系統(tǒng)中，進(jìn)行的是通過一超濾過濾器從純水中 清除雜質(zhì)離子的步驟，通過一薄膜型離子清除過濾器從經(jīng)過了超濾過濾器的純水中清除離 子的步驟，和使經(jīng)過了離子清除過濾器的純水流入初級(jí)濕洗設(shè)備的步驟。本發(fā)明的另一方面，也提供了一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，它包括向一 具有初級(jí)凈化系統(tǒng)的初級(jí)純水系統(tǒng)中引進(jìn)中性水作為第一原料水，把通過初級(jí)凈化系統(tǒng)的 凈化獲得的初級(jí)純水作為第二原料水引進(jìn)到具有二級(jí)凈化系統(tǒng)的二級(jí)純水循環(huán)系統(tǒng)；然后 使通過二級(jí)凈化系統(tǒng)的凈化獲得的二級(jí)純水流入到初級(jí)濕洗設(shè)備中，從而使一半導(dǎo)體集成 電路晶片接受初級(jí)濕處理，其中，在二級(jí)凈化系統(tǒng)中，進(jìn)行的是通過一排列在二級(jí)凈化系統(tǒng) 中的超濾過濾器從純水中清除雜質(zhì)離子的步驟，通過一排列在二級(jí)純水循環(huán)系統(tǒng)外面的薄 膜型離子清除過濾器從經(jīng)過了超濾過濾器的純水中清除離子的步驟，和使經(jīng)過了離子清除 過濾器的純水流入第一濕洗設(shè)備的步驟。本發(fā)明的更一方面，也提供了一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，它包括向一 具有初級(jí)凈化系統(tǒng)的初級(jí)純水系統(tǒng)中引進(jìn)中性水作為第一原料水，把通過初級(jí)凈化系統(tǒng)的 凈化獲得的初級(jí)純水作為第二原料水引進(jìn)到具有二級(jí)凈化系統(tǒng)的二級(jí)純水循環(huán)系統(tǒng)，然 后使通過二級(jí)凈化系統(tǒng)的凈化獲得的二級(jí)純水流入到初級(jí)濕洗設(shè)備中，從而使一半導(dǎo)體集 成電路晶片接受初級(jí)濕處理，其中在第二凈化系統(tǒng)中，進(jìn)行的是通過一排列在第二凈化系 統(tǒng)中的超濾過濾器從純水中清除雜質(zhì)離子的步驟，使經(jīng)過了離子清除過濾器的純水通過一 排列在二級(jí)純水循環(huán)系統(tǒng)里面的熱焊接型超濾過濾器從而從純水中清除雜質(zhì)離子的步驟， 以及使經(jīng)過了超濾過濾器的純水流入第一濕洗設(shè)備的步驟。本發(fā)明的更另一方面，也提供了一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，它包括向 一具有初級(jí)凈化系統(tǒng)的初級(jí)純水系統(tǒng)中引進(jìn)中性水作為第一原料水，把通過初級(jí)凈化系統(tǒng) 的凈化獲得的初級(jí)純水作為第二原料水引進(jìn)到具有二級(jí)凈化系統(tǒng)的二級(jí)純水循環(huán)系統(tǒng)，然后使通過二級(jí)凈化系統(tǒng)的凈化獲得的二級(jí)純水流入到初級(jí)濕洗設(shè)備中，從而使一半導(dǎo)體集 成電路晶片接受初級(jí)濕處理，其中，在第二凈化系統(tǒng)中，進(jìn)行的是通過一離子清除過濾器清 除離子的步驟，通過一超濾過濾器清除雜質(zhì)離子的步驟，和使經(jīng)過了離子清除過濾器和超 濾過濾器的純水流入第一濕洗設(shè)備的步驟，并且超濾過濾器排列在允許自清洗的位置。在本申請(qǐng)中描述的其它發(fā)明的要點(diǎn)將在下面描述1 一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，它包括清洗一半導(dǎo)體襯底或用具有下列 子步的純水準(zhǔn)備步驟制備的純水制備一種化學(xué)溶液(a)從包含異物的未凈化的水中清除初級(jí)異物，以及(b)在子步(a)之后，使用裝有一過濾器的第一設(shè)備從未凈化的水中清除除了初 級(jí)異物之外的異物，過濾器的形成是通過把許多空心纖維膜在它們的末端捆扎在一起，其 中空心纖維膜允許僅僅是分子重量不大于一預(yù)設(shè)值的物質(zhì)的通過，這多個(gè)空心纖維膜與不 含胺的材料熱焊接或粘合在一起，并且第一設(shè)備通過使未凈化的水通過過濾器從而從未凈 化的水中清除除了初級(jí)異物之外的異物。2 根據(jù)1的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中空心纖維狀膜每一個(gè)都主要是 由聚砜或聚酰亞胺組成。3 根據(jù)1的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，在清洗步驟后進(jìn)一步包括半導(dǎo)體襯 底的熱處理，因此形成柵絕緣膜。4:根據(jù)3的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣膜厚為20nm或更少。5 根據(jù)1的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，進(jìn)一步包括，在清洗步驟之后，形成 一非易失性存儲(chǔ)單元，非易失性存儲(chǔ)單元的形成步驟有如下子步(c)熱處理半導(dǎo)體襯底，因此形成一柵絕緣薄膜，(d)在它上面形成第一傳導(dǎo)薄膜，(e)在它上面形成第一絕緣薄膜，(f)在它上面形成第二傳導(dǎo)薄膜，(g)圖形化第二傳導(dǎo)薄膜，因此在其中形成一控制柵電極，以及(h)圖形化第一絕緣薄膜和第一傳導(dǎo)薄膜，因此形成由第一傳導(dǎo)薄膜制成的一浮 動(dòng)?xùn)烹姌O。6 根據(jù)5的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚為IOnm或更小。7 一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，包括(a)從包含異物的未凈化的水中清除初級(jí)異物，(b)在步驟(a)之后，使用裝有過濾器的第一設(shè)備從未凈化的水中清除除了初級(jí) 異物之外的雜質(zhì)，過濾器是通過把許多空心纖維膜在末端捆扎在一起而形成，并且(c)在步驟(b)之后，清洗半導(dǎo)體襯底或用純水制成一種化學(xué)溶液，純水的制成是 使未凈化的水通過由具有離子交換基的空心纖維型過濾器膜制成的第一過濾器，因此從未 凈化的水中清除電離胺，其中通過使未凈化的水通過該過濾器，第一設(shè)備能夠從未凈化的水中清除掉除初級(jí)異 物外的異物。8 根據(jù)7的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中
步驟(a)包括一子步即從通過了由具有一種離子交換基的離子交換樹脂或具有 一種離子交換基的空心纖維型過濾器膜制成的第二過濾器的未凈化的水中清除掉離子。9 根據(jù)7的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中進(jìn)一步包括在清洗之后通過熱 處理半導(dǎo)體襯底形成一柵絕緣薄膜。10:根據(jù)9的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚度為 20nm或更少。11 根據(jù)7的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中在清洗步驟后進(jìn)一步包括形 成一非易失性存儲(chǔ)單元，非易失性存儲(chǔ)單元的形成步驟有如下子步(c)熱處理半導(dǎo)體襯底，因此形成一柵絕緣薄膜，(d)在它上面形成第一傳導(dǎo)薄膜，(e)在它上面形成第一絕緣薄膜，(f)在它上面形成第二傳導(dǎo)薄膜，(g)圖形化第二傳導(dǎo)薄膜，以形成由第二傳導(dǎo)薄膜制成的一控制柵電極，以及(h)圖形化第一絕緣薄膜和第一傳導(dǎo)薄膜，因此形成由第一傳導(dǎo)薄膜制成的一浮 動(dòng)?xùn)烹姌O。12 根據(jù)11的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚度為 IOnm或更少。13:—種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，包括清洗半導(dǎo)體襯底或用純水制備一 種化學(xué)溶液，純水的制成是通過包括下列子步的純水制備步驟(a)從包括異物的未凈化的水中清除初級(jí)異物，以及(b)在步驟(a)之后，使用裝有一過濾器的第一設(shè)備從未凈化的水中清除除了初 級(jí)異物之外的異物，過濾器是通過把許多空心纖維膜在末端捆扎在一起而形成，其中子步(a)進(jìn)一步包括通過由具有一離子交換基的空心纖維型過濾器膜制成的第 二過濾器清除未凈化的水中的離子。14 根據(jù)13的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中半導(dǎo)體襯底在清洗之后通過 熱處理，因此形成一柵絕緣薄膜。15 根據(jù)14的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚度為 20nm或更少。16 根據(jù)13的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中在清洗步驟后進(jìn)一步包括形 成一非易失性存儲(chǔ)單元，非易失性存儲(chǔ)單元的形成步驟有如下子步(c)熱處理半導(dǎo)體襯底，因此形成一柵絕緣薄膜，(d)在它上面形成第一傳導(dǎo)薄膜，(e)在它上面形成第一絕緣薄膜，(f)在它上面形成第二傳導(dǎo)薄膜，(g)圖形化第二傳導(dǎo)薄膜，以形成由第二傳導(dǎo)薄膜制成的一控制柵電極，以及(h)圖形化第一絕緣薄膜和第一傳導(dǎo)薄膜，因此形成由第一傳導(dǎo)薄膜制成的一浮 動(dòng)?xùn)烹姌O。17 根據(jù)16的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚度為 IOnm或更少。
18:—種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，包括清洗半導(dǎo)體襯底或用純水制成一 種化學(xué)溶液，純水的制備是通過包含下列子步的純水制備步驟(a)從包括異物的未凈化的水中清除初級(jí)異物，以及(b)在步驟(a)之后，使用裝有一過濾器的第一設(shè)備從未凈化的水中清除除了初 級(jí)異物之外的異物，過濾器是通過把許多空心纖維膜在末端捆扎在一起而形成，其中在用來把純水從第一設(shè)備傳送到其中進(jìn)行清洗步驟或化學(xué)溶液準(zhǔn)備步驟的一設(shè) 備的路徑上，排列著由具有一離子交換基的空心紗型過濾器膜或具有一離子交換基的離子 交換樹脂制成的第一過濾器；并且電離胺從通過第一過濾器的純水中清除掉了。19 根據(jù)18的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中進(jìn)一步包括在清洗之后通過 熱處理半導(dǎo)體襯底形成一柵絕緣薄膜。20 根據(jù)19的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚度為 20nm或更少。21 根據(jù)18的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中在清洗步驟后進(jìn)一步包括形 成一非易失性存儲(chǔ)單元，非易失性存儲(chǔ)單元的形成步驟有如下子步(c)熱處理半導(dǎo)體襯底，因此形成一柵絕緣薄膜，(d)在它上面形成第一傳導(dǎo)薄膜，(e)在它上面形成第一絕緣薄膜，(f)在它上面形成第二傳導(dǎo)薄膜，(g)圖形化第二傳導(dǎo)薄膜，以形成由第二傳導(dǎo)薄膜制成的一控制柵電極，以及(h)圖形化第一絕緣薄膜和第一傳導(dǎo)薄膜，因此形成由第一傳導(dǎo)薄膜制成的一浮 動(dòng)?xùn)烹姌O。22 根據(jù)21的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚度為 IOnm或更少。23:—種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，包括清洗半導(dǎo)體襯底或用純水制成一 種化學(xué)溶液，純水的制成是通過包含下列子步的純水制備步驟(a)從包括異物的未凈化的水中清除初級(jí)異物，以及(b)在步驟(a)之后，使用每個(gè)都裝有一過濾器的多個(gè)第一設(shè)備從未凈化的水中 清除除了初級(jí)異物之外的異物，過濾器是通過把許多空心纖維膜在末端捆扎在一起而形 成，其中步驟(a)進(jìn)一步包括(al)通過由具有一種離子交換基的離子交換樹脂或具有一種離子交換基的空心 纖維型過濾器膜制成的第二過濾器清除未凈化的水中的離子接著步驟(a)至少有下列子步中的一個(gè)(c)使經(jīng)過了第二過濾器的未凈化水的一部分通過一新的第一設(shè)備或一新的第二 過濾器然后使產(chǎn)生的凈化水流入第二過濾器，然后(d)使清洗步驟或化學(xué)溶液制備步驟之后的純水的剩余物通過新的第一設(shè)備或新 的第二過濾器中的至少一個(gè)然后流入第二過濾器；并且步驟(c)和/或(d)進(jìn)行一段預(yù)設(shè)的時(shí)間。
24 根據(jù)23的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中進(jìn)一步包括在清洗之后通過 熱處理半導(dǎo)體襯底形成一柵絕緣薄膜。25 根據(jù)24的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚度為 20nm或更少。26 根據(jù)23的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中在清洗步驟后進(jìn)一步包括形 成一非易失性存儲(chǔ)單元，非易失性存儲(chǔ)單元的形成步驟有如下子步(c)熱處理半導(dǎo)體襯底，因此形成一柵絕緣薄膜，(d)在它上面形成第一傳導(dǎo)薄膜，(e)在它上面形成第一絕緣薄膜，(f)在它上面形成第二傳導(dǎo)薄膜，(g)圖形化第二傳導(dǎo)薄膜，以形成由第二傳導(dǎo)薄膜制成的一控制柵電極，以及(h)圖形化第一絕緣薄膜和第一傳導(dǎo)薄膜，因此形成由第一傳導(dǎo)薄膜制成的一浮 動(dòng)?xùn)烹姌O。27 根據(jù)26的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，其中形成的柵絕緣薄膜厚度為 IOnm或更少。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法的不 完整橫截面圖；圖2是接著圖1的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面圖；圖3是接著圖2的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路器件的制造的超 純水制備系統(tǒng)的示意圖；圖5是說明圖4中的超純水制備系統(tǒng)的細(xì)節(jié)的示意圖；圖6是包括在根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路器件的制造的 超純水制備系統(tǒng)中的UF裝置的一 UF模塊的示意圖；圖7是圖6中的UF模塊的不完整橫截面圖；圖8是組成圖6中的UF模塊的空心纖維膜的示意圖；圖9是排列在包括在根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路器件的 制造的超純水制備系統(tǒng)中的UF裝置的UF模塊下游的離子過濾器的示意圖；圖10是解釋離子被圖9中離子過濾器誘捕的不完整橫截面圖；圖11說明了圖9中的離子過濾器的一個(gè)排列例子；圖12說明了圖9中的離子過濾器的一個(gè)排列例子；圖13說明了圖9中的離子過濾器的另一個(gè)排列例子；圖14說明了圖9中的離子過濾器的另一個(gè)排列例子；圖15是說明包括在根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路器件的制 造的超純水制備系統(tǒng)中的UF裝置的組成的示意圖；圖16是解釋包括在根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路器件的制造的超純水制備系統(tǒng)中的陰離子軟化和陽離子軟化的示意圖；圖17是解釋圖16中顯示的離子交換樹脂吸收離子的示意圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路器件的制造的清洗和 通風(fēng)設(shè)備的一個(gè)例子的示意圖；圖19是制備提供給圖18中顯示的清洗和通風(fēng)設(shè)備的稀釋氫氟酸的稀釋氫氟酸制 備設(shè)備的示意圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路器件的制造的濕刻設(shè) 備的一個(gè)例子的示意圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路器件的制造的清洗 和通風(fēng)設(shè)備的一個(gè)例子的示意圖；圖22是接著圖3的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖；圖23是解釋半導(dǎo)體襯底和在用其中混有電離胺的超純水清洗后在它上面形成的 柵絕緣薄膜之間的界面的形狀的不完整橫截面圖；圖24是解釋半導(dǎo)體襯底和在用無電離胺的超純水清洗后在它上面形成的柵絕緣 薄膜之間的界面的形狀的不完整橫截面圖；圖25是說明根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路器件的MISFET的柵絕 緣薄膜的擊穿電壓的測(cè)量方法的示意圖；圖26是說明用緊接著由一個(gè)新的代替UF裝置的UF之后制成的超純水清洗半導(dǎo) 體襯底時(shí)，柵絕緣薄膜的擊穿電壓的測(cè)量結(jié)果的示意圖；圖27是說明用緊接著由新的過濾器代替離子交換樹脂型陰離子清除過濾器和離 子交換樹脂型陽離子清除過濾器，它們每一個(gè)都包括在根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式應(yīng)用于 半導(dǎo)體集成電路器件的制造的超純水制備系統(tǒng)中，之后制成的超純水清洗半導(dǎo)體襯底時(shí)， 柵絕緣薄膜的擊穿電壓的測(cè)量結(jié)果的示意圖；圖28是說明當(dāng)用超純水(超純水的制備使用了 UF裝置的UF，它的UF已經(jīng)使用了 長時(shí)間)清洗半導(dǎo)體襯底時(shí)，柵絕緣薄膜的擊穿電壓的測(cè)量結(jié)果的示意圖；圖29是說明當(dāng)半導(dǎo)體襯底用使用UF裝置制備的超純水清洗時(shí)，其中UF裝置的一 個(gè)UF被一個(gè)新的代替并且在裝置的下游排列一種混合軟化，柵絕緣薄膜的擊穿電壓的測(cè) 量結(jié)構(gòu)的示意圖；圖30是說明當(dāng)半導(dǎo)體襯底用使用UF裝置制備的超純水清洗時(shí)，其中UF裝置的一 個(gè)UF被一個(gè)新的代替并且在該裝置的下游排列具有一薄膜的離子過濾器，柵絕緣薄膜的 擊穿電壓的測(cè)量結(jié)構(gòu)的示意圖；圖31是說明用超純水清洗的半導(dǎo)體襯底之上的電離胺的數(shù)量和缺陷柵絕緣膜的 存在或缺乏之間關(guān)系的示意圖；圖32是說明用超純水清洗半導(dǎo)體襯底的日期和柵絕緣膜的缺陷百分比之間關(guān) 系的示意圖；圖33是接著圖22的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖；圖34是接著圖33的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面圖；圖35是接著圖34的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖；圖36是接著圖35的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖；圖37是接著圖36的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖；圖38是接著圖37的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖；圖39是接著圖38的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖；以及圖40是接著圖39的步驟的制造步驟中的半導(dǎo)體集成電路器件的不完整橫截面 圖。
附圖標(biāo)記說明(圖31)
ReF 用一個(gè)使用了長時(shí)間的UF模塊安裝的UF裝置 新UF —用一個(gè)新UE模塊安裝的UF裝置
特例1 在模塊被純水清洗2個(gè)星期后UF裝置中安裝一新UF模塊的特例 特例2 在模塊被純水清洗6個(gè)星期后UF裝置中安裝一新UF模塊的特例 特例3 在安裝了一新UF模塊的UF裝置的下游排列一離子清除過濾器(離子交換樹 脂型)的特例
特例4 在安裝了一新的UF裝置的下游排列一離子過濾器的特例。
具體實(shí)施例方式在根據(jù)本申請(qǐng)的發(fā)明的詳述之前，下面先解釋在本申請(qǐng)中使用的一些術(shù)語的意 )思ο術(shù)語“晶片”指用于制造半導(dǎo)體集成電路器件的一單晶Si襯底(通常，近平面和圓 形)，一藍(lán)寶石襯底，一玻璃襯底或任何其它絕緣，半絕緣或半導(dǎo)體襯底以及一合成物襯底。 此外，在這里使用的術(shù)語“半導(dǎo)體集成電路器件”除非另外指定，意謂著不僅僅是制造在半 導(dǎo)體或絕緣襯底如硅晶片或藍(lán)寶石襯底之上的器件還有那些制造在另一絕緣襯底如玻璃 上的器件，例如，TFT(薄膜晶體管)或STN(超扭曲向列)型液晶。術(shù)語“器件表面”指襯底的一主表面，在它上面通過光刻形成了相應(yīng)于多個(gè)芯片區(qū) 域的器件圖案。術(shù)語“抗蝕圖”指通過光刻術(shù)圖形化一感光樹脂膜(抗蝕膜)獲得的膜圖案。術(shù)語“UF裝置”(超濾裝置)指通過一超過濾器(UF)根據(jù)分子尺寸分離分子的壓 力過濾器。在該裝置中，進(jìn)行分離的分子截止范圍為約幾千到幾十萬。術(shù)語“超過濾器”包 括空心纖維型超過濾器和螺旋型超過濾器。術(shù)語“離子交換樹脂”指具有吸收進(jìn)存在于水中的離子，從而把它們從水中清除 的能力的一種合成樹脂。它能夠分為兩種類型，也就是，用來吸收和清除陽離子(Na+，Ca2+， Mg2+，等)的一種陽離子交換樹脂和用來吸收和清除陰離子(Cl—，SO42-, SiO2，等)的一種陰 離子交換樹脂。術(shù)語“離子交換樹脂型離子清除過濾器”包括清除陽離子的一種陽離子清除過濾器、清除陰離子的一種陰離子清除過濾器和用來同時(shí)清除陽離子和陰離子的混合離 子清除過濾器。術(shù)語“R0設(shè)備”(反滲透設(shè)備)指通過RO膜清除水中的離子，有機(jī)物，微粒和活性 細(xì)菌的設(shè)備，RO膜是其中應(yīng)用了反滲透的一過濾器膜。術(shù)語“真空除氣器”指用來在真空中噴水，從而清除水中溶解的氣體的設(shè)備。術(shù)語“中性水”指為了得到將在半導(dǎo)體集成電路器件的制造中使用的高純水而用 來做原料的水。它可以使用河水，地下水(包括井水)等等。術(shù)語“初級(jí)純水”指其中幾乎所有的雜質(zhì)例如離子，有機(jī)物，微粒，微生物和有機(jī)物 都已經(jīng)從處理水(中性水)中清除掉了的高純水。術(shù)語“超純水”指通過清除保留在初級(jí)純水中的微量雜質(zhì)如微粒，活性細(xì)菌， TOC(總有機(jī)碳)，離子和溶解的氧而得到的水，因此具有一明顯高的純度，它將使用在，例 如，晶片的清洗。術(shù)語“初級(jí)純水設(shè)備”指組成超純水制備系統(tǒng)的一個(gè)設(shè)備。它由一反滲透設(shè)備，一 離子交換設(shè)備和除氣器形成，通過清除經(jīng)過了一預(yù)處理設(shè)備的水中的幾乎所有的雜質(zhì)例如 微粒，離子，微生物和有機(jī)物而制成了初級(jí)純水。術(shù)語“預(yù)處理系統(tǒng)”指包括在把未凈化的水流入初級(jí)純水設(shè)備之前通過物理和化 學(xué)處理用來從未凈化的水中清除膠狀物質(zhì)，微粒物和細(xì)菌的設(shè)備的一系統(tǒng)。術(shù)語“子系統(tǒng)”指排列在使用點(diǎn)附近并通過把初級(jí)純水作為原料水來制備超純水 的一系統(tǒng)。它包括一 UV殺菌器，一筒盒磨光器和一壓力過濾器。術(shù)語“超純水準(zhǔn)備系統(tǒng)”指通過一離子交換樹脂膜或一過濾器膜從未凈化的水如 自來水，工業(yè)水，井水或河水中分離雜質(zhì)，從而凈化它以制備高純水的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一 預(yù)處理設(shè)備，一初級(jí)純水設(shè)備和一子系統(tǒng)。術(shù)語“使用點(diǎn)”指一個(gè)地點(diǎn)，在那里為了清洗晶片的目的而取出并使用從一個(gè)子系 統(tǒng)中流入的超純水。術(shù)語“T0C(總有機(jī)碳)”指包含在超純水中的一種有機(jī)碳，它也包括從未凈化的水 (自然水或回收水)或從使用過的元件如離子交換樹脂或?qū)Ч苤幸绯龅哪切┯袡C(jī)碳。術(shù)語“超過濾器膜”指具有很多相同的孔的塑膠多孔薄膜濾波器，它由硝酸纖維 素，纖維素醋酸酯，醋酸纖維素，硝化纖維，尼龍，特氟綸，聚氯乙烯或四氟乙烯樹脂制成。術(shù)語“新的”指沒有使用過的一設(shè)備或元件，它包括使用預(yù)定期限。關(guān)于下面描述 的實(shí)施方式中的UF，在UF是由一種包含胺的材料制成的情況下，該預(yù)定期限相當(dāng)于直到UF 裝置外面的電離胺的流出中止的期限。該預(yù)定期限根據(jù)UF的規(guī)格或流入U(xiǎn)F的水的量而變 化。在下面描述的實(shí)施方式中，預(yù)設(shè)期限從它的使用開始后約為1個(gè)月，適宜約2個(gè)月，更 適宜約3個(gè)月。在下面描述的實(shí)施方式中，當(dāng)提到一個(gè)元件的數(shù)(包括數(shù)字，數(shù)值，數(shù)量和范圍) 時(shí)，除非另外特殊說明或者在顯然該數(shù)限于一特定的數(shù)的情況下，元件的數(shù)不限于一特殊 的數(shù)而是能夠不大于或不小于該特殊的數(shù)。此外在下面描述的實(shí)施方式中，除非另外特殊說明或者在顯然它們是基本的情況 下，不必說明組成的元素(包括元素步驟)不總是基本的。類似地，在下面描述的實(shí)施方式中，當(dāng)提到組成元件的形狀或位置關(guān)系時(shí)，除非另外特殊說明或者它在原則上完全不同的情況下，它也包括和它相似的那個(gè)。這也適用于以 上描述的數(shù)值和范圍。在描述下面描述的實(shí)施方式的附圖中，具有相同功能的元件將用相同標(biāo)號(hào)來識(shí) 別，并且重復(fù)的描述將省略。在下面描述的實(shí)施方式中，代表電場(chǎng)晶體管的MISFET(金屬絕緣半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶 體管)將縮寫為MIS，而一 ρ溝道型MISFET和一 η溝道型MISFET分別將縮寫為pMIS和 nMIS。本發(fā)明的實(shí)施方式在下文中將參照附圖具體說明。在本實(shí)施方式中，本發(fā)明應(yīng)用于一閃速存儲(chǔ)器(半導(dǎo)體集成電路器件)的一種制 造方法。下面將根據(jù)圖1到41的步驟的順序描述閃速存儲(chǔ)器的這種制造方法。如圖1所示，上面將要形成本實(shí)施方式的閃速存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體襯底(半導(dǎo)體集成 電路晶片)1具有，例如，其中形成了 5V型nMIS的一區(qū)域1A，其中形成了 5V型pMIS的一區(qū) 域1B，其中形成了作為閃速存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元的MIS的一區(qū)域1C，其中形成了高擊穿電壓 一邊補(bǔ)償nMIS的一區(qū)域1D，其中形成了高擊穿電壓負(fù)載nMIS的一區(qū)域1E2以及其中形成 了高擊穿電壓一邊補(bǔ)償PMIS的一區(qū)域1F。首先，用稀釋氫氟酸(HF)和超純水清洗由ρ型單晶Si制成的半導(dǎo)體襯底1，接著 在襯底表面進(jìn)行氧化處理以在上面形成以氧化硅膜2A。在氧化硅膜2A上淀積了氮化硅膜 (沒有顯示)之后，蝕刻氮化硅膜以選擇性地留下氧化硅膜2A上的氮化硅膜。以剩下的氮化硅膜作為掩模，通過離子注入，向半導(dǎo)體襯底1中引入具有η型傳導(dǎo) 率的雜質(zhì)(例如，P(磷))。通過氧化處理使上面沒有氮化硅膜的區(qū)域中的一部分氧化硅膜 2Α選擇性增厚之后，使用例如熱磷酸清除氮化硅膜。然后用NH4OH(氫氧化銨)/H2O2 (過氧 化氫)/H2O,稀釋氫氟酸和超純水清洗半導(dǎo)體襯底1。熱處理襯底1以使上述雜質(zhì)擴(kuò)散，因 此形成了一 η型絕緣區(qū)域NiSO。如圖2所示，在用稀釋氫氟酸和超純水清洗半導(dǎo)體襯底1之后，在襯底的表面上進(jìn) 行氧化處理以在它上面形成氧化硅膜2。以被光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜(沒有顯示)作 為掩模，通過離子注入，向半導(dǎo)體襯底1中引入具有η型傳導(dǎo)率的雜質(zhì)(例如，P(磷))。在 清除光刻膠膜之后，以被光刻術(shù)圖形化的另一光刻膠膜(沒有顯示)作為掩模，通過離子注 入，向半導(dǎo)體襯底1中引入具有P型傳導(dǎo)率的雜質(zhì)(例如，BF2 (二氟化硼))。然后用NH4OH/ Η202/Η20，氫氟酸和超純水清洗半導(dǎo)體襯底1，接著熱處理襯底1以使上述雜質(zhì)擴(kuò)散，從而形 成一 η型井3和一 ρ型井4。如圖3所示，在襯底表面進(jìn)行氧化處理以在上面形成一氧化硅膜(沒有顯示)。在 氧化硅膜上淀積了氮化硅膜(沒有顯示)之后，以一光刻膠膜(沒有顯示)作為掩模蝕刻 氮化硅膜以選擇性地留下氧化硅膜2Α上的氮化硅膜。清除光刻膠膜。然后用NH4OHM2O2/ H2O清洗半導(dǎo)體襯底1，接著進(jìn)一步用HC1/H202/H20清洗。通過選擇性氧化方法，在半導(dǎo)體襯 底1的表面上形成用于元件絕緣的場(chǎng)絕緣膜6。以被光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜作為掩模，通過離子注入，引入具有ρ型傳導(dǎo)率 的雜質(zhì)(例如，BF2(二氟化硼))。通過熱處理使雜質(zhì)擴(kuò)散，因此形成ρ型溝道阻塞區(qū)域7。 然后使用例如熱磷酸清除半導(dǎo)體襯底1上殘留的氮化硅膜。然后使用稀釋氫氟酸和超純水清洗半導(dǎo)體襯底1。在本實(shí)施方式中使用的超純水是通過在圖4和圖5中闡明的系統(tǒng)制備的。圖4是說明根據(jù)本實(shí)施方式的超純水制備系統(tǒng) 的要點(diǎn)的示意圖，而圖5是說明圖4中闡明的超純水制備系統(tǒng)的細(xì)節(jié)的一個(gè)例子的示意圖。 在本發(fā)明者已經(jīng)申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)?001-314813中也描述了和這一超純水制備系統(tǒng) 相關(guān)的技術(shù)。如圖4和圖5所示，通過預(yù)處理系統(tǒng)(初級(jí)純凈系統(tǒng))PTS，從井中抽出的地下水 (中性水(初級(jí)原料水)以下將稱作“未凈化的水”)接受化學(xué)和物理處理以從未凈化的水 中清除膠狀物(初級(jí)異物)，微粒物(初級(jí)異物)和細(xì)菌(初級(jí)異物)。通過一 RO設(shè)備(初 級(jí)凈化系統(tǒng))R01，從未凈化的水中清除微粒(初級(jí)異物)，有機(jī)物(初級(jí)異物)，細(xì)菌(初級(jí) 異物)和高分子離子(初級(jí)異物)。通過一離子交換樹脂型陽離子清除過濾器(初級(jí)凈化 系統(tǒng))CED1，從未凈化的水中清除陽離子(初級(jí)異物)，接著用一真空除氣器(VD)清除未凈 化的水中溶解的氣體。通過一離子交換樹脂型陰離子清除過濾器(初級(jí)凈化系統(tǒng))AEDl，從 未凈化的水中清除陰離子(初級(jí)異物)。在通過一離子交換樹脂型陽離子清除過濾器(初 級(jí)凈化系統(tǒng))從未凈化的水中清除陽離子(初級(jí)異物)之后，通過一離子交換樹脂型陰離 子清除過濾器(初級(jí)凈化系統(tǒng))AED2從未凈化的水中清除陰離子(初級(jí)異物)。接著，可以 布置一 RO設(shè)備R02(沒有在圖5中說明)以從未凈化的水中清除來源于陰離子和陽離子清 除過濾器的微粒。通過以上描述的步驟，能夠從未凈化的水制備初級(jí)純水。這里的初級(jí)純 水系統(tǒng)(預(yù)處理系統(tǒng))是由用來從未凈化的水制備初級(jí)純水的設(shè)備制成的。使這樣制備的初級(jí)純水(第二原材料水)被供給中間存儲(chǔ)箱(二級(jí)凈化系統(tǒng)) MIDT中，接著通過一個(gè)泵PUMP ( 二級(jí)凈化系統(tǒng))抽運(yùn)使它傳輸?shù)揭粺峤粨Q器(二級(jí)凈化系 統(tǒng))HEXC中。當(dāng)初級(jí)純水被熱交換器HEXC保持在一個(gè)固定的溫度時(shí)，它流入一 UV殺菌器 (二級(jí)凈化系統(tǒng))UVOl或一低壓UV氧化劑(二級(jí)凈化系統(tǒng))UV02，其中初級(jí)純水通過暴露 于UV射線而氧化或消毒。使通過UV殺菌器UVOl消過毒的初級(jí)純水經(jīng)過一離子交換樹脂 型混合離子清除過濾器(二級(jí)凈化系統(tǒng))MED以清除陽離子和陰離子，然后傳輸至UF裝置 (第一裝置)UFE。不能通過RO設(shè)備和離子清除過濾器清除的微粒等等，能夠通過UF裝置 UFE清除掉，使得它可能制備將用于本實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路器件的制造中的超純水 并可能使這樣制備的超純水流入使用點(diǎn)USEP。二級(jí)純水系統(tǒng)(子系統(tǒng)(二級(jí)純水循環(huán)系 統(tǒng)))是由每一個(gè)都用來從初級(jí)純水和使用點(diǎn)USEP制備超純水的設(shè)備形成的。在被送到使用點(diǎn)USEP的超純水中，它在使用點(diǎn)USEP沒有用完的一部分能夠返回 到中間存儲(chǔ)箱MIDT中，用來循環(huán)使用。在那些使用點(diǎn)USEP使用的超純水(以后稱作“廢 水”)中，那些作為超純水重復(fù)使用的超純水接受離子交換以清除陽離子和陰離子。然后 使用通過暴露于紫外線而具有消毒能力和通過一 RO膜而具有微粒清除能力的一 RO設(shè)備 R03，使廢水接受消毒處理和清除雜質(zhì)例如微粒，有機(jī)物，細(xì)菌和高分子離子的處理。在以上 描述的各種處理之后，廢水，和被RO設(shè)備ROl處理的原材料一起，被送到陽離子清除過濾器 CED1。在這些步驟之后，廢水的一部分變得可以作為超純水重新使用。圖6是圖4和5中闡明的UF裝置UFE的一 UF模塊的示意圖。圖7是沿著圖6的 A-A線取的橫截面圖。本實(shí)施方式中的UF模塊是通過在一底盤KOT上排列許多由聚砜膜或 聚酰亞胺膜形成的毛細(xì)空心纖維狀膜TYM，通過熱焊接使這多個(gè)空心纖維膜TYM在它們的 末端粘合并且通過該熱焊接，使這些空心纖維狀膜TYM粘附到該底盤上而制成的。如圖8中 所說明的，每一個(gè)空心纖維膜都是由聚砜膜或聚酰亞胺膜制成的，以致水、離子分子和低分子能夠穿透空心纖維膜TYM的里面，但高分子不能。由于這多個(gè)空心纖維膜TYM在底盤KOT 里面在末端都是互相熱焊接在一起，并且空心纖維膜TYM粘附在底盤上，那么從UF模塊流 出的僅僅是穿透到空心纖維膜TYM里面的初級(jí)純水，因此除去了高分子，也就是，超純水。當(dāng)這多個(gè)空心纖維膜TYM通過包含環(huán)氧樹脂作為原材料的粘合劑在末端互相熱 焊接在一起，粘合劑包含一種胺并且一部分這種胺以電離的形式存在。在該實(shí)施方式中， 另一方面，這多個(gè)空心纖維膜TYM在末端都是互相熱焊接在一起以致粘附的部分不包含 胺。因此該實(shí)施方式中的UF模塊的使用使得它可能阻止電離胺的流出，而這將在其它情況 下發(fā)生，那時(shí)初級(jí)純水流入U(xiǎn)F模塊，并且電離胺親水化(hydrophilized)并且因此與超純 水一起作為混合物流出。即使根據(jù)本實(shí)施方式的超純水制備系統(tǒng)制備的超純水剛好在將 成為一閃速存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元的MISFET的門氧化物膜的形成之前用在半導(dǎo)體襯底1的一 清洗步驟中，也可能阻止例如在門氧化物膜的形成之后在門氧化物膜和半導(dǎo)體襯底1之間 的界面上形成不均勻這樣的麻煩，這種麻煩在其它情況下將由于電離胺蝕刻半導(dǎo)體襯底引 起。這使得防止了門氧化物膜的擊穿電壓的降低，因此使它可能防止寫特性和擦特性的退 化。能夠防止門氧化物膜的擊穿電壓的降低以致于甚至是在除了存儲(chǔ)單元之外的MISFET 中，源和漏之間的電流的順暢的流動(dòng)也不會(huì)被干擾。在該實(shí)施方式中，這多個(gè)空心纖維膜 TYM通過熱焊接互相結(jié)合在一起，但是熱焊接可以用通過無胺聚氨酯材料的粘合來代替。如圖9所示，在UF裝置UFE (參照?qǐng)D4和5)的下游，可以排列具有環(huán)形薄片形狀 薄膜MBF的離子過濾器(第一過濾器)。經(jīng)過UF裝置UFE的超純水被提供給它的離子過濾 器，然后從膜MBF的一膜孔MBH進(jìn)入膜MBF。如圖10所示，在膜孔MBH中形成了一離子交換 根IER。超純水中的離子被吸收到該離子交換根IER并因此被清除。換句話說，即使分布 在UF裝置UFE(參照?qǐng)D4和5)的UF模塊中的許多空心纖維膜TYM通過含胺的粘合劑(例 如，環(huán)氧樹脂)在末端彼此粘合起來，并且電離胺與超純水一起流出去，它也能夠通過使水 經(jīng)過以上描述的離子過濾器被清除掉。如圖11所示，在圖4和5中闡明的實(shí)施方式的超純水準(zhǔn)備系統(tǒng)中可能省略陰離子 清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED并使一離子過濾器如圖9所示排列在UF裝置 的下游。在圖11中，熱交換器HEXS沒有顯示。當(dāng)該系統(tǒng)不包括這些過濾器時(shí)，具有能夠吸 收到它那里的陰離子的離子交換根的一離子過濾器IFA和具有能夠吸收到它那里的陽離 子的離子交換根的一離子過濾器IFC作為離子過濾器排列。不使用陰離子清除過濾器AED3 和混合離子清除過濾器MED，通過離子過濾器IFA和離子過濾器IFC能夠從初級(jí)純水中清除 陰離子和陽離子。此外，甚至當(dāng)電離胺從UF模塊中流掉時(shí)，它也能夠通過離子過濾器IFA 和IFC清除掉。在該實(shí)施方式的這樣一超純水制備系統(tǒng)中，陰離子清除過濾器AED3和混 合離子清除過濾器MED能夠省略，這樣有助于該系統(tǒng)的簡(jiǎn)化。這使得可能促進(jìn)該實(shí)施方式 的超純水制備系統(tǒng)的維護(hù)。如圖12所示，圖4和5所示的本實(shí)施方式的超純水制備系統(tǒng)中的陰離子清除過濾 器AED3和混合離子清除過濾器MED可以由以上所述的離子過濾器(二級(jí)過濾器)IFA和離 子過濾器(二級(jí)過濾器)IFC代替。在圖12中，熱交換HEXC沒有顯示。既然組成陰離子清 除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED的離子交換樹脂包含胺，當(dāng)初級(jí)純水經(jīng)過這些過 濾器時(shí)，電離胺有可能從陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED中泄漏。本發(fā) 明者們的測(cè)試表明電離胺從陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED泄漏出來，并且從陰離子清除過濾器AED3中的泄漏量更大。因此當(dāng)用離子過濾器IFA和IFC代替陰 離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED時(shí)，可能免于電離胺泄漏這樣的麻煩。如圖13所示，離子過濾器IFC可以安裝在管道(路徑)PL中用來把超純水從UF 裝置UFE傳輸?shù)绞褂命c(diǎn)USEP。使用點(diǎn)USEP不僅包括用在半導(dǎo)體襯底1的清洗(初級(jí)濕處 理)中的清洗和通風(fēng)裝置(初級(jí)濕處理裝置)而且包括其中使用超純水制備例如稀釋氫氟 酸這樣的化學(xué)溶液的化學(xué)溶液準(zhǔn)備裝置(初級(jí)濕處理裝置)。電離胺是陽離子以便管道PL 中離子過濾器IFC的安裝使得即使電離胺作為超純水中的混合物從UF裝置UFE中流出，也 可能通過過濾器IFC從將流入使用點(diǎn)USEP的超純水中清除電離胺。在該實(shí)施方式中，離子 過濾器IFC安裝在管道PL中?？梢詮某兯星宄婋x胺的混合離子清除過濾器代替離 子過濾器IFC。如圖14中所示，UF裝置UFE由多個(gè)UF模塊UFM制成。類似于如圖6中描述的UF 模塊，這些UF模塊UFM具有分布在它的內(nèi)部的許多由聚砜膜或聚酰亞胺膜制成的毛細(xì)空心 纖維膜。當(dāng)這多個(gè)空心纖維膜使用含胺粘合劑捆扎在一起時(shí)，電離胺可能被混合在從UF模 塊UFM中流出來的超純水中。在該實(shí)施方式中，以上描述的離子過濾器IFC因此分布在每 一個(gè)UF模塊UFM的上游。這使得即使電離胺被混合在從UF模塊UFM中流出來的超純水中， 也可能通過離子過濾器IFC清除電離胺。在處理上，離子過濾器IFC允許水通過的能力被 設(shè)置為大于UF模塊UFM。當(dāng)離子過濾器IFC的這一能力小于UF模塊UFM時(shí)，每一個(gè)UF模 塊UFM布置多個(gè)離子過濾器IFC以使得多個(gè)離子過濾器IFC的總能力超過一個(gè)UF模塊UFM 的能力。當(dāng)多個(gè)空心纖維膜通過一含胺粘合劑捆扎在一起作為以上描述的UF模塊UFM時(shí)， 電離胺的總量相對(duì)于胺的總量是小的。在總的胺中，僅僅電離胺親水化并從UF模塊UFM中 流出，經(jīng)過空心纖維膜。在UF裝置UFE中其期限根據(jù)經(jīng)過UF模塊的水的總量而變化的新 的UF模塊的布置之后，在一預(yù)設(shè)期限的流逝后，大部分以電離形式存在的胺與超純水一起 從UF模塊中流出。如圖15所示，用來安裝新UF模塊UFMN的地區(qū)建立在UF裝置UFE中。 經(jīng)過了陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED的初級(jí)純水流入安裝在該地區(qū) 的新UF模塊UFMN，也流入其它UF模塊UFM。當(dāng)包含存在于新UF模塊UFMN中的電離胺的 超純水流入陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED的上游時(shí)，流入新UF模塊 UFMN的初級(jí)純水從UF模塊UFMN中流出來，然后與它上游的初級(jí)純水混合。超純水，與初 級(jí)純水一起，然后流入陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED。這里使用的陰 離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED每一個(gè)在它的內(nèi)部KOTl都有多個(gè)離子交 換樹脂IEJ，如圖16所示那樣排列。如圖17所示，離子交換樹脂IEF每一個(gè)都有吸收進(jìn)它 那里的流入到內(nèi)部KOTl的初級(jí)純水中的離子的一離子交換根IER1。包含在超純水中的電 離胺是陽離子，以便于它能夠被混合離子清除過濾器MED吸收和清除。已經(jīng)清除了電離胺 的超純水與初級(jí)純水一起再次流入U(xiǎn)F裝置UFE中。然后重復(fù)以上描述的步驟。通過這些 步驟，新的UF模塊UFMN能夠被清洗以清除其中存在的電離胺，因此用作電離胺的清除的初 級(jí)純水能夠用來再循環(huán)使用而不被拋棄。由本發(fā)明者們作的測(cè)試表明當(dāng)具有約106mm的直 徑和1150mm的高度的圓柱用作一新的UF模塊UFMN時(shí)，當(dāng)大約每小時(shí)3m3的初級(jí)水經(jīng)過新 的UF模塊UFMN時(shí)，電離胺從新的UF模塊UFMN中的流失停止大約2到3個(gè)月(適宜大約 3個(gè)月)。在這一步驟之后免于電離胺泄漏的這樣一新的UF模塊UFMN能夠用作舊的UF模
16塊UFM的代替品。將布置的這種新的UF模塊UFMN的數(shù)量必須等于或大于用過的且需要代 替的UF模塊的數(shù)量。新模塊的數(shù)量能夠根據(jù)舊的UF模塊UFM是全部代替還是部分代替自
由地設(shè)置。或者，如上所描述的新的UF模塊UFMN能夠安裝在一路徑里(參照?qǐng)D4和5)，用來 使在使用點(diǎn)USEP超純水中未使用的一部分流回到一中間存儲(chǔ)箱MIDT中。流入新的UF模 塊UFMN的超純水作為包含新UF模塊UFMN中存在的電離胺的超純水從那里流出。該含電 離胺的超純水被送到中間存儲(chǔ)箱MIDT中(參照?qǐng)D4和5)并在那里與初級(jí)純水混合。當(dāng)初 級(jí)純水經(jīng)過混合離子清除過濾器MED (參照?qǐng)D4和5)時(shí)，能夠清除電離胺。已經(jīng)清除了電 離胺的超純水與初級(jí)水一起再次流入U(xiǎn)F裝置UFE中。然后重復(fù)以上描述的步驟。通過這 些步驟，存在于新的UF模塊UFMN中的電離胺能夠被清除。此外，用來清除電離胺的超純水 能夠用來再循環(huán)使用而不被拋棄。如上所描述的，組成陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED的離子交 換樹脂IEJ(參照?qǐng)D16和17)包含一種胺。在離子交換樹脂中的胺不含有那么多的電離 胺。如同在UF模塊UFM中時(shí)，電離胺親水化并不可避免地從陰離子清除過濾器AED3和混 合離子清除過濾器MED中流出來。因此可能通過在與新的UF模塊UFMN排列的地方相似的 地方布置新的陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED而清除包含在離子交換 樹脂IEJ中的電離胺。通過使新的陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器MED安 裝在一路徑里(參照?qǐng)D4和5)，使在使用點(diǎn)USEP超純水的未使用的一部分流回到一中間存 儲(chǔ)箱MIDT中，包含在離子交換樹脂IEJ中的電離胺能夠如在新的UF模塊UFMN中的情況一 樣，被清除。當(dāng)通過以上步驟制備的超純水使用在形成以上所描述的場(chǎng)絕緣膜6(參照?qǐng)D3) 的氮化硅膜已經(jīng)被清除了的半導(dǎo)體襯底1的清洗步驟中時(shí)，能夠使用如圖18所示的清洗和 通風(fēng)設(shè)備。通過已經(jīng)參照?qǐng)D4到17描述的本實(shí)施方式的超純水制備系統(tǒng)制備的超純水流 入處理箱SCl和純水箱QDRl，QDR2，OFl，0F2 (參照?qǐng)D4和5)，它們每一個(gè)都是超純水使用 點(diǎn)USEP。如以上使用圖13所描述的，具有能夠吸收到它那里的陽離子的離子交換根的離 子過濾器IFC或混合離子清除過濾器MED可以安裝在各自的管道中，用來使超純水流入處 理箱SCl和純水箱QDR1，QDR2，0F1, 0F2。往處理箱SCl中流入H2O2和NH4OH,而往處理箱 HF中流入使用本實(shí)施方式的超純水制備的稀釋氫氟酸。通過這樣一清洗和通風(fēng)設(shè)備清洗半 導(dǎo)體襯底1，如下所描述。首先，在處理箱SCl中用ΝΗ40Η/Η202/Η20進(jìn)行清洗，接著在純水箱 QDRl和OFl中用超純水進(jìn)行清洗。在處理箱HF中用稀釋氫氟酸清洗之后，在純水箱QDR2 和0F2中用超純水進(jìn)行清洗。然后通過IPA(異丙醇)蒸氣干燥法干燥半導(dǎo)體襯底1，即通 過用如圖18所描述的清洗和通風(fēng)設(shè)備完成半導(dǎo)體襯底1的清洗步驟。當(dāng)如圖18所描述的 清洗和通風(fēng)設(shè)備應(yīng)用于不需要在處理箱SCl和純水箱QDRl和OFl中的處理的另一清洗步 驟時(shí)，清洗步驟可以從在處理箱HF中的處理開始。圖19是一稀釋氫氟酸制備系統(tǒng)的示意圖。該稀釋氫氟酸制備系統(tǒng)是使用點(diǎn) USEP(參照?qǐng)D4和5)中的一個(gè)。使用圖4到17描述的本實(shí)施方式的超純水制備系統(tǒng)制備 的超純水首先以一預(yù)設(shè)的量流入純水稱量箱TANK 1中。如以上參照?qǐng)D13所描述的，具有 離子交換根能夠吸收到它那里的陽離子的離子過濾器IFC或混合離子清除過濾器MED可以 安裝在各自的管道中，用來使超純水流入純水稱量箱TANKl中。從一氫氟酸筒CANl中流出到一未稀釋氫氟酸箱TANK 2的未稀釋氫氟酸通過被從未稀釋氫氟酸箱TANK 2傳輸?shù)揭粴?氟酸稱量箱TANK 3中而被稱量。然后使超純水和未稀釋氫氟酸各自從純水稱量箱TANK 1 和氫氟酸稱量箱TANK 3中流入混合箱TANK 4中，在那里超純水和未稀釋氫氟酸以一個(gè)預(yù) 設(shè)的比例混合制備稀釋氫氟酸。在該實(shí)施方式中，作為例子顯示的是未稀釋氫氟酸和超純 水1 99或1 19的混合物。稀釋氫氟酸然后從混合箱TANK 4流出到一輸送箱TANK 5 中，由此它能夠提供給一清洗和通風(fēng)設(shè)備。在用來形成場(chǎng)絕緣膜6(參照?qǐng)D3)的氮化硅膜被清除和半導(dǎo)體襯底1的清洗之 后，它的表面被氧化以在上面形成具有約20nm的厚度的柵絕緣膜8。使用被光刻術(shù)圖形化 的一光刻膠膜(沒有顯示)進(jìn)行濕刻，區(qū)域IC中的柵絕緣膜9被選擇性地清除。在該實(shí)施 方式中，可以使用圖4到17描述的本實(shí)施方式的超純水制備系統(tǒng)制備的超純水的一濕刻設(shè) 備(參照?qǐng)D20)進(jìn)行濕刻。超純水流入純水箱QDR3，0F3和0F4中的每一個(gè)中，它們都是超 純水使用點(diǎn)USEP(參照?qǐng)D4和5)。如以上參照?qǐng)D13所描述的，具有離子交換根能夠吸收到 它那里的陽離子的離子過濾器IFC或混合離子清除過濾器MED可以安裝在各自的管道中， 用來使超純水流入純水箱QDR3，0F3和0F4中。一蝕刻箱ETCH包括用來蝕刻氧化硅膜的蝕 刻溶液。在柵絕緣膜8通過濕刻設(shè)備的這樣一濕刻步驟中，通過使半導(dǎo)體襯底1沉浸在蝕 刻箱TANK中，濕刻了柵絕緣膜8。在用純水箱0F3和0F4中的超純水清洗半導(dǎo)體襯底1之 后，通過旋轉(zhuǎn)式脫水干燥半導(dǎo)體襯底1，因此完成了如圖20所示的柵絕緣膜8用濕刻設(shè)備濕 刻的步驟。在光刻膠膜的清除之后，半導(dǎo)體襯底1被清洗，例如，通過如圖21所述的一清洗和 通風(fēng)設(shè)備?；趫D4到17所描述的本實(shí)施方式的超純水制備系統(tǒng)制備的超純水流入到處 理箱SC2和SC3，純水箱QDR3，QDR4，0F5和0F6中的每一個(gè)，它們每一個(gè)都是超純水的使 用USEP的一個(gè)點(diǎn)(參照?qǐng)D4和5)。如以上參照?qǐng)D13所描述的，具有能夠吸收到它那里的 陽離子的離子交換根的離子過濾器IFC或混合離子清除過濾器MED可以安裝在各自的管道 中，用來輸送給處理箱SC2和SC3，純水箱QDR3，QDR4，0F5和0F6中。往處理箱SC2中流入 H2O2和NH4OH,而往處理箱SC3中流入H2O2和HCl (鹽酸)。通過這樣一清洗和通風(fēng)設(shè)備以如 下方式清洗半導(dǎo)體襯底1。首先，在處理箱SC2中用ΝΗ40Η/Η202/Η20進(jìn)行清洗，接著在純水 箱QDR3和0F5中用超純水進(jìn)行清洗。在處理箱SC3中用HC1/H202/H20清洗之后，在純水箱 QDR4和0F6中用超純水進(jìn)行清洗。半導(dǎo)體襯底1然后通過IPA蒸氣干燥法干燥，因此通過 如圖21所描述的清洗和通風(fēng)設(shè)備完成半導(dǎo)體襯底1的清洗步驟。如圖22所示，半導(dǎo)體襯底1的表面被氧化以在區(qū)域IC中的ρ型井4的表面上形 成具有約IOnm的厚度的柵絕緣膜(隧道氧化物膜)9。柵絕緣膜9可以具有一不大于IOnm 的厚度，例如，約5nm。通過CVD，在半導(dǎo)體襯底1的主表面(器件表面)上淀積約200nm厚的多晶Si膜 (第一導(dǎo)電膜)10。可以通過在半導(dǎo)體襯底1上用CVD淀積無定形Si然后熱處理該無定形 Si使無定形Si轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑i而形成該多晶Si膜10。在多晶Si膜10的表面上淀積一磷化鹽玻璃(沒有顯示)之后，例如，通過涂層法， 熱處理半導(dǎo)體襯底1以在多晶Si膜10中引進(jìn)P。在清除磷化鹽玻璃膜之后，通過一被光刻 術(shù)圖形化的光刻膠膜(沒有顯示)作為掩模，圖形化多晶Si膜10。這使得可能在區(qū)域IC 中留下多晶Si膜10，以在區(qū)域1D，1E2和IF中分別形成柵電極10D，10E2和10F。在清除
18用來圖形化多晶Si膜10的光刻膠膜之后，在950°C下進(jìn)行熱處理以在多晶Si膜10(包括 柵電極10D，10E2和10F)的表面上形成氧化硅膜(第一絕緣膜)11。在用超純水清洗半導(dǎo)體襯底1的步驟中，如果超純水含有電離胺，它必然蝕刻組 成半導(dǎo)體襯底ι的Si。如圖23所示，它是區(qū)域IC的放大的圖，柵絕緣膜9和半導(dǎo)體襯底 l(p型井4)之間的界面變得不均勻。這個(gè)不均勻反過來影響在柵絕緣膜9上形成的薄膜的 形狀，并且柵絕緣膜9與多晶Si膜10之間的界面或者多晶Si膜10與氧化硅膜11之間的 界面有時(shí)變得不均勻。使用基于圖4到17描述的實(shí)施方式的超純水制備系統(tǒng)，能夠防止在超純水中包含 電離胺。使用根據(jù)該實(shí)施方式制備的超純水因此能夠防止在柵絕緣膜9與半導(dǎo)體襯底1 (ρ 型井)(參照?qǐng)D24)之間的界面上形成不均勻。這使得可能防止柵絕緣膜的擊穿電壓的降 低，以致當(dāng)將成為閃速存儲(chǔ)器的一存儲(chǔ)單元的MISFET在區(qū)域IC中形成時(shí)，能夠防止往存 儲(chǔ)單元中寫特性和擦特性的退化。本發(fā)明者們以圖25顯示的方式測(cè)量了柵絕緣膜9的擊穿電壓。具體地描述，當(dāng)約 為1X10_"的電流在半導(dǎo)體襯底1和多晶Si膜10之間傳輸時(shí)，用一個(gè)探針測(cè)量所施加的 電壓。在圖25中，省略了除了半導(dǎo)體襯底1，場(chǎng)絕緣膜6，柵絕緣膜9和多晶Si膜10之外 的元件。圖26到30是柵絕緣膜9的擊穿電壓在半導(dǎo)體晶片(半導(dǎo)體襯底1)的整個(gè)表面 上多個(gè)位置的測(cè)試結(jié)果。在顯示電壓低于8V的地方的柵絕緣膜9因?yàn)閾舸╇妷旱慕档捅?認(rèn)為是缺陷。圖26顯示了剛好在用新的代替了 UF裝置UFE的UF模塊UFM (參照?qǐng)D14)后制備 的超純水清洗半導(dǎo)體襯底1后形成的柵絕緣膜9的擊穿電壓的測(cè)試結(jié)果。在圖26中，顯示 的是UF裝置沒有裝配如圖14所示的離子過濾器IFC的情況下的結(jié)果。如上使用圖14所描 述的那樣，UF模塊UFM每一個(gè)在體內(nèi)都具有許多用含胺粘合劑捆扎在一起的空心纖維膜。 在一種新的UF模塊UFM中，一部分胺以離子的形式存在。電離胺水化并與超純水一起作為 混合物從UF模塊中流出。在用超純水清洗半導(dǎo)體襯底1的步驟中，該電離胺必然蝕刻組成 半導(dǎo)體襯底1的Si，因此在表面和柵絕緣膜9之間的界面上形成不均勻。已經(jīng)從圖26顯示 的測(cè)試結(jié)果中確證該不均勻降低了柵絕緣膜9的擊穿電壓。圖27顯示了剛好在用新的代替了陰離子清除過濾器AED3和混合離子清除過濾器 MED(參照?qǐng)D4和5)后制備的超純水清洗半導(dǎo)體襯底1后形成的柵絕緣膜9的擊穿電壓的 測(cè)試結(jié)果。與圖26中顯示的結(jié)果相似，在圖27中顯示的是圖14所示的離子過濾器IFC沒 有安裝的情況下的結(jié)果。如上面圖12所描述，組成陰離子清除過濾器AED3和混合離子清 除過濾器MED的離子交換樹脂包含胺以致當(dāng)初級(jí)水經(jīng)過這些過濾器時(shí)，電離胺從它們中流 出。這種電離胺水化并與超純水一起作為混合物從UF裝置UFE中流出。與圖26中顯示的 結(jié)果相似，該電離胺必然蝕刻組成半導(dǎo)體襯底1的Si，因此在它的表面和它上面的柵絕緣 膜9之間的界面上形成不均勻。已經(jīng)從圖27顯示的測(cè)試結(jié)果中確證該不均勻降低了柵絕 緣膜9的擊穿電壓。圖28顯示了通過使用了長時(shí)間(例如，至少3個(gè)月)的UFE裝置UFE的UF模塊 UFM制備的超純水清洗半導(dǎo)體襯底1后形成的柵絕緣膜9的擊穿電壓的測(cè)試結(jié)果。與圖26 或27中顯示的結(jié)果相似，在圖28中顯示的是圖14所示的離子過濾器IFC沒有安裝的情況 下的結(jié)果。如上面圖15所描述，當(dāng)根據(jù)經(jīng)過UF模塊UFM的水的量而變化的一預(yù)設(shè)期限流逝后，大部分以電離胺形式存在的胺與超純水一起從UF模塊中流出。如果它們已經(jīng)使用了 長時(shí)間，以致不出現(xiàn)半導(dǎo)體襯底1和柵絕緣膜9之間界面上的不均勻，在其它情況下該不均 勻?qū)⒆鳛殡婋x胺蝕刻組成半導(dǎo)體襯底1的Si的結(jié)果而形成，電離胺從UF模塊UFM中流出 是不可能的。同樣可以從圖28顯示的測(cè)試結(jié)果中確證因?yàn)橐种屏诉@樣一麻煩，柵絕緣膜9 的擊穿電壓免于降低。圖29顯示了通過用新的代替UF模塊UFM并且在UF裝置UFE的下游布置一混合 離子清除過濾器MED制備的超純水清洗半導(dǎo)體襯底1(參照?qǐng)D13)后形成的柵絕緣膜9的 擊穿電壓的測(cè)試結(jié)果。在這種情況下，從新的UF模塊UFM中流出的電離胺能夠被混合離子 清除過濾器MED清除掉，以致不出現(xiàn)半導(dǎo)體襯底1和柵絕緣膜9之間界面上的不均勻，在其 它情況下該不均勻?qū)⒆鳛殡婋x胺蝕刻組成半導(dǎo)體襯底1的Si的結(jié)果而形成。同樣可以從 圖29顯示的測(cè)試結(jié)果中確證因?yàn)橐种屏诉@樣一麻煩，柵絕緣膜9的擊穿電壓免于降低。圖30顯示了通過用新的代替UF模塊UFM并且在UF裝置UFE的下游布置一離子 過濾器IFC(參照?qǐng)D11)制備的超純水清洗半導(dǎo)體襯底1 (參照?qǐng)D13)后形成的柵絕緣膜9 的擊穿電壓的測(cè)試結(jié)果。在這種情況下，從新的UF模塊UFM中流出的電離胺能夠被離子過 濾器IFC清除掉，以致不出現(xiàn)半導(dǎo)體襯底1和柵絕緣膜9之間界面上的不均勻，在其它情況 下該不均勻?qū)⒆鳛殡婋x胺蝕刻組成半導(dǎo)體襯底1的Si的結(jié)果而形成。同樣可以從圖30顯 示的測(cè)試結(jié)果中確證因?yàn)橐种屏诉@樣一麻煩，柵絕緣膜9的擊穿電壓免于降低。圖31闡明了由規(guī)格分類的，作為用超純水清洗的結(jié)果的半導(dǎo)體襯底上電離胺的 總數(shù)和由圖25描述的測(cè)試方法研究的缺陷柵絕緣膜9的存在或缺乏之間的關(guān)系。這時(shí)，超 純水以15升/分的速度流入清洗和通風(fēng)設(shè)備(參照?qǐng)D18)中。清洗步驟從處理箱HF中的 處理開始。在清除形成在區(qū)域IC中的柵絕緣膜8以暴露組成半導(dǎo)體襯底1的Si之后，在純 水箱QDR2和0F2中進(jìn)行處理。由于混在超純水中的電離胺的總量是很小的，純水箱0F2中 的處理時(shí)間調(diào)節(jié)到大約100分鐘以便半導(dǎo)體襯底1上的電離胺的總量在超純水制備系統(tǒng)的 各規(guī)格中是顯然不同的。用“P測(cè)試”指示的項(xiàng)表明根據(jù)圖25中所示的測(cè)試方法(它以后 被稱作“取樣測(cè)試”)的測(cè)試結(jié)果。在將要被測(cè)試的超純水制備系統(tǒng)的各種規(guī)格中，用“ReF” 指示的規(guī)格具有UF裝置UFE的UF模塊UFM，它的模塊已經(jīng)使用了一段長時(shí)間(例如，大約 三個(gè)月或更長)。用“新UF”指示的規(guī)格具有如同UF裝置UFE的模塊一樣的新UF模塊。規(guī) 格1表明用同以上使用圖15描述的方式相似的方式清洗約2個(gè)星期后，用新UF模塊UFM安 裝的UF裝置UFE。規(guī)格2表明用同以上使用圖15描述的方式相似的方式清洗約6個(gè)星期 后，用新UF模塊安裝的UF裝置UFE。規(guī)格3表明用新UF模塊安裝并在UF裝置UFE的下游 (在UF裝置UFE和使用點(diǎn)USEP之間)排列有一種陽離子軟化(cation deminer)和一種陰 離子軟化(aniondeminer)的UF裝置UFE。。規(guī)格4表明用新UF模塊安裝并在UF裝置UFE 的下游(在UF裝置UFE和使用點(diǎn)USEP之間)排列有一種離子過濾器IFA和一種離子過濾 器IFC的UF裝置UFE (圖11)。作為這些規(guī)格中電離胺的附連總量里的比較的一個(gè)結(jié)果，設(shè) 想ReF中電離胺的附連總量是100，在新UF中，規(guī)格1，規(guī)格2和規(guī)格3中的總量大于在ReF 中。根據(jù)取樣測(cè)試的結(jié)果，新UF和規(guī)格1被判斷為缺陷。雖然規(guī)格2作為取樣測(cè)試的結(jié)果 被判斷為缺陷，它的缺陷輕于新UF或規(guī)格1的缺陷。從這些結(jié)果中，確證的是本實(shí)施方式 的超純水制備系統(tǒng)的效力，特征在于通過UF裝置和離子交換樹脂型離子清除過濾器(離子 過濾器IFA和離子過濾器IFC)或排列在UF裝置UFE下游(UF裝置和使用點(diǎn)USEP之間)的軟化(陽離子清除過濾器和陰離子清除過濾器)清除電離胺，以及在清洗一預(yù)設(shè)期限后 如圖15中所述的新UF模塊UFM的使用的效力。圖32說明了柵絕緣膜9的缺陷百分率和從用新的代替UF裝置UFE的UF模塊UFM 的日期計(jì)算起，用超純水清洗半導(dǎo)體襯底1的日期之間的關(guān)系。在用新的代替UF模塊UFM 之后，當(dāng)本實(shí)施方式的閃速存儲(chǔ)器的批量生產(chǎn)(清洗步驟)重新開始時(shí)，純水中的TOC含 量，它的比電阻和純水中溶解的氧的濃度已經(jīng)恢復(fù)它們正常的值，更具體地說，大約分布為 1.0±0.2ppb，18.25MQ和20士3.0ppb。雖然當(dāng)這些TOC含量，電阻率和溶解的氧的濃度已 經(jīng)恢復(fù)正常的值時(shí)批量生產(chǎn)重新開始，某些柵絕緣膜9是有缺陷的，意味著這些元件與柵 絕緣膜9的缺陷百分率沒有關(guān)系。超純水的TOC含量，比電阻和溶解的氧的濃度，在用新的 代替UF模塊UFM之后，各自成為以上描述的值約1. 5天，約0. 5天和約0. 5天，以便在用新 的代替UF模塊UFM之后大約3天，即使制備超純水，也不進(jìn)行清洗步驟。緊接著在用新的 代替UF模塊UFM那一天之后，柵絕緣膜9的缺陷百分率增加，接著逐日下降。這樣發(fā)生是 因?yàn)楫?dāng)初級(jí)純水經(jīng)過UF模塊UFM時(shí)，存在于新UF模塊UFM中的電離胺流出去并且它的總 量減小。從以上描述的結(jié)果，能夠確證如圖15中所述新UF模塊UFM的一段預(yù)設(shè)期限的清 洗步驟的效力。如在圖33中所示，一氮化硅膜13，一氧化硅膜14和一氮化硅膜15相繼堆疊在半 導(dǎo)體襯底1上。這些氮化硅膜13和15，例如，通過CVD淀積形成，而氧化硅膜14，例如，通 過熱處理半導(dǎo)體襯底1形成。氧化硅膜11，14和氮化硅膜13，15共同被稱作隔層電容器膜 16。被光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜(沒有顯示)作為掩模，干刻隔層電容器膜16以從區(qū)域 1A，IB中清除隔層電容器膜16。在區(qū)域IA中ρ型井4的表面和區(qū)域IB中η型井3的表面上，通過氧化處理形成 一氧化硅膜(沒有顯示)。然后，BF2注入到區(qū)域IA中ρ型井4和區(qū)域IB中η型井3中。在清除用來干刻隔層電容器膜16的光刻膠膜之后，氧化半導(dǎo)體襯底1的表面，例 如，如圖34所示，以在區(qū)域IA中ρ型井4和區(qū)域IB中η型井3中形成厚約13. 5nm柵絕緣 膜17。在半導(dǎo)體襯底1的主表面上，相繼堆疊一多晶Si膜(第二導(dǎo)電膜)18，15、膜(第 二導(dǎo)電膜)19和氧化硅膜20。在多晶Si膜18的淀積之后，可以通過涂層法淀積一磷酸鹽 玻璃膜(沒有顯示)，接著通過半導(dǎo)體襯底1的熱處理以在多晶Si膜18中引入P。如圖35所示，使用被光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜(沒有顯示)作為掩模，圖形化 氧化硅膜20。在清除光刻膠膜之后，通過氧化硅膜20作為掩模，干刻WSix膜19和多晶Si 膜18。通過這一步，在區(qū)域IA和IB中，能分別形成由WSix膜19和多晶Si膜18制成的柵 電極29A和29B，而在區(qū)域IC中，形成由WSix膜19和多晶Si膜18制成的控制柵電極。在 區(qū)域1E2，1D，IF中，蝕刻隔層電容器膜16而留下氮化硅膜13。如圖36所示，在區(qū)域IC中以氧化硅膜20作為掩模干刻多晶Si膜10，因此形成一 浮動(dòng)?xùn)烹姌O24。除了區(qū)域IC之外的一區(qū)域被光刻膠膜覆蓋以便能夠防止暴露于蝕刻氣氛 中。這里，浮動(dòng)?xùn)烹姌O24，隔層電容器膜16和控制柵電極22共同稱作柵電極25。然后進(jìn) 行氧化處理以在柵電極25，29A和29B的側(cè)壁和上表面上形成一薄的氧化硅膜30。如圖37所示，使用光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜(沒有顯示)作為掩模，通過離子 注入在柵電極25的一側(cè)面上的ρ型井4中注入一 η型雜質(zhì)(例如，P)，接著熱處理。
在清除光刻膠膜之后，在區(qū)域1A，IB, 1E2和ID上形成一新的光刻膠膜(沒有顯 示)。通過這光刻膠膜作為掩模，通過離子注入在η型井3中注入一 ρ型雜質(zhì)(例如，BF2), 因此形成一 P—型半導(dǎo)體區(qū)域31。在從區(qū)域1Α，1C，1Ε2和ID中清除光刻膠膜之后，在區(qū)域IB和IE上形成另一光刻 膠膜(沒有顯示)。通過這光刻膠膜作為掩模，通過離子注入在P型井4中注入一 η型雜 質(zhì)(例如，P)以形成一 η—型半導(dǎo)體區(qū)域32。然后，從區(qū)域IB和IF中清除該光刻膠膜。如圖38中所示，然后通過CVD在半導(dǎo)體襯底1上淀積氧化硅膜。通過氧化硅膜的 各向異性蝕刻，通過在柵電極29Α，29Β, 25，10Ε2, IOD和IOF的側(cè)壁上留下氧化硅膜，形成側(cè) 壁隔離器33。然后在區(qū)域IB和IF上和柵電極29Α，25，10Ε2和IOD上形成一光刻膠膜(沒有顯 示)以便于用該光刻膠膜覆蓋柵電極IOD的一側(cè)面上的η_型半導(dǎo)體區(qū)域32的一預(yù)設(shè)范圍。 通過該光刻膠膜作為掩模，通過離子注入在P型井4中注入一 η型雜質(zhì)(例如，P)。在清除光刻膠膜之后，在區(qū)域1Α，1C，1Ε2和ID上和柵電極29Β和IOF上形成另一 光刻膠膜(沒有顯示)以便于用該光刻膠膜覆蓋柵電極IOD的一側(cè)面上的ρ—型半導(dǎo)體區(qū)域 31的一預(yù)設(shè)范圍。通過這光刻膠膜作為掩模，通過離子注入在η型井3中注入一 ρ型雜質(zhì) (例如，BF2)。在清除光刻膠膜之后，在約90(TC熱處理半導(dǎo)體襯底1，因此形成P+型半導(dǎo)體 區(qū)域34和n+型半導(dǎo)體區(qū)域35和35A。通過這些步驟，能夠分別在區(qū)域1A，IB, 1C，1E2，ID 和IF中形成5V型pMISQA，5V型nMISQB，將成為一閃速存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元的MISQC，一高擊 穿電壓負(fù)載nMISQE2，一高擊穿電壓一邊補(bǔ)償nMISQD和一高擊穿電壓一邊補(bǔ)償pMISQF。如圖39中所描述，然后通過CVD在半導(dǎo)體襯底1上淀積約150nm厚的一氧化硅膜 36。使用被光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜(沒有顯示)作為掩模，干刻該氧化硅膜36，因此在 氧化硅膜36中形成一到達(dá)η.型半導(dǎo)體區(qū)域35Α的接觸孔38Α。在清除該光刻膠膜之后，通過CVD在半導(dǎo)體襯底1上淀積一無定形Si膜，因此使 該無定形Si膜嵌入接觸孔38Α中。然后通過熱處理該無定形Si膜形成一多晶Si膜。通 過被光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜(沒有顯示)作為掩模的干刻，圖形化該多晶Si膜以形成 一互連TG。然后熱處理半導(dǎo)體襯底1，因此在該互連TG的表面上形成一氧化硅膜36Α。如圖40所示，通過CVD在半導(dǎo)體襯底1上淀積一 BPSG膜37，接著在N2氣氛中約 900°C熱處理半導(dǎo)體襯底以使BPSG膜37的表面平坦。通過由光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜(沒有顯示)，干刻BPSG膜37，氧化硅膜36和 柵絕緣膜8，17，因此形成一接觸孔38。在用來使接觸孔38鉆孔的光刻膠膜清除之后，通過濺射在接觸孔38中和BPSG膜 上淀積約30nm厚的一 MoSi (硅化鉬)膜以形成一阻擋電導(dǎo)膜。在該阻擋電導(dǎo)膜上，通過濺 射淀積嵌入接觸孔38的一金屬膜。該金屬膜主要由Al (鋁)組成并包含Cu(銅)。然后在 該金屬膜上通過淀積一 MoSi膜形成一消反射膜。阻擋電導(dǎo)膜具有阻止金屬膜中的Al擴(kuò)散 進(jìn)BPSG膜37和氧化硅膜36的作用，而該消反射膜用來阻止在后來步驟中在消反射膜上緊 接著光刻膠膜的形成的不規(guī)則反射。使用被光刻術(shù)圖形化的一光刻膠膜(沒有顯示)的干刻，圖形化消反射膜，金屬膜 和阻擋電導(dǎo)膜以形成一互連39，因此制造了該實(shí)施方式的閃速存儲(chǔ)器。迄今為止基于本發(fā)明的實(shí)施方式具體描述了由本發(fā)明者們得到的本發(fā)明。不必說
22明本發(fā)明不限于本實(shí)施方式，不離開本發(fā)明的要旨可以有一定程度的修改。例如，描述了在一閃速存儲(chǔ)器的制造中使用以上描述的實(shí)施方式制備的超純水來 清洗半導(dǎo)體襯底的步驟，但是它也可以應(yīng)用于除了閃速存儲(chǔ)器之外的一種半導(dǎo)體集成電路 器件(例如，邏輯電路)的制造的過程中的清洗步驟。在本申請(qǐng)公開的發(fā)明中，將接著簡(jiǎn)單地描述有代表性的那些獲得的效果。在用于一半導(dǎo)體集成電路器件的制造的超純水的制備步驟中，可能防止電離胺流 入到超純水中，使得有可能阻止在其它情況下由于形成柵絕緣膜和半導(dǎo)體襯底之間界面上 的不均勻?qū)l(fā)生的柵絕緣膜的擊穿電壓降低。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，包括以下步驟(a)準(zhǔn)備晶片；(b)在第一濕處理設(shè)備中清洗該晶片的表面；(c)在步驟(b)清洗的晶片的表面上形成隧道氧化物膜；(d)在步驟(c)之后，在該晶片的表面上分別形成浮動(dòng)?xùn)烹姌O、隔層電容器膜、和控制柵電極；其中步驟(b)的清洗步驟使用凈化水進(jìn)行，該凈化水通過如下步驟凈化(b1)將第一水引入到第一水凈化系統(tǒng)中并凈化第一水，從而從所述第一水凈化系統(tǒng)引出第一凈化水；(b2)將所述第一凈化水引入到具有純水循環(huán)系統(tǒng)的第二水凈化系統(tǒng)中，并凈化第一凈化水，從而從所述純水循環(huán)系統(tǒng)上的第一供應(yīng)點(diǎn)引出第二凈化水；以及(b3)向第一濕處理設(shè)備提供所述第二凈化水，從而在步驟(b)中清洗該晶片的表面；其中，所述步驟(b3)包含下列子步驟(b3 1)使所述第二凈化水通過至少能夠去除陽離子的離子過濾器，所述離子過濾器布置在所述第一供應(yīng)點(diǎn)和所述第一濕處理設(shè)備中的使用點(diǎn)之間，所述離子過濾器具有環(huán)形薄片形狀的薄膜，以及(b3 2)向所述使用點(diǎn)提供通過所述離子過濾器的第二凈化水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中所述離子過濾器是薄膜型離子去除過濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中所述隧道氧化物膜在絕緣性上等效于厚度為20nm 或更小的氧化硅膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中所述隧道氧化物膜在絕緣性上等效于厚度為IOnm 或更小的氧化硅膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中所述隧道氧化物膜在絕緣性上等效于厚度為5nm 或更小的氧化硅膜。
6.一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，包括以下步驟(a)準(zhǔn)備晶片；(b)在第一濕處理設(shè)備中清洗該晶片的表面；(c)在經(jīng)步驟(b)清洗后的晶片的表面上形成柵絕緣膜；(d)在步驟(c)之后，在該晶片的表面上形成柵電極；其中步驟(b)的清洗步驟使用凈化水進(jìn)行，該凈化水通過如下步驟凈化 (bl)將第一水引入到第一水凈化系統(tǒng)中并凈化第一水，從而從所述第一水凈化系統(tǒng)引 出第一凈化水；(b2)將所述第一凈化水引入到具有純水循環(huán)系統(tǒng)的第二水凈化系統(tǒng)中，并凈化第一凈 化水，從而從所述純水循環(huán)系統(tǒng)上的第一供應(yīng)點(diǎn)引出第二凈化水；以及(b3)向第一濕處理設(shè)備提供所述第二凈化水，從而在步驟(b)中清洗該晶片的表面； 其中，所述步驟(b3)包含下列子步驟(b3-l)使所述第二凈化水通過至少能夠去除陽離子的離子過濾器，所述離子過濾器布 置在所述第一供應(yīng)點(diǎn)和所述第一濕處理設(shè)備中的使用點(diǎn)之間，所述離子過濾器具有環(huán)形薄 片形狀的薄膜，以及(b3-2)向所述使用點(diǎn)提供已經(jīng)通過所述離子過濾器的第二凈化水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的制造方法，其中所述離子過濾器是薄膜型離子去除過濾器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的制造方法，其中所述柵絕緣膜在絕緣性上等效于厚度為20nm或更 小的氧化硅膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的制造方法，其中所述柵絕緣膜在絕緣性上等效于厚度為IOnm或更 小的氧化硅膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的制造方法，其中所述柵絕緣膜在絕緣性上等效于厚度為5nm或更 小的氧化硅膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體集成電路器件的制造方法，包括在一超純水制備系統(tǒng)中排列里面具有一UF模塊的UF裝置，它通過在它的內(nèi)部排列許多由聚砜膜或聚酰亞胺膜組成的毛細(xì)空心纖維膜，通過熱焊接使這多個(gè)空心纖維膜在它們的末端粘合起來，并通過這一熱焊接，同時(shí)使空心纖維膜粘合到底盤上而制成。在將用于半導(dǎo)體集成電路器件的制造的超純水的制備上，本發(fā)明使得可能防止電離胺流入到超純水中。
文檔編號(hào)H01L29/792GK101894798SQ20101000252
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者小笠原邦男, 高橋理 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所;瑞薩北日本半導(dǎo)體公司