專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在硅片表面形成氧化層的方法
一種在硅片表面形成氧化層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種在硅片表面形成氧化層的方法。背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著硅外延片規(guī)?；a(chǎn)的不斷擴(kuò)大，作為外延片電阻率測(cè)試的經(jīng)典測(cè)試 方法的電容-電壓(CV)測(cè)試法擔(dān)當(dāng)著一個(gè)非常重要的角色。CV法是一種通過(guò)提供掃描電 壓獲取電容參數(shù)的測(cè)量模式，然后采用特定的公式轉(zhuǎn)換方法將電容參數(shù)轉(zhuǎn)換成被測(cè)樣品電 阻率數(shù)據(jù)的測(cè)試方法。測(cè)試片的預(yù)處理是CV測(cè)試中必不可少的一個(gè)步驟?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì) 測(cè)試片的處理方法是采用“氫氟酸-雙氧水”聯(lián)合處理的方法對(duì)硅片進(jìn)行預(yù)處理，以在待測(cè) 硅片的表面形成一致密的氧化層。具體的說(shuō)，該方法包括如下步驟步驟S11，采用氫氟酸溶液去除待測(cè)硅片表面疏松的自然氧化層，所采用的氫氟酸 溶液的濃度為4. 9% (重量)，清洗時(shí)間為30秒；步驟S12，采用去離子水沖洗待測(cè)硅片10分鐘，以去除待測(cè)硅片表面殘余的氫氟 酸溶液；步驟S13，采用濃度為15% (重量)，溫度為70°C至90°C的雙氧水溶液清洗待測(cè)硅 片10分鐘，以在待測(cè)硅片表面形成一層致密的氧化層，該氧化層主要用于進(jìn)行后續(xù)的CV測(cè) 試，由于雙氧水是一種強(qiáng)氧化劑，因此采用雙氧水處理形成的氧化層質(zhì)地致密，可以用于CV 測(cè)試，而在空氣中自然形成的氧化層則質(zhì)地疏松，不能用于測(cè)試；步驟S14，采用去離子水沖洗待測(cè)硅片2分鐘，以去除待測(cè)硅片表面殘余的雙氧水 溶液；步驟S15，采用氮?dú)獯蹈纱郎y(cè)硅片。雖然在測(cè)試重復(fù)性方面尚可，但缺點(diǎn)在于處理的時(shí)間比較長(zhǎng)，以上工藝的總耗時(shí) 至少為22分30秒(尚不包括待測(cè)硅片在各個(gè)步驟之間流轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，以及氮?dú)獯蹈伤?耗費(fèi)的時(shí)間)。對(duì)于批量生產(chǎn)的工業(yè)化應(yīng)用而言，如果每天生產(chǎn)量很大，則需要測(cè)試片的數(shù) 量也非常龐大，那么現(xiàn)有技術(shù)中冗長(zhǎng)的處理方法就跟不上實(shí)時(shí)生產(chǎn)對(duì)速度的要求。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種在硅片表面形成氧化層的方法，能夠縮 短工藝時(shí)間，以滿足實(shí)際生產(chǎn)對(duì)工藝速度的要求。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種處理硅片表面的方法，包括如下步驟(a) 采用質(zhì)量濃度為15%至17%，優(yōu)選為16%的氫氟酸溶液清洗待測(cè)硅片，以去除待測(cè)硅片表 面疏松的自然氧化層，清洗時(shí)間為20至40秒，優(yōu)選為30秒；(b)采用去離子水沖洗待測(cè)硅 片，以去除待測(cè)硅片表面殘余的氫氟酸溶液；(c)采用質(zhì)量濃度為8%至12%，優(yōu)選為10%， 溫度為70°C至90°C的雙氧水溶液清洗待測(cè)硅片，清洗時(shí)間為60至100秒，優(yōu)選為90秒，以 在待測(cè)硅片表面形成一層致密的氧化層；(d)采用去離子水沖洗待測(cè)硅片，以去除待測(cè)硅 片表面殘余的雙氧水溶液；(e)采用氮?dú)獯蹈纱郎y(cè)硅片 。
作為可選的技術(shù)方案，所述步驟(b)中，采用去離子水沖洗待測(cè)硅片的時(shí)間為1至3分鐘，優(yōu)選為2分鐘。作為可選的技術(shù)方案，所述步驟(d)中，采用去離子水沖洗待測(cè)硅片的時(shí)間為1至3分鐘，優(yōu)選為2分鐘。作為可選的技術(shù)方案，所述步驟(e)中，氮?dú)獯蹈傻臅r(shí)間為40秒至2分鐘，優(yōu)選為1分鐘。作為可選的技術(shù)方案，所述步驟(C)中，采用水浴加熱的方法將雙氧水加熱至所 需的溫度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)優(yōu)化氫氟酸和雙氧水的濃度以及清洗時(shí)間，達(dá)到了節(jié)約 時(shí)間和工藝成本的目的。進(jìn)一步優(yōu)化去離子水清洗的時(shí)間，可以更加縮短全部工藝所需的 時(shí)間。

附圖1所示是本發(fā)明所述具體實(shí)施方式
的實(shí)施步驟示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的一種在硅片表面形成氧化層的方法的具體實(shí)施方 式做詳細(xì)說(shuō)明。附圖1所示為本發(fā)明所述方法具體實(shí)施方式
的實(shí)施步驟示意圖，包括步驟S11， 采用質(zhì)量濃度為15% 17%的氫氟酸溶液清洗待測(cè)硅片，清洗時(shí)間不大于30秒；步驟 S12，采用去離子水沖洗待測(cè)硅片；步驟S13，采用質(zhì)量濃度為8 % 12 %，溫度為70°C 90°C的雙氧水溶液清洗待測(cè)硅片，清洗時(shí)間不大于90秒；步驟S14，采用去離子水沖洗待測(cè) 硅片，以去除待測(cè)硅片表面殘余的雙氧水溶液；步驟S15，采用氮?dú)獯蹈纱郎y(cè)硅片。本具體實(shí)施方式
所述方法的目的在于通過(guò)清洗在硅片表明形成一層致密的氧化 層，以便后續(xù)實(shí)施CV測(cè)試。首先參考步驟Sll，采用質(zhì)量濃度為15% 17%的氫氟酸溶液清洗待測(cè)硅片，清 洗時(shí)間不大于30秒。該步驟的作用在于去除待測(cè)硅片表面疏松的自然氧化層，該自然形成 的氧化層質(zhì)地疏松，不適合后續(xù)CV測(cè)試對(duì)表面氧化層的要求，因此要首先采用氫氟酸溶液 將其腐蝕除去。所采用的氫氟酸的質(zhì)量濃度為15% 17%，并優(yōu)選為16%。在此濃度下， 清洗時(shí)間為20至40秒，并優(yōu)選為30秒。實(shí)驗(yàn)表明，在此濃度和時(shí)間條件下，完全可以將待 測(cè)硅片表面的氧化層除去。相比于現(xiàn)有技術(shù)中采用49%的氫氟酸而言，本具體實(shí)施方式
在 本步驟中可以節(jié)省氫氟酸的用量，降低工藝成本。再參考步驟S12，采用去離子水沖洗待測(cè)硅片，以去除待測(cè)硅片表面殘余的氫氟酸 溶液。由于上一步驟中的氫氟酸殘存在待測(cè)硅片的表面將會(huì)影響到后續(xù)測(cè)試的正常進(jìn)行， 因此需要采用去離子水將表面的氫氟酸清洗除去?，F(xiàn)有技術(shù)并為對(duì)此清洗做詳細(xì)研究看， 而普遍采用10分鐘的清洗時(shí)間。本具體實(shí)施方式
由于所采用的氫氟酸濃度較現(xiàn)有技術(shù)低， 因此相應(yīng)的清洗時(shí)間即可以采用10分鐘的傳統(tǒng)清洗時(shí)間，也可以相應(yīng)的降低清洗時(shí)間。實(shí) 驗(yàn)表明，采用去離子水沖洗待測(cè)硅片的時(shí)間為1 3分鐘，優(yōu)選為2分鐘，便可以將表面的 氫氟酸全部洗去。
再參考步驟S13，采用質(zhì)量濃度為8% 12%,溫度為70°C 90°C的雙氧水溶液清 洗待測(cè)硅片，清洗時(shí)間為60至100秒。該步驟的目的在于在待測(cè)硅片表面形成一層致密的 氧化層。由于雙氧水是強(qiáng)氧化劑，因此在待測(cè)硅片表面所形成的氧化層的致密程度要遠(yuǎn)大 于在空氣中自然形成的氧化層密度，能夠滿足CV測(cè)試的需求。實(shí)驗(yàn)表明，采用質(zhì)量濃度為 8 % 12 %，優(yōu)選為10 %，溫度為70°C 90 V的雙氧水，僅需要60至100秒的時(shí)間，并優(yōu)選 為90秒，即可在待測(cè)硅片的表面形成致密的氧化層，較現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省了 500秒左右的時(shí)間。進(jìn)一步地，由于雙氧水是一種強(qiáng)氧化劑，長(zhǎng)時(shí)間在高溫下使用高濃度的雙氧水會(huì) 給操作人員以及生產(chǎn)工藝線帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。本具體實(shí)施方式
所采用的雙氧水濃度較現(xiàn)有 技術(shù)低，清洗時(shí)間也相應(yīng)縮短，從而減少了由于長(zhǎng)時(shí)間使用雙氧水而帶來(lái)的危險(xiǎn)。采用水浴 加熱的方法將雙氧水加熱至所需的溫度，較之直接加熱的方法，其加熱的過(guò)程更為緩和，且 雙氧水在容器中是均勻受熱的，不會(huì)由于局部過(guò)熱而產(chǎn)生噴濺等現(xiàn)象，更加有利于提高工 藝操作的安全性。在參考步驟S14，采用去離子水沖洗待測(cè)硅片。該步驟的目的在于去除待測(cè)硅片表 面殘余的雙氧水溶液。由于上一步驟中所采用的清洗時(shí)間較短，因此用去離子水沖洗待測(cè) 硅片的時(shí)間為1 3分鐘，優(yōu)選為2分鐘 ，便可以將表面的雙氧水全部洗去。在參考步驟S15，采用氮?dú)獯蹈纱郎y(cè)硅片?，F(xiàn)有技術(shù)中并未對(duì)此步驟的時(shí)間做出優(yōu) 化。本具體實(shí)施方式
中所采用的吹干的時(shí)間為40秒至2分鐘，并優(yōu)選為1分鐘。本具體實(shí)施方式
所述的方法較現(xiàn)有技術(shù)而言節(jié)約了工藝時(shí)間，并且提高了工藝安 全性。接下來(lái)給出一實(shí)施例步驟1，N型測(cè)試片在濃度16%的氫氟酸中浸泡30秒；步驟2，用純水沖洗2分鐘；步驟3，將測(cè)試片轉(zhuǎn)移入水浴(80攝氏度)加熱的雙氧水(濃度10% )藥液中浸 泡90秒； 步驟4，用純水沖洗沖洗2分鐘；步驟5，用氮?dú)獯蹈?分鐘。上述方法較現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省了 20分鐘左右的時(shí)間。經(jīng)測(cè)試，對(duì)于相同的lohm. cm 的硅片，采用現(xiàn)有技術(shù)和上述方法處理后進(jìn)行CV測(cè)試，結(jié)果具有較高的一致性，偏差僅為 1. 37%。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種處理硅片表面的方法，其特征在于，包括如下步驟(a)采用質(zhì)量濃度為15％至17％的氫氟酸溶液清洗待測(cè)硅片，以去除待測(cè)硅片表面疏松的自然氧化層，清洗時(shí)間為20至40秒；(b)采用去離子水沖洗待測(cè)硅片，以去除待測(cè)硅片表面殘余的氫氟酸溶液；(c)采用質(zhì)量濃度為8％至12％，溫度為70℃至90℃的雙氧水溶液清洗待測(cè)硅片，清洗時(shí)間為60至100秒，以在待測(cè)硅片表面形成一層致密的氧化層；(d)采用去離子水沖洗待測(cè)硅片，以去除待測(cè)硅片表面殘余的雙氧水溶液；(e)采用氮?dú)獯蹈纱郎y(cè)硅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)中，采用去離子水沖洗待測(cè) 硅片的時(shí)間為1至3分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)中，采用去離子水沖洗待測(cè) 硅片的時(shí)間為1至3分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(e)中，氮?dú)獯蹈傻臅r(shí)間為40秒 至2分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)中，采用水浴加熱的方法將 雙氧水加熱至所需的溫度。
全文摘要
一種處理硅片表面的方法，包括如下步驟(a)采用質(zhì)量濃度為15％至17％的氫氟酸溶液清洗待測(cè)硅片，清洗時(shí)間為20至40秒；(b)采用去離子水沖洗待測(cè)硅片；(c)采用質(zhì)量濃度為8％至12％，溫度為70℃至90℃的雙氧水溶液清洗待測(cè)硅片，清洗時(shí)間為60至100秒；(d)采用去離子水沖洗待測(cè)硅片；(e)采用氮?dú)獯蹈纱郎y(cè)硅片。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)優(yōu)化氫氟酸和雙氧水的濃度以及清洗時(shí)間，達(dá)到了節(jié)約時(shí)間和工藝成本的目的。
文檔編號(hào)G01N1/28GK101799381SQ20101011625
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者張峰, 張斌, 陳浩 申請(qǐng)人:上海新傲科技股份有限公司