專(zhuān)利名稱(chēng)：用含酸流體處理半導(dǎo)體材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用含酸流體處理半導(dǎo)體材料的方法，其中，作為化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物而形成了水。
在提供能制造電子元件的合適的基質(zhì)材料時(shí)，通常要對(duì)其進(jìn)行一些加工處理，在處理過(guò)程中，需要用含酸流體對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行處理。這些處理的目的可能是各種各樣的。例如，這些處理的目的可以是分析半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)，或者是除去晶體中的缺陷部分。它們也可以用來(lái)除去半導(dǎo)體材料表面的雜質(zhì)或者是除去與表面緊鄰的層，這些層的晶體結(jié)構(gòu)由于機(jī)械作用而受到了破壞。用含酸流體對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行處理的一個(gè)進(jìn)一步的目的是提供半導(dǎo)體晶片，其側(cè)表面經(jīng)酸蝕后是完全平滑的。
要達(dá)到所述的目的，所使用的含酸流體必須能夠化學(xué)溶解所述的半導(dǎo)體材料。一般來(lái)說(shuō)，形成了水，尤其是在該處理過(guò)程中水作化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物而形成。所形成的水在該含酸流體中積累，并對(duì)對(duì)半導(dǎo)體材料的進(jìn)一步處理進(jìn)程產(chǎn)生影響。通常的情況是，材料的移去速度降低，使得需要更長(zhǎng)的處理時(shí)間或者是所使用的處理流體的更換速度要加快，在這兩種情況下，制造成本都升高。含酸流體中水含量的增加，可能會(huì)對(duì)半導(dǎo)體晶片的處理結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。例如，如果檢驗(yàn)用含氫氟酸和硝酸的流體處理過(guò)的硅晶片的側(cè)表面，可以發(fā)現(xiàn)其殘余粗糙度與處理介質(zhì)中的水含量相關(guān)。水含量越高而其它條件相同的條件下，硅晶片的側(cè)表面的殘余粗糙度也就越高。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述的缺點(diǎn)的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述方法而實(shí)現(xiàn)的一種用含酸流體處理半導(dǎo)體材料的方法，水作為化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物而形成，該方法包括向含酸流體中加入五氧化二磷。五氧化二磷可以在對(duì)半導(dǎo)體材料的處理進(jìn)行之前和/或進(jìn)行過(guò)程中加入。
本發(fā)明范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“對(duì)半導(dǎo)體材料的處理”應(yīng)該理解為使半導(dǎo)體材料與含酸流體接觸。這一過(guò)程可以通過(guò)將半導(dǎo)體材料浸入到含酸流體中或是將其用含酸流體噴洗來(lái)完成。
一般來(lái)說(shuō)，希望而且需要含酸流體(下文中稱(chēng)作“浸蝕劑”)中的水含量盡可能地低，以使得對(duì)待半處理的半導(dǎo)體材料的浸蝕達(dá)到滿(mǎn)意的程度。為此，浸蝕劑中的可接受的最高的水含量為20％(重量)。浸蝕劑中五氧化二磷的加入首先可以確保在對(duì)半導(dǎo)體材料的處理過(guò)程中，浸蝕劑的水含量不會(huì)超過(guò)20％(重量)。其次，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由水和五氧化二磷的化學(xué)反應(yīng)所生成的磷酸有利于浸蝕劑的流動(dòng)并起到增強(qiáng)使表面平滑的作用。
此外，在制備浸蝕劑時(shí)，通常有利的是不使用濃酸，而是使用其更容易處理的水溶液。在此情況下，在進(jìn)行對(duì)半導(dǎo)體材料的處理之前，可以通過(guò)加入五氧化二磷而使浸蝕劑的水含量達(dá)到所希望的值。該值也可能比將水含量最低時(shí)的各單一組分混合而得到的浸蝕劑的水含量值還低。在對(duì)半導(dǎo)體材料的處理過(guò)程中，五氧化二磷的加入可以間歇進(jìn)行也可連續(xù)進(jìn)行。有利的是，加入到浸蝕劑中的五氧化二磷的用量至少是能與對(duì)半導(dǎo)體材料的處理過(guò)程中所產(chǎn)生的水相結(jié)合的量。加入的方式應(yīng)該是其不影響對(duì)半導(dǎo)體材料的處理。例如，如果所加入的五氧化二磷沉積在半導(dǎo)體材料上，則影響了對(duì)半導(dǎo)體材料的處理。這種影響，例如，可以將一部分浸蝕劑取出并與五氧化二磷混合，此時(shí)形成了磷酸。然后將該混合物加入到留下的正進(jìn)行對(duì)半導(dǎo)體材料的處理的那部分浸蝕劑中。
該方法可用于任何處理半導(dǎo)體材料并形成水的含酸流體中。優(yōu)選是用于水含量低、含有氫氟酸以及至少一種能氧化待處理的半導(dǎo)體材料的試劑的浸蝕劑中。特別優(yōu)選的是用于水含量低、以氫氟酸和硝酸為基礎(chǔ)的浸蝕劑中。該浸蝕劑也可含有一種或多種其他的組分，這些組分優(yōu)選是從由乙酸、氟化銨水溶液、硫酸、氫氯酸以及磷酸組成的一組物質(zhì)中選擇。
浸蝕劑中五氧化二磷的加入特別適合對(duì)硅進(jìn)行濕化學(xué)處理。但是，本發(fā)明的方法也能有利地用于對(duì)其他的元素半導(dǎo)體如鍺，或化合物半導(dǎo)體如砷化鎵進(jìn)行處理。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是非常突出的，特別是在對(duì)硅晶片進(jìn)行浸蝕時(shí)尤其如此，這被叫做“化學(xué)拋光”。浸蝕劑中五氧化二磷的加入很明顯地改進(jìn)了浸蝕后的晶片的幾何對(duì)稱(chēng)性和其側(cè)表面的平滑性。此外，按照本發(fā)明，在對(duì)由半導(dǎo)體材料組成的晶片、碎塊、顆粒以及其他形狀的制品進(jìn)行處理時(shí)，很明顯的是，可以使得浸蝕劑的使用周期延長(zhǎng)，工廠的處理能力增加，并降低輔劑成本。
權(quán)利要求
1.一種用含酸流體處理半導(dǎo)體材料的方法，水作為化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物而形成，該方法包括向含酸流體中加入五氧化二磷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在進(jìn)行對(duì)半導(dǎo)體材料的處理之前向浸蝕劑中加入五氧化二磷。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在對(duì)半導(dǎo)體材料的處理過(guò)程中向浸蝕劑中加入五氧化二磷，并且是以間歇或連續(xù)的方式加入的。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其中，五氧化二磷的加入使得含酸流體的水含量低于20％(重量)。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述的含酸流體含有水、氫氟酸和一種氧化劑以及，如果需要的話，還含有一種或多種其他組分，這些組分是從由乙酸、氟化銨水溶液、硫酸、氫氯酸和磷酸組成的一組物質(zhì)中選擇的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用含酸流體處理半導(dǎo)體材料的方法，其中水作為化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物形成。在對(duì)半導(dǎo)體材料的處理之前和/或處理過(guò)程中，向含酸流體中加入五氧化二磷。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1118517SQ95104759
公開(kāi)日1996年3月13日 申請(qǐng)日期1995年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月28日
發(fā)明者馬克西來(lái)利安·斯塔德勒, 岡特·施瓦布, 彼得·羅邁德, 加布里埃爾·特里弗納 申請(qǐng)人:瓦克硅電子半導(dǎo)體材料有限公司