專利名稱：：用于半導(dǎo)體晶片的堿性蝕刻溶液和堿性蝕刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半導(dǎo)體-晶片制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說(shuō)，涉及用于硅晶片的新的堿性蝕刻溶液、利用所述溶液的堿性蝕刻方法、使用所述溶液制造硅晶片的方法、和從所述方法獲得的硅晶片。
背景技術(shù)：
：當(dāng)硅晶片用于集成電路例如IC和LSI，分立半導(dǎo)體元件例如晶體管和二極管時(shí)，由Czochralski方法(CZ方法)或浮區(qū)法(FZ方法)獲得的單晶通過(guò)使用內(nèi)徑刀片(inner-diameter-blade)刀具或用于斜切邊緣線的線鋸切斷，在進(jìn)行磨光工藝(lapping)以用自由磨料顆粒提高主表面上的平整度后，進(jìn)行濕法蝕刻以除去通過(guò)上述方法施加到晶片的工藝變形，然后進(jìn)行鏡面拋光。這種濕法蝕刻包括使用混合酸例如氫氟酸、硝酸和乙酸的酸性蝕刻和使用堿例如氫氧化鈉或氫氧化鉀的堿性蝕刻。盡管酸性蝕刻具有能夠控制蝕刻速率和蝕刻后晶片的表面狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，但是其具有大的蝕刻速率從而導(dǎo)致通過(guò)磨光工藝提高的晶片的平整度退化的缺點(diǎn)。另一方面，盡管堿性蝕刻的蝕刻速率低，但是堿性蝕刻具有能夠保持用磨光工藝提高的晶片的平整度的優(yōu)點(diǎn)，因此獲得蝕刻后具有優(yōu)異平整度的晶片。近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的微構(gòu)造，對(duì)于半導(dǎo)體晶片需要極其高水平的平整度?；诖耍瑝A性蝕刻已經(jīng)被廣泛使用。在目前已經(jīng)使用的堿性蝕刻技術(shù)中，具有在堿性蝕刻溶液中濃度小于48-50重量％濃度的堿性組分已經(jīng)被廣泛使用。然而，這種廣泛使用的堿性溶液通常具有各向異性，其中在(ioo)表面上和在(lll)表面上的蝕刻速度彼此不相同約60-100倍。這引起在晶片表面上出現(xiàn)凹面部分(concaveportion)(在此及后稱之為"刻面"(facet))，并且蝕刻后晶片表面上仍存在凹凸不平的問(wèn)題。如果在晶片表面上的這種凹凸不平很大(如果表面粗糙度很大)，這在設(shè)備制造過(guò)程中引起顆粒的出現(xiàn)，以及拋光過(guò)程中的生產(chǎn)率下降的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，已經(jīng)提議例如日本專利公開(kāi)No.2003-229392中公開(kāi)的一種技術(shù)，其中，具有高濃度(等于或大于50重量％)的堿性溶液被用于控制蝕刻速度和減少各向異性的影響，從而降低刻面的尺寸以提高表面粗糙度。然而，具有高濃度的堿性溶液在冬天會(huì)被凍結(jié)，由此引起方便性上的問(wèn)題。因此，對(duì)于能夠提高晶片的表面粗糙度而不使用高濃度堿性溶液的用于硅晶片的堿性蝕刻溶液存在強(qiáng)烈的需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種堿性蝕刻溶液，其即使在傳統(tǒng)上廣泛使用的相對(duì)低的堿性濃度下仍能夠提高表面粗糙度、一種使用所述溶液的堿性蝕刻方法、一種使用所述溶液制造硅晶片的方法、和一種通過(guò)所述方法獲得的表面粗糙度提高的硅晶片。為了發(fā)展?jié)M足上述需求的優(yōu)異的堿性蝕刻溶液，本發(fā)明人勤奮地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用添加了溴酸鹽的堿性蝕刻溶液作為通常使用的腐蝕性堿性水溶液，發(fā)生在硅晶片表面上的刻面尺寸可以被降低，從而完成了本發(fā)明。另外，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由在堿性蝕刻中的發(fā)現(xiàn)獲得的溴酸鹽的效果可以通過(guò)加入硝酸鹽而保持，從而完成本發(fā)明。也即，本發(fā)明涉及一種堿性蝕刻溶液，其中堿性水溶液包含溴酸鹽另外，本發(fā)明涉及一種堿性蝕刻溶液，其中堿性水溶液包含溴酸鹽和硝酸鹽。還有，本發(fā)明涉及一種堿性蝕刻溶液，其中溴酸鹽是溴酸鈉。而且，本發(fā)明涉及一種堿性蝕刻溶液，其中溴酸鹽是硝酸鈉。另外，本發(fā)明涉及一種用堿性溶液蝕刻硅晶片的方法，其中，所述堿性溶液是包含溴酸鹽的腐蝕性堿性水溶液。另外，本發(fā)明涉及一種用堿性溶液蝕刻硅晶片的方法，其中，所述堿性溶液是包含溴酸鹽和硝酸鹽的腐蝕性堿性水溶液。另外，本發(fā)明涉及一種硅晶片蝕刻方法，其中溴酸鹽是溴酸鈉。另外，本發(fā)明涉及一種硅晶片蝕刻方法，其中硝酸鹽是硝酸鈉。另外，本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體硅晶片的方法，其包括利用包含溴酸鹽的腐蝕性堿性水溶液進(jìn)行堿性蝕刻的步驟，其中蝕刻后的晶片具有等于或小于0.27pm的表面粗糙度Ra。另外，本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體硅晶片的方法，其包括利用具有加入至其中的溴酸鹽的腐蝕性堿性水溶液進(jìn)行堿性蝕刻的步驟，其中蝕刻后的晶片具有等于或小于0.27pm的表面粗糙度Ra。[本發(fā)明效果]與使用通常使用的傳統(tǒng)的腐蝕性堿性水溶液的情況相比，通過(guò)使用堿性蝕刻溶液(包含溴酸鹽的溶液)，可以顯著地降低刻面的尺寸，并且可以提高晶片的表面粗糙度，而且蝕刻速度沒(méi)有明顯的降低。而且，可以充分地提高表面粗糙度而不需要使用高濃度的堿性水溶液。因此，堿性蝕刻可以很方便地進(jìn)行。另外，通過(guò)使用堿性蝕刻溶液(包含溴酸鹽和硝酸鹽的溶液)，抑制了在堿性蝕刻期間的溴酸鹽的消耗，從而保持了上述效果。這樣，可以進(jìn)行堿性蝕刻，其能夠在低的環(huán)境負(fù)荷下以極其經(jīng)濟(jì)的方式獲得具有提高的表面粗糙度的晶片。(硅晶片)對(duì)能夠通過(guò)施加本發(fā)明的蝕刻溶液而被蝕刻的硅晶片沒(méi)有特別的限制。本發(fā)明的蝕刻溶液可以被施加到本領(lǐng)域技術(shù)人員傳統(tǒng)上已知的各種硅晶片。特別地，對(duì)于尺寸(直徑和厚度)、摻雜或不摻雜各種元素，或者存在或不存在預(yù)處理沒(méi)有限制。(堿性蝕刻溶液)根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻溶液具有如下特性，其中用于硅晶片的傳統(tǒng)上已知的堿性蝕刻溶液包含少量的溴酸鹽。在此，堿性蝕刻溶液意指包含堿性組分作為蝕刻組分，和如果需要其它組分的水溶液。在此，對(duì)本發(fā)明中可用的堿性蝕刻溶液沒(méi)有特別的限制，只要其是傳統(tǒng)上已知的用于硅晶片的堿性蝕刻溶液，并且包括可商購(gòu)的那些?？紤]到理想的蝕刻特性和待蝕刻的半導(dǎo)體晶片的特性，堿性蝕刻溶液可被適當(dāng)?shù)剡x擇。作為堿性組分，優(yōu)選無(wú)機(jī)的堿性氫氧化物。特別地，優(yōu)選氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鋰及其混合物。在本發(fā)明中，尤其優(yōu)選使用氫氧化鈉。而且，對(duì)堿性組分的濃度沒(méi)有特別的限制，其可根據(jù)蝕刻條件和其它條件適當(dāng)?shù)剡x擇。堿性組分濃度的通常范圍為20-60重量％，優(yōu)選45-50重量％。在此，堿性組分的濃度代表堿性氫氧化物在水溶液中的重量百分比。如果所述濃度低于上述范圍，則很難控制蝕刻速度和抑制在表面上的刻面。不優(yōu)選高于上述范圍的濃度是因?yàn)檫@樣會(huì)引起例如溴酸鹽在高濃度堿性水溶液中的不溶性和堿性水溶液自身的凍結(jié)的問(wèn)題。而且，對(duì)本發(fā)明中可用的堿性組分的純度沒(méi)有特別的限制，可以根據(jù)與蝕刻相關(guān)的金屬污染的程度進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇。當(dāng)用于半導(dǎo)體制造工藝時(shí)，高純度的可商購(gòu)溶液可以原樣使用。而且，如果需要，所述溶液優(yōu)選地由包含其中的具有低濃度金屬雜質(zhì)的堿性組分和超純水配制。而且，因?yàn)閴A性組分的濃度根據(jù)蝕刻而變化，所以優(yōu)選在使用時(shí)適當(dāng)?shù)販y(cè)量濃度，并根據(jù)需要再次提供蝕刻溶液或水。例如可通過(guò)中和滴定進(jìn)行測(cè)量。而且，盡管一般的儲(chǔ)存條件將足夠，但是優(yōu)選可以防止產(chǎn)生堿性碳酸鹽的環(huán)境，其將導(dǎo)致濃度的變化并影響蝕刻。根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻溶液具有包含溴酸鹽的特性。在此，對(duì)溴酸鹽沒(méi)有特別的限制，其可包括溴酸鈉、溴酸鉀和溴酸鋰。特別地，優(yōu)選鈉鹽。作為溴酸鹽，可原樣使用可商購(gòu)的那些或在凈化后使用。對(duì)溴酸鹽的濃度沒(méi)有特別的限制。優(yōu)選的范圍是0.01-10重量％，更加優(yōu)選0.1-3.0重量％，進(jìn)一步優(yōu)選0.1-1.0重量％。如果濃度過(guò)低，則不能獲得充分提高的表面粗糙度。另外，考慮到成本和可能的來(lái)自溴酸鹽的雜質(zhì)混合物，不優(yōu)選高于上述范圍的濃度。對(duì)加入溴酸鹽的方法沒(méi)有特別的限制。溴酸鹽可在使用之前預(yù)先溶解以儲(chǔ)存，和可以原樣用于蝕刻?？蛇x擇地，所述溶液可在用于蝕刻時(shí)配制。另一方面，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)包含溴酸鹽的堿性蝕刻溶液用于蝕刻時(shí)，隨著蝕刻次數(shù)增加，加入溴酸鹽的效果降低。由于堿性蝕刻溶液可能在不同的蝕刻條件下使用或用于蝕刻各種形狀的硅晶片，優(yōu)選計(jì)算在蝕刻溶液中硅的溶解量，代替蝕刻的次數(shù)，其可從蝕刻的量獲知。因此，如果硅的溶解量增加，效果會(huì)降低，則可以更換蝕刻溶液，或者再加入溴酸鹽繼續(xù)使用。根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻溶液的另一特征是除了溴酸鹽之外加入硝酸鹽。硝酸鹽的效果基于本發(fā)明人獲得的下述出人意料的發(fā)現(xiàn)。即在使用加入溴酸鹽的腐蝕性堿性水溶液的堿性蝕刻方法中，刻面的尺寸事實(shí)上被非常優(yōu)異地控制，并可極度降低，從而獲得具有改進(jìn)表面粗糙度的硅晶片。然而，如果重復(fù)使用該堿性蝕刻溶液，上述效果會(huì)降低。然而，當(dāng)使用具有還加入至其中的硝酸鹽的堿性蝕刻溶液時(shí)，可以保持上述效果不降低。對(duì)基于這一目的而加入的硝酸鹽沒(méi)有特別的限制，其可包括具有高純度的硝酸鈉、硝酸鉀和硝酸鋰。在本發(fā)明中，優(yōu)選硝酸鈉。作為硝酸鹽，可商購(gòu)的那些可原樣進(jìn)行使用或凈化后使用。對(duì)硝酸鹽的濃度沒(méi)有特別的限制。用于獲得效果的優(yōu)選范圍是0.01-10.0重量％。特別地，優(yōu)選與溴酸鹽等分子量的或更大的硝酸鹽。通過(guò)加入與加入的溴酸鹽等分子量或更大的硝酸鹽，即使在重復(fù)使用堿性蝕刻溶液時(shí)，可以保持上述效果更長(zhǎng)的時(shí)間。對(duì)加入硝酸鹽的方法沒(méi)有特別的限制。硝酸鹽可被加入至堿性水溶液，而與溴酸鹽的加入順序無(wú)關(guān)。另外，硝酸鹽可在使用之前預(yù)先溶解以儲(chǔ)存，和可原樣用于蝕刻。可選擇地，所述溶液可以在用于蝕刻時(shí)配制。(堿性蝕刻方法)根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻方法具有使用任何上述堿性蝕刻溶液的特征，特別地，所述方法是對(duì)于(半導(dǎo)體)硅晶片。對(duì)用于根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻方法中的蝕刻條件沒(méi)有特別的限制。優(yōu)選在使用傳統(tǒng)上已知的堿性蝕刻溶液時(shí)所設(shè)置的條件，并且根據(jù)待蝕刻的半導(dǎo)體晶片的類型(尺寸、厚度、晶體取向)，可以適當(dāng)?shù)剡x擇任何的蝕刻數(shù)量、蝕刻速度、蝕刻時(shí)間、溫度、攪拌和其它。而且，對(duì)可用于根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻方法的蝕刻裝置沒(méi)有特別的限制。優(yōu)選在使用傳統(tǒng)上已知的堿性蝕刻溶液時(shí)所使用的裝置，并且根據(jù)待蝕刻的半導(dǎo)體晶片的類型和蝕刻條件，可以適當(dāng)?shù)剡x擇任何裝置。具體地說(shuō)，例如，具有循環(huán)系統(tǒng)例如循環(huán)泵、過(guò)濾器和加熱器的蝕刻浴是可用的。使用根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻溶液(包含溴酸鹽的溶液)的蝕刻方法是優(yōu)異的，在于可以獲得具有提高的表面粗糙度的硅晶片。另一方面，只有溴酸鹽的情況下，效果會(huì)隨著蝕刻的重復(fù)而降低。因此，重復(fù)使用的程度可通過(guò)如下優(yōu)選地確定，使用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣品進(jìn)行蝕刻并作為對(duì)比測(cè)量相對(duì)于在蝕刻溶液中所溶解的硅的量獲得的硅晶片的表面粗糙度。而且，使用堿性蝕刻溶液(包含溴酸鹽和硝酸鹽)的蝕刻方法抑制了根據(jù)蝕刻的重復(fù)性而對(duì)溴酸鹽效果的降低，因此可重復(fù)使用。另外在此情況下，這種重復(fù)使用的程度通過(guò)如下優(yōu)選地確定，使用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣品進(jìn)行蝕刻并作為對(duì)比測(cè)量相對(duì)于在蝕刻溶液中所溶解的硅的量獲得的硅晶片的表面粗糙度。(半導(dǎo)體-硅晶片制造方法)根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體-硅晶片的制造方法具有通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻溶液進(jìn)行堿性蝕刻從而制造半導(dǎo)體硅晶片的特征。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的半導(dǎo)體硅晶片是表面粗糙度極其優(yōu)異的。表面粗糙度可根據(jù)不同的目的通過(guò)不同的測(cè)試方法而被評(píng)價(jià)。特別地，可從傳統(tǒng)上已知的不同的測(cè)量方式而測(cè)量的表面粗糙度和/或表面光澤度而進(jìn)行所述評(píng)價(jià)。特定的測(cè)量裝置和方法包括對(duì)于表面粗糙度的是MitsutoyoCorporation的SurftestSJ-201P，對(duì)于表面光澤度的是NipponDenshokuIndustriesCo.,Ltd.的光澤儀PG-1M。而且，目視評(píng)估刻面的形狀的目的可通過(guò)觀察表面形狀而實(shí)現(xiàn)。特別地，通過(guò)顯微鏡的表面觀察是優(yōu)選的評(píng)價(jià)方法。利用該方法，可評(píng)價(jià)例如刻面的形狀、尺寸和深度。以下將參照實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例在下述實(shí)施例和對(duì)比例中，使用如下的評(píng)價(jià)方法-"晶片評(píng)估測(cè)試方案"(1)蝕刻速度(蝕刻速率jim/秒)來(lái)自ADE的Ultragate9700被用于測(cè)量蝕刻前后晶片的中心厚度，蝕刻速度基于下述等式進(jìn)行計(jì)算蝕刻速度(蝕刻前厚度-蝕刻后厚度)/蝕刻時(shí)間。(2)晶片表面粗糙度來(lái)自MitsutoyoCorporation的SurftestSJ-201P被用于測(cè)量基于JISB0601-1994的Ra。(3)晶片表面光澤度來(lái)自NipponDenshokuIndustriesCo"Ltd的光澤儀PG-1M被用于測(cè)量基于JISZ8741/K5400的光澤度，具有60度的發(fā)光/光接收角。(4)蝕刻表面觀察來(lái)自KeyenceCorporati叩n的表面形狀測(cè)量顯微鏡VF-7500被用于蝕刻后的晶片表面觀察(放大倍數(shù)IOOX)。實(shí)施例1(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量Og/L)在65升的48重量％氫氧化鈉的腐蝕性堿性水溶液(來(lái)自TsurumiSodaCo.,Ltd的48%的CLEARCUT-S)中，溶解196g的溴酸鈉(來(lái)自WakoPureChemicalIndustiresLtd.,Wako試劑化學(xué)品)禾卩111g硝酸鈉(來(lái)自WakoPureChemicalIndustiresLtd.,試劑化學(xué)品)以配制包含0.20重量％的溴酸鈉和0.11重量％的硝酸鈉的堿性水溶液作為堿性蝕刻溶液。使用所配制的堿性蝕刻溶液，填充具有65L填充容量的塊-型(block-type)蝕刻浴。在填充浴中，將20個(gè)具有8英寸直徑的經(jīng)受雙面磨光的硅晶片在負(fù)載于載體上時(shí)浸泡。隨著這些晶片在水溶液中與載體一起旋轉(zhuǎn)(20rpm)，在雙面上進(jìn)行蝕刻約25pm，其在90。C液體溫度下進(jìn)行約7分鐘。然后，將晶片移至水沖洗浴以清潔和干燥。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表l所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。而且，拍攝所獲得的晶片的表面微觀照片并示于圖2中。實(shí)施例2(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量0.3g/L)在進(jìn)行實(shí)施例1的過(guò)程后不更換蝕刻溶液而重復(fù)進(jìn)行類似于實(shí)施例1的蝕刻，由此使用具有硅溶解量0.3g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例3(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量0.6g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度0.6g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表l所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例4(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量0.9g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度0.9g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例l的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表l所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例5(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量1.2g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度1.2g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例6(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量1.5g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度1.5g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例7(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量1.8g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度1.8g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例8(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量2.1g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度2.1g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例9(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量2.4g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度2.4g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例10(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量2.7g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度2.7g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表l所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例11(包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量3.0g/L)以類似于實(shí)施例2的方式，使用具有硅濃度3.0g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕亥腿度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。此外，拍攝所獲得的晶片的表面微觀照片并示于圖3中。實(shí)施例12(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量0g/L)除了未加入硝酸鈉之外，以類似于實(shí)施例1的方式，配制堿性水溶液，并將其用作蝕刻溶液。而且，以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表l所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。而且，拍攝所獲得的晶片的表面微觀照片并示于圖4中。實(shí)施例13(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量0.3g/L)在進(jìn)行實(shí)施例12的過(guò)程后不更換蝕刻溶液而重復(fù)進(jìn)行類似于實(shí)施例1的蝕刻，由此使用具有硅的溶解量0.3g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。實(shí)施例14(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量0.6g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅濃度0.6g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。對(duì)比例1(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量0.9g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅濃度0.9g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。對(duì)比例2(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量1.2g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅濃度1.2g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。對(duì)比例3(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量1.5g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅濃度1.5gi的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。對(duì)比例4(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量1.8g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅濃度1.8g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。對(duì)比例5(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量2.1g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅溶解量2.1g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。對(duì)比例6(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量2.4g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅濃度2.4g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。對(duì)比例7(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量2.7g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅濃度2.7g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。對(duì)比例8(包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液，硅的溶解量3.0g/L)以類似于實(shí)施例13的方式，使用具有硅濃度3.0g/L的堿性水溶液作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量的作圖。而且，拍攝所獲得的晶片的表面微觀照片并示于圖5中。對(duì)比例9(48%氫氧化鈉水溶液)除了既不加入溴酸鈉也不加入硝酸鈉之外，以與實(shí)施例1類似的方式配制堿性水溶液，并將其作為蝕刻溶液。以類似于實(shí)施例1-11的方式，將各自具有硅溶解量(g/L)為0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4、2.7、3.0的堿性水溶液用作蝕刻溶液，以類似于實(shí)施例1的方式蝕刻硅晶片。然后，通過(guò)上述測(cè)試方法測(cè)量所獲得的晶片的蝕刻速度、晶片表面粗糙度和晶片表面光澤度。結(jié)果如表1所示。而且，在圖1中，將所獲得的晶片的表面粗糙度相對(duì)于硅的溶解量作圖。而且，拍攝通過(guò)使用具有硅溶解量0g/L和3.0g/L的蝕刻溶液獲得的晶片的表面微觀照片，并將其分別示于圖6和圖7中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>從表1和圖1，在使用包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液(實(shí)施例l-ll)和包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液(實(shí)施例12-14)的堿性蝕刻中，很顯然，與使用48%的既不包含溴酸鈉也不包含硝酸鈉的氫氧化鈉水溶液作為堿性蝕刻溶液(對(duì)比例9)的堿性蝕刻相比，表面粗糙度可顯著地提高。而且，在包含溴酸鈉和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液(實(shí)施例4-11)中，與包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液(對(duì)比例l-8)相比，可以看出，即使當(dāng)歸因于重復(fù)使用硅在蝕刻溶液中的溶解量增加時(shí)，其效果可被保持，并且可獲得具有提高表面粗糙度的硅晶片。另外，將圖2-4和圖5-7比較，刻面的尺寸通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻溶液可以顯著降低。圖1顯示了描述實(shí)施例1-14和對(duì)比例1-9的結(jié)果的圖表。其橫軸代表硅的溶解量(g/L)，縱軸代表所獲得的晶片的表面粗糙度Oim)?？杖Υ戆逅徕c和硝酸鈉的堿性蝕刻溶液(實(shí)施例1-11)，十字叉代表包含溴酸鈉的堿性蝕刻溶液(實(shí)施例12-14和對(duì)比例1-8)，黑圈代表48%的NaOH堿性蝕刻溶液(對(duì)比例9);圖2顯示由實(shí)施例1獲得的晶片的表面微觀照片(放大倍數(shù)100X);圖3顯示由實(shí)施例11獲得的晶片的表面微觀照片(放大倍數(shù)100X);圖4顯示由實(shí)施例12獲得的晶片的表面微觀照片(放大倍數(shù)100X);圖5顯示由對(duì)比例8獲得的晶片的表面微觀照片(放大倍數(shù)100X);圖6顯示由對(duì)比例9(硅的溶解量0g/L)獲得的晶片的表面微觀照片(放大倍數(shù)100X);和圖7顯示由對(duì)比例9(硅的溶解量3.0g/L)獲得的晶片的表面微觀照片(放大倍數(shù)100X)。權(quán)利要求1.一種堿性蝕刻溶液，其中堿性水溶液包含溴酸鹽。2.—種堿性蝕刻溶液，其中堿性水溶液包含溴酸鹽和硝酸鹽。3.如權(quán)利要求1或2所述的堿性蝕刻溶液，其中，所述溴酸鹽是溴酸鈉。4.如權(quán)利要求2所述的堿性蝕刻溶液，其中，所述硝酸鹽是硝酸鈉。5.—種使用堿性溶液的硅晶片蝕刻方法，其中，所述堿性溶液是包含溴酸鹽的腐蝕性堿性水溶液。6.—種使用堿性溶液的硅晶片蝕刻方法，其中，所述堿性溶液是包含溴酸鹽和硝酸鹽的腐蝕性堿性水溶液。7.如權(quán)利要求5或6所述的硅晶片蝕刻方法，其中，所述溴酸鹽是溴酸鈉。8.如權(quán)利要求6所述的硅晶片蝕刻方法，其中，所述硝酸鹽是硝酸鈉。9.一種制造半導(dǎo)體硅晶片的方法，其包括利用包含溴酸鹽的腐蝕性堿性水溶液進(jìn)行堿性蝕刻的步驟，其中蝕刻后的晶片具有等于或小于0.27pm的表面粗糙度Ra。全文摘要本發(fā)明提供一種堿性蝕刻溶液，其即使在傳統(tǒng)上廣泛使用的相對(duì)低的堿性濃度下仍能夠提高表面粗糙度、一種使用所述溶液的堿性蝕刻方法、一種制造硅晶片的方法、和一種通過(guò)所述方法獲得的表面粗糙度提高的硅晶片。根據(jù)本發(fā)明的堿性蝕刻溶液是包含溴酸鹽的腐蝕性堿性水溶液，或包含溴酸鹽和硝酸鹽的腐蝕性堿性水溶液。文檔編號(hào)C30B33/10GK101158052SQ20071014165公開(kāi)日2008年4月9日申請(qǐng)日期2007年8月17日優(yōu)先權(quán)日2006年9月7日發(fā)明者西村茂樹申請(qǐng)人:硅電子股份公司