專利名稱：用含酸流體處理半導體材料的方法
技術領域：
本發明涉及用含酸流體處理半導體材料的方法，其中，作為化學反應產物而形成了水。
在提供能制造電子元件的合適的基質材料時，通常要對其進行一些加工處理，在處理過程中，需要用含酸流體對半導體材料進行處理。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體材料的晶體結構，或者是除去晶體中的缺陷部分。它們也可以用來除去半導體材料表面的雜質或者是除去與表面緊鄰的層，這些層的晶體結構由于機械作用而受到了破壞。用含酸流體對半導體材料進行處理的一個進一步的目的是提供半導體晶片，其側表面經酸蝕后是完全平滑的。
要達到所述的目的，所使用的含酸流體必須能夠化學溶解所述的半導體材料。一般來說，形成了水，尤其是在該處理過程中水作化學反應的產物而形成。所形成的水在該含酸流體中積累，并對對半導體材料的進一步處理進程產生影響。通常的情況是，材料的移去速度降低，使得需要更長的處理時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，可能會對半導體晶片的處理結果產生不利的影響。例如，如果檢驗用含氫氟酸和硝酸的流體處理過的硅晶片的側表面，可以發現其殘余粗糙度與處理介質中的水含量相關。水含量越高而其它條件相同的條件下，硅晶片的側表面的殘余粗糙度也就越高。
因此，本發明的目的是提供一種能克服上述的缺點的方法。
本發明的目的是通過下述方法而實現的一種用含酸流體處理半導體材料的方法，水作為化學反應的產物而形成，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半導體材料的處理進行之前和/或進行過程中加入。
本發明范圍內，術語“對半導體材料的處理”應該理解為使半導體材料與含酸流體接觸。這一過程可以通過將半導體材料浸入到含酸流體中或是將其用含酸流體噴洗來完成。
一般來說，希望而且需要含酸流體(下文中稱作“浸蝕劑”)中的水含量盡可能地低，以使得對待半處理的半導體材料的浸蝕達到滿意的程度。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半導體材料的處理過程中，浸蝕劑的水含量不會超過20％(重量)。其次，已經發現，由水和五氧化二磷的化學反應所生成的磷酸有利于浸蝕劑的流動并起到增強使表面平滑的作用。
此外，在制備浸蝕劑時，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，在進行對半導體材料的處理之前，可以通過加入五氧化二磷而使浸蝕劑的水含量達到所希望的值。該值也可能比將水含量最低時的各單一組分混合而得到的浸蝕劑的水含量值還低。在對半導體材料的處理過程中，五氧化二磷的加入可以間歇進行也可連續進行。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半導體材料的處理過程中所產生的水相結合的量。加入的方式應該是其不影響對半導體材料的處理。例如，如果所加入的五氧化二磷沉積在半導體材料上，則影響了對半導體材料的處理。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，此時形成了磷酸。然后將該混合物加入到留下的正進行對半導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體材料并形成水的含酸流體中。優選是用于水含量低、含有氫氟酸以及至少一種能氧化待處理的半導體材料的試劑的浸蝕劑中。特別優選的是用于水含量低、以氫氟酸和硝酸為基礎的浸蝕劑中。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中選擇。
浸蝕劑中五氧化二磷的加入特別適合對硅進行濕化學處理。但是，本發明的方法也能有利地用于對其他的元素半導體如鍺，或化合物半導體如砷化鎵進行處理。本發明方法的優點是非常突出的，特別是在對硅晶片進行浸蝕時尤其如此，這被叫做“化學拋光”。浸蝕劑中五氧化二磷的加入很明顯地改進了浸蝕后的晶片的幾何對稱性和其側表面的平滑性。此外，按照本發明，在對由半導體材料組成的晶片、碎塊、顆粒以及其他形狀的制品進行處理時，很明顯的是，可以使得浸蝕劑的使用周期延長，工廠的處理能力增加，并降低輔劑成本。
權利要求
1.一種用含酸流體處理半導體材料的方法，水作為化學反應的產物而形成，該方法包括向含酸流體中加入五氧化二磷。
2.如權利要求1所述的方法，其中，在進行對半導體材料的處理之前向浸蝕劑中加入五氧化二磷。
3.如權利要求1所述的方法，其中，在對半導體材料的處理過程中向浸蝕劑中加入五氧化二磷，并且是以間歇或連續的方式加入的。
4.如權利要求1-3任一項所述的方法，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.如權利要求1-4任一項所述的方法，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中選擇的。
全文摘要
本發明涉及一種用含酸流體處理半導體材料的方法，其中水作為化學反應的產物形成。在對半導體材料的處理之前和/或處理過程中，向含酸流體中加入五氧化二磷。
文檔編號H01L21/02GK1118517SQ95104759
公開日1996年3月13日 申請日期1995年4月22日 優先權日1994年4月28日
發明者馬克西來利安·斯塔德勒, 岡特·施瓦布, 彼得·羅邁德, 加布里埃爾·特里弗納 申請人:瓦克硅電子半導體材料有限公司