用來洗滌矽片的方法
2023-06-07 12:54:56 1
專利名稱：用來洗滌矽片的方法
技術領域：
本發明涉及一種用來洗滌矽片的方法。更具體地說，本發明涉及一種用來洗滌矽片的方法，其中從矽片上除去汙染物，並且在矽片經受蝕刻處理以後，重整矽片的表面。
按常規，使用三種方法來洗滌蝕刻處理後的矽片。所使用的方法一般依賴於矽片的種類。
按第一種方法，使蝕刻的晶片經受離心乾燥，並且然後經受用於熱處理(蝕刻片清理)的預處理。按第二種方法，使蝕刻的晶片經受臭氧處理以在矽片表面上形成氧化膜，然後經受離心乾燥，接著是噴砂步驟或邊緣拋光步驟。然後使晶片經受用於熱處理的預處理。第三種方法是一種用於特定矽片的方法，其中在蝕刻步驟之後把矽片浸泡在無機鹼性溶液中，並且然後在熱處理(蝕刻片清理)之前經受預處理。
然而，在以上三種方法中有幾個問題。按第一種方法，當原樣擱置矽片很長時間段時，矽片易於被大氣、容器、和測量設備等汙染，因為在矽片表面上不存在氧化膜。
而且，在蝕刻矽片的表面上存在的非常少的細粒有時固著，並且在用於熱處理(蝕刻片清理)的以後預處理中不能除去，並因此作為汙點留下。
此外，沒有辨別以抵消在對矽片表面的蝕刻處理之後產生的微蝕刻非均勻性的裝置。
按第二種方法，通過臭氧處理在矽片表面上形成氧化膜，從而防止矽片表面受到在蝕刻步驟之後的噴砂步驟或邊緣拋光步驟中使用的化學試劑等的腐蝕和/或汙染。然而，由於在臭氧處理之後需要離心乾燥，所以使得過程更複雜。而且，發現沒有抵消在對矽片表面的蝕刻處理之後產生的微蝕刻非均勻性的裝置。
按第三種方法，在蝕刻步驟之後把矽片浸泡在無機鹼性溶液中，從而除去微蝕刻非均勻性和汙染殘餘物(藍白粉末)。然而，由於在浸泡步驟之後需要離心乾燥，所以使得過程更複雜。而且，氧化膜不形成在矽片表面上，因為矽片不經受臭氧處理，並因此，有通過汙染帶有汙點的可能性。
上述方法沒有一種既包含臭氧處理又包含抵消矽片表面上的微蝕刻非均勻性的措施。因而，每一種方法在下個步驟引起外觀顏色的汙點和/或非均勻性。另外，在臭氧處理或浸泡步驟之後需要離心乾燥，由此使過程更複雜。因而，一直希望在蝕刻處理之後藉助於過程的統一和簡化解決這些問題。
本發明提供一種用來洗滌矽片的方法，該方法通過使矽片經受蝕刻處理、藉助於洗滌重整溶液使矽片經受洗滌和重整處理、及藉助於用來形成氧化膜的溶液在矽片表面上形成氧化膜，有助於除去汙染物、表面重整的改進、及對任何種類矽片的蝕刻處理之後的過程的統一和簡化。
根據本發明，提供有一種在蝕刻處理之後用來洗滌矽片的方法，包括步驟(a)使用洗滌重整溶液使蝕刻之後的矽片經受洗滌和重整，和(b)使用用來形成氧化膜的溶液在矽片表面上形成氧化膜。
其中最好在步驟(a)之後而在步驟(b)之前，使矽片經受漂洗，並且以後經受熱空氣乾燥。
而且，洗滌重整溶液最好是包含過氧化氫或表面活性劑的無機鹼性溶液。
其他目的和特徵部分是顯而易見的，而部分在下文中指出。
按照本發明用來洗滌矽片的方法，在蝕刻處理之後藉助於洗滌重整溶液使矽片經受洗滌重整處理，並且然後藉助於用來形成氧化膜的溶液在矽片表面上形成氧化膜。
按上述方法，通過是構成洗滌重整溶液的成分的無機鹼性溶液對矽片表面的蝕刻作用，與通過過氧化氫和表面活性劑的蝕刻抑制作用(表面氧化作用、掩模作用等等)相配合。因而，能可靠地除去蝕刻之後在矽片表面上的汙染殘餘物(藍白粉末)和微蝕刻非均勻性，由此大大地控制在裝置過程中的明顯低等品。
而且，在洗滌重整處理之後，藉助於用來形成氧化膜的溶液在矽片表面上能形成氧化膜。由此避免在矽片表面上的汙染(汙點)。
因而，用來洗滌矽片的方法有助於汙染物的除去、表面重整的改進、及對任何種類矽片的蝕刻處理之後的過程的統一和簡化。
下文詳細描述一種本發明的用來洗滌矽片的方法。
首先，在蝕刻處理之後把矽片放在洗滌重整溶液中。最好通過施加26-40kHz和100-600W的超聲波4-10分鐘，洗滌和重整矽片表面。
這時，最好把洗滌重整溶液的溫度保持在約35-70℃。這是因為當溫度低於35℃時，在洗滌重整溶液中的表面活性劑易於分離或懸浮，這會妨礙過氧化氫的分解和降低洗滌重整溶液的反應活性。另一方面，當溫度高於70℃時，過氧化氫顯著分解，並且洗滌重整溶液的壽命減小。
然後，把矽片運到包含超去離子水的漂洗容器，並且最好施加26-40kHz和100-600W的超聲波4-10分鐘，藉助於溢出漂洗容器的超去離子水(室溫)漂洗。
以後，把矽片運到用來形成氧化膜的容器，並且浸泡在用來形成氧化膜的溶液中，最好施加26-40kHz和100-600W的超聲波2-10分鐘，從而在矽片表面上均勻地形成氧化膜。
順便說明，用來形成氧化膜的溶液的溫度，對於臭氧水最好保持為20-25℃，而對於SC-1(H2O+H2O2+NH4OH)保持為60-80℃。
然後，把矽片運到包含具有60-90℃溫度的溫水的容器，並且浸泡在溫水中60-270秒。
最後，用具有70-90℃溫度的熱空氣乾燥，以完成本發明用來洗滌矽片的方法。
在本發明中使用的洗滌重整液體是包含過氧化氫或表面活性劑的無機鹼性溶液，並且最好按如下調整，從而藉助於儘可能控制矽片厚度和表面粗糙度的減小，在亞微米級下或更低蝕刻矽片。
包含過氧化氫的無機鹼性溶液最好具有過氧化氫、無機鹼性溶液、和水分別具有(1-2)∶(1-2)∶(5-50)的比值的成分。順便說明，NaOH或KOH能用作無機鹼性溶液。
包含表面活性劑的無機鹼性溶液最好具有0.01-10.00wt％的表面活性劑和0.05-25.00wt％的無機鹼性溶液的成分。
沒有具體限制表面活性劑，並且能使用例如聚氧烷基苯基醚、萘磺酸鹽化合物等作為表面活性劑。
作為一種無機鹼性溶液，能使用NaOH、CaCO3、Na2CO3、或K2CO3。
順便說明，包含表面活性劑的無機鹼性溶液提高除去微蝕刻非均勻性的效果比包含過氧化氫的無機鹼性溶液顯著。
在本發明中使用的用來形成氧化膜的溶液是臭氧水或SC-1(H2O+H2O2+NH4OH)。
臭氧水最好具有2-15ppm的臭氧濃度，以便提高生產率。
順便說明，當臭氧濃度低於2ppm時，臭氧水的氧化膜形成能力變壞，並且易於產生汙點，因為氧化膜在矽片表面上的形成不足。
SC-1最好具有體積比為(H2O)∶(H2O2)∶(NH4OH)＝(1-2)∶(1-2)∶(5-10)的成分。下面根據例子更詳細地進一步描述本發明。然而，本發明決不限於這些例子。
通過本發明的洗滌矽片的方法得到的矽片由下面的方法評價。
(對汙點和微蝕刻非均勻性的評價)在觀察軸的方向通過由真空鉗子保持矽片而轉動矽片，從而矽片的表面以45°與觀察軸相交。與觀察軸成直角地把螢光或會聚光施加到矽片的表面上。
在離開用於評價的觀察點的30cm地點處，用眼睛觀察矽片的表面。對於微蝕刻非均勻性和汙點，由在螢光下的棕色面積和在會聚光下的白色面積與矽片表面面積的比值(％)評價矽片的表面。
(例1-14、比較例1-9洗滌矽片的評價試驗)在蝕刻處理後把矽片運到一個洗滌重整容器，並且藉助於施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，經受洗滌重整。
順便說明，作為一種洗滌重整溶液，在表1中所示的混合狀態下使用包含過氧化氫的氫氧化鉀溶液(液體溫度70℃)和包含表面活性劑的氫氧化鉀溶液(液體溫度45℃)之一。
然後，把矽片運到包含超去離子水的漂洗容器，並且藉助於施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，藉助於溢出漂洗容器的超去離子水(室溫)漂洗。
以後，把矽片運到用來形成氧化膜的容器，並且浸泡在用來形成氧化膜的溶液中，藉助於施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，從而在矽片表面上均勻地形成氧化膜。
順便說明，把臭氧水(臭氧濃度5-8ppm，液體溫度23-26℃)用作用來形成氧化膜的溶液。
而且，把矽片運到包含具有60-90℃溫度的溫水的容器，並且浸泡在溫水中270秒。
用具有70-90℃溫度的熱空氣乾燥矽片。
以後，使矽片經受RCA洗滌，和在氧化爐中在1150℃的回火溫度下14小時。然後，對於微蝕刻非均勻性評價矽片表面。結果表示在表1和2中。表1
聚氧烷基苯基醚*2萘磺酸鹽化合物表2
*輸送箱的速度*1聚氧烷基苯基醚*2萘磺酸鹽化合物(研究洗滌矽片的微蝕刻非均勻性的評價)表1中的結果表明當把包含過氧化氫的氫氧化鉀溶液用作洗滌重整溶液(例1-7)時，能把微蝕刻非均勻性控制到0.3％或更低。
當把包含表面活性劑的氫氧化鉀溶液用作洗滌重整溶液(例8-14)時，能把微蝕刻非均勻性控制到0.3％或更低。
而且，當僅把過氧化氫或表面活性劑用作洗滌重整溶液(比較例3-8)時，與不進行洗滌重整處理的情形相比，幾乎沒有解決微蝕刻非均勻性(比較例9)。
順便說明，當僅把氫氧化鉀溶液用作洗滌重整溶液(比較例1和2)時，與其中使用包含過氧化氫的氫氧化鉀溶液的情形(例1-7)或其中使用包含表面活性劑的氫氧化鉀溶液的情形(例8-14)相比，蝕刻力較大。因而，再次證實，當僅使用氫氧化鉀溶液時，輸送矽片的速度太慢，或者矽片的不充分洗滌增大了在大範圍的液滴狀態下加寬微蝕刻非均勻性面積的可能性。
(例15-24，比較例10-12洗滌矽片的評價試驗2)在蝕刻處理後把矽片運到一個洗滌重整容器，並且藉助於施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，經受洗滌重整。
順便說明，作為一種洗滌重整溶液，使用包含聚氧烷基苯基醚(0.001wt％)作為表面活性劑的0.01wt％的氫氧化鉀溶液(液體溫度45℃)。
然後，把矽片運到包含超去離子水的漂洗容器，並且藉助於施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，藉助於溢出漂洗容器的超去離子水(室溫)漂洗。
然後，把矽片浸泡在用來形成氧化膜的溶液中，以便在矽片表面上均勻地形成氧化膜。
順便說明，作為用來形成氧化膜的溶液，在表3和4中所示的條件下使用SC-1(H2O+H2O2+NH4OH)和臭氧水之一。
而且，把矽片運到包含具有60-90℃溫度的溫水的容器，並且浸泡在溫水中270秒。用具有70-90℃溫度的熱空氣乾燥矽片。以後，使矽片經受RCA洗滌，和在氧化爐中在1150℃的回火溫度下14小時。然後，對於汙點評價矽片表面。
結果表示在表3和4中。表3
表4<
比較例10-12)，通過把矽片浸泡在具有約4ppm臭氧濃度的臭氧水中2分鐘能避免汙點。
而且，即使當臭氧濃度是約2ppm時(例18)，通過浸泡矽片5分鐘能避免汙點。
此外，表4中的結果表明，當把SC-1(H2O+H2O2+NH4OH)用作用來形成氧化膜的溶液時(例19-24)，通過用SC-1在體積的(H2O)∶(H2O2)∶(NH4OH)＝(1-2)∶(1-2)∶(5-50)的範圍內的成分浸泡矽片4分鐘，能防止汙點。
如由以上描述明白的那樣，按本發明的用來洗滌矽片的方法，使矽片經受蝕刻處理和藉助於洗滌重整溶液的洗滌重整處理，並且然後藉助於氧化膜形成溶液，在矽片表面上形成氧化膜，由此能夠有助於除去矽片的汙染物、表面重整的改進及對任何種類矽片的蝕刻處理之後的過程的統一和簡化。
由於在以上實施例中能進行各種變更而不脫離本發明的範圍，所以打算把以上描述中包含的所有問題理解為說明性的，而不是限制性的。
權利要求
1.一種在蝕刻處理之後用來洗滌矽片的方法，包括步驟(a)使用洗滌重整溶液使蝕刻之後的矽片經受洗滌和重整，和(b)使用一種氧化膜形成溶液在矽片表面上形成氧化膜。
2.根據權利要求1所述的用來洗滌矽片的方法，其中在步驟(a)之後而在步驟(b)之前，使矽片經受漂洗。
3.根據權利要求2所述的用來洗滌矽片的方法，其中洗滌重整溶液是一種包含過氧化氫或表面活性劑的無機鹼性溶液。
4.根據權利要求2所述的用來洗滌矽片的方法，其中在步驟(b)之後把矽片浸泡在溫水中，並且以後經受熱空氣乾燥。
5.根據權利要求4所述的用來洗滌矽片的方法，其中洗滌重整溶液是一種包含過氧化氫或表面活性劑的無機鹼性溶液。
6.根據權利要求1所述的用來洗滌矽片的方法，其中在步驟(b)之後把矽片浸泡在溫水中，並且以後經受熱空氣乾燥。
7.根據權利要求6所述的用來洗滌矽片的方法，其中洗滌重整溶液是一種包含過氧化氫或表面活性劑的無機鹼性溶液。
8.根據權利要求1所述的用來洗滌矽片的方法，其中洗滌重整溶液是一種包含過氧化氫或表面活性劑的無機鹼性溶液。
全文摘要
一種在蝕刻處理之後用來洗滌矽片的方法,包括步驟:(a)使用洗滌重整溶液使蝕刻之後的矽片經受洗滌和重整,和(b)使用一種氧化膜形成溶液在矽片表面上形成氧化膜。
文檔編號B08B3/08GK1265223SQ98807500
公開日2000年8月30日 申請日期1998年7月21日 優先權日1997年7月22日
發明者池田清利, 黑田清 申請人:Memc電子材料有限公司