专利名称：用含酸流体处理半导体材料的方法
技术领域：
本发明涉及用含酸流体处理半导体材料的方法，其中，作为化学反应产物而形成了水。
在提供能制造电子元件的合适的基质材料时，通常要对其进行一些加工处理，在处理过程中，需要用含酸流体对半导体材料进行处理。这些处理的目的可能是各种各样的。例如，这些处理的目的可以是分析半导体材料的晶体结构，或者是除去晶体中的缺陷部分。它们也可以用来除去半导体材料表面的杂质或者是除去与表面紧邻的层，这些层的晶体结构由于机械作用而受到了破坏。用含酸流体对半导体材料进行处理的一个进一步的目的是提供半导体晶片，其侧表面经酸蚀后是完全平滑的。
要达到所述的目的，所使用的含酸流体必须能够化学溶解所述的半导体材料。一般来说，形成了水，尤其是在该处理过程中水作化学反应的产物而形成。所形成的水在该含酸流体中积累，并对对半导体材料的进一步处理进程产生影响。通常的情况是，材料的移去速度降低，使得需要更长的处理时间或者是所使用的处理流体的更换速度要加快，在这两种情况下，制造成本都升高。含酸流体中水含量的增加，可能会对半导体晶片的处理结果产生不利的影响。例如，如果检验用含氢氟酸和硝酸的流体处理过的硅晶片的侧表面，可以发现其残余粗糙度与处理介质中的水含量相关。水含量越高而其它条件相同的条件下，硅晶片的侧表面的残余粗糙度也就越高。
因此，本发明的目的是提供一种能克服上述的缺点的方法。
本发明的目的是通过下述方法而实现的一种用含酸流体处理半导体材料的方法，水作为化学反应的产物而形成，该方法包括向含酸流体中加入五氧化二磷。五氧化二磷可以在对半导体材料的处理进行之前和/或进行过程中加入。
本发明范围内，术语“对半导体材料的处理”应该理解为使半导体材料与含酸流体接触。这一过程可以通过将半导体材料浸入到含酸流体中或是将其用含酸流体喷洗来完成。
一般来说，希望而且需要含酸流体(下文中称作“浸蚀剂”)中的水含量尽可能地低，以使得对待半处理的半导体材料的浸蚀达到满意的程度。为此，浸蚀剂中的可接受的最高的水含量为20％(重量)。浸蚀剂中五氧化二磷的加入首先可以确保在对半导体材料的处理过程中，浸蚀剂的水含量不会超过20％(重量)。其次，已经发现，由水和五氧化二磷的化学反应所生成的磷酸有利于浸蚀剂的流动并起到增强使表面平滑的作用。
此外，在制备浸蚀剂时，通常有利的是不使用浓酸，而是使用其更容易处理的水溶液。在此情况下，在进行对半导体材料的处理之前，可以通过加入五氧化二磷而使浸蚀剂的水含量达到所希望的值。该值也可能比将水含量最低时的各单一组分混合而得到的浸蚀剂的水含量值还低。在对半导体材料的处理过程中，五氧化二磷的加入可以间歇进行也可连续进行。有利的是，加入到浸蚀剂中的五氧化二磷的用量至少是能与对半导体材料的处理过程中所产生的水相结合的量。加入的方式应该是其不影响对半导体材料的处理。例如，如果所加入的五氧化二磷沉积在半导体材料上，则影响了对半导体材料的处理。这种影响，例如，可以将一部分浸蚀剂取出并与五氧化二磷混合，此时形成了磷酸。然后将该混合物加入到留下的正进行对半导体材料的处理的那部分浸蚀剂中。
该方法可用于任何处理半导体材料并形成水的含酸流体中。优选是用于水含量低、含有氢氟酸以及至少一种能氧化待处理的半导体材料的试剂的浸蚀剂中。特别优选的是用于水含量低、以氢氟酸和硝酸为基础的浸蚀剂中。该浸蚀剂也可含有一种或多种其他的组分，这些组分优选是从由乙酸、氟化铵水溶液、硫酸、氢氯酸以及磷酸组成的一组物质中选择。
浸蚀剂中五氧化二磷的加入特别适合对硅进行湿化学处理。但是，本发明的方法也能有利地用于对其他的元素半导体如锗，或化合物半导体如砷化镓进行处理。本发明方法的优点是非常突出的，特别是在对硅晶片进行浸蚀时尤其如此，这被叫做“化学抛光”。浸蚀剂中五氧化二磷的加入很明显地改进了浸蚀后的晶片的几何对称性和其侧表面的平滑性。此外，按照本发明，在对由半导体材料组成的晶片、碎块、颗粒以及其他形状的制品进行处理时，很明显的是，可以使得浸蚀剂的使用周期延长，工厂的处理能力增加，并降低辅剂成本。
权利要求
1.一种用含酸流体处理半导体材料的方法，水作为化学反应的产物而形成，该方法包括向含酸流体中加入五氧化二磷。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在进行对半导体材料的处理之前向浸蚀剂中加入五氧化二磷。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在对半导体材料的处理过程中向浸蚀剂中加入五氧化二磷，并且是以间歇或连续的方式加入的。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其中，五氧化二磷的加入使得含酸流体的水含量低于20％(重量)。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述的含酸流体含有水、氢氟酸和一种氧化剂以及，如果需要的话，还含有一种或多种其他组分，这些组分是从由乙酸、氟化铵水溶液、硫酸、氢氯酸和磷酸组成的一组物质中选择的。
全文摘要
本发明涉及一种用含酸流体处理半导体材料的方法，其中水作为化学反应的产物形成。在对半导体材料的处理之前和/或处理过程中，向含酸流体中加入五氧化二磷。
文档编号H01L21/02GK1118517SQ95104759
公开日1996年3月13日 申请日期1995年4月22日 优先权日1994年4月28日
发明者马克西来利安·斯塔德勒, 冈特·施瓦布, 彼得·罗迈德, 加布里埃尔·特里弗纳 申请人:瓦克硅电子半导体材料有限公司