專利名稱：用來洗滌硅片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來洗滌硅片的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用來洗滌硅片的方法，其中從硅片上除去污染物，并且在硅片經(jīng)受蝕刻處理以后，重整硅片的表面。
按常規(guī)，使用三種方法來洗滌蝕刻處理后的硅片。所使用的方法一般依賴于硅片的種類。
按第一種方法，使蝕刻的晶片經(jīng)受離心干燥，并且然后經(jīng)受用于熱處理(蝕刻片清理)的預(yù)處理。按第二種方法，使蝕刻的晶片經(jīng)受臭氧處理以在硅片表面上形成氧化膜，然后經(jīng)受離心干燥，接著是噴砂步驟或邊緣拋光步驟。然后使晶片經(jīng)受用于熱處理的預(yù)處理。第三種方法是一種用于特定硅片的方法，其中在蝕刻步驟之后把硅片浸泡在無機(jī)堿性溶液中，并且然后在熱處理(蝕刻片清理)之前經(jīng)受預(yù)處理。
然而，在以上三種方法中有幾個(gè)問題。按第一種方法，當(dāng)原樣擱置硅片很長時(shí)間段時(shí)，硅片易于被大氣、容器、和測量設(shè)備等污染，因?yàn)樵诠杵砻嫔喜淮嬖谘趸ぁ?br> 而且，在蝕刻硅片的表面上存在的非常少的細(xì)粒有時(shí)固著，并且在用于熱處理(蝕刻片清理)的以后預(yù)處理中不能除去，并因此作為污點(diǎn)留下。
此外，沒有辨別以抵消在對硅片表面的蝕刻處理之后產(chǎn)生的微蝕刻非均勻性的裝置。
按第二種方法，通過臭氧處理在硅片表面上形成氧化膜，從而防止硅片表面受到在蝕刻步驟之后的噴砂步驟或邊緣拋光步驟中使用的化學(xué)試劑等的腐蝕和/或污染。然而，由于在臭氧處理之后需要離心干燥，所以使得過程更復(fù)雜。而且，發(fā)現(xiàn)沒有抵消在對硅片表面的蝕刻處理之后產(chǎn)生的微蝕刻非均勻性的裝置。
按第三種方法，在蝕刻步驟之后把硅片浸泡在無機(jī)堿性溶液中，從而除去微蝕刻非均勻性和污染殘余物(藍(lán)白粉末)。然而，由于在浸泡步驟之后需要離心干燥，所以使得過程更復(fù)雜。而且，氧化膜不形成在硅片表面上，因?yàn)楣杵唤?jīng)受臭氧處理，并因此，有通過污染帶有污點(diǎn)的可能性。
上述方法沒有一種既包含臭氧處理又包含抵消硅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(gè)步驟引起外觀顏色的污點(diǎn)和/或非均勻性。另外，在臭氧處理或浸泡步驟之后需要離心干燥，由此使過程更復(fù)雜。因而，一直希望在蝕刻處理之后借助于過程的統(tǒng)一和簡化解決這些問題。
本發(fā)明提供一種用來洗滌硅片的方法，該方法通過使硅片經(jīng)受蝕刻處理、借助于洗滌重整溶液使硅片經(jīng)受洗滌和重整處理、及借助于用來形成氧化膜的溶液在硅片表面上形成氧化膜，有助于除去污染物、表面重整的改進(jìn)、及對任何種類硅片的蝕刻處理之后的過程的統(tǒng)一和簡化。
根據(jù)本發(fā)明，提供有一種在蝕刻處理之后用來洗滌硅片的方法，包括步驟(a)使用洗滌重整溶液使蝕刻之后的硅片經(jīng)受洗滌和重整，和(b)使用用來形成氧化膜的溶液在硅片表面上形成氧化膜。
其中最好在步驟(a)之后而在步驟(b)之前，使硅片經(jīng)受漂洗，并且以后經(jīng)受熱空氣干燥。
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(jī)堿性溶液。
其他目的和特征部分是顯而易見的，而部分在下文中指出。
按照本發(fā)明用來洗滌硅片的方法，在蝕刻處理之后借助于洗滌重整溶液使硅片經(jīng)受洗滌重整處理，并且然后借助于用來形成氧化膜的溶液在硅片表面上形成氧化膜。
按上述方法，通過是構(gòu)成洗滌重整溶液的成分的無機(jī)堿性溶液對硅片表面的蝕刻作用，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后在硅片表面上的污染殘余物(藍(lán)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，在洗滌重整處理之后，借助于用來形成氧化膜的溶液在硅片表面上能形成氧化膜。由此避免在硅片表面上的污染(污點(diǎn))。
因而，用來洗滌硅片的方法有助于污染物的除去、表面重整的改進(jìn)、及對任何種類硅片的蝕刻處理之后的過程的統(tǒng)一和簡化。
下文詳細(xì)描述一種本發(fā)明的用來洗滌硅片的方法。
首先，在蝕刻處理之后把硅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，洗滌和重整硅片表面。
這時(shí)，最好把洗滌重整溶液的溫度保持在約35-70℃。這是因?yàn)楫?dāng)溫度低于35℃時(shí)，在洗滌重整溶液中的表面活性劑易于分離或懸浮，這會(huì)妨礙過氧化氫的分解和降低洗滌重整溶液的反應(yīng)活性。另一方面，當(dāng)溫度高于70℃時(shí)，過氧化氫顯著分解，并且洗滌重整溶液的壽命減小。
然后，把硅片運(yùn)到包含超去離子水的漂洗容器，并且最好施加26-40kHz和100-600W的超聲波4-10分鐘，借助于溢出漂洗容器的超去離子水(室溫)漂洗。
以后，把硅片運(yùn)到用來形成氧化膜的容器，并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，從而在硅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，對于臭氧水最好保持為20-25℃，而對于SC-1(H2O+H2O2+NH4OH)保持為60-80℃。
然后，把硅片運(yùn)到包含具有60-90℃溫度的溫水的容器，并且浸泡在溫水中60-270秒。
最后，用具有70-90℃溫度的熱空氣干燥，以完成本發(fā)明用來洗滌硅片的方法。
在本發(fā)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(jī)堿性溶液，并且最好按如下調(diào)整，從而借助于盡可能控制硅片厚度和表面粗糙度的減小，在亞微米級下或更低蝕刻硅片。
包含過氧化氫的無機(jī)堿性溶液最好具有過氧化氫、無機(jī)堿性溶液、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(jī)堿性溶液。
包含表面活性劑的無機(jī)堿性溶液最好具有0.01-10.00wt％的表面活性劑和0.05-25.00wt％的無機(jī)堿性溶液的成分。
沒有具體限制表面活性劑，并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(jī)堿性溶液，能使用NaOH、CaCO3、Na2CO3、或K2CO3。
順便說明，包含表面活性劑的無機(jī)堿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(jī)堿性溶液顯著。
在本發(fā)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(chǎn)率。
順便說明，當(dāng)臭氧濃度低于2ppm時(shí)，臭氧水的氧化膜形成能力變壞，并且易于產(chǎn)生污點(diǎn)，因?yàn)檠趸ぴ诠杵砻嫔系男纬刹蛔恪?br> 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(jù)例子更詳細(xì)地進(jìn)一步描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明決不限于這些例子。
通過本發(fā)明的洗滌硅片的方法得到的硅片由下面的方法評價(jià)。
(對污點(diǎn)和微蝕刻非均勻性的評價(jià))在觀察軸的方向通過由真空鉗子保持硅片而轉(zhuǎn)動(dòng)硅片，從而硅片的表面以45°與觀察軸相交。與觀察軸成直角地把熒光或會(huì)聚光施加到硅片的表面上。
在離開用于評價(jià)的觀察點(diǎn)的30cm地點(diǎn)處，用眼睛觀察硅片的表面。對于微蝕刻非均勻性和污點(diǎn)，由在熒光下的棕色面積和在會(huì)聚光下的白色面積與硅片表面面積的比值(％)評價(jià)硅片的表面。
(例1-14、比較例1-9洗滌硅片的評價(jià)試驗(yàn))在蝕刻處理后把硅片運(yùn)到一個(gè)洗滌重整容器，并且借助于施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，經(jīng)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(tài)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。
然后，把硅片運(yùn)到包含超去離子水的漂洗容器，并且借助于施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，借助于溢出漂洗容器的超去離子水(室溫)漂洗。
以后，把硅片運(yùn)到用來形成氧化膜的容器，并且浸泡在用來形成氧化膜的溶液中，借助于施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，從而在硅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，把硅片運(yùn)到包含具有60-90℃溫度的溫水的容器，并且浸泡在溫水中270秒。
用具有70-90℃溫度的熱空氣干燥硅片。
以后，使硅片經(jīng)受RCA洗滌，和在氧化爐中在1150℃的回火溫度下14小時(shí)。然后，對于微蝕刻非均勻性評價(jià)硅片表面。結(jié)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(研究洗滌硅片的微蝕刻非均勻性的評價(jià))表1中的結(jié)果表明當(dāng)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(shí)，能把微蝕刻非均勻性控制到0.3％或更低。
當(dāng)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(shí)，能把微蝕刻非均勻性控制到0.3％或更低。
而且，當(dāng)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(shí)，與不進(jìn)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(dāng)僅把氫氧化鉀溶液用作洗滌重整溶液(比較例1和2)時(shí)，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(shí)，當(dāng)僅使用氫氧化鉀溶液時(shí)，輸送硅片的速度太慢，或者硅片的不充分洗滌增大了在大范圍的液滴狀態(tài)下加寬微蝕刻非均勻性面積的可能性。
(例15-24，比較例10-12洗滌硅片的評價(jià)試驗(yàn)2)在蝕刻處理后把硅片運(yùn)到一個(gè)洗滌重整容器，并且借助于施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，經(jīng)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℃)。
然后，把硅片運(yùn)到包含超去離子水的漂洗容器，并且借助于施加26kHz和300W的超聲波4分鐘，借助于溢出漂洗容器的超去離子水(室溫)漂洗。
然后，把硅片浸泡在用來形成氧化膜的溶液中，以便在硅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，把硅片運(yùn)到包含具有60-90℃溫度的溫水的容器，并且浸泡在溫水中270秒。用具有70-90℃溫度的熱空氣干燥硅片。以后，使硅片經(jīng)受RCA洗滌，和在氧化爐中在1150℃的回火溫度下14小時(shí)。然后，對于污點(diǎn)評價(jià)硅片表面。
結(jié)果表示在表3和4中。表3
表4<
比較例10-12)，通過把硅片浸泡在具有約4ppm臭氧濃度的臭氧水中2分鐘能避免污點(diǎn)。
而且，即使當(dāng)臭氧濃度是約2ppm時(shí)(例18)，通過浸泡硅片5分鐘能避免污點(diǎn)。
此外，表4中的結(jié)果表明，當(dāng)把SC-1(H2O+H2O2+NH4OH)用作用來形成氧化膜的溶液時(shí)(例19-24)，通過用SC-1在體積的(H2O)∶(H2O2)∶(NH4OH)＝(1-2)∶(1-2)∶(5-50)的范圍內(nèi)的成分浸泡硅片4分鐘，能防止污點(diǎn)。
如由以上描述明白的那樣，按本發(fā)明的用來洗滌硅片的方法，使硅片經(jīng)受蝕刻處理和借助于洗滌重整溶液的洗滌重整處理，并且然后借助于氧化膜形成溶液，在硅片表面上形成氧化膜，由此能夠有助于除去硅片的污染物、表面重整的改進(jìn)及對任何種類硅片的蝕刻處理之后的過程的統(tǒng)一和簡化。
由于在以上實(shí)施例中能進(jìn)行各種變更而不脫離本發(fā)明的范圍，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(quán)利要求
1.一種在蝕刻處理之后用來洗滌硅片的方法，包括步驟(a)使用洗滌重整溶液使蝕刻之后的硅片經(jīng)受洗滌和重整，和(b)使用一種氧化膜形成溶液在硅片表面上形成氧化膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來洗滌硅片的方法，其中在步驟(a)之后而在步驟(b)之前，使硅片經(jīng)受漂洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用來洗滌硅片的方法，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(jī)堿性溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用來洗滌硅片的方法，其中在步驟(b)之后把硅片浸泡在溫水中，并且以后經(jīng)受熱空氣干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用來洗滌硅片的方法，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(jī)堿性溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來洗滌硅片的方法，其中在步驟(b)之后把硅片浸泡在溫水中，并且以后經(jīng)受熱空氣干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用來洗滌硅片的方法，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(jī)堿性溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來洗滌硅片的方法，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(jī)堿性溶液。
全文摘要
一種在蝕刻處理之后用來洗滌硅片的方法,包括步驟:(a)使用洗滌重整溶液使蝕刻之后的硅片經(jīng)受洗滌和重整,和(b)使用一種氧化膜形成溶液在硅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(yōu)先權(quán)日1997年7月22日
發(fā)明者池田清利, 黑田清 申請人:Memc電子材料有限公司