JP2700778B2 - 酸含有液による半導体材料処理方法 - Google Patents
酸含有液による半導体材料処理方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、化学反応の生成物と
して水の生成を伴なう酸含有液による半導体材料の処理
方法に関する。
して水の生成を伴なう酸含有液による半導体材料の処理
方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子部
品の作製に適当な基本材料を準備するには、半導体材料
が酸含有液によって処理されなければならない工程段階
を必ず必要とする。そのような処理は、さまざまな目的
を持ちうる。それらは、例えば、半導体材料の結晶構造
を解析したり結晶中の欠陥を暴露するために使用され
る。それらはまた、その結晶構造が機械的な作用によっ
て乱された、半導体材料の表面から不純物を分離した
り、表面に接近した層を除去するために役立つ。酸含有
液によって半導体材料を処理する更に別の目的は、完全
に滑らかにエッチングされた水平方向の表面を有する半
導体ウエハを提供することである。
品の作製に適当な基本材料を準備するには、半導体材料
が酸含有液によって処理されなければならない工程段階
を必ず必要とする。そのような処理は、さまざまな目的
を持ちうる。それらは、例えば、半導体材料の結晶構造
を解析したり結晶中の欠陥を暴露するために使用され
る。それらはまた、その結晶構造が機械的な作用によっ
て乱された、半導体材料の表面から不純物を分離した
り、表面に接近した層を除去するために役立つ。酸含有
液によって半導体材料を処理する更に別の目的は、完全
に滑らかにエッチングされた水平方向の表面を有する半
導体ウエハを提供することである。
【0003】前記の目的を達成するには、使用された酸
含有液が問題の半導体材料を化学的に溶解しうることが
必要である。概して、水が、とりわけ、この工程の間に
半導体材料と酸含有液中の酸との間の化学反応の生成物
として生成される。生成された水は酸含有液中に蓄積さ
れて、半導体材料の処理のさらなる進行に影響する。し
ばしば、材料の除去速度が減少し、その結果より長い処
理時間を招いたり、使用された処理液がより早く取り替
えられなければならなく、どちらの場合も製造コストが
上昇する。酸含有液中の含水率の増加もまた、半導体ウ
エハの処理の結果に有害な影響を有する。例えば、フッ
化水素酸および硝酸を含有する液で処理されたシリコン
ウエハの水平方向の表面が試験されるとき、表面の残留
粗さは処理媒体中の含水率と相関することが見出され
る。含水率が高い場合は、他の条件が等しければ、シリ
コンウエハの水平方向の表面の残留粗さも同様に高い。
含有液が問題の半導体材料を化学的に溶解しうることが
必要である。概して、水が、とりわけ、この工程の間に
半導体材料と酸含有液中の酸との間の化学反応の生成物
として生成される。生成された水は酸含有液中に蓄積さ
れて、半導体材料の処理のさらなる進行に影響する。し
ばしば、材料の除去速度が減少し、その結果より長い処
理時間を招いたり、使用された処理液がより早く取り替
えられなければならなく、どちらの場合も製造コストが
上昇する。酸含有液中の含水率の増加もまた、半導体ウ
エハの処理の結果に有害な影響を有する。例えば、フッ
化水素酸および硝酸を含有する液で処理されたシリコン
ウエハの水平方向の表面が試験されるとき、表面の残留
粗さは処理媒体中の含水率と相関することが見出され
る。含水率が高い場合は、他の条件が等しければ、シリ
コンウエハの水平方向の表面の残留粗さも同様に高い。
【0004】それゆえ、本発明の目的は、前記の欠点を
避けることができる方法を提供することである。
避けることができる方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的は、酸含有液に
よって半導体材料を処理することからなり、該処理中に
水が半導体材料と酸との間の化学反応の生成物として生
成する半導体材料の処理方法において、五酸化リンを酸
含有液に添加することを特徴とする酸含有液による半導
体材料処理方法によって達成される。
よって半導体材料を処理することからなり、該処理中に
水が半導体材料と酸との間の化学反応の生成物として生
成する半導体材料の処理方法において、五酸化リンを酸
含有液に添加することを特徴とする酸含有液による半導
体材料処理方法によって達成される。
【0006】本発明の範囲内では、用語「半導体材料の
処理」は、半導体材料と酸含有液とを接触させることと
して理解されるべきである。この接触は、特に、半導体
材料を酸含有液中に浸漬するか、または酸含有液を半導
体材料に噴霧することによって達成できる。
処理」は、半導体材料と酸含有液とを接触させることと
して理解されるべきである。この接触は、特に、半導体
材料を酸含有液中に浸漬するか、または酸含有液を半導
体材料に噴霧することによって達成できる。
【0007】一般に、酸含有液(以後、「エッチング
液」と称する)中の低いけれども、特定の含水率は、半
導体材料が満足な速度でエッチングされるためには、望
ましくかつ必要である。従って、エッチング液中のせい
ぜい20重量%の含水率は、完全に許容しうる。エッチ
ング液への五酸化リンの添加は、半導体材料の処理の間
の含水率が20重量%の水準以上に上昇しないことを第
一に保証する。第二に、水と五酸化リンの化学反応によ
り生成したリン酸は、エッチング液の流動挙動に有益な
効果を奏し、その表面平滑化作用の増進に寄与すること
が見出された。
液」と称する)中の低いけれども、特定の含水率は、半
導体材料が満足な速度でエッチングされるためには、望
ましくかつ必要である。従って、エッチング液中のせい
ぜい20重量%の含水率は、完全に許容しうる。エッチ
ング液への五酸化リンの添加は、半導体材料の処理の間
の含水率が20重量%の水準以上に上昇しないことを第
一に保証する。第二に、水と五酸化リンの化学反応によ
り生成したリン酸は、エッチング液の流動挙動に有益な
効果を奏し、その表面平滑化作用の増進に寄与すること
が見出された。
【0008】その上に、エッチング液を製造するとき
に、濃厚な酸を使用せずに、その代わりにそれらのより
容易に取り扱え得る水溶液を使用することは、しばしば
当を得ている。そのような場合には、エッチング液中の
含水率は、半導体材料の処理前に五酸化リンの添加によ
り所望の値にもたらされる。前記の値はまた、個々の成
分を最低量の水中に混合することにより達成できる値以
下であってもよい。半導体材料の処理の間に、五酸化リ
ンの添加は断続的にまたは連続的に行うことができる。
都合良くは、五酸化リンは、少なくとも、半導体材料の
処理の間に生成する水と結合するために必要とされる量
をもってエッチング液に添加される。添加は、半導体材
料の処理を妨害しないようなぐあいに行うべきである。
妨害とは、例えば、半導体材料上に添加五酸化リン沈降
することである。このことは、例えば、リン酸の生成と
共に、エッチング液の一部を一時的に分路に流して五酸
化リンと混合することにより防止できる。この混合物は
次いで半導体材料の処理のためにとどまっている部分の
エッチング液に添加される。
に、濃厚な酸を使用せずに、その代わりにそれらのより
容易に取り扱え得る水溶液を使用することは、しばしば
当を得ている。そのような場合には、エッチング液中の
含水率は、半導体材料の処理前に五酸化リンの添加によ
り所望の値にもたらされる。前記の値はまた、個々の成
分を最低量の水中に混合することにより達成できる値以
下であってもよい。半導体材料の処理の間に、五酸化リ
ンの添加は断続的にまたは連続的に行うことができる。
都合良くは、五酸化リンは、少なくとも、半導体材料の
処理の間に生成する水と結合するために必要とされる量
をもってエッチング液に添加される。添加は、半導体材
料の処理を妨害しないようなぐあいに行うべきである。
妨害とは、例えば、半導体材料上に添加五酸化リン沈降
することである。このことは、例えば、リン酸の生成と
共に、エッチング液の一部を一時的に分路に流して五酸
化リンと混合することにより防止できる。この混合物は
次いで半導体材料の処理のためにとどまっている部分の
エッチング液に添加される。
【0009】この方法は、水の生成を伴なって半導体材
料を攻撃する如何なる酸含有液にも適用できる。フッ化
水素酸および処理される半導体材料を酸化しうる少なく
とも1種類の試薬を含有するエッチング液に水が少し加
えられることが好ましい。フッ化水素酸と硝酸に基づく
エッチング液に、水が少し加えられることが特に好まし
い。エッチング液は、場合によっては、好ましくは酢
酸、フッ化アンモニウム水溶液、硫酸、塩酸およびリン
酸よりなる一群の物質から選ばれる1種類またはそれ以
上の更に別の成分を含有してもよい。
料を攻撃する如何なる酸含有液にも適用できる。フッ化
水素酸および処理される半導体材料を酸化しうる少なく
とも1種類の試薬を含有するエッチング液に水が少し加
えられることが好ましい。フッ化水素酸と硝酸に基づく
エッチング液に、水が少し加えられることが特に好まし
い。エッチング液は、場合によっては、好ましくは酢
酸、フッ化アンモニウム水溶液、硫酸、塩酸およびリン
酸よりなる一群の物質から選ばれる1種類またはそれ以
上の更に別の成分を含有してもよい。
【0010】エッチング液への五酸化リンの添加は、シ
リコンの湿式化学処理にとって特に適している。しかし
ながら、この方法はまたゲルマニウムのような他の元素
半導体またはヒ化ガリウムのような化合物の処理に好都
合に使用される。この方法の利点は、特に、「化学研
磨」として知られている、シリコンウエハのエッチング
について力を生じる。エッチング液への五酸化リンの添
加は、エッチングされたウエハの幾何学特性およびそれ
らのウエハの水平方向の平面の滑らかさを明白に改善す
る。その上、本発明は、半導体材料からなるウエハ、断
片、粒体および他の造形品の処理の場合に、エッチング
液の使用期間を延長すること、設備能力を増大すること
および助剤のコストを減少することを可能にすることに
より特色づけられる。
リコンの湿式化学処理にとって特に適している。しかし
ながら、この方法はまたゲルマニウムのような他の元素
半導体またはヒ化ガリウムのような化合物の処理に好都
合に使用される。この方法の利点は、特に、「化学研
磨」として知られている、シリコンウエハのエッチング
について力を生じる。エッチング液への五酸化リンの添
加は、エッチングされたウエハの幾何学特性およびそれ
らのウエハの水平方向の平面の滑らかさを明白に改善す
る。その上、本発明は、半導体材料からなるウエハ、断
片、粒体および他の造形品の処理の場合に、エッチング
液の使用期間を延長すること、設備能力を増大すること
および助剤のコストを減少することを可能にすることに
より特色づけられる。
【0011】
【実施例】以下の実施例により、本発明をより明確にす
ることができる。但し、本発明はこれに限定されるもの
ではない。下記第1表に示す組成(重量比)で、3種類
のエッチング液A、B及びCを調製した。尚、使用した
薬品は以下の通りである。 ・フッ化水素酸:50重量%のHFと50重量%の水 ・硝酸 :70重量%のHNO3 と30重量%の
水 ・リン酸 :85重量%のH3 PO4 と15重量%
の水 ・五酸化リン :100%P2 05
ることができる。但し、本発明はこれに限定されるもの
ではない。下記第1表に示す組成(重量比)で、3種類
のエッチング液A、B及びCを調製した。尚、使用した
薬品は以下の通りである。 ・フッ化水素酸:50重量%のHFと50重量%の水 ・硝酸 :70重量%のHNO3 と30重量%の
水 ・リン酸 :85重量%のH3 PO4 と15重量%
の水 ・五酸化リン :100%P2 05
【0012】
【表1】
【0013】そして、インゴットから切り出し、研磨、
洗浄して表面の粒子を除去したシリコンウエハをエッチ
ング液A、B及びCを用いて表面から20μmの深さま
でエッチング処理した。次いで、各エッチング液のエッ
チング能力をエッチング槽の寿命として評価するため
に、エッチング処理後のウエハの表面粗さ(Ra)と反
射率とを測定した。表面粗さの測定は、Hommelw
erk社製「T1000型試験機」を用いて独国規格に
準拠して行った。また、反射率は、BrunoLang
e社製「LMG010型光学測定機」を用いて測定し
た。表面粗さ並びに反射率は、ウエハ表面の6箇所をサ
ンプリングして測定した。測定結果を、第1表に示す。
表中のエッチング面積は、単一のエッチング槽でエッチ
ング液の交換や補充のない状態で処理したウエハ枚数に
相当し、従ってその値が大きいほどエッチング液が数多
くのウエハを処理したことを意味し、それに伴いエッチ
ング能力も劣化していると考えられる。このことは、エ
ッチング面積が大きくなるのに従って、各エッチング液
とも表面粗さが増大し、反射率が低下していることから
認められる。しかし、本発明に従う五酸化リンを含有す
るエッチング液Cは、五酸化リンを含まないエッチング
液A及びBに比べてその変化量が小さく、初期のエッチ
ング能力が維持されている。しかも、各エッチング面積
での比較から、本発明に従う五酸化リンを含有するエッ
チング液Cは、エッチング能力そのものも高いことが判
る。このことから、本発明に係る半導体材料処理方法
は、エッチング液に五酸化リンを添加することで、エッ
チング能力を高め、かつその劣化を抑えることができる
ことが理解される。
洗浄して表面の粒子を除去したシリコンウエハをエッチ
ング液A、B及びCを用いて表面から20μmの深さま
でエッチング処理した。次いで、各エッチング液のエッ
チング能力をエッチング槽の寿命として評価するため
に、エッチング処理後のウエハの表面粗さ(Ra)と反
射率とを測定した。表面粗さの測定は、Hommelw
erk社製「T1000型試験機」を用いて独国規格に
準拠して行った。また、反射率は、BrunoLang
e社製「LMG010型光学測定機」を用いて測定し
た。表面粗さ並びに反射率は、ウエハ表面の6箇所をサ
ンプリングして測定した。測定結果を、第1表に示す。
表中のエッチング面積は、単一のエッチング槽でエッチ
ング液の交換や補充のない状態で処理したウエハ枚数に
相当し、従ってその値が大きいほどエッチング液が数多
くのウエハを処理したことを意味し、それに伴いエッチ
ング能力も劣化していると考えられる。このことは、エ
ッチング面積が大きくなるのに従って、各エッチング液
とも表面粗さが増大し、反射率が低下していることから
認められる。しかし、本発明に従う五酸化リンを含有す
るエッチング液Cは、五酸化リンを含まないエッチング
液A及びBに比べてその変化量が小さく、初期のエッチ
ング能力が維持されている。しかも、各エッチング面積
での比較から、本発明に従う五酸化リンを含有するエッ
チング液Cは、エッチング能力そのものも高いことが判
る。このことから、本発明に係る半導体材料処理方法
は、エッチング液に五酸化リンを添加することで、エッ
チング能力を高め、かつその劣化を抑えることができる
ことが理解される。
【0014】以下に、本発明に係る半導体材料処理方法
の好ましい実施態様を示す。 (1)五酸化リンの添加を半導体材料の処理の前に行な
うことを特徴とする請求項1記載の方法。 (2)五酸化リンの添加を半導体材料の処理の間に連続
的にまたは断続的に行なうことを特徴とする請求項1記
載の方法。 (3)五酸化リンの添加が酸含有液中の含水率を20%
以下に維持することを特徴とする請求項1または上記
(1)または(2)のいずれか一つに記載の方法。 (4)酸含有液が水、フッ化水素酸および酸化剤並び
に、望むなら、好ましくは、酢酸、フッ化アンモニウム
水溶液、硫酸、塩酸およびリン酸よりなる一群の物質か
ら選ばれる1種類またはそれ以上の更に別の成分からな
る、請求項1または上記(1)〜(3)のいずれか一つ
に記載の方法。
の好ましい実施態様を示す。 (1)五酸化リンの添加を半導体材料の処理の前に行な
うことを特徴とする請求項1記載の方法。 (2)五酸化リンの添加を半導体材料の処理の間に連続
的にまたは断続的に行なうことを特徴とする請求項1記
載の方法。 (3)五酸化リンの添加が酸含有液中の含水率を20%
以下に維持することを特徴とする請求項1または上記
(1)または(2)のいずれか一つに記載の方法。 (4)酸含有液が水、フッ化水素酸および酸化剤並び
に、望むなら、好ましくは、酢酸、フッ化アンモニウム
水溶液、硫酸、塩酸およびリン酸よりなる一群の物質か
ら選ばれる1種類またはそれ以上の更に別の成分からな
る、請求項1または上記(1)〜(3)のいずれか一つ
に記載の方法。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エッチング液に五酸化リンを添加することで、エッチン
グされたウエハの幾何学特性およびそれらのウエハの水
平方向の平面の滑らかさが改善される。その上、本発明
は、半導体材料からなるウエハ、断片、粒体および他の
造形品を処理する場合に、エッチング液の使用期間を延
長すること、設備能力を増大することおよび助剤のコス
トを減少することを可能にする。
エッチング液に五酸化リンを添加することで、エッチン
グされたウエハの幾何学特性およびそれらのウエハの水
平方向の平面の滑らかさが改善される。その上、本発明
は、半導体材料からなるウエハ、断片、粒体および他の
造形品を処理する場合に、エッチング液の使用期間を延
長すること、設備能力を増大することおよび助剤のコス
トを減少することを可能にする。
フロントページの続き (72)発明者 ギュンター・シュヴァーブ ドイツ連邦共和国 エマーティング、リ ンデンヴェーク 2アー (72)発明者 ペーター・ロメダー ドイツ連邦共和国 ブルクハォゼン、ル ードヴィーク−トーマ−シュトラーセ 28 (72)発明者 ガブリエレ・トリフェルナー ドイツ連邦共和国 ヴィンヘーリング、 ブルク 5アー
Claims (1)
- 【請求項1】 酸含有液によって半導体材料を処理する
ことからなり、該処理中に水が半導体材料と酸との間の
化学反応の生成物として生成する半導体材料の処理方法
において、五酸化リンを酸含有液に添加することを特徴
とする酸含有液による半導体材料処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE4414925A DE4414925A1 (de) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Verfahren zur Behandlung von Halbleitermaterial mit einer säurehaltigen Flüssigkeit |
DE44-14-925-5 | 1994-04-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0853780A JPH0853780A (ja) | 1996-02-27 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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JPS55154452A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Seiko Kakoki Kk | Concentration controlling method of halogen acid salt |
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