[发明专利]半导体晶片的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种借助于一系列处理步骤实施半导体晶片湿化学表面处理的方法，其中多种液体作用于半导体晶片表面。

背景技术

因对电子元件的制造中的日益小型化要求，对半导体材料、尤其通常以晶片形式使用的硅的表面品质的要求也更高，这种品质要求不仅是表面的几何形状品质，而且包括其纯度、化学条件及不含颗粒及斑点。

为使这些参数可用重复的方式加以影响及控制，发展出湿化学表面处理方法，特别于研磨、精研或抛光等机械表面处理之后使用。湿化学表面处理方法是与除去表面材料有关，也称蚀刻方法。

在半导体晶片蚀刻实际应用中有两种蚀刻方法，一种是与使用碱性或酸性液体有关，为制得无任何斑点的晶片及达成足够高的材料除去率，该方法必须在高温下实施，较低温度会导致形成斑点，这些斑点可通过另一抛光步骤再度予以除去增加了半导体晶片的生产成本。利用碱性液体，甚至用超纯化学品，也不能制得实质上无金属污染的半导体晶片。酸性蚀刻的缺点是均匀除去材料的程度极为有限而且成本昂贵，尤其接近边缘区内，如果自晶片每个表面除去的材料超过10微米，则晶片几何形状不可能保持。也曾尝试相互结合碱性蚀刻及酸性蚀刻的有利方式，但此种情形并不包括将先前机械处理损伤的晶体区完全除去。此种情形仅发生在随后的酸性蚀刻过程中，在酸性蚀刻中已扩散进来的金属也被除去。首先使用碱性蚀刻，之后使用酸性蚀刻。然而，甚至这些结合的方法仍不完全满足对半导体晶片几何形状及其中不含金属的日益增高要求，尤其，虽然在牺牲酸性蚀刻的条件下，增加碱性蚀刻的材料除去量可导致晶片几何形状的改良，但对金属杂质的除去具有不良影响，反之亦然。再者，碱性蚀刻的材料除去量增加，可导致更为显著的碱性蚀刻结构，该结构通常导致粗糙度值的增加。受损程度增加的部位受到不成比例的蚀刻，所以表面上留下凹槽。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体晶片实施湿化学表面处理的方法，该方法可满足有关不含金属及半导体晶片几何形状同等优良的要求。

通过一种半导体晶片实施湿化学表面处理的方法可达成此目的，在该方法中该半导体晶片—用酸性液体处理，由该半导体晶片的每个表面除去至多10微米的材料，然后—用碱性液体处理，除去至少足够的材料，以便完全除去经先前机械处理损伤的晶体区。

与现有技术相较，本发明方法的显著优点是半导体晶片首先用酸性液体及随后用碱性液体加以处理，且在各种情况均实施化学材料除去。在酸性蚀刻过程中晶片每个面的材料除去量至多为10微米。此足以除去出现于晶片表面或位于接近表面的区域内的金属杂质，例如铜或镍。同时，材料的除去量甚小，以致由先前机械处理决定的半导体晶片几何形状仅受到轻微不利影响。对实施机械处理过程中经损伤、有待完全除去的晶体区而言，在随后碱性蚀刻过程中足够的材料自该半导体晶片除去(该半导体晶片继酸性蚀刻剂之后已实质上不含金属)。

本发明的方法顺序可获致该两种蚀刻技术的最佳利益。该方法确保将机械处理(例如精研或研磨)所形成的晶片几何形状保留下来，因而提供至少半导体晶片正面随后抛光的最佳先决条件。

实施例

以下所述是本发明的优选实施方案，其中提出最适于硅的加工参数。然而，该方法并非局限于硅。为达成此目的，现将本发明的方法分为步骤1）至5），半导体晶片的表面则用下列液体依所示顺序处理：1）使用第一清洗液体，该液体适于除去附着在半导体晶片表面的颗粒，2）使用酸性液体，由该半导体晶片的每个表面除去至多10微米的材料，3)使用所述第一清洗液体，4)使用第二清洗液体，该液体适于由半导体晶片表面除去金属杂质，以及5)使用碱性液体，除去至少足够的材料，以便完全除去经先前机械处理损伤的晶体区。步骤2)及5)是绝对必须实施者，步骤1)、3)及4)是属有利但仍可省去。