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硅片腐蝕和拋光工藝的化學(xué)原理

2012-06-02 08:53

　　銅離子拋光液由氯化銅、氟化銨和水，一般以質(zhì)量比60:26:1000 組成，調(diào)節(jié)PH=5.8 左右，或者以質(zhì)量比80:102.8:1000，其反應(yīng)原理如下：

　　Si+2CuCl2+6NH4F=（NH4）2［SiF6］+4NH4Cl+2Cu

　　銅離子拋光一般在酸性（pH 為5～6）條件下進(jìn)行，當(dāng)pH﹥7 時(shí)，反應(yīng)終止，這是因?yàn)閜H=7 時(shí)銅離子與氨分子生成了穩(wěn)定的絡(luò)合物-銅氨絡(luò)離子，這時(shí)銅離子大大減少，拋光作用停止了。拋光反應(yīng)速度很快，為防止發(fā)生腐蝕，取片時(shí)不能在表面殘留拋光液，應(yīng)立即進(jìn)行水拋，也可以在取片前進(jìn)行稀硝酸漂洗，可以再洗一次，防止銅離子污染。

　　2.鉻離子拋光

　　鉻離子拋光液由三氧化二鉻、重鉻酸銨和水一般以質(zhì)量比1:3：100 組成，其反應(yīng)原理如下：

　　3Si+2Cr2O72-+28H+=3Si4++4Cr3++14H2O

　　三氧化二鉻不溶于水，對(duì)硅表面進(jìn)行研磨，重鉻酸銨能不斷地對(duì)硅表面進(jìn)行氧化腐蝕，與三氧化二鉻的機(jī)械研磨作用相結(jié)合，進(jìn)行拋光。

　　3.二氧化硅-氫氧化鈉拋光法

　　二氧化硅-氫氧化鈉拋光配置方法有三種：

　�。�1）將三氯氫硅或四氯化硅液體用氮?dú)鈹y帶通入到氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生的沉淀在母液中靜置，然后把上面的懸浮液輕輕倒出，并調(diào)節(jié)pH 值為9.5～11。其反應(yīng)如下：

　　SiCl4+4NaOH=SiO2↓+4NaCl+2H2O

　　SiHCl3+3NaOH=SiO2↓+3NaCl+H2O +H2↑

　�。�2）也可以利用制備多晶硅的尾氣或硅外延生長(zhǎng)時(shí)的廢氣生產(chǎn)二氧化硅微粒。反應(yīng)如下：

　　SiCl4+4H2O=H2SiO3↓+4HCl

　　H2SiO3=SiO2+H2O

　�。�3）用工業(yè)二氧化硅粉和水以質(zhì)量比為150:1000 配置，并用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH 值為9.5～11。拋光液的pH 值為9.5～11 范圍內(nèi)，pH 值過(guò)低，拋光很慢，PH 值過(guò)高產(chǎn)生較強(qiáng)的腐蝕作用，硅片表面出現(xiàn)腐蝕坑。

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