硅片腐蚀和抛光工艺的化学原理

2012-06-02 08:53

　　铜离子抛光液由氯化铜、氟化铵和水，一般以质量比60:26:1000 组成，调节PH=5.8 左右，或者以质量比80:102.8:1000，其反应原理如下：

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

　　铜离子抛光一般在酸性（pH 为5～6）条件下进行，当pH﹥7 时，反应终止，这是因为pH=7 时铜离子与氨分子生成了稳定的络合物-铜氨络离子，这时铜离子大大减少，抛光作用停止了。抛光反应速度很快，为防止发生腐蚀，取片时不能在表面残留抛光液，应立即进行水抛，也可以在取片前进行稀硝酸漂洗，可以再洗一次，防止铜离子污染。

　　2.铬离子抛光

　　铬离子抛光液由三氧化二铬、重铬酸铵和水一般以质量比1:3：100 组成，其反应原理如下：

　　3Si+2Cr2O72-+28H+=3Si4++4Cr3++14H2O

　　三氧化二铬不溶于水，对硅表面进行研磨，重铬酸铵能不断地对硅表面进行氧化腐蚀，与三氧化二铬的机械研磨作用相结合，进行抛光。

　　3.二氧化硅-氢氧化钠抛光法

　　二氧化硅-氢氧化钠抛光配置方法有三种：

　　（1）将三氯氢硅或四氯化硅液体用氮气携带通入到氢氧化钠溶液中，产生的沉淀在母液中静置，然后把上面的悬浮液轻轻倒出，并调节pH 值为9.5～11。其反应如下：

　　SiCl4+4NaOH=SiO2↓+4NaCl+2H2O

　　SiHCl3+3NaOH=SiO2↓+3NaCl+H2O +H2↑

　　（2）也可以利用制备多晶硅的尾气或硅外延生长时的废气生产二氧化硅微粒。反应如下：

　　SiCl4+4H2O=H2SiO3↓+4HCl

　　H2SiO3=SiO2+H2O