半导体硅片酸腐蚀后形状实验研究

以半导体硅片制备工艺中的酸腐蚀过程为研究对象,采用硅片几何参数检测设备的原始数据为数据源,借助空间统计手段和数据可视化技术,基于实验研究酸腐蚀过程中硅片的转动、外加气泡扰动因素对半导体硅片酸腐蚀后形状的影响。通过实验数据分析,建立硅片酸腐蚀剥离去除量的分布与相应各因素之间的经验模型,根据各实验条件的腐蚀去除量的分布,结合酸腐蚀的化学反应机理,分析不同工艺条件下硅片形状的成因。实验结果表明:富硝酸体系中,在同等酸液配比条件下,腐蚀剂相对于硅材料表面的流速会影响化学反应中的物质交换效率,化学腐蚀速率与腐蚀剂相对流动速率显著相关;硅片的转动速率、外界引入的气泡扰动都会影响酸液的流动特征,进而改变物质交换效率的空间分布,最终影响硅片腐蚀后的形状。研究表明,硅片酸腐蚀后的几何形状受漩涡效应和边缘效应的共同影响。用宏观去除量模型、漩涡效应和边缘效应的经验模型叠加构造酸腐蚀硅片的经验模型,验证结果显示模型误差较小,可以预报在转动、气泡二因素交互作用下,酸腐蚀后硅片的几何形状。