[发明专利]测定硝酸浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅衬底的湿法化学处理领域。更具体而言，本发明涉及一种测定用于处理诸如硅制成的衬底时的水处理溶液中的硝酸浓度的方法。

背景技术

包含硝酸（HNO₃）的酸混合物不仅被大规模用于各种衬底例如硅衬底的清洁、粗加工，而且还用于平整化（planing）。在所述酸混合物中，硝酸用于衬底的氧化。除了氧化性成分之外，这些酸混合物还包含含氟化合物（fluoride containing compounds），诸如氢氟酸、氟化铵、氟化钠等化合物，或能够与被氧化的衬底反应的化合物，例如溶解该衬底的化合物。

此外，如必要，可以在上述酸混合物中添加其他组分，例如硫酸、磷酸或表面活性剂等物质。

在光电装置和半导体产业中的衬底、诸如尤其是硅制成的晶片的粗化（texture）（粗加工）和抛光（平整化）是这些酸混合物的最重要的应用。在制造用于光电装置的元件的情况下，也可以使用这些酸混合物来有效地进行晶片的所谓的边缘隔离。这些酸混合物的其他应用例如涉及到用于金属沉积的硅衬底预处理以及硅或硅化合物的定向溶解。

如本领域一般技术人员公知，上述处理与经济方面具有很高的相关性。

在所列举的全部应用中，酸混合物的组成、例如硝酸的含量与处理结果具有很高的相关性。

衬底的改性基于酸与衬底表面的复杂化学反应。因此，酸在这些反应的过程中被消耗，并且形成新的反应产物，该反应产物至今妨碍了简单、可靠并且良好地能自动进行的硝酸含量测定。因此，与本发明相关的硅衬底的湿法化学酸处理的方法的情况下，一方面产生诸如六氟硅酸（H₂SiF₆）和水等产物，另一方面气态反应产物诸如NOx以及挥发性氟/硅化合物之类从处理溶液中部分出现的物质在某种程度上也溶解于处理介质。

此时，反应机制、反应速度以及化学/物理平衡的类型和位置根据参数、诸如不同组分的相对浓度、温度、处理溶液中的涡流以及衬底表面的状态等而变化。

存在有日期较早和最近的遍布各种领域的科学论文，这些论文用于说明此文（例如，见M.Steinert et al.,Study on the mechanism of silicon etching in HNO₃-rich HF/HNO₃ mixtures,J.Phys.Chem.,111,2133-2140,2007）。来自基础性研究的这些论文在很大程度上对处理的理解有帮助，但是还存在许多未解决的问题。