[发明专利]一种去除硅片边缘氧化膜的装置及方法

说明书

本发明公开了一种去除硅片边缘氧化膜的装置及方法。该装置采用卧式结构，由上下两部分组成去边圆盘，通过卡槽固定；内部中空，填充吸水海绵吸收HF溶液；去边圆盘有凹槽，凹槽处有用于渗出HF溶液的通孔，凹槽外缠有摩擦布吸附HF溶液，通过去边圆盘外凹槽上缠有摩擦布与硅片边缘接触，使SiO₂与HF发生化学反应，达到去除硅片边缘SiO₂背封膜的目的。本发明的优点在于既不需要手工贴膜，又没有蒸汽去除的失败风险，还可以有效解决边缘不整齐，去除不彻底等问题，因此具有节省腐蚀原材料，风险低，操作简便，且安全可靠等特点。并配合补液系统的设计，实现了对腐蚀液的精准控制。从而提高了产品合格率，进而提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及半导体材料的制备技术，特别涉及一种去除硅片边缘氧化膜的装置及方法。

背景技术

为了抑制衬底中的杂质在高温外延过程中挥发出来造成非主掺杂质的自掺杂，外延的衬底片，尤其是重掺衬底片一般采用背封SiO₂膜的方式来避免或减少这种掺杂。而背封SiO₂膜的工艺通常采用化学气相沉积法，无论背面，正面还是边缘都会生成SiO₂膜。正面不需要的SiO₂膜通过背面保护浸泡HF溶液的方式很容易去除，或者直接进行抛光工艺也可全部去除干净，而边缘的SiO₂膜去除起来就相对复杂很多。

背封工艺过程中如果边缘有SiO₂残留，后面的外延过程就会作为成核中心，在边缘形成多晶，非晶，并向中心延伸，也会给硅片带来局部应力变化，从而在外延生长过程中引入位错，层错等，引起器件增加漏电流，降低栅氧化层质量，严重的可直接造成击穿。因此边缘SiO₂膜的去除非常重要。

到目前为止，去除边缘SiO₂膜的方法主要分为两种：一种是对需要保留SiO₂膜的部分进行保护，然后整体暴露在HF环境中去除SiO₂膜。如果是采用HF气体，则需要用吸附或挤压的方式对背面不需要去除的部分进行保护，这种方式的最大缺点是气体环境很容易发生泄漏，一旦发生泄漏，背封膜就会全部被破坏，不仅风险高，而且不利于控制成本，也可能对操作员工造成伤害，并且无法精确控制HF去除范围。如果采用HF液体进行去边，则需要贴膜保护需要保留的部分，一般采用人工贴膜的方法，将不被HF腐蚀的圆形塑料蓝膜贴附到硅片表面，然后将其置于HF溶液中，去除边缘背封二氧化硅膜。但由于专用的圆形塑料蓝膜规格有限且成本很高，而且去除精度的控制完全取决于人工贴附圆形塑料蓝膜是否准确，对操作人员操作要求很高，生产效率低。另一种是滚轮式去边，这是当下认可度最高的去边方式，这种去边机的基本结构由HF槽，套有布袋的转轮和硅片放置架组成。HF槽在最下面，转轮在槽的上面，旋转的时候转轮上的布袋能够与槽里的HF接触，转轮旋转时沾有HF的布袋与片架上的硅片边缘摩擦接触，从而去除硅片边缘的氧化层。这种技术虽然能确保背面中央的SiO₂膜不被去除，但由于该方法难以精确控制SiO₂膜的去除范围，其边缘往往参差不齐，加工合格率较低。这种方式很容易在转轮旋转时将HF液体以雾状微小液滴方式甩出，且在片架所在的区域浓度最大，很容易使硅片表面的SiO₂薄膜受到腐蚀。另外这种方式对工作中的HF要求也很高，去边机工作过程中为了控制HF气体的挥发导致硅片表面的SiO₂薄膜受到腐蚀，有的采取安装风机不停的吹扫硅片表面，有人采取将氢氟酸液体中加入冰乙酸以降低液体反应温度减小挥发，也有的采取冰水降温的方式减少挥发。

上述所有方法中还存在一个问题，就是无法精确去除晶片边缘的非圆弧部分，即都是针对圆片边缘轮廓的去除，对于定位面（参考面）位置去除效果更不理想。

发明内容