CN201311920Y - 一种晶圆表面氧化膜去除装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种晶圆表面氧化膜去除装置，它包括：一个工作风厨，一个位于工作风厨内的氢氟酸气体发生器，氢氟酸气体发生器接氢氟酸气体均压器，气体均压器出口接一个硅片反应室，反应室为中空的腔室结构，一侧连接排风管道，反应室内有装片用片槽，片槽下方有保护气腔，用于装卸硅片真空吸盘，还包括保护气体发生器，以及氢氟酸气体输运管道及阀门、保护气体输送管道及阀门、输送干燥气的管道和阀门。腔室内通氮气保护，硅片背面不受氢氟酸气体腐蚀，硅片正面与氢氟酸气体反应去除表面氧化膜。本实用新型的优点是：装置结构简单，操作方便，工作效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种晶圆表面氧化膜的去除装置。
背景技术
外延片是生产集成电路的基础材料之一，近年来，生产外延片用的衬底材料(重掺杂硅片)的需求量越来越大。为防止重掺杂硅片在外延生产过程中引起杂质的外扩散和自掺杂，往往需要对重掺杂硅片进行背封处理，即在衬底片的背面生长一层SiO2薄膜，由于杂质在SiO2中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数，因此可以对衬底片中的杂质进行有效封堵。比较常用的SiO2沉积方法有两种，一种是采用APCVD(常压化学气相沉积)方式，另一种是LPCVD(低压化学气相沉积)方式，常压沉积的优点是可以单面沉积SiO2薄膜，工艺过程相对简单，缺点是所沉积的薄膜致密性不够，对于生产高质量外延片，大多采用低压沉积方式，低压沉积SiO2是双面沉积过程，即硅片的正反表面均沉积了SiO2薄膜，因此必须去除硅片正表面的SiO2薄膜。
已有的去除晶圆表面氧化膜的方法有：化学机械抛光(CMP)，湿法刻蚀，干法刻蚀。
化学机械抛光工艺：将要去除表面氧化膜的硅片置于抛光机上，使用化学和机械原理将硅片正表面的二氧化硅抛掉，以达到去除晶圆正表面氧化膜的目的，该方法的优点是可以将二氧化硅去除干净，缺点是加工成本太高(设备和工艺成本高)，加工效率低。
湿法和干法刻蚀工艺：利用集成电路制造工艺中的光刻工艺，可达到去除硅片正表面氧化膜的目的，将硅片置于氢氟酸和氟化氨的水溶液中的去除方法为湿法刻蚀，将硅片置于氢氟酸蒸汽中的去除方法为干法刻蚀。此工艺方法必须具备光刻用的设备和材料，加工成本高和加工速度慢是其方法的主要缺点。
上述方法虽工艺成熟，但加工成本太高，加工效率较低，通常是采用单片加工，因此有必要提供一种新型的晶圆表面氧化膜的去除工艺及装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种晶圆表面氧化膜的去除装置，该装置简便，效率高。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
这种晶圆表面氧化膜的去除装置包括：一个工作风厨，一个位于工作风厨内的氢氟酸气体发生器，氢氟酸气体发生器接氢氟酸气体均压器，气体均压器出口接一个硅片反应室，反应室为中空的腔室结构，一侧连接排风管道，反应室内有装片用片槽，片槽下方有保护气腔，用于装卸硅片的真空吸盘，还有保护气体发生器，及氢氟酸气体输运管道(P1)和阀门、保护气体输送管道(P2)和阀门、输送干燥气的管道(P3)和阀门。
工作风厨，用以提供晶圆表面氧化膜去除反应的整个操作空间；氢氟酸气体均压器，用于稳定发生器内产生的HF气体压力，内装氢氟酸液体，通过鼓泡方式产生HF气体。
本装置装片结构是用与硅片规格相匹配的片槽，片槽下是保护气腔，气腔内保护气与二氧化硅无化学反应。
氢氟酸气体发生器为一鼓泡装置，该装置包括装HF酸液体用的密封桶，插入液体中的进气管，桶内还有出气管。
硅片反应室为聚四氟乙烯材质，反应室内片槽数量为5～8个，片槽尺寸分别与4、5、6寸硅片相匹配。
附图说明
图1：去除硅片表面氧化膜的工艺流程框图
图2：本实用新型设备连接示意图
图3a：图2中硅片反应室主视图
图3b：图3a的俯视图
图3c：图3a的左视图
图2中，1为保护气阀门，2为HF阀门，3为鼓泡阀门，4为干燥气阀门，5为保护气的气源，6氢氟酸气体发生器，7氢氟酸气体均压器，8为反应室，9片槽。硅片反应室片槽斜面11宽度为6～8mm，斜面上呈圆周分布圆形气孔10，其中气孔位于距斜面底端2～3mm处，气孔直径2～3mm，气孔间距10～15mm。
其中硅片反应室腔室内贯穿一条保护气输送管，其中输送管管身均匀分布开孔，开孔直径为4～6mm。
具体实施方式
本装置的操作包括如下步骤：
提供若干6寸半导体硅片，其表面采用LPCVD方法沉积了SiO2薄膜。首先用真空吸盘将硅片置于片槽内，硅片正表面朝上；
打开保护气阀1，调节保护气阀压力至5-20psi；关闭反应室；打开HF气阀2，调节HF气阀压力至5-20psi；打开鼓泡气阀3，调节鼓泡气阀压力至5-20psi；至此，HF气体通过发生器，经由均压器，通过气阀2进入反应室，与硅片正表面的SiO2发生反应，反应时间控制在5-15min；反应完成后，硅片表面SiO2薄膜被去除；至此首先关闭鼓泡气阀3，打开干燥气阀4，调节干燥气阀压力至5-20psi，对反应室持续干燥5-10min；关闭保护气阀1，用真空吸盘取出硅片；目检人员对硅片氧化膜去除情况进行检测。
Claims (7)
1、一种晶圆表面氧化膜去除装置，其特征在于：它包括：一个工作风厨，一个位于工作风厨内的氢氟酸气体发生器(6)，氢氟酸气体发生器接氢氟酸气体均压器(7)，气体均压器出口接一个硅片反应室(8)，反应室为中空的腔室结构，一侧连接排风管道，反应室内有装片用片槽(9)，片槽下方有保护气腔，用于装卸硅片真空吸盘，还包括保护气体发生器(5)，以及氢氟酸气体输运管道及阀门(2)、保护气体输送管道及阀门(1)、输送干燥气的管道和阀门(3)。
2、根据权利要求1所述一种晶圆表面氧化膜去除装置，其特征在于：氢氟酸气体发生器为一鼓泡装置，该装置包括装HF酸液体用的密封桶，插入液体中的进气管，桶内还有出气管。
3、根据权利要求1所述一种晶圆表面氧化膜去除装置，其特征在于：硅片反应室为聚四氟乙烯材质，所述的反应室内片槽数量为5～8个，片槽尺寸分别与4、5、6寸硅片相匹配。
4、根据权利要求1所述一种晶圆表面氧化膜去除装置，其特征在于：硅片反应室片槽的侧面为斜面，斜面上呈圆周分布圆形气孔(10)。
5、根据权利要求4所述一种晶圆表面氧化膜去除装置，其特征在于：所述的气孔位于距斜面底端2～3mm处。
6、根据权利要求4或5所述一种晶圆表面氧化膜去除装置，其特征在于：所述的气孔直径为2～3mm，气孔间距10～15mm。
7、根据权利要求1所述一种晶圆表面氧化膜去除装置，其特征在于：所述的反应室腔室内贯穿一条保护气输送管，该输送管管身均匀分布开孔，开孔直径为4～6mm。
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