專利名稱：一種晶圓表面氧化膜去除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種晶圓表面氧化膜的去除裝置。
背景技術(shù)：
外延片是生產(chǎn)集成電路的基礎(chǔ)材料之一，近年來，生產(chǎn)外延片用的襯 底材料(重?fù)诫s硅片)的需求量越來越大。為防止重?fù)诫s硅片在外延生產(chǎn) 過程中引起雜質(zhì)的外擴(kuò)散和自摻雜，往往需要對重?fù)诫s硅片進(jìn)行背封處 理，即在襯底片的背面生長一層Si02薄膜，由于雜質(zhì)在Si02中的擴(kuò)散系
數(shù)遠(yuǎn)小于在硅中的擴(kuò)散系數(shù)，因此可以對襯底片中的雜質(zhì)進(jìn)行有效封堵。
比較常用的Si02沉積方法有兩種， 一種是采用APCVD (常壓化學(xué)氣相沉 積)方式，另一種是LPCVD (低壓化學(xué)氣相沉積)方式，常壓沉積的優(yōu) 點(diǎn)是可以單面沉積Si02薄膜，工藝過程相對簡單，缺點(diǎn)是所沉積的薄膜致 密性不夠，對于生產(chǎn)高質(zhì)量外延片，大多采用低壓沉積方式，低壓沉積Si02 是雙面沉積過程，即硅片的正反表面均沉積了 Si02薄膜，因此必須去除硅
片正表面的Si02薄膜。
已有的去除晶圓表面氧化膜的方法有化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，濕法刻 蝕，干法刻蝕。
化學(xué)機(jī)械拋光工藝將要去除表面氧化膜的硅片置于拋光機(jī)上，使用 化學(xué)和機(jī)械原理將硅片正表面的二氧化硅拋掉，以達(dá)到去除晶圓正表面氧 化膜的目的，該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以將二氧化硅去除干凈，缺點(diǎn)是加工成本 太高(設(shè)備和工藝成本高)，加工效率低。
濕法和干法刻蝕工藝?yán)眉呻娐分圃旃に囍械墓饪坦に?，可達(dá)到
去除硅片正表面氧化膜的目的，將硅片置于氫氟酸和氟化氨的水溶液中的 去除方法為濕法刻蝕，將硅片置于氫氟酸蒸汽中的去除方法為干法刻蝕。 此工藝方法必須具備光刻用的設(shè)備和材料，加工成本高和加工速度慢是其
方法的主要缺點(diǎn)。
上述方法雖工藝成熟，但加工成本太高，加工效率較低，通常是采用 單片加工，因此有必要提供一種新型的晶圓表面氧化膜的去除工藝及裝 置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種晶圓表面氧化膜的去除裝置，該裝置簡 便，效率高。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案
這種晶圓表面氧化膜的去除裝置包括 一個(gè)工作風(fēng)廚， 一個(gè)位于工作 風(fēng)廚內(nèi)的氫氟酸氣體發(fā)生器，氫氟酸氣體發(fā)生器接氫氟酸氣體均壓器，氣 體均壓器出口接一個(gè)硅片反應(yīng)室，反應(yīng)室為中空的腔室結(jié)構(gòu)， 一側(cè)連接排 風(fēng)管道，反應(yīng)室內(nèi)有裝片用片槽，片槽下方有保護(hù)氣腔，用于裝卸硅片的 真空吸盤，還有保護(hù)氣體發(fā)生器，及氫氟酸氣體輸運(yùn)管道(P,)和閥門、 保護(hù)氣體輸送管道(p2)和閥門、輸送干燥氣的管道(P3)和閥門。
工作風(fēng)廚，用以提供晶圓表面氧化膜去除反應(yīng)的整個(gè)操作空間；氫氟 酸氣體均壓器，用于穩(wěn)定發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的HF氣體壓力，內(nèi)裝氫氟酸液體， 通過鼓泡方式產(chǎn)生HF氣體。
本裝置裝片結(jié)構(gòu)是用與硅片規(guī)格相匹配的片槽，片槽下是保護(hù)氣腔， 氣腔內(nèi)保護(hù)氣與二氧化硅無化學(xué)反應(yīng)。
氫氟酸氣體發(fā)生器為一鼓泡裝置，該裝置包括裝HF酸液體用的密封
桶，插入液體中的進(jìn)氣管，桶內(nèi)還有出氣管。
硅片反應(yīng)室為聚四氟乙烯材質(zhì)，反應(yīng)室內(nèi)片槽數(shù)量為5 8個(gè)，片槽 尺寸分別與4、 5、 6寸硅片相匹配。

圖l:去除硅片表面氧化膜的工藝流程框圖 圖2:本實(shí)用新型設(shè)備連接示意圖
圖3a:圖2中硅片反應(yīng)室主視圖 圖3b:圖3a的俯視圖 圖3c:圖3a的左視圖
圖2中，l為保護(hù)氣閥門，2為HF閥門，3為鼓泡閥門，4為干燥氣 閥門，5為保護(hù)氣的氣源，6氫氟酸氣體發(fā)生器，7氫氟酸氣體均壓器，8 為反應(yīng)室，9片槽。硅片反應(yīng)室片槽斜面ll寬度為6 8mni，斜面上呈圓周 分布圓形氣孔10,其中氣孔位于距斜面底端2 3mm處，氣孔直徑2 3咖， 氣孔間距10 15mm。
其中硅片反應(yīng)室腔室內(nèi)貫穿一條保護(hù)氣輸送管，其中輸送管管身均勻 分布開孔，開孔直徑為4 6mm。
具體實(shí)施方式

本裝置的操作包括如下步驟
提供若干6寸半導(dǎo)體硅片，其表面采用LPCVD方法沉積了 Si02薄膜。 首先用真空吸盤將硅片置于片槽內(nèi)，硅片正表面朝上；
打開保護(hù)氣閥1，調(diào)節(jié)保護(hù)氣閥壓力至5-20psi;關(guān)閉反應(yīng)室；打開
HF氣閥2，調(diào)節(jié)HF氣閥壓力至5-20psi;打開鼓泡氣閥3，調(diào)節(jié)鼓泡氣閥 壓力至5-20psi;至此，HF氣體通過發(fā)生器，經(jīng)由均壓器，通過氣閥2進(jìn) 入反應(yīng)室，與硅片正表面的Si02發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間控制在5-15min;反 應(yīng)完成后，硅片表面Si02薄膜被去除；至此首先關(guān)閉鼓泡氣閥3，打開干 燥氣閥4，調(diào)節(jié)干燥氣閥壓力至5-20psi，對反應(yīng)室持續(xù)干燥5-10min;關(guān) 閉保護(hù)氣閥1，用真空吸盤取出硅片；目檢人員對硅片氧化膜去除情況進(jìn) 行檢測。
權(quán)利要求1、一種晶圓表面氧化膜去除裝置，其特征在于它包括一個(gè)工作風(fēng)廚，一個(gè)位于工作風(fēng)廚內(nèi)的氫氟酸氣體發(fā)生器(6)，氫氟酸氣體發(fā)生器接氫氟酸氣體均壓器(7)，氣體均壓器出口接一個(gè)硅片反應(yīng)室(8)，反應(yīng)室為中空的腔室結(jié)構(gòu)，一側(cè)連接排風(fēng)管道，反應(yīng)室內(nèi)有裝片用片槽(9)，片槽下方有保護(hù)氣腔，用于裝卸硅片真空吸盤，還包括保護(hù)氣體發(fā)生器(5)，以及氫氟酸氣體輸運(yùn)管道及閥門(2)、保護(hù)氣體輸送管道及閥門(1)、輸送干燥氣的管道和閥門(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種晶圓表面氧化膜去除裝置，其特征在于氫氟酸氣體發(fā)生器為一鼓泡裝置，該裝置包括裝HF酸液體用的密封桶，插入液體中的進(jìn)氣管，桶內(nèi)還有出氣管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種晶圓表面氧化膜去除裝置，其特征在于硅片反應(yīng)室為聚四氟乙烯材質(zhì)，所述的反應(yīng)室內(nèi)片槽數(shù)量為5 8個(gè)，片槽尺寸分別與4、 5、 6寸硅片相匹配。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種晶圓表面氧化膜去除裝置，其特征在于硅片反應(yīng)室片槽的側(cè)面為斜面，斜面上呈圓周分布圓形氣孔(10)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種晶圓表面氧化膜去除裝置，其特征在于所述的氣孔位于距斜面底端2 3mm處。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種晶圓表面氧化膜去除裝置，其特征在于所述的氣孔直徑為2 3mm，氣孔間距10 15mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種晶圓表面氧化膜去除裝置，其特征在于所述的反應(yīng)室腔室內(nèi)貫穿一條保護(hù)氣輸送管，該輸送管管身均勻分布開孔，開孔直徑為4 6mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種晶圓表面氧化膜去除裝置，它包括一個(gè)工作風(fēng)廚，一個(gè)位于工作風(fēng)廚內(nèi)的氫氟酸氣體發(fā)生器，氫氟酸氣體發(fā)生器接氫氟酸氣體均壓器，氣體均壓器出口接一個(gè)硅片反應(yīng)室，反應(yīng)室為中空的腔室結(jié)構(gòu)，一側(cè)連接排風(fēng)管道，反應(yīng)室內(nèi)有裝片用片槽，片槽下方有保護(hù)氣腔，用于裝卸硅片真空吸盤，還包括保護(hù)氣體發(fā)生器，以及氫氟酸氣體輸運(yùn)管道及閥門、保護(hù)氣體輸送管道及閥門、輸送干燥氣的管道和閥門。腔室內(nèi)通氮?dú)獗Ｗo(hù)，硅片背面不受氫氟酸氣體腐蝕，硅片正面與氫氟酸氣體反應(yīng)去除表面氧化膜。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，工作效率高。
文檔編號(hào)H01L21/02GK201311920SQ20082012434
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者徐繼平 申請人:北京有色金屬研究總院;有研半導(dǎo)體材料股份有限公司