CN101752243B - 一种去除正面化学气相沉积层二氧化硅膜的方法 - Google Patents

Abstract

一种去除正面化学气相沉积层二氧化硅膜的方法，该方法是首先将硅片用真空吸盘固定好，采用人工贴附的方法将环形塑料蓝膜粘附到硅片和吸盘表面，将硅片不需要去除背封SiO₂膜的部分保护起来，然后将其置于HF酸蒸汽中，去除正面背封二氧化硅膜。本发明的优点是：由于蓝膜边缘粘附于吸盘的表面，将硅片的背面与HF蒸汽源完全隔绝，可以精确控制HF酸蒸汽的去除时间，以完全去除正面的SiO₂膜，而不至于影响到背面的SiO₂膜；放弃使用蜡液，从而避免蜡蒸汽对环境的影响；易于操作，将大大提高生产效率。

Description

一种去除正面化学气相沉积层二氧化硅膜的方法

技术领域

本发明涉及一种硅片在背封过程后去除硅片正面背封化学气相沉积层二氧化硅(SiO₂)膜的方法

背景技术

硅片是现代超大规模集成电路的主要衬底材料，一般通过拉晶、切片、倒角、磨片、腐蚀、背封、抛光、清洗等工艺过程做成的集成电路级半导体硅片。硅片背封是硅器件衬底加工过程中一个重要的工序，背封表面状态的好坏对后步工序的加工直至器件质量，尤其VLSI和ULSI的制备性能与成品率有着极为重要的影响。背封工序对背封硅片的表面质量的影响，其主要表现在硅片的表面几何参数、颗粒、划伤及微粗糙度上。

背封后的硅片表面SiO₂膜对硅片的后道工序主要是抛光的加工有着很重要的影响，由于背封SiO₂膜的硬度较大，抛光很难去除，从而抛光无法达到很好参数，大大降低抛光的效率，因此要去除硅片正面的背封SiO₂膜以保证抛光能够得到较好的几何参数提高抛光的效率。

以前去除的正面背封SiO₂膜的一种方法是在背面及正面倒角面上涂蜡，然后用HF酸蒸汽去除正面背封SiO₂膜，这种方法不但操作复杂，而且不易控制，第一：要严格控制蜡均匀的涂敷于要保留背封SiO₂膜的硅片表面，但是由于液体蜡容易粘附其他物体表面，所以在加工过程中甩蜡后的硅片边缘不得接触其他物体，否则会因为蜡膜的脱落或者过薄受到HF酸的腐蚀将表面的SiO₂膜去除从而影响收率；第二由于HF酸的蒸汽控制不好会扩散到硅片的背面，如果背面的蜡膜脱落或者过薄都会引起背面SiO₂膜受损，从而影响或无法达到只去除正面SiO₂膜并保护好背面SiO₂膜的效果；第三，由于蜡容易干燥，干燥的蜡膜也不能阻止对HF酸蒸汽对SiO₂膜的腐蚀，这样就会出现去除时间过长会影响其它地方SiO₂膜，去除时间过短又会使正面的SiO₂膜去除不干净，而且蜡膜的边缘不整齐也会使去面后的边缘不规则；第四：蜡膜涂敷过程中使用的蜡液挥发蜡蒸汽气味难闻，对环境及操作人员的身体造成很恶劣的影响；由于以上操作的复杂性导致生产效率低下。因此我们在此基础上提供一种新的去除表面SIO2方法以改变以上缺陷，提高生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种去除正面化学气相沉积层二氧化硅膜的方法，该方法操作简单，将硅片的背面与HF蒸汽源完全隔绝，可以精确控制HF酸蒸汽的去除时间，以完全去除正面的SiO₂膜而不至于影响到背面的SiO₂膜，并大大提高生产效率。

为达到上述发明目的，本发明采用以下几种方案：

这种去除正面化学气相沉积层二氧化硅膜的方法，它包括：首先将硅片用真空吸盘固定好，采用人工贴附的方法将环形塑料蓝膜粘附到硅片和吸盘表面，将硅片不需要去除背封膜的部分保护起来，然后将其置于HF酸的蒸汽中，HF酸与正面化学气相沉积层的SiO₂膜发生反应SiO₂+4HF＝SiF₄↑十2H₂O，从而达到去除正面SiO₂膜的目的。

所述的环形塑料蓝膜的内圈半径a小于硅片的半径R，设定边缘去除量d，则a＝R-d，塑料蓝膜外圈的半径b大于硅片的半径R而小于真空吸盘的外径，保证参考面的去除量与边缘的去除量相等，即参考面的去除量也为d，利用勾股定理计算得

$C=2x\sqrt{a^2-{(\sqrt{(R^2-T^2/4)}-d)}^2}.$

一种能够替代原有表面涂蜡的塑料蓝膜，其主要成分是聚氯乙烯，具有良好的热塑性，一般在-15到55摄氏度的化学性能比较稳定，高温受热到一定的程度就会变软，冷却又会重新变硬，我们使用的这种塑料膜呈蓝色故叫它塑料蓝膜，塑料材料有效地隔绝HF酸蒸汽与不需要去除的背面SiO₂膜，这样HF酸蒸汽只与暴露在HF酸蒸汽中的硅片表面上的SIO₂反应，将要去除的SIO₂膜去除干净。

这种蓝膜材料由北京赛安斯特点子科技有限公司生产，任何人均能买到，由我公司自主设计尺寸由该公司代理生产，主要利用塑料不与HF酸反应的性质，将硅片不需要去除背封SIO₂膜的部分保护起来，因此这样HF酸蒸汽只与暴露HF酸蒸汽中的硅片表面上的SIO₂反应，将要去除得SIO₂膜去除干净。

本发明的优点是：

这种方法主要是解决以前表面涂敷蜡膜去除表面SIO₂方法引起的缺陷：

一、操作简单，将环状蓝膜按照图1所示的方式贴于硅片表面，再将蓝膜粘附于吸盘的表面，解决容易破坏蜡膜的缺陷；

二、由于蓝膜边缘粘附于吸盘的表面，将硅片的背面与HF蒸汽源完全隔绝，可以精确控制HF酸蒸汽的去除时间，以完全去除正面的SiO₂膜而不至于影响到背面的SiO₂膜。

三、解决了由于蜡膜涂敷不均造成SiO₂膜去除不均匀。

四、由于易于操作，将大大提高生产效率。

五、放弃使用蜡液，从而避免蜡蒸汽对环境的影响；同时操作者可以控制HF酸蒸汽，避免操作过程中身体受到影响。

附图说明

图1：本发明中环形塑料蓝膜与硅片尺寸的示意图

图2：本发明中环形塑料蓝膜粘附到硅片和吸盘表面的示意图

图3：通过一个HF酸通路进行HF酸蒸汽腐蚀

图1、图2、图3中，1为环形塑料蓝膜，c是环形塑料蓝膜的参考面，b是环形塑料蓝膜的外圈半径，a是环形塑料蓝膜的内圈半径，2为硅片，R是硅片的半径，T是硅片的参考面长度，d是需要保护的硅片边缘尺寸即＝R-a。环形塑料蓝膜的内圈半径小于硅片的半径。

保证参考面的去除量与边缘的去除量相等，即参考面的去除量也为d，利用勾股定理计算得： $b2=\sqrt{(R^2-T^2/4)}$ 、 $b1=\sqrt{(R^2-T^2/4)}-d$ 、 $f=\sqrt{a^2-{(\sqrt{(R^2-T^2/4)}-d)}^2}$ $C=2\mathrm{x\; f}=2x\sqrt{a^2-{(\sqrt{(R^2-T^2/4)}-d)}^2}.$

(见附图1)，去除量(即环状蓝膜内径与硅片半径的之差)d＝R-a约在2-3mm，d值过小不易贴敷且不能有效的隔绝HF酸蒸汽，d值过大又使表面边缘残留的SiO₂膜过多达不到理想的去除效果，塑料蓝膜外圈的半径大于硅片的半径而小于真空吸盘3的外径，一般大于硅片10mm左右，这样贴敷在吸盘表面达到完全隔绝HF酸蒸汽的效果，而且便于操作，图3中4为HF酸通路。

具体实施方式

实施例1

以一种6″硅片，半径为75mm，参考面长度为57.5mm的硅片为例，针对此产品设计环形塑料蓝膜的尺寸：c、b、a分别为，b＝85mm，a＝73，通过计算或者作图得到C＝46.85mm，使用这个尺寸的蓝膜生产加工以后则可以达到理想的去除效果，保证距离硅片边缘2mm以外的正面的SiO₂膜全部去除干净，而且有效地保护了倒角边缘和背面的SiO₂膜不受HF酸蒸汽的腐蚀。

Claims (2)

1.一种去除正面化学气相沉积层二氧化硅膜的方法，其特征在于：首先将硅片用真空吸盘固定好，采用人工贴附的方法将环形塑料蓝膜粘附到硅片和吸盘表面，将硅片不需要去除背封二氧化硅膜的部分保护起来，然后将其置于HF酸蒸汽中，去除正面背封二氧化硅膜。

2.根据权利要求1所述的一种去除正面化学气相沉积层二氧化硅膜的方法，其特征在于：所述的环形塑料蓝膜的内圈半径a小于硅片的半径R，设定边缘去除量d，则a＝R-d，塑料蓝膜外圈的半径b大于硅片的半径R而小于真空吸盘的外径，保证参考面的去除量与边缘的去除量相等，即参考面的去除量也为d，T是硅片的参考面长度，C是环状塑料蓝膜的参考面长度，则

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