CN106298586A - 一种硅片表面hf酸处理系统 - Google Patents

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赵而敬
李宗峰
库黎明
冯泉林
盛方毓
王永涛
葛钟
刘建涛
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    • H01L21/30604—Chemical etching

Abstract

本发明公开了一种硅片表面HF酸处理系统，包括由气体管路依次连接的气源、HF酸源、硅片处理单元和尾气处理单元；其中该气体管路上设有一总阀门，且自该管路分出第一支路和第二支路；该第一支路连接至HF酸源液面底部，且设有第一阀门；该第二支路上设有第二阀门，且又分出连接至HF酸源液面上方的支路和连接至硅片处理单元进气口的支路，在连接至HF酸源液面上方的支路上更设有第三阀门。本发明可以利用气体携带HF酸蒸汽，快速高效批量性地对硅片表面进行氢处理，去除硅片正反表面的氧化膜，使得硅片表面达到疏水状态。本发明还具有气体吹扫、尾气处理部分，确保实际操作的安全性。

Description

一种硅片表面HF酸处理系统
技术领域
本发明涉及一种硅片表面HF酸处理系统，属于硅片加工技术领域。
背景技术
近年来，半导体用硅片使用率越来越高，用量也越来越大，硅片的尺寸也逐渐增大，到12英寸，甚至是18英寸，但是半导体集成电路中使用的硅片集成度加大，线宽减小，也就对硅片质量的要求越来越严格，硅片的质量参数主要包括表面颗粒或者缺陷，表面金属含量，体内金属(FE)含量，少子寿命，扩散长度等参数，在生产加工硅片过程中，要严格对这些参数性能的监控和分析。
硅片表面的金属含量对集成电路的影响至关重要，Fe，Cu等金属元素在高温的条件下极易在硅片内扩散，这就可以造成集成电路的击穿或者短路，降低产率。半导体厂家通常利用ICPMS进行表面金属测试，严格控制硅片表面的金属含量。这种硅片表面金属的分析需要在硅片表面取样，但是通常状况下硅片的表面具有自然氧化膜层，具有亲水性能，这使得制样过程不可操作，或者硅片表面金属不能完全取出，造成测试结果不准确，所以需要HF进行表面处理，促使硅片表面疏水，易于制样取液。
硅片内部含有杂质元素或者金属污染，造成硅片的少子寿命扩散长度降低，在集成电路中会造成器件的失效，降低了良率，所以在加工过程中需要及时测试硅片的少子寿命和扩散长度，利用微波或者SPV法测试少子寿命和扩散长度时，表面状态的不同会影响测试结果，所以常用HF处理硅片表面，使得硅片表面处于H钝化的状态，即硅氢键状态，以便测试的准确性。
基于上述测试要求，在加工硅片过程中，需要批量，快速的处理硅片对于提高生产效率至关重要，本发明提供一种硅片表面HF酸处理系统，可以快速，高效的批量的处理硅片表面，进行及时的测试分析。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅片表面HF酸处理系统，以快速高效批量性获得表面为疏水性能的硅片。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种硅片表面HF酸处理系统，包括由气体管路依次连接的气源、HF酸源、硅片处理单元和尾气处理单元；其中该气体管路上设有一总阀门，且自该管路分出第一支路和第二支路；该第一支路连接至HF酸源液面底部，且设有第一阀门；该第二支路上设有第二阀门，且又分出连接至HF酸源液面上方的支路和连接至硅片处理单元进气口的支路，在连接至HF酸源液面上方的支路上更设有第三阀门。
所述硅片处理单元内部设有数个可装卸卡槽部件，卡槽的数量可根据处理硅片数量进行调整，这样可以实现硅片的批量性处理。
所述气源供应的气体不与HF酸反应的气体，例如，氮气或氩气等。
本发明的优点在于：
本发明可以利用气体(例如N2)携带HF酸蒸汽，快速高效批量性地对硅片表面进行氢处理，去除硅片正反表面的氧化膜，使得硅片表面达到疏水状态。本发明还具有气体吹扫、尾气处理部分，确保实际操作的安全性。
附图说明
图1为硅片表面HF酸处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
如图1所示为本发明硅片表面HF酸处理系统的结构示意图。该硅片表面HF酸处理系统，包括由气体管路依次连接的气源1、HF酸源2、硅片处理单元3和尾气处理单元4；其中该气体管路上设有一总阀门5，且自该管路分出第一支路和第二支路；该第一支路连接至HF酸源液面底部，且设有第一阀门6；该第二支路上设有第二阀门7，且又分出连接至HF酸源液面上方的支路和连接至硅片处理单元进气口的支路，在连接至HF酸源液面上方的支路上更设有第三阀门8。
该系统中，用作HF酸源的容器材质为耐HF酸腐蚀、杂质溶出含量低的材质。该容器盖上具有进气管道口和出气管道口。第一支路自进气管道口连接至HF酸源液面底部；一出气管道自该出气管道口连接至第二支路。HF酸源的作用是提供HF酸，来自气源的气体通过该HF酸源后携带HF酸蒸汽进入硅片处理单元对承载在其中的硅片进行表面处理。该硅片处理单元中设有数个可装卸卡槽部件，硅片承载在卡槽部件上，可对硅片进行批量处理，提高了效率。
基于该系统中不同支路和阀门的特殊设计，在对硅片表面进行处理时打开总阀门、第一阀门、第三阀门，而关闭第二阀门，使气体进入HF酸元携带HF酸蒸汽进入硅片处理单元；在硅片表面完成后，关闭第一阀门、第三阀门，打开第二阀门，气体从气源直接进入硅片处理单元吹扫其中残留的HF酸蒸汽和反应产物，使其进入尾气处理单元进行处理。
实施例
本实施例以25片12inch硅片表面HF酸处理为例说明。
将25片硅片放置在硅片处理单元内部的卡槽内，密闭硅片处理单元；打开气体总阀门，关闭第二阀门，打开第一阀门(HF酸源的进气阀门)和第三阀门(HF酸源的出气阀门)；硅片表面处理开始，处理时间30min；处理完成后，关闭阀门第一阀门和第三阀门，打开第二阀门，进行气体吹扫，吹扫时间5min；关闭第二阀门，打开硅片处理单元，取出硅片，处理完成。

Claims (4)

1.一种硅片表面HF酸处理系统，其特征在于，包括由气体管路依次连接的气源、HF酸源、硅片处理单元和尾气处理单元；其中该气体管路上设有一总阀门，且自该管路分出第一支路和第二支路；该第一支路连接至HF酸源液面底部，且设有第一阀门；该第二支路上设有第二阀门，且又分出连接至HF酸源液面上方的支路和连接至硅片处理单元进气口的支路，在连接至HF酸源液面上方的支路上更设有第三阀门。
2.根据权利要求1所述的硅片表面HF酸处理系统，其特征在于，所述硅片处理单元内部设有数个可装卸卡槽部件。
3.根据权利要求1所述的硅片表面HF酸处理系统，其特征在于，所述气源供应的气体不与HF酸反应的气体。
4.根据权利要求3所述的硅片表面HF酸处理系统，其特征在于，所述气源供应的气体为纯净的氮气或氩气。
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