[發(fā)明專利]采用劃磨方式去除IGBT用拋光片晶圓邊緣氧化膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110420554.3
• 申請(qǐng)日: 2011-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN102437043A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉振福;張宇;王瑤;李翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津中環(huán)領(lǐng)先材料技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/304
• 分類號(hào): H01L21/304
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術(shù)領(lǐng)域

?????本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶圓硅拋光片的背處理技術(shù)，特別涉及一種采用劃磨方式去除IGBT用拋光片晶圓邊緣氧化膜的方法。

背景技術(shù)

????伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，國(guó)內(nèi)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施及能源建設(shè)都處在飛速發(fā)展時(shí)期。以國(guó)家電網(wǎng)工程、高速軌道交通、電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車、綠色節(jié)能產(chǎn)業(yè)等為代表的一批對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有巨大拉動(dòng)作用的國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，均對(duì)新型電力電子器件有著旺盛的需求。隨著以IGBT為代表的新型電力電子器件的快速增長(zhǎng)，作為IBGT用外延片的原材料襯底——硅晶圓拋光片的發(fā)展提供了廣闊市場(chǎng)空間和不可多得的機(jī)遇。硅晶圓拋光片的加工一般主要包括切片、倒角、磨片、腐蝕、背處理、拋光、清洗等制程，其中背處理制程一般包括背損傷處理、背封處理和邊緣氧化膜去除處理等。邊緣氧化膜去除處理是硅晶圓拋光片加工的重要制程，對(duì)拋光片以及后道外延和IGBT器件的良率起著至關(guān)重要的作用：因?yàn)楸撤夤に囘^程造成的倒角面、硅片正面的SiO₂的殘留，甚至硅片背面邊緣的SiO₂殘留都可能成為外延生長(zhǎng)過程中的成核中心，在邊緣形成多晶、非晶（無定形態(tài)硅）；從而影響了外延質(zhì)量，減少了外延的有效面積。而外延后邊緣的晶格缺陷，可造成后道器件邊緣良率低。

????遺憾的是，目前國(guó)內(nèi)晶圓制造廠家在邊緣氧化膜去除處理技術(shù)都有各自的局限性：通常包括如下方法：方法1是：用HF氣體在反應(yīng)室內(nèi)將硅片邊緣的氧化膜去除（文中簡(jiǎn)稱反應(yīng)室去邊技術(shù)），該技術(shù)的缺點(diǎn)是HF氣體易揮發(fā)，一次腐蝕就需耗費(fèi)大量的HF，不利于控制成本，也可能對(duì)操作員工造成傷害；另外無法精確控制HF去除范圍，可能會(huì)將硅片背面中央的背封SiO₂膜一并去除。

方法2：將放有晶圓硅片的片架對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)輪，使硅片與轉(zhuǎn)輪接觸（文中簡(jiǎn)稱滾輪式去邊技術(shù)）；利用轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)裝有硅片的片架轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)輪的下方設(shè)有HF槽，在轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，硅片邊緣上的SiO₂膜被HF刻蝕；這種技術(shù)雖能確保背面中央的背封SiO₂膜不被去除，但由于HF液體始終在流動(dòng)，該方法難以精確控制HF對(duì)SiO₂膜的去除范圍其邊緣去除范圍，其邊緣往往參差不齊，加工合格率較低。

方法3：采用人工貼附的方法（文中簡(jiǎn)稱手貼膜去邊技術(shù)）將不被HF腐蝕的圓形塑料藍(lán)膜粘附到硅片和吸盤表面，將硅片不需要去除背封SiO₂膜的部分保護(hù)起來，然后將其置于HF酸蒸汽中或是HF液體中，去除邊緣背封二氧化硅膜；該方法可以控制HF酸蒸汽的去除時(shí)間，從而限制HF的使用，另外可以精確控制HF對(duì)SiO₂膜的去除范圍；但是由于專用的圓形塑料藍(lán)膜被少數(shù)制造廠商壟斷，成本通常成本很高；而且該制程精度控制完全取決于人工貼附圓形塑料藍(lán)膜是否準(zhǔn)確，對(duì)操作人操作要求很高，不利于大規(guī)模量產(chǎn)；另外由于其圓形塑料藍(lán)膜規(guī)格有限，往往不能滿足實(shí)際晶圓邊緣氧化膜去除的生產(chǎn)需要。

?????因此，如何克服上述方法的不足，保留其優(yōu)點(diǎn)，使邊緣氧化膜去除處理技術(shù)突破傳統(tǒng)技術(shù)，就成為了本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所要研究和解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明的目的是針對(duì)拋光片晶圓邊緣氧化膜去除技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種過程簡(jiǎn)單、高效、成本低新工藝，新工藝中采用劃磨方式去除IGBT用拋光片晶圓邊緣氧化膜邊緣，設(shè)計(jì)專用劃磨式去邊機(jī)，用半自動(dòng)裝置來替代純手工，進(jìn)而降低了對(duì)操作人的要求，適合大規(guī)模量產(chǎn)的需要。

????本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種采用劃磨方式去除IGBT用拋光片晶圓邊緣氧化膜的方法，其特征在于，制造專用劃磨式去邊機(jī)，將其應(yīng)用于拋光片晶圓邊緣氧化膜處理過程，首先通過熱縮機(jī)在硅片背表面粘附卷裝塑料藍(lán)膜；然后根據(jù)硅片的不同規(guī)格，用所述劃磨式去邊機(jī)在硅片背表面粘附的塑料藍(lán)膜上劃出不同尺寸的圓形切痕，再沿切痕把需要腐蝕的環(huán)形圓形塑料藍(lán)膜撕掉；從而使不需要去除背封SiO₂膜的部分保護(hù)起來；最后將其置于HF蒸汽中或是HF溶液中，去除邊緣背封二氧化硅膜；所述方法包括如下步驟：?

步驟1、?把經(jīng)過背損傷、背封之后的腐蝕片從片藍(lán)中取出，背封面朝下，正面朝上，將其依次粘附在卷裝塑料藍(lán)膜上；?

步驟2、?待熱縮機(jī)預(yù)熱后，將步驟1中所形成的粘附硅片的卷裝塑料藍(lán)膜通過熱縮機(jī)；

步驟3、?塑料藍(lán)膜通過熱縮機(jī)的加熱收縮，粘附在硅片背表面；

步驟4、?按照硅片的尺寸剪斷藍(lán)膜；

步驟5、?將背表面粘附藍(lán)膜的硅片正面朝下置于劃磨式去邊機(jī)的卡槽上，用真空吸盤固定好；