[发明专利]硅片向背面倾斜腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅片向背面倾斜腐蚀方法，能够防止因硅片正面边缘与承片筐筐齿接触而导致的腐蚀不彻底的现象发生，还能够提高硅片的腐蚀均匀性，因此降低了同一硅片不同区域之间的差异以及同一硅片不同管芯之间的差异，从而提高片内均匀性和片内一致性，属于微电子芯片制造技术领域。

背景技术

在半导体器件生产过程中，在光刻工序之后、注入工序之前需要对硅片正面也就是刻有管芯图形的一面进行腐蚀。该腐蚀工序在腐蚀槽内进行，腐蚀槽材质为泰氟龙（聚四氟乙烯材料PTFE），腐蚀液为由HF、NH₄F按不同比例配成的蚀刻性水溶液，简称BOE。腐蚀工序还用到一种称为承片筐的容器，其材质也是泰氟龙；承片筐的结构特征是无底，内部两侧竖直、等距分布若干宽度约为1cm的筐齿，相邻筐齿间距大于硅片厚度。在腐蚀工序中，将数片光刻后待腐蚀硅片插入承片筐内部两侧的筐齿间，在硅片之间形成间隙，之后将承片筐放入在盛满腐蚀液的腐蚀槽中，腐蚀液以30L/min的循环流量从腐蚀槽底部进入腐蚀槽，腐蚀液自下而上涌动，沿硅片表面流过，在硅片正面发生腐蚀化学反应：SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O，完成腐蚀，在这一过程中，腐蚀化学反应产生的SiF₄气体会附着于硅片表面，从而阻断腐蚀反应，但是，SiF₄气体能够与流动的腐蚀液中的HF进一步反应，生成H₂SiF₆络合物，即：SiF₄+2HF→H₂SiF₆。

所述现有技术存在以下一些技术问题。腐蚀液在硅片间自下而上的涌动是由自腐蚀槽底部进入的循环腐蚀液推动而产生，在各硅片间隙内的流动并不均匀，腐蚀效果也就不均匀，片内均匀性和片内一致性较低。再有，腐蚀液30L/min的循环流量不足以使腐蚀化学反应产生的SiF₄气体全部、快速地脱离硅片表面，因而，也会造成腐蚀不均匀。另外，腐蚀液的浮力使得硅片在筐齿间晃动，硅片正面边缘与筐齿时而接触，这使得硅片约1cm宽的周边区域的腐蚀速率小于中间区域，周边区域的有效管芯腐蚀不彻底，最终报废，有效管芯合格率降低，造成材料浪费。

发明内容

本发明的目的在于提高在光刻工序之后、注入工序之前对硅片正面进行的腐蚀的片内均匀性和片内一致性，以及克服硅片周边区域腐蚀不彻底的问题，提高硅片有效管芯合格率，为此，我们发明了一种硅片向背面倾斜腐蚀方法。

本发明之方法将数片光刻后待腐蚀硅片插入承片筐内部两侧的筐齿间，之后将承片筐放入在盛满腐蚀液的腐蚀槽中，腐蚀液自下而上涌动，沿硅片表面流过，在硅片正面发生腐蚀化学反应，其特征在于，在腐蚀槽底部搁置一块规则分布通孔的散流板，散流板坡度为6~10°；承片筐放在散流板上，各硅片向背面倾斜6~10°，硅片背面倚靠筐齿，硅片正面与筐齿相离；腐蚀液的循环流量为40~50L/min。

本发明其效果在于，采用散流板后，循环腐蚀液自腐蚀槽底部进入腐蚀槽后，先通过散流板再进入承片筐所在区域，在散流板上诸多规则分布的通孔的作用下，腐蚀液在腐蚀槽中均匀地自下而上涌动，从硅片之间的间隙中均匀地穿过，产生均匀腐蚀的效果，提高了腐蚀的片内均匀性和片内一致性。腐蚀液循环流量从现有的30L/min提升到40~50L/min，使腐蚀液在硅片间的流速加快。这样既能够使腐蚀液与硅片表面均匀接触，又能加速SiF₄与HF反应产生H₂SiF₆络合物脱离硅片表面，最大程度地避免因SiF₄气体附着于硅片表面阻断腐蚀反应导致腐蚀不均匀、不彻底。另外，由于各硅片向背面倾斜，倾斜的角度足以使硅片背面始终倚靠筐齿、硅片正面始终与筐齿相离，因此，不论是硅片中间区域还是周边区域，均与腐蚀液均匀、良好地接触，腐蚀速率一致，因而消除了现有技术存在的周边区域腐蚀不彻底的问题。全面实现了发明目的。

附图说明

图1是本发明之方法工作状态示意图，该图同时作为摘要附图。图2是本发明之方法采用的散流板结构示意图。图3是在本发明之方法中待腐蚀硅片与筐齿之间位置关系局部放大示意图。

具体实施方式

本发明之方法其具体实施方式如下。将数片光刻后待腐蚀硅片1插入承片筐2内部两侧的筐齿3间，之后将承片筐放入在盛满腐蚀液的腐蚀槽4中，见图1所示，腐蚀液自下而上涌动，沿硅片1表面流过，在硅片1正面发生腐蚀化学反应。在腐蚀槽4底部搁置一块规则分布通孔5的散流板6，见图1、图2所示，散流板6坡度为6~10°，例如8°；通孔5孔径10~15mm，例如10mm，通孔5中心距20mm；散流板6材质为泰氟龙。承片筐2放在散流板6上，各硅片1向背面倾斜6~10°，例如8°；硅片1背面倚靠筐齿3，硅片1正面与筐齿3相离，见图3所示；腐蚀液的循环流量为40~50L/min，例如50L/min。