[发明专利]一种集成电路硅片表面氧化膜自适应均匀腐蚀方法

说明书

本发明公开了一种集成硅片（wafer）表面氧化膜均匀腐蚀去膜方法，应用于集成电路硅片分析过程中硅片表面膜层的均匀腐蚀。本发明方法包含硅片吸附夹具和表面腐蚀方法。硅片吸附夹具主要由托盘、支架、真空管路和高度调整四部分组成，托盘上面有三个真空吸盘，等分分布在以托盘中心为圆心的圆周上，通过内部管路联通真空吸附硅片，通过高度控制器使硅片处于水平状态。硅片表面膜层的均匀腐蚀方法为在硅片中心滴一滴腐蚀液，然后三个真空吸盘按照一定的频率振动，使腐蚀液滴在硅片表面匀速以螺纹渐开线形式运动，从硅片中心一直运动到硅片边缘，达到硅片表面膜层均匀去除的目的。

技术领域

本发明涉及一种集成电路硅片表面自适应均匀腐蚀去膜方法，特别涉及吸附硅片的夹具，以及在硅片表面进行自适应均匀腐蚀去除表面膜层的方法，样品用于后续测试。

技术背景

集成电路技术近年来飞速发展，布线宽度从微米级别一直下降到现在的7纳米级别，这就对制造芯片的抛光硅片质量提出更高的要求。为了测试表征抛光硅片质量，许多抛光硅片制造厂会对生产出的抛光硅片(或称wafer)进行栅极氧化层完整性测试(或称GOI测试)来确认生产出的wafer品质。在进行测试过程中，需要先在wafer表面生长几十到几百不等的氧化膜，之后在保证正面氧化膜完整的前提下去除背面的氧化膜，进行GOI测试。因为双面氧化膜的wafer会对GOI测试结果造成严重的影响，使测试失败，测试结果不具备参考价值。因此，在集成电路用硅片生长氧化膜之后，为了测量GOI结果，要对硅片的一个表面进行氧化膜去除。去除氧化膜的技术要求为均匀完整，不完整会造成氧化膜残留，使测量结果不可靠，或者不能进行测量；如果去除均匀性不好，使电学性能不稳定，测量结果不准确，严重影响GOI的评估。

目前的腐蚀技术，多采用吸附头吸附腐蚀液，在硅片表面进行控制式腐蚀。当硅片表面氧化膜具有厚度差，或者氧化膜较厚或较薄时，这种方法都会产生腐蚀不均匀、腐蚀不完全、或者过腐蚀的现象。

还有采用甩干式的腐蚀方法，是在硅片的表面滴腐蚀液，硅片旋转，腐蚀液在离心力的作用下，一边腐蚀一边向硅片边缘运动，同时对硅片表面的氧化膜进行腐蚀。但是，这种方法的腐蚀过程中，腐蚀液在硅片中心和边缘时，由于离心力的作用，腐蚀液的运动速度变化十分显著，达到十倍甚至几十倍的差异，使硅片表面氧化膜的腐蚀产生各种各样的不均匀，严重时影响GOI的测量结果。

为了克服以上方法的缺陷，实现集成电路用硅片表面氧化膜层的均匀腐蚀，本发明提供一种自适应的腐蚀方法，达到硅片表面氧化膜层均匀腐蚀的目的，保证GOI测量结果的准确性。

发明内容

为了实现集成电路硅片表面氧化膜层的均匀腐蚀，本发明通过以下的自适应方法来实现。

本发明包含一个硅片吸附夹具和一个自适应腐蚀方法。硅片吸附夹具由防溅外檐环(1)、托盘(2)、连接螺母(3)、主体支架(4)、真空吸孔(5)、高度调整(6)、真空连接管(7)、和基座(8)构成，材质为高纯聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)；目的是由于测试的wafer用于集成电路设计制造，避免污染，所以对夹具的材质的洁净度要求很高，另外还需要耐受化学腐蚀，尤其是稀氢氟酸的腐蚀。

所述的防溅外檐环(1)在托盘(2)的上方，位置在以托盘圆心为圆心，根据所腐蚀硅片的直径不同而不同，当所腐蚀硅片的直径分别为150mm、200mm和300mm时，防溅外檐环(1)的直径分别为160mm、220mm和320mm，高度10mm，防溅外檐(1)上有一个缺口，缺口宽10mm，高度10mm，用于真空吸笔夹取硅片。