邊緣氧化層剝除裝置及晶圓邊緣氧化層的剝除方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種邊緣氧化層剝除裝置及晶圓邊緣氧化層的剝除方法，尤其是邊緣氧化層剝除裝置及應用所述裝置剝除晶圓邊緣氧化層方法。
【背景技術】
[0002]參閱圖1，現有技術中晶圓的剖面示意圖。如圖1所示，通常為了防止晶圓200中摻雜(doping)原子的擴散，通常會在晶圓200的一表面形成一氧化層210。形成氧化層210時，通常是將晶圓200的正面220朝下后通SiH4與氧氣反應而形成。
[0003]一般來說，在晶圓200的正面220要繼續磊晶(印itaxy)，而不欲形成氧化層210。但是在氧化層210形成時，氧化層210通常會延伸到正面220的邊緣，而形成例如圖1中晶圓中線C以下的邊緣氧化層211。邊緣氧化層211會影響到磊晶層的形成，或者連接性，而導致良率不佳。因而，通常需要將邊緣氧化層211去除。
[0004]目前，傳統去除邊緣氧化層211的方式，是將晶圓的氧化層210貼膠，僅露出邊緣氧化層211后浸泡到氫氟酸(HF)中。但是貼膠方式很難將膠帶或膠條平整貼合而無氣縫，氫氟酸可能會除去本來欲保護的氧化層210。另外，由于氫氟酸對人體傷害大，而有安全的疑慮。另一種方法是將晶圓200相互堆棧，再通以HF氣體。但是實際情形來看，良率較差，且有污染的問題。
[0005]目前現有技術的裝置，通常稱為邊緣氧化層剝除機(Edge Oxidat1n Striper,EOS)。通常是將晶圓200的正面朝上，以氣罩密封晶圓200后，通入HF氣體。此優點是晶圓另一面的氧化層能夠完全保留，但是缺點在于兩側的氧化層，難以控制刻蝕量，容易形成刻蝕不足(under etching)或是過度刻蝕(over etching)。這對于后續晶圓的工藝及電性都會產生不良的影響。因此，需要一種簡單，且易于精確控制刻蝕的裝置。
【發明內容】
[0006]本發明的主要目的是提供一種邊緣氧化層剝除裝置。該裝置包含一剝除器本體及一氣罩，主要用以剝除晶圓的邊緣氧化層。
[0007]剝除器本體包含一承載本體、一承載盤、一輸入端，以及一輸出端。承載盤設置于承載本體中，用來放置晶圓。輸入端與承載本體連通，用以輸入一保護液體。輸出端與承載本體連通，用以排出保護液體，其中保護液體覆蓋住晶圓欲保護的一氧化層，僅露出欲去除的邊緣氧化層。
[0008]氣罩在剝除邊緣氧化層時覆蓋承載盤，并與承載本體密合。氣罩還包含一進氣端，以輸入含氟刻蝕氣體，其中過程中不斷置換保護液體，使保護液體不致刻蝕晶圓欲保護的氧化層。
[0009]本發明晶圓邊緣氧化層的剝除方法包含，將提供晶圓；輸入保護液體以覆蓋住晶圓氧化層的保留區域，而露出欲去除的邊緣氧化層；形成封閉空間；以及，輸入含氟刻蝕氣體至封閉空間中，使得含氟刻蝕氣體與邊緣氧化層反應而剝除邊緣氧化層。
[0010]本發明的特點在于，利用保護液體來覆蓋晶圓以精確控制欲剝除的邊緣氧化層的刻蝕，而能避免刻蝕不足或是過度刻蝕。從而，本發明邊緣氧化層剝除裝置使晶圓后續能有效地控制氧化層刻蝕工藝，并使后續磊晶工藝的良率大幅提升。
【附圖說明】
[0011]圖1為現有技術中晶圓的剖面示意圖。
[0012]圖2為本發明邊緣氧化層剝除裝置的示意圖。
[0013]圖3為本發明邊緣氧化層剝除裝置的剖面示意圖。
[0014]圖4為本發明剝除邊緣氧化層的晶圓的剖面示意圖。
[0015]圖5為本發明晶圓邊緣氧化層的剝除方法的流程圖。
[0016]符號說明:
10剝除器本體
11承載本體 13承載盤 15輸入端 17輸出端 20氣罩覆蓋 22進氣端 30保護液體 200晶圓
210氧化層
211邊緣氧化層 220正面
C中線
L水位
S1晶圓邊緣氧化層的剝除方法
S10提供晶圓
S20輸入保護液體
S30形成密閉空間
S40輸入刻蝕氣體。
【具體實施方式】
[0017]參閱圖2，本發明邊緣氧化層剝除裝置的示意圖。如圖2所示，本發明邊緣氧化層剝除裝置包含一剝除器本體10及一氣罩20。所述剝除器本體10包含一承載本體11、一承載盤13、一輸入端15，以及一輸出端17。所述承載盤13設置于所述承載本體11中，用來放置一晶圓200。所述晶圓200未形成氧化層的正面朝上，而形成有氧化層的表面朝下設置。晶圓200的放置可以由一機械手臂(附圖中未顯示)來完成。所述輸入端15與承載本體11連通，用以輸入一保護液體。所述輸出端17與承載本體11連通，用以排出保護液體。所述晶圓200可以采用硅晶圓或藍寶石晶圓、所述保護液體可以采用去離子水、所述承載盤13可以采用陶瓷材料，但以上僅用以示例，并不限于此。
[0018]在剝除邊緣氧化層時，所述氣罩20覆蓋承載盤13并與承載本體11密合。氣罩20包含一進氣端22，用以輸入含氟刻蝕氣體及引流氣體。含氟刻蝕氣體包含氟化氫(HF)氣體、雙氟化銨((NH4)2F2)氣體、氫氟化銨(NH4HF2)氣體的至少其中之一，而引流氣體包含氮氣(N2)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等，包含但實際上不限于此。
[0019]參閱圖3，本發明邊緣氧化層剝除裝置的剖面示意圖。由輸入端15輸入至承載本體11的保護液體30覆蓋住晶圓200上欲保護的氧化層210，僅露出欲去除的邊緣氧化層211。例如，可以設定保護液體30的水位L重合于晶圓200的中線C。同時再次參照圖2及圖3，當氣罩20覆蓋承載盤13時，并輸入含氟刻蝕氣體時，含氟刻蝕氣體對于水位L以上的邊緣氧化層211產生刻蝕作用。保護液體30可以為流動態，呈輸入輸出的平衡狀態，或者由輸入端15定時輸入，并由輸出端17定時排出。水位L以下的氧化層210受到保護，而不會產生腐蝕。
[0020]參閱圖4，本發明剝除邊緣氧化層的晶圓的剖面示意圖。如圖4所示，當完成刻蝕過程后，邊緣氧化層211能完全被剝除，并維持氧化層210不受到破壞。
[0021]參閱圖5，本發明晶圓邊緣氧化層的剝除方法的流程圖。如圖5所示。本發明晶圓邊緣氧化層的剝除方法S1包含步驟S10、步驟S20、步驟S30及步驟S40。步驟S10為提供一置晶圓，提供表面形成有氧化層210的晶圓200，可以將晶圓200設置于承載盤13上。未形成氧化層的正面220朝上，而形成有氧化層210的表面朝下設置。晶圓200的設置可以由一機械手臂(附圖未顯示)來完成。
[0022]步驟S20為輸入保護液體。輸入保護液體以覆蓋住晶圓200上欲保護的氧化層210，而露出欲去除的邊緣氧化層211。步驟S30為形成密閉空間，例如，將圖2中氣罩20完全覆蓋住承載盤13，并與承載本體11密合。步驟S40輸入刻蝕氣體。將含氟刻蝕氣體輸入密閉空間中，使含氟刻蝕氣體與邊緣氧化層211反應，而剝除邊緣氧化層211。
[0023]本發明邊緣氧化層剝除裝置及晶圓邊緣氧化層的剝除方法的特點在于，應用保護液體來覆蓋晶圓。通過此方式，可精確地控制邊緣氧化層的刻蝕，而能避免刻蝕不足或是過度刻蝕。從而，本發明邊緣氧化層剝除裝置能有效地控制氧化層刻蝕，并使后續磊晶工藝的良率大幅提升。
[0024]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種邊緣氧化層剝除裝置，用以剝除一晶圓的一邊緣氧化層，其特征在于，包含: 一剝除器本體，包含: 一承載本體； 一承載盤，設置于所述承載本體中，用來放置所述晶圓； 一輸入端，與所述承載本體連通，用以輸入一保護液體，所述保護液體覆蓋住所述晶圓上的一氧化層，僅露出欲去除的所述邊緣氧化層；以及 一輸出端，所述輸出端與所述承載本體連通，用以排出所述保護液體；以及一氣罩，在剝除所述邊緣氧化層時，覆蓋所述承載盤，并與所述承載本體密合，并包含一進氣端，以輸入一含氟刻蝕氣體。2.如權利要求1所述的邊緣氧化層剝除裝置，其特征在于，所述保護液體為去離子水。3.如權利要求1所述的邊緣氧化層剝除裝置，其特征在于，所述含氟刻蝕氣體選自氟化氫氣體、雙氟化銨氣體、氫氟化銨氣體的至少其中之一。4.如權利要求1所述的邊緣氧化層剝除裝置，其特征在于，所述進氣端還進一步輸入一引流氣體，所述引流氣體選自氮氣、氦氣、氖氣、氬氣的至少其中之一。5.如權利要求1所述的邊緣氧化層剝除裝置，其特征在于，所述保護液體的一水位重合于所述晶圓的一中線。6.如權利要求1所述的邊緣氧化層剝除裝置，其特征在于，所述保護液體為流動態，呈輸入輸出的平衡狀態。7.如權利要求1所述的邊緣氧化層剝除裝置，其特征在于，所述保護液體由所述輸入端定時輸入，由所述輸出端定時排出。8.一種晶圓邊緣氧化層的剝除方法，其特征在于，包含:提供一晶圓使所述晶圓未形成一氧化層的正面朝上，而形成有所述氧化層的表面朝下；輸入一保護液體，所述保護液體覆蓋住所述晶圓上的所述氧化層，而露出欲去除的一邊緣氧化層；將所述晶圓及所述保護液體封閉于一密閉空間中；以及輸入一含氟刻蝕氣體至所述密閉空間中，使所述含氟刻蝕氣體與所述邊緣氧化層反應，以剝除所述邊緣氧化層。9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述保護液體的一水位重合于所述晶圓的一中線。10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述保護液體為去離子水。11.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述含氟刻蝕氣體選自氟化氫氣體、雙氟化銨氣體、氫氟化銨氣體的至少其中之一。
【專利摘要】本發明提供一種邊緣氧化層剝除裝置及邊緣氧化層的剝除方法，所述裝置包含剝除器本體及氣罩，剝除器本體包含承載本體、承載盤、輸入端及輸出端，所述方法包含提供晶圓輸入保護液體以覆蓋住晶圓氧化層的保留區域，并露出欲去除的邊緣氧化層、形成封閉空間、輸入含氟刻蝕氣體至封閉空間中，使含氟刻蝕氣體與邊緣氧化層反應而剝除，并不斷置換保護液體，使得保護液體受含氟刻蝕氣體影響大幅降低，刻蝕邊緣氧化層能被精確地控制，并使后續磊晶工藝的良率大幅提升。
【IPC分類】H01L21/67, H01L21/311
【公開號】CN105321815
【申請號】CN201510298057
【發明人】范俊一, 林塘棋, 徐文慶
【申請人】昆山中辰矽晶有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年6月3日