[发明专利]一种硅单晶片的二氧化硅薄膜的剥离装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅单晶片的加工领域，特别涉及一种硅单晶片的二氧化硅薄膜的剥离装置及其方法。 

背景技术

硅外延材料是半导体集成电路产业的关键基础材料，在半导体外延薄膜生产过程中，为了避免重掺杂的硅材料衬底带来的自掺杂导致外延层电阻率失控的问题，就必须通过使用一层二氧化硅背封层封住硅单晶片背面来杜绝外延过程的自掺杂的产生。而外延生长过程特别是厚外延的生长过程中，由于生长工艺和加工外延炉子的原因(主要是HCL、TCS等气体引起的)会在硅单晶片背面的二氧化硅薄膜层的边缘沉积大量的块状多晶，这种现象会在后续加工过程中引起光刻不良，严重的甚至在外延生长过程中使硅单晶片跟基座紧紧地粘在一起导致外延过程中的硅单晶片破碎，为了解决这个问题，必须把硅单晶片背面的二氧化硅背封层的边缘剥除一圈，使硅单晶片和二氧化硅背封层形成类似台阶的高度差。同时，考虑平衡由于各类不同衬底的外延片的自掺杂问题和硅单晶片的背面的多晶问题，这就要求加工技术能适应不同宽度的边缘剥离。 

目前国外有使用大型设备进行剥离的，但是对国内小规模生产或者研发单位的使用存在以下不足：1、设备昂贵，往往进口一套设备需要几十万美元；2、设备对于不同要求的硅单晶片需要另行采购部件(主要是用来限定边缘剥离形状和尺寸的部件)，动辄上千美元，并且需要不断地向国外采购更换；3、对氢氟酸的耗用大，不易重复使用。 

另外几种方式： 

其一：片盒里的硅单晶片在沾有氢氟酸的辊子上转动，使得边缘的二氧化硅薄膜层被氢氟酸腐蚀去除，此种方法去除的边缘不整齐，偏差大，外观较差； 

其二：在背封面贴一层塑料薄膜，其膜直径小于硅单晶片直径，使要去除的边缘裸露，然后在氢氟酸中漂洗2分钟左右，使边缘氧化膜去除，然后在70度的热水中将塑料薄膜煮掉，这种膜目前国内没有办法生产的，需要进口。这种方法外观漂亮，但工序繁多，精度不高，成本高。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硅单晶片的二氧化硅薄膜的剥离装置及其方法，装置结构简单，操作容易，能解决多数量、不同形状要求的二氧化硅薄膜的边缘剥离。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种硅单晶片的二氧化硅薄膜的剥离装置，包括软膜、夹具和氢氟酸溶液槽，所述的软膜与硅单晶片相互叠加放置在夹具中部的空腔内并夹紧，所述的夹具放置在充满了氢氟酸的氢氟酸溶液槽内并完全浸入氢氟酸中，所述的夹具的下端、氢氟酸溶液槽的底部放置有底部支撑块。 

所述的夹具包括上顶板、下底板、导柱和夹紧把手，所述的上顶板和下底板之间通过若干根导柱连接，所述的夹紧把手的下端穿过上顶板与压板相连，所述的夹紧把手与上顶板之间螺纹连接，所述的下底板的上侧放置有挡块。 

所述的下底板上一侧安装有夹具参考平面固定结构，所述的夹具参考平面固定结构的中部有一段突出卡入挡块一侧的凹槽中 

所述的夹具的尺寸与需要剥离的硅单晶片的尺寸相配。 

所述软膜由耐腐蚀材料制成，所述的软膜可以为单面台阶模或双面台阶模，所述的台阶的高度为0.1～0.7mm，台阶离边缘的宽度为0～2.5mm。 

所述的软膜的形状尺寸与需要剥离的硅单晶片的形状相配。 

所述的软膜的非剥离的一面胶合一块形状尺寸与软膜相同的耐腐蚀塑料薄片 

一种使用硅单晶片的二氧化硅薄膜的剥离装置的方法，其具体步骤如下： 

(a)按所需要剥离的硅单晶片的二氧化硅背封层的形状、尺寸和对应的硅单晶片的形状、尺寸，将特殊规格、形状的耐腐蚀材质的软膜加工出对应的形状和尺寸； 

(b)将软膜和硅单晶片无缝叠加在一起放入夹具中将其夹紧； 

(c)将夹具缓缓浸没在充满氢氟酸的氢氟酸溶液槽中，使氢氟酸与硅单晶片背面的二氧化硅背封层边缘需要去除的二氧化硅薄膜快速发生反应并去除部分二氧化硅薄膜，从而起到边缘剥离的效果； 

(d)经过一定的时间后将夹具取出夹具，用纯水对二氧化硅背封层进行冲洗，洗掉表面的氢氟酸； 

(e)将硅单晶片从夹具中取出来，分离软膜，然后将硅单晶片甩干。 

有益效果

本发明涉及一种硅单晶片的二氧化硅薄膜的剥离装置及其方法，装置结构简单，操作方便，运行成本小，对氢氟酸可以长时间使用，有利于环保，适用于不同形状要求的二氧化硅薄膜的边缘剥离，适用于整成的大规模生产，提高了生产效率，同时解决了研发需要 和多种规格剥离引起的大批量不必要的费用投入。