[發(fā)明專利]一種重?fù)搅讍尉Ч杈A片高致密性二氧化硅背封工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210534625.7
• 申請(qǐng)日: 2012-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102969229A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李滿;李家友;齊呈躍;王瑋;劉沛然
• 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): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 12105
• 代理人: 王鳳英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體硅晶圓片的背處理技術(shù)，特別涉及一種重?fù)搅讍尉Ч杈A片高致密性二氧化硅背封工藝。

背景技術(shù)

單晶硅晶圓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。背封處理是單晶硅晶圓加工的重要制程，其背封面的質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)后道外延過(guò)程起著至關(guān)重要的作用，這是因?yàn)椋阂话愣裕庋映练e的硅片是重?fù)诫s的，在外延生長(zhǎng)過(guò)程的溫度（1100℃左右）上，重?fù)焦杵膿诫s劑會(huì)從重?fù)焦杵鈹U(kuò)散與流動(dòng)的反應(yīng)物混合，一般這種現(xiàn)象被稱為“自摻雜效應(yīng)”。當(dāng)外延層在硅片正表面生長(zhǎng)時(shí)，這個(gè)效應(yīng)會(huì)減弱，但硅片背面的外擴(kuò)散仍在繼續(xù)；在這個(gè)高溫過(guò)程中，如果在硅片背面淀積一層薄膜，就能有效阻止摻雜劑的向外擴(kuò)散，這一層就如同密封劑一樣防止摻雜劑的逃逸。因此背封薄膜的質(zhì)量往往是背面處理的關(guān)鍵技術(shù)。

重?fù)搅讍尉Ч杈A片往往為了滿足極低電阻率的要求，其摻雜濃度往往接近1.1×10²¹?cm^-3的理論上限（硅的原子密度僅僅為5×10²³cm^-3），在外延生長(zhǎng)過(guò)程中，尤其是厚層外延過(guò)程中，由于其熱處理時(shí)間較長(zhǎng)，溫度較高，自摻雜效應(yīng)會(huì)變得愈發(fā)明顯。這種情況下，采用傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積（CVD——Chemical?Vapor?Deposition）法制備的二氧化硅薄膜往往因其致密性不足而不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種利用半導(dǎo)體制造中的高溫退火制程加固傳統(tǒng)的CVD沉積單晶硅晶圓片背封薄膜的工藝技術(shù)方案，即一種重?fù)搅讍尉Ч杈A片高致密性二氧化硅背封工藝。從而突破現(xiàn)有重?fù)搅讍尉Ч杈A片的致密性局限。

本發(fā)明是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種重?fù)搅讍尉Ч杈A片高致密性二氧化硅背封工藝，其特征在于，所述工藝包括如下次序步驟：

步驟一、采用背封機(jī)，利用常壓化學(xué)氣相沉積法制備二氧化硅薄膜：

（1）、通過(guò)機(jī)械手將放置在碳化硅托盤上的硅晶圓片傳送到反應(yīng)腔室；

（2）、開(kāi)始向反應(yīng)腔室內(nèi)通入硅烷及氧氣，其濃度配比為硅烷：氧氣=1:8～1:12；

（3）、碳化硅托盤底部加熱單元加熱溫度為650-750℃，硅晶圓片上覆蓋有冷卻水單元使硅晶圓片表面溫度保持在400-500℃；

（4）、通過(guò)反應(yīng)腔室的噴頭將反應(yīng)物二氧化硅沉積在硅晶圓片表面；

步驟二、利用半導(dǎo)體制造中的熱退火制程對(duì)帶有二氧化硅的硅晶圓片進(jìn)行退火：

（1）、將帶有二氧化硅的硅晶圓片裝載在石英舟中，再將石英舟裝入高溫退火爐中，爐體溫度保持400至500℃；

（2）、保持通入純度≥99%的氮?dú)猓髁繛?4L/min；?

（3）、開(kāi)始升溫，在15至20分鐘內(nèi)，爐體升溫至600℃－700^oC，然后恒溫退火30分鐘以上；

（4）、取出裝載處理過(guò)的硅晶圓片的石英舟，自然冷卻到室溫后，將硅晶圓片取出；

步驟三、最后利用劃磨式或手貼膜式去除氧化膜的方法去除硅晶圓片正面及邊緣的氧化層。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果：本發(fā)明利用半導(dǎo)體制造中的熱退火制程加固傳統(tǒng)的CVD沉積單晶硅晶圓片背封薄膜材料，從而改善了傳統(tǒng)化學(xué)氣相沉積背封工藝的致密性，能夠滿足重?fù)搅讍尉Ч杈A片厚層外延過(guò)程的需要。熱退火制程采用半導(dǎo)體制造的通用設(shè)備，結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單。該技術(shù)可行性高，實(shí)用性強(qiáng)，是適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的硅晶圓片背封技術(shù)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步述詳細(xì)說(shuō)明：