[發明專利]一種改善Logic產品襯底外延后彎曲度和翹曲度工藝

在審

• 申請號: 202211316613.7
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115747955A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 張強;杜金生;常雪巖;張坤;宋泰甫;劉校均;張浩;楊振域;郭紅慧;孫晨光;王彥君
• 申請（專利權）人: 中環領先半導體材料有限公司
• 主分類號: C30B25/10
• 分類號: C30B25/10;C30B25/16;C30B29/06;H01L21/324
• 代理公司: 蘇州高專知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32474
• 代理人: 冷泠

本發明公開了一種改善Logic產品襯底外延后彎曲度和翹曲度工藝，其改善工藝包括以下步驟：S1、首先降低工藝腔體接取片溫度可以起到降低彎曲度及翹曲度的作用，由于外延設備僅工藝腔長期維持高溫環境，其他傳輸腔保持常溫，硅襯底進出工藝腔時會面臨溫度突變導致變形的問題，工藝腔的接取片的進行實時降低，降低了溫度的突變，可以改善彎曲度、翹曲度，S2、然后調整硅襯底在腔內的升溫速度和過程可以減少熱應力的堆積降低其形變量。本發明通過優化設備的接取片溫度及recipe的升溫速率和外延時功率配比可以達到改善硅外延對wafer彎曲度、翹曲度的目的，從而提升了外延工序對襯底彎曲度及翹曲度的接受窗口，方法簡單有效。

技術領域

本發明涉及襯底外延片加工技術領域，具體為一種改善Logic產品襯底外延后彎曲度和翹曲度工藝。

背景技術

外延是半導體工藝當中的一種，在bipolar工藝中，硅片最底層是P型襯底硅(有的加點埋層)；然后在襯底上生長一層單晶硅，這層單晶硅稱為外延層；再后來在外延層上注入基區、發射區等等，最后基本形成縱向NPN管結構:外延層在其中是集電區，外延上面有基區和發射區。外延片就是在襯底上做好外延層的硅片。因有些廠只做外延之后的工藝生產，所以他們買別人做好外延工藝的外延片來接著做后續工藝

彎曲度值表表征wafer的彎曲程度，翹曲度表征wafer的翹曲程度，二者是表征硅襯底宏觀形貌的重要參數，彎曲度的負值表示凹的形變，正值表示凸的形變，若形變過大則會導致襯底在后續光刻過程中出現失焦點，導致曝光異常，過分的形變甚至會增加后續拋光過程中的碎片風險，嚴重影響后續制程中的良率，影響外延片彎曲度、翹曲度主要因素是：硅片收到不同的熱場分布導致應力釋放方向不一致，從而影響彎曲度和翹曲度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改善Logic產品襯底外延后彎曲度和翹曲度工藝，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種改善Logic產品襯底外延后彎曲度和翹曲度工藝，其改善工藝包括以下步驟：

S1、首先降低工藝腔體接取片溫度可以起到降低彎曲度及翹曲度的作用，由于外延設備僅工藝腔長期維持高溫環境，其他傳輸腔保持常溫，硅襯底進出工藝腔時會面臨溫度突變導致變形的問題，工藝腔的接取片的進行實時降低，降低了溫度的突變，可以改善彎曲度、翹曲度。

S2、然后調整硅襯底在腔內的升溫速度和過程可以減少熱應力的堆積降低其形變量，降低升溫速率可以減少該類形變帶來的彎曲度、翹曲度變化，通過將升溫速率調整至一定頻次，同時使用兩步升溫方法---升溫至相應的合適溫度后維持一定時間進行第二次升溫，直至合適的溫度。

S3、最后平衡外延過程中的溫場分布改善外延片彎曲度、翹曲度，外延過程中硅襯底處于較穩定的狀態，但此時襯底的狀態受溫場分布影響會直接影響到外延片的彎曲度、翹曲度，通過調整上下lamp功率比和內外圈加熱燈管溫度比可直接改變溫場分布，從而改變襯底的形變量，進而達到抵消部分襯底凹或凸的形變的目的，如增加TOP Lamp功率配比可使wafer正面溫度升高、背面溫度降低引起襯底發生“凸”的形變在此狀態下進行外延可以抵消掉部分襯底帶來“凹”的形變，上下燈管的功率比可接受范圍為52％至58％。

優選的，所述工藝腔的接取片的溫度由800℃降低至650℃，且升溫速率調整至6.5℃/分鐘。

優選的，所述使用兩步升溫方法---升溫至1120℃，且需要維持的時間為30秒進行第二次升溫至1120℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明通過優化設備的接取片溫度及recipe的升溫速率和外延時功率配比可以達到改善硅外延對wafer彎曲度、翹曲度的目的，從而提升了外延工序對襯底彎曲度及翹曲度的接受窗口，方法簡單有效。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程原理示意圖。

具體實施方式