CN111128784B - 一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法。准备好经过清洗后的单晶硅晶圆作为原料，单晶硅晶圆的规格：8英寸，即直径为200mm，厚度为735μm，掺杂剂为B，晶向为100，电阻率为0.002～0.0033Ω·cm重掺产品。一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法，测量方法科学合理，进一步提升后期产品品质。

Description

一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法
技术领域
本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法。
背景技术
8英寸(200mm)硅片背面处理使用CVD原理(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)，是硅片生产过程中的必要制程之一。在硅片制程中通过化学气相沉积的方法，在硅片表面先沉积一层多晶硅起到吸杂的作用，降低硅片内部的杂质和金属含量。然后在多晶硅表面沉积一层二氧化硅薄膜用于背封，其作用是防止掺杂剂外扩，降低后续外延工艺中的自掺杂效应。因此，监测硅片背面二氧化硅薄膜致密性的必要性不言而喻。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种有利于长期高频率监控并且危险性较低的一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法，按以下步骤进行：
第一步：准备好经过清洗后的单晶硅晶圆作为原料，单晶硅晶圆的规格：8英寸，即直径为200mm，厚度为735μm，掺杂剂为B，晶向为100，电阻率为0.002～0.0033Ω·cm重掺产品；
第二步：利用AMAYA-800V型常压CVD机台在单晶硅原料背面进行二氧化硅薄膜生长，成膜条件为：硅烷和氧气流量分别为51sccm和612sccm，硅烷和氮气载气流量分别为18slm和12slm；成膜时硅烷和氧气在作业开始时通过氮气被运送至反应腔内硅片表面参与反应；承载硅片表面托盘温度为430±5℃；
第三步，使用F-50膜厚测试仪测量单晶硅上所制备的二氧化硅薄膜厚度，经过测量后，在上述条件下的AMAYA-800V常压CVD机台生长二氧化硅薄膜厚度为
Figure GDA0003584797590000021
第四步，将SCCH-1329清洗机4#清洗槽排空，清洗槽指氢氟酸槽，依次注入0.6L的氢氟酸和59.4L的纯水，这样可保证该槽中的氢氟酸是浓度为1％新液；
第五步，将硅片放在SCCH-1329清洗机上料台上，设置清洗程序，让有薄膜的硅片分别进行如下步骤：①4#清洗槽浸泡300s，清洗槽指1％浓度氢氟酸新液槽；②在纯水溢流槽槽浸泡300s并上下摆动已去除氢氟酸药液；③甩干机甩干300s，干燥硅片表面残留水分；
第六步，利用二氧化硅溶于氢氟酸的原理，经过上述氢氟酸腐蚀后的单晶硅上的二氧化硅薄膜会变薄，且变薄程度与生长的二氧化硅薄膜致密性成反比，即二氧化硅薄膜越致密，相同时间内经氢氟酸槽被腐蚀量就越少；
第七步，再次利用F-50膜厚测试仪测量经过上述步骤后的单晶硅上二氧化硅薄膜厚度，经过测量后，二氧化硅薄膜厚度为
Figure GDA0003584797590000022
第八步，经过1％浓度氢氟酸新液腐蚀后的二氧化硅薄膜标准减薄量需
Figure GDA0003584797590000023
Figure GDA0003584797590000024
实际减薄量为
Figure GDA0003584797590000025
效果：1、利用上述方案测量二氧化硅薄膜致密性，操作方法及原理方法简单可行，利于长期高频率监控。
2、利用现有二氧化硅薄膜制备设备以及清洗装置即可完成，节省成本和资源。
3、去除过程中的HF酸和二氧化硅反应无毒无害，危险性较低。
因此，本发明的一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法，测量方法科学合理，进一步提升后期产品品质。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法，按以下步骤进行：
第一步：准备好经过清洗后的单晶硅晶圆作为原料，单晶硅晶圆的规格：8英寸，即直径为200mm，厚度为735μm，掺杂剂为B，晶向为100，电阻率为0.002～0.0033Ω·cm重掺产品；
第二步：利用AMAYA-800V型常压CVD机台在单晶硅原料背面进行二氧化硅薄膜生长，成膜条件为：硅烷和氧气流量分别为51sccm和612sccm，硅烷和氮气载气流量分别为18slm和12slm；成膜时硅烷和氧气在作业开始时通过氮气被运送至反应腔内硅片表面参与反应；承载硅片表面托盘温度为430±5℃；
第三步，使用F-50膜厚测试仪测量单晶硅上所制备的二氧化硅薄膜厚度，经过测量后，在上述条件下的AMAYA-800V常压CVD机台生长二氧化硅薄膜厚度为
Figure GDA0003584797590000031
第四步，将SCCH-1329清洗机4#清洗槽排空，清洗槽指氢氟酸槽，依次注入0.6L的氢氟酸和59.4L的纯水，这样可保证该槽中的氢氟酸是浓度为1％新液；
第五步，将硅片放在SCCH-1329清洗机上料台上，设置清洗程序，让有薄膜的硅片分别进行如下步骤：①4#清洗槽浸泡300s，清洗槽指1％浓度氢氟酸新液槽；②在纯水溢流槽槽浸泡300s并上下摆动已去除氢氟酸药液；③甩干机甩干300s，干燥硅片表面残留水分；
第六步，利用二氧化硅溶于氢氟酸的原理，经过上述氢氟酸腐蚀后的单晶硅上的二氧化硅薄膜会变薄，且变薄程度与生长的二氧化硅薄膜致密性成反比，即二氧化硅薄膜越致密，相同时间内经氢氟酸槽被腐蚀量就越少；
第七步，再次利用F-50膜厚测试仪测量经过上述步骤后的单晶硅上二氧化硅薄膜厚度，经过测量后，二氧化硅薄膜厚度为
Figure GDA0003584797590000041
第八步，经过1％浓度氢氟酸新液腐蚀后的二氧化硅薄膜标准减薄量需
Figure GDA0003584797590000042
Figure GDA0003584797590000043
实际减薄量为
Figure GDA0003584797590000044

Claims (1)

1.一种测量二氧化硅薄膜致密性的方法，其特征在于按以下步骤进行：
第一步：准备好经过清洗后的单晶硅晶圆作为原料，单晶硅晶圆的规格：8英寸，即直径为200mm，厚度为735μm，掺杂剂为B，晶向为100，电阻率为0.002～0.0033Ω·cm重掺产品；
第二步：利用AMAYA-800V型常压CVD机台在单晶硅原料背面进行二氧化硅薄膜生长，成膜条件为：硅烷和氧气流量分别为51sccm和612sccm，硅烷和氮气载气流量分别为18slm和12slm；成膜时硅烷和氧气在作业开始时通过氮气被运送至反应腔内硅片表面参与反应；承载硅片表面托盘温度为430±5℃；
第三步，使用F-50膜厚测试仪测量单晶硅上所制备的二氧化硅薄膜厚度，经过测量后，在上述条件下的AMAYA-800V常压CVD机台生长二氧化硅薄膜厚度为
Figure FDA0003584797580000011
第四步，将SCCH-1329清洗机4#清洗槽排空，清洗槽指氢氟酸槽，依次注入0.6L的氢氟酸和59.4L的纯水，保证该槽中的氢氟酸是浓度为1％的新液；
第五步，将硅片放在SCCH-1329清洗机上料台上，设置清洗程序，让有薄膜的硅片分别进行如下步骤：①4#清洗槽浸泡300s，清洗槽指1％浓度氢氟酸新液槽；②在纯水溢流槽浸泡300s并上下摆动以去除氢氟酸药液；③甩干机甩干300s，干燥硅片表面残留水分；
第六步，利用二氧化硅溶于氢氟酸的原理，经过上述氢氟酸腐蚀后的单晶硅上的二氧化硅薄膜会变薄，且变薄程度与生长的二氧化硅薄膜致密性成反比，即二氧化硅薄膜越致密，相同时间内经氢氟酸槽被腐蚀量就越少；
第七步，再次利用F-50膜厚测试仪测量经过上述步骤后的单晶硅上二氧化硅薄膜厚度，经过测量后，二氧化硅薄膜厚度为
Figure FDA0003584797580000021
第八步，经过1％浓度氢氟酸新液腐蚀后的二氧化硅薄膜标准减薄速率＜
Figure FDA0003584797580000022
实际减薄速率为
Figure FDA0003584797580000023
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