CN111681945A - 一种多晶背封改善大直径半导体硅片几何参数的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多晶背封改善大直径半导体硅片几何参数的工艺，其实验工艺包括以下步骤：S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA按照组分的重量份比称取各相应比例的组分进行备用；S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA通过Pre‑cvd清洗机进行POLY前清洗，并通过DJ‑853V立式炉对其进行LPCVD低压力化学气相沉积法加工为双面制备多晶膜；S3、最后通过SPM‑23对成型后的硅片表面进行抛光加工处理，并通过SCC预清洗机对抛光后的硅片进行预清洗处理，然后对硅片的相关参数进行鉴定提取，并将观察提取的相关数据进行记录对比。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体为一种多晶背封改善大直径半导体硅片几何参数的工艺。
背景技术
8寸多晶背封硅片弯曲度和翘曲度较大如果排除切片机本身精度的影响以外，一般是由于长多晶膜时产生的薄膜内应力引起的，起初，8寸多晶背封硅片在炉管内经过高温可以消除一部分应力，但在抛光后其机械性能未能达到更加理想的状态。
单晶硅片多用于制造集成电路的衬底材料，而硅片的表面质量及机械性能直接影响着器件的性能、成品率及寿命，随着硅片尺寸的增大，对于硅片的平整度及机械强度有着更加高的要求，高温会使多晶硅晶粒不断长大，晶界减少，多晶薄膜应力逐渐降低，吸杂硅片的翘曲度逐渐减少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多晶背封改善大直径半导体硅片几何参数的工艺，以解决上述背景技术中提出的单晶硅片多用于制造集成电路的衬底材料，而硅片的表面质量及机械性能直接影响着器件的性能、成品率及寿命，随着硅片尺寸的增大，对于硅片的平整度及机械强度有着更加高的要求，高温会使多晶硅晶粒不断长大，晶界减少，多晶薄膜应力逐渐降低，吸杂硅片的翘曲度逐渐减少的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多晶背封改善大直径半导体硅片几何参数的工艺，其实验工艺包括以下步骤：
S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA按照组分的重量份比称取各相应比例的组分进行备用。
S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA通过Pre-cvd清洗机进行POLY前清洗，并通过DJ-853V立式炉对其进行LPCVD低压力化学气相沉积法加工为双面制备多晶膜。
S3、最后通过SPM-23对成型后的硅片表面进行抛光加工处理，并通过SCC预清洗机对抛光后的硅片进行预清洗处理，然后对硅片的相关参数进行鉴定提取，并将观察提取的相关数据进行记录对比，通过数据对比和分析得出相应的实验结果。
优选的，一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其一种多晶背封改善大直径半导体硅片的实验原料组成为：
8寸直拉酸腐硅片：CZ；
硅烷分析纯含量：99.999％；
氨水分析纯含量：28％-30％；
盐酸分析纯含量：35％-38％；
双氧水分析纯含量：30％-32％；
氢氟酸分析纯浓度：49％；
去离子水；
抛光液(粗中精)：NP6504、1306、3108；
抛光垫(粗中精)：Suba800、7355000FE、7355000FE；
KILALA。
优选的，包括1Pre-cvd清洗机工艺、抛光工艺和预清洗工艺。
优选的，所述清洗机工艺药液SC1-1和SC1-2的配比为NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：2：15，所述实验温度为70℃±5℃实验时间为250±50sec，所述QDR1的配比为药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间为250±50sec。
优选的，所述清洗机工艺药液QDR2、QDR4、OFR和QDR3配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间皆为250±50sec。
优选的，所述清洗机工艺药液SC2配比皆为HCL：H2O2：DIW＝1：2：15，所述实验时间皆为250±50sec，所述HF药液配比为HF：DIW＝1:6，且实验时间为250±50sec。
优选的，所述清洗机工艺药液Spin Dryer药液配比转速：300rpm+600rpm，且实验时间为20+200sec。
优选的，所述预清洗工艺药液KILALA的配比为KILALA：DIW＝1：20，所述实验温度为35±2实验时间为300sec，所述预清洗工艺药液KILALA的配比为KILALA：DIW＝1：20，且实验温度为35±2实验时间为300sec，所述预清洗工艺药液QDR1和OVF药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间分别为280sec和300sec。
优选的，所述预清洗工艺药液SC1-1配比皆为NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，所述实验温度分别为70℃±2℃和70℃±5℃，且实验时间皆为300sec，所述预清洗工艺药液QDR2和OVF药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间分别为280sec和300sec。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过改善各温区的温度、流量和整体沉积时间从而改善多晶硅片的机械性能和均一性，通过优化多晶背封沉积温度、降低了硅片的弯曲度和翘曲度，提升了多晶背封硅片的机械性能。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本实施例的实验工艺包括以下步骤：
S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA按照组分的重量份比称取各相应比例的组分进行备用。
S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA通过Pre-cvd清洗机进行POLY前清洗，并通过DJ-853V立式炉对其进行LPCVD低压力化学气相沉积法加工为双面制备多晶膜。
S3、最后通过SPM-23对成型后的硅片表面进行抛光加工处理，并通过SCC预清洗机对抛光后的硅片进行预清洗处理，然后对硅片的相关参数进行鉴定提取，并将观察提取的相关数据进行记录对比。
本实施中，一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其一种多晶背封改善大直径半导体硅片的实验原料组成为：
8寸直拉酸腐硅片：CZ；
硅烷分析纯含量：99.999％；
氨水分析纯含量：28％-30％；
盐酸分析纯含量：35％-38％；
双氧水分析纯含量：30％-32％；
氢氟酸分析纯浓度：49％；
去离子水；
抛光液(粗中精)：NP6504、1306、3108；
抛光垫(粗中精)：Suba800、7355000FE、7355000FE；
KILALA。
本实施例中，包括1Pre-cvd清洗机工艺、抛光工艺和预清洗工艺。
本实施例中，清洗机工艺药液SC1-1和SC1-2的配比为NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：2：15，实验温度为70℃±5℃实验时间为250±50sec，QDR1的配比为药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间为250±50sec。
本实施例中，清洗机工艺药液QDR2、QDR4、OFR和QDR3配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间皆为250±50sec。
本实施例中，清洗机工艺药液SC2配比皆为HCL：H2O2：DIW＝1：2：15，实验时间皆为250±50sec，HF药液配比为HF：DIW＝1:6，且实验时间为250±50sec。
本实施例中，清洗机工艺药液Spin Dryer药液配比转速：300rpm+600rpm，且实验时间为20+200sec。
本实施例中，预清洗工艺药液KILALA的配比为KILALA：DIW＝1：20，实验温度为35±2实验时间为300sec，预清洗工艺药液KILALA的配比为KILALA：DIW＝1：20，且实验温度为35±2实验时间为300sec，预清洗工艺药液QDR1和OVF药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间分别为280sec和300sec。
本实施例中，预清洗工艺药液SC1-1配比皆为NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，实验温度分别为70℃±2℃和70℃±5℃，且实验时间皆为300sec，预清洗工艺药液QDR2和OVF药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间分别为280sec和300sec。
LPCVD工艺
实验结果：膜厚均一性
几何参数变化
实验结果表明本发明在温度升高的同时通过其他参数的补偿将均一性控制在合理范围内，且与原工艺的均一性差异不大，但是对弯曲度和翘曲度的变化进行了大幅度的改善，有效地提升了硅片的机械性能。
实施例二：
与实施例一的区别特征在于：
本实施例的实验工艺包括以下步骤：
S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA按照组分的重量份比称取各相应比例的组分进行备用。
S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA通过Pre-cvd清洗机进行POLY前清洗，并通过DJ-853V立式炉对其进行LPCVD低压力化学气相沉积法加工为双面制备多晶膜。
S3、最后通过SPM-23对成型后的硅片表面进行抛光加工处理，并通过SCC预清洗机对抛光后的硅片进行预清洗处理，然后对硅片的相关参数进行鉴定提取，并将观察提取的相关数据进行记录对比，通过数据对比和分析得出相应的实验结果。
本实施例中，一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其一种多晶背封改善大直径半导体硅片的实验原料组成为：
8寸直拉酸腐硅片：CZ；
硅烷分析纯含量：99.999％；
氨水分析纯含量：28％-30％；
盐酸分析纯含量：35％-38％；
双氧水分析纯含量：30％-32％；
氢氟酸分析纯浓度：49％；
去离子水；
抛光液(粗中精)：NP6504、1306、3108；
抛光垫(粗中精)：Suba800、7355000FE、7355000FE；
KILALA。
本实施例中，包括1Pre-cvd清洗机工艺、抛光工艺和预清洗工艺。
本实施例中，清洗机工艺药液SC1-1和SC1-2的配比为NH42 H2O:H2O2：DIW＝1：2：15，实验温度为70℃±5℃实验时间为250±50sec，QDR1的配比为药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间为250±50sec。
本实施例中，清洗机工艺药液QDR2、QDR4、OFR和QDR3配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间皆为250±50sec。
本实施例中，清洗机工艺药液SC2配比皆为HCL：H2O2：DIW＝1：2：15，实验时间皆为250±50sec，HF药液配比为HF：DIW＝1:6，且实验时间为250±50sec。
本实施例中，清洗机工艺药液Spin Dryer药液配比转速：300rpm+600rpm，且实验时间为20+200sec。
本实施例中，预清洗工艺药液SC1-1配比皆为NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，实验温度分别为70℃±2℃和70℃±5℃，且实验时间皆为300sec，预清洗工艺药液QDR2和OVF药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间分别为280sec和300sec。
本实施例中，预清洗工艺药液KILALA的配比为KILALA：DIW＝1：20，实验温度为35±2实验时间为300sec，预清洗工艺药液KILALA的配比为KILALA：DIW＝1：20，且实验温度为35±2实验时间为300sec，预清洗工艺药液QDR1和OVF药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间分别为280sec和300sec。
LPCVD工艺
实验结果：膜厚均一性
几何参数变化
综上所述：本发明实施例一种的本发明实验工艺结果表明，相比于实施例二中原工艺实验结果在温度升高的同时通过其他参数的补偿将均一性控制在合理范围内，本发明与原工艺的均一性差异不大，但是对弯曲度和翘曲度的变化进行了大幅度的改善，有效地提升了硅片的机械性能，因此本发明的效果更加优于原工艺的效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种多晶背封改善大直径半导体硅片几何参数的工艺，其特征在于：其实验工艺包括以下步骤：
S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA按照组分的重量份比称取各相应比例的组分进行备用；
S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片、硅烷、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水、抛光液、抛光垫和KILALA通过Pre-cvd清洗机进行POLY前清洗，并通过DJ-853V立式炉对其进行LPCVD低压力化学气相沉积法加工为双面制备多晶膜；
S3、最后通过SPM-23对成型后的硅片表面进行抛光加工处理，并通过SCC预清洗机对抛光后的硅片进行预清洗处理，然后对硅片的相关参数进行鉴定提取，并将观察提取的相关数据进行记录对比，通过数据对比和分析得出相应的实验结果。
2.一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其特征在于：其一种多晶背封改善大直径半导体硅片的实验原料组成为：
8寸直拉酸腐硅片：CZ；
硅烷分析纯含量：99.999％；
氨水分析纯含量：28％-30％；
盐酸分析纯含量：35％-38％；
双氧水分析纯含量：30％-32％；
氢氟酸分析纯浓度：49％；
去离子水；
抛光液(粗中精)：NP6504、1306、3108；
抛光垫(粗中精)：Suba800、7355000FE、7355000FE；
KILALA。
3.根据权利要求1所述的一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其特征在于：包括1Pre-cvd清洗机工艺、抛光工艺和预清洗工艺。
4.根据权利要求1所述的一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其特征在于：所述清洗机工艺药液SC1-1和SC1-2的配比为NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：2：15，所述实验温度为70℃±5℃实验时间为250±50sec，所述QDR1的配比为药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间为250±50sec。
5.根据权利要求1所述的一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其特征在于：所述清洗机工艺药液QDR2、QDR4、OFR和QDR3配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间皆为250±50sec。
6.根据权利要求1所述的一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其特征在于：所述清洗机工艺药液SC2配比皆为HCL：H2O2：DIW＝1：2：15，所述实验时间皆为250±50sec，所述HF药液配比为HF：DIW＝1:6，且实验时间为250±50sec。
7.根据权利要求1所述的一种多晶背封改善大直径半导体硅片，其特征在于：所述清洗机工艺药液Spin Dryer药液配比转速：300rpm+600rpm，且实验时间为20+200sec。
8.根据权利要求1所述的一种多晶背封改善大直径半导体硅片几何参数的工艺，其特征在于：所述预清洗工艺药液KILALA的配比为KILALA：DIW＝1：20，所述实验温度为35±2实验时间为300sec，所述预清洗工艺药液KILALA的配比为KILALA：DIW＝1：20，且实验温度为35±2实验时间为300sec，所述预清洗工艺药液QDR1和OVF药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间分别为280sec和300sec。
9.根据权利要求1所述的一种多晶背封改善大直径半导体硅片几何参数的工艺，其特征在于：所述预清洗工艺药液SC1-1配比皆为NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，所述实验温度分别为70℃±2℃和70℃±5℃，且实验时间皆为300sec，所述预清洗工艺药液QDR2和OVF药液配比和实验温度可根据实时情况进行添加和观察确定，且实验时间分别为280sec和300sec。
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- 2020-05-11 CN CN202010391841.5A patent/CN111681945A/zh active Pending
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