CN115527903A - 一种用于背封硅片的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种用于背封硅片的设备和方法,所述设备包括:第一沉积模块,所述第一沉积模块用于在所述硅片的背面沉积具有第一致密性的第一硅氧化物层;第二沉积模块,所述第二沉积模块用于在所述第一硅氧化物层上沉积具有第二致密性的第二硅氧化物层,其中,所述第二致密性高于所述第一致密性。

Description

一种用于背封硅片的设备和方法
技术领域
本发明涉及半导体硅片生产领域,尤其涉及一种用于背封硅片的设备和方法。
背景技术
在硅片的生产过程中,经常需要完成对硅片进行背封的操作,即在硅片的背面例如通过化学气相沉积的方式生长一层硅氧化物层。举例而言,作为集成电路产业的基础材料的外延硅片,特别是比如用于制造互补型金属氧化物半导体图像传感器的重掺外延片在外延生长过程中不可避免地会存在自掺杂现象,自掺杂现象会导致硅片电阻率漂移,从而严重影响外延硅片的品质,为了防止自掺杂现象的发生,通常会在外延生长之前首先对硅片进行背封,从而有效抑制自掺杂,减小对电阻率的影响,改善外延硅片的品质。
但是,在硅片的背封完成后,在进入后续处理之前,通常会利用比如酸性或碱性的腐蚀性清洗液对硅片进行清洗,以使后续处理能够更为顺利地完成。举例而言,已背封的硅片的正面通常需要进行化学机械抛光,然后才适于在外延设备中完成外延生长,而在化学机械抛光之前,会有对硅片进行清洗以去除硅片表面污染颗粒的需求,这样才能避免在化学机械抛光过程中污染颗粒将硅片划伤。
由此产生的问题是,在对硅片进行清洗的过程中,背封膜或者说硅氧化物层也有可能例如在酸性清洗液的作用下被部分地清洗掉,或者说产生减薄,导致背封膜不再能够满足后续处理要求,比如不再能够对自掺杂现象的出现产生抑制作用或抑制作用被降低。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施例期望提供一种用于背封硅片的设备和方法,使得已背封的硅片在经历清洗作业的情况下,背封膜被清洗掉的程度或者说减薄的程度得到最小化,由此最大程度地满足后续处理要求。
本发明的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供了一种用于背封硅片的设备,所述设备包括:
第一沉积模块,所述第一沉积模块用于在所述硅片的背面沉积具有第一致密性的第一硅氧化物层;
第二沉积模块,所述第二沉积模块用于在所述第一硅氧化物层上沉积具有第二致密性的第二硅氧化物层,其中,所述第二致密性高于所述第一致密性。
第二方面,本发明实施例提供了一种用于背封硅片的方法,所述方法包括:
在所述硅片的背面沉积具有第一致密性的第一硅氧化物层;
在所述第一硅氧化物层上沉积具有第二致密性的第二硅氧化物层,其中,所述第二致密性高于所述第一致密性。
本发明实施例提供了一种用于背封硅片的设备和方法,已背封的硅片即使在进入后续处理之前经历腐蚀性清洗液的清洗,但由于整个背封膜中直接与清洗液接触的部分为位于最表层的致密性较高的第二硅氧化物层,而这样的硅氧化物层是不容易被清洗掉的,因此尽管背封膜也会发生减薄,但减薄的量是较小的,使得整个背封膜能够更大程度地满足后续处理的要求,另一方面,对于完成外延生长的硅片或者说已外延硅片而言,需要将整个背封膜都去除后才能够在后续工艺中使用,比如利用刻蚀的方法将背封膜去除,因此,与将整个背封膜的致密性增大相比,由于第一硅氧化物层的致密性是较低的,因此这样的去除是更容易实现的。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的用于背封硅片的设备的结构示意图;
图2为根据本发明的另一实施例的用于背封硅片的设备的结构示意图;
图3为根据本发明的另一实施例的用于背封硅片的设备的结构示意图;
图4为根据本发明的实施例的用于背封硅片的方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1,本发明实施例提供了一种用于背封硅片W的设备1,所述设备1可以包括:
如在图1中通过方框示意性地示出的第一沉积模块10,所述第一沉积模块10用于在所述硅片W的背面WB沉积具有第一致密性的第一硅氧化物层L1;
如在图1中同样通过方框示意性地示出的第二沉积模块20,所述第二沉积模块20用于在所述第一硅氧化物层L1上沉积具有第二致密性的第二硅氧化物层L2,其中,所述第二致密性高于所述第一致密性,对于这里的致密性,如本领域人员知晓的,通常可以通过背封膜在被比如酸性的刻蚀液刻蚀的情况下单位时间内被刻蚀掉的量来体现,具体地,在单位时间内被刻蚀的量越多,则代表由硅氧化物构成的背封膜的致密性越低,而在单位时间内被刻蚀的量越少,则代表由硅氧化物构成的背封膜的致密性越高,另一方面,从微观角度考虑,致密性体现在硅氧化物中硅原子数量与氧原子数量之间的比例,如果用SiOx来代表硅氧化物的话,当X的值在设定的范围内时,X的值越小,则表明致密性越高,比如SiO1.5的致密性要高于SiO1.6的致密性。
对于利用根据本发明实施例的设备获得的背封硅片而言,即使在进入后续处理之前经历腐蚀性清洗液的清洗,但由于整个背封膜中直接与清洗液接触的部分为位于最表层的致密性较高的第二硅氧化物层L2,而这样的硅氧化物层是不容易被清洗掉的,因此尽管背封膜也会发生减薄,但减薄的量是较小的,使得整个背封膜能够更大程度地满足后续处理的要求,另一方面,对于完成外延生长的硅片或者说已外延硅片而言,需要将整个背封膜都去除后才能够在后续工艺中使用,比如利用刻蚀的方法将背封膜去除,因此,与将整个背封膜的致密性增大相比,由于第一硅氧化物层L1的致密性是较低的,因此这样的去除是更容易实现的。
上述的在硅片W的表面沉积膜层可以通过多种方式实现,但是在本发明的优选实施例中,可以采用常压化学气相沉积(Atmospheric Pressure Chemical VaporDeposition,APCVD)工艺来完成,对此,参见图2,所述第一沉积模块10可以包括第一供气单元11,所述第一供气单元11用于供应通过化学气相沉积形成所述第一硅氧化物层L1的第一组气体G1,如在图2中通过虚线箭头组示意性地示出的,所述第二沉积模块20可以包括第二供气单元21,所述第二供气单元21用于供应通过化学气相沉积形成所述第二硅氧化物层L2的第二组气体G2,如在图2中通过实线箭头组示意性地示出的,在这种情况下,对于获得致密性不同的背封膜而言,例如可以采用使第一组气体G1与第二组气体G2的组成成分不同来实现,但在本实施例中,所述第一组气体G1和所述第二组气体G2的组成成分可以相同,这样,能够便利第一组气体G1和第二组气体G2的获得的,因为所需要的气体的种类得到减少,而所述第一硅氧化物层L1和所述第二硅氧化物层L2的致密性的不同可以通过所述第一组气体G1和所述第二组气体G2的组成成分的比例不同实现。
对于上述的两组气体的具体组成成分而言,在本发明的优选实施例中,所述第一组气体G1和所述第二组气体G2都可以包括作为能够在硅片的表面生长出硅氧化物的源气的四氢化硅和氧气,另外,第一组气体G1和所述第二组气体G2都可以还包括作为四氢化硅和氧气的载气的氮气。
在本发明的优选实施例中,所述第一组气体G1中的四氢化硅与氧气的体积比可以介于1:9至1:11之间,所述第二组气体G2中的四氢化硅与氧气的体积比可以介于1:6至1:7之间,由于第一组气体G1中的氧气的含量更高,因此所获得的硅氧化物中氧原子的数量的比例也相应地更高,这样的硅氧化物的致密性则较低,另一方面,这样的比例能够同时满足在清洗过程中使得背封膜不易被清洗掉的要求以及在去除过程中使得背封膜易于被去除的要求。
对于使硅片W顺次地接受第一沉积模块10和第二沉积模块20的处理而言,在本发明的优选实施例中,参见图3,所述设备1还可以包括传送带30,所述传送带30用于对所述硅片W进行传送,在所述传送带30的传送方向T上所述第二供气单元21可以设置在所述第一供气单元11的下游。这样,便可以以自动化的方式使硅片W首先接受第一沉积模块10的处理并且在背面WB上生长出第一硅氧化物层L1,然后再接受第二沉积模块20的处理并且在第一硅氧化物层L1上生长出第二硅氧化物层L2。
参见图3容易理解的是,在上述实施例的情况下,第一供气单元11供应的第一组气体G1与第二供气单元21供应的第二组气体G2不可避免地会在比如第一供气单元11和第二供气单元21相邻的位置处混合到一起,导致沉积的硅氧化物中的硅原子和氧原子的数量比不再能够满足要求。对此,在本发明的优选实施例中,仍然参见图3,所述设备1还可以包括喷头40,所述喷头40用于喷射保护性气体PG以形成将所述第一组气体G1和所述第二组气体G2分隔开的气帘GC。这样,不仅可以避免第一组气体G1与第二供气单元21的混合,而且可以使第一供气单元11和第二供气单元21以更紧凑的方式设置在设备1中,从而减小设备1的体积或者说所占用的空间。
优选地,仍然参见图3,所述设备1还可以包括多个托盘50,所述多个托盘50以沿着所述传送方向T排列的方式搁置在所述传送带30上以被所述传送带30传送,每个托盘50用于承载单个所述硅片W。这样,可以避免硅片W的比如将用于生长外延层的正面与传送带30直接接触而导致该正面受到损伤,从而不利于外延生长。
优选地,仍然参见图3,所述设备1还可以包括间隔开的两个滚轮60,所述传送带30呈环状并且绕制在所述两个滚轮60上以通过所述两个滚轮60的转动实现运行。
优选地,所述设备1还可以包括用于对被所述传送带30传送的所述硅片W进行加热的加热器70。
参见图4并结合图1,本发明实施例还提供了一种用于背封硅片W的方法,所述方法可以包括:
S401:在所述硅片W的背面WB沉积具有第一致密性的第一硅氧化物层L1;
S402:在所述第一硅氧化物层L1上沉积具有第二致密性的第二硅氧化物层L2,其中,所述第二致密性高于所述第一致密性。
需要说明的是:本发明实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于背封硅片的设备,其特征在于,所述设备包括:
第一沉积模块,所述第一沉积模块用于在所述硅片的背面沉积具有第一致密性的第一硅氧化物层;
第二沉积模块,所述第二沉积模块用于在所述第一硅氧化物层上沉积具有第二致密性的第二硅氧化物层,其中,所述第二致密性高于所述第一致密性。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第一沉积模块包括第一供气单元,所述第一供气单元用于供应通过化学气相沉积形成所述第一硅氧化物层的第一组气体,所述第二沉积模块包括第二供气单元,所述第二供气单元用于供应通过化学气相沉积形成所述第二硅氧化物层的第二组气体,其中,所述第一组气体和所述第二组气体的组成成分相同,所述第一硅氧化物层和所述第二硅氧化物层的致密性的不同通过所述第一组气体和所述第二组气体的组成成分的比例不同实现。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述第一组气体和所述第二组气体都包括四氢化硅和氧气。
4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于,所述第一组气体中的四氢化硅与氧气的体积比介于1:9至1:11之间,所述第二组气体中的四氢化硅与氧气的体积比介于1:6至1:7之间。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的设备,其特征在于,所述设备还包括传送带,所述传送带用于对所述硅片进行传送,在所述传送带的传送方向上所述第二供气单元设置在所述第一供气单元的下游。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述设备还包括喷头,所述喷头用于喷射保护性气体以形成将所述第一组气体和所述第二组气体分隔开的气帘。
7.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述设备还包括多个托盘,所述多个托盘以沿着所述传送方向排列的方式搁置在所述传送带上以被所述传送带传送,每个托盘用于承载单个所述硅片。
8.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述设备还包括间隔开的两个滚轮,所述传送带呈环状并且绕制在所述两个滚轮上以通过所述两个滚轮的转动实现运行。
9.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述设备还包括用于对被所述传送带传送的所述硅片进行加热的加热器。
10.一种用于背封硅片的方法,其特征在于,所述方法包括:
在所述硅片的背面沉积具有第一致密性的第一硅氧化物层;
在所述第一硅氧化物层上沉积具有第二致密性的第二硅氧化物层,其中,所述第二致密性高于所述第一致密性。
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