CN115642112A - 一种用于硅片的背封装置及背封方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于硅片的背封装置及背封方法；所述背封装置包括：承载单元，所述承载单元用于放置待背封的硅片；活动式设置的隔挡单元，所述隔挡单元用于在背封过程中阻隔所述硅片的边缘与背封反应气体相接触。

Description

一种用于硅片的背封装置及背封方法

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种用于硅片的背封装置及背封方法。

背景技术

外延硅片是集成电路产业的基础材料，大多数大规模集成电路均使用外延硅片制造而成，如互补型金属氧化物半导体图像传感器（CIS，CMOS （Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor）Image Sensor）芯片使用重掺外延硅片制造而成。但重掺外延硅片在外延生长过程中不可避免地会存在自掺杂现象，自掺杂现象会导致外延硅片电阻率漂移，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，通常需要对硅片进行背封，背封技术是一种常用的阻止自掺杂现象出现的手段，该技术是指在硅片背面生长一层比如氧化硅薄膜之类的背封膜，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，通过背封处理后的硅片虽然可以大大降低自掺杂现象的发生，却会降低外延硅片边缘的外延质量，这主要是由于在外延过程中背封膜的覆盖使得硅片的边缘会聚集大量的多晶缺陷。因此，为了保证外延硅片的产品质量，通常需要在外延工艺前将硅片边缘的背封膜进行去除。

通常去除硅片边缘背封膜的方法为：对硅片上需要保留背封膜的区域进行保护，然后将背封后的硅片整体暴露在HF环境中以去除SiO₂膜。具体来说，若采用的是HF气体，则需要用吸附或挤压的方式对硅片背面不需要去除背封膜的区域进行保护，这种去除方式最大的缺点是气体环境很容易发生泄漏，一旦发生泄漏，背封膜就会全部被破坏，不仅风险高，而且不利于控制成本，也可能对工艺人员造成伤害，并且无法精确控制HF的去除范围；若采用的是HF液体，则对需要保留背封膜的区域进行贴膜，一般采用人工贴膜的方法，具体来说是将不易被HF腐蚀的圆形塑料蓝膜贴附到硅片表面，并将其置于HF溶液中，以去除硅片边缘的背封膜，但由于这种塑料蓝膜的规格有限且成本很高，而且去除精度的控制完全取决于人工贴附是否准确，对工艺人员的操作要求很高，生产效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种用于硅片的背封装置及背封方法；能够在背封处理过程中阻隔硅片的边缘沉积背封膜，从而直接避免了对背封膜的去除过程，降低了生产成本；同时也能够避免对工艺人员造成伤害，降低了操作要求，提高了生产效率。

本发明实施例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硅片的背封装置，所述背封装置包括：

承载单元，所述承载单元用于放置待背封的硅片；

活动式设置的隔挡单元，所述隔挡单元用于在背封过程中阻隔所述硅片的边缘与背封反应气体相接触。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于硅片的背封方法，所述背封方法能够应用于第一方面所述的背封装置，所述背封方法包括：

将待背封的硅片以正面与用于承载硅片的承载单元相邻的方式放置于承载单元上；

移动隔挡单元以使得所述隔挡单元阻隔背封反应气体与所述硅片的边缘相接触；

对所述硅片的背面执行化学气相沉积以在所述硅片的背面生长出一层背封膜。

本发明实施例提供了一种用于硅片的背封装置及背封方法；通过本发明实施例提供的背封装置，在背封过程中通过隔挡单元阻隔硅片的边缘与背封反应气体相接触，使得硅片的边缘不会生长出背封膜，从而避免了后续利用HF环境去除硅片边缘背封膜，降低了生产成本；操作简单，也不会对工艺人员造成损伤，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于硅片的背封装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的隔挡单元的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的隔挡单元的结构示意图；

图4为本发明又一实施例提供的隔挡单元的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种用于硅片的背封方法流程示意图。

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。

通常采用常压化学气相沉积（Atmospheric Pressure Chemical VaporDeposition，APCVD）工艺来实现在硅片的背面生长背封膜，在该工艺中，硅片以正面与承载台相邻的方式被承载，同时向硅片背面提供背封反应气体并且提供高温环境以使背封反应气体与硅片的背面和边缘发生化学气相沉积反应，从而在硅片背面以及边缘生长或者说沉积一层背封膜，最后将硅片边缘的背封膜去除并将硅片的正面进行化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）后，以获得适于外延生长的背封硅片。

但是，由于硅片的边缘沉积的背封膜会降低外延硅片边缘的外延质量，因此在外延工艺开始前需要去除硅片边缘的背封膜，然而在去除过程中不利于控制去除精度，并且去除背封膜的HF环境可能会对工艺人员造成伤害。因此，在本发明实施例中期望提供一种避免去除硅片边缘背封膜的技术方案。

参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种用于硅片的背封装置1的组成，该背封装置1包括：

承载单元10，所述承载单元10用于放置待背封的硅片W；

活动式设置的隔挡单元20，所述隔挡单元20用于在背封过程中阻隔所述硅片W的边缘与背封反应气体（图中虚线箭头所示）相接触。

对于图1所示的背封装置1，在背封过程中通过隔挡单元20阻隔硅片W的边缘与背封反应气体相接触，使得硅片W的边缘不会生长出背封膜，从而避免了后续利用HF环境去除硅片W边缘背封膜，降低了生产成本；操作简单，也不会对工艺人员造成损伤，提高了生产效率。

对于图1所示的背封装置1，在一些可能的实现方式中，如图1所示，所述隔挡单元20呈环形状卡罩的形式，所述隔挡单元20中与所述硅片W的边缘相接触的部分201的形状尺寸与所述硅片W的边缘形状尺寸相一致。可以理解地，将隔挡单元20中与硅片W的边缘相接触的部分201的形状尺寸设置成与硅片W的边缘形状相匹配，能够完全阻隔背封反应气体进入硅片W的边缘以与硅片W的边缘发生反应，进而也就不会在硅片W的边缘生长出背封膜。

对于上述的实现方式，在一些示例中，所述隔挡单元本体的材质为SiC或者为SiO₂，例如石英，且所述隔挡单元20中与所述硅片W的边缘相接触的部分201包裹有一层柔性材料，例如橡胶，以避免对硅片W造成损伤。

优选地，在一些示例中，如图2所示，所述隔挡单元20包含左侧部分202和右侧部分203，且左侧部分202与右侧部分203通过夹紧组件30进行固定连接。在具体实施的过程中，在背封处理之前，先向下移动隔挡单元20中的左侧部分202至承载单元10处，再将硅片W与隔挡单元20中的右侧部分203分别移动并放置至设定的位置后，通过夹紧组件30将左侧部分202与右侧部分203进行连接固定，以确保在背封过程中隔挡单元20的左侧部分202与右侧部分203能够紧密连接且不会发生移动以使背封反应气体不会从左侧部分202与右侧部分203的连接处渗透至硅片W的边缘，之后对硅片W的背面进行背封处理。

优选地，在一些示例中，如图3所示，所述隔挡单元20包含上侧部分204和下侧部分205，且上侧部分204和下侧部分205通过夹紧组件30进行固定连接。具体来说，在背封处理之前，先向下移动隔挡单元20中的下侧部分205至承载单元10处，再将硅片W和上侧部分204依次向下移动使得硅片W与隔挡单元20的上侧部分204和下侧部分205相贴合，并利用夹紧组件30将上侧部分204和下侧部分205进行固定连接，以确保在背封过程中隔挡单元20的上侧部分204与下侧部分205能够紧密连接且不会发生移动以使背封反应气体不会从上侧部分204与下侧部分205的连接处渗透至硅片W的边缘，之后对硅片W的背面进行背封处理。

可以理解地，通过图2和图3中所示的隔挡单元20的设置方式能够便于硅片W的取放，操作简单，生成效率高；且不会对硅片W的表面造成损伤。

对于图1所示的背封装置1，在一些可能的实现方式中，如图4所示，所述隔挡单元20呈导气筒的形式，所述隔挡单元20能够引导所述背封反应气体流通至所述硅片W的背面且不与所述硅片的边缘相接触。具体来说，在背封处理之前，将硅片W放置于承载单元10上，且硅片W的正面与承载单元10相接触，此时向下移动隔挡单元20，使得隔挡单元20能够与硅片W的背面相适配，最后通入背封反应气体使得硅片W的背面沉积一层背封膜。

对于上述的实现方式，在一些示例中，所述隔挡单元20的横截面的形状尺寸与所述硅片W的背面形状尺寸相一致。可以理解地，为了避免背封处理时在硅片W的边缘沉积一层背封膜，通过隔挡单元20引导背封反应气体直接流通至硅片W的背面，且通过控制背封反应气体与硅片W的背面相接触的面积，以彻底避免在硅片W的边缘生长出背封膜。

对于上述的实现方式，在一些示例中，所述隔挡单元20被构造成所述隔挡单元20的底部能够与所述硅片W的背面相吸附固定，以避免背封反应气体发生泄漏从而与硅片W的边缘相接触。

对于上述的实现方式，在一些示例中，所述隔挡单元20本体的材质为SiN或者为SiO₂，例如石英，且所述隔挡单元20的底部包裹有一层柔性材料，例如橡胶，以避免对硅片W造成损伤。

参见图5，其示出了本发明实施例提供的一种用于硅片的背封方法，所述背封方法能够应用于前述技术方案所述的背封装置1，所述背封方法包括：

S501、将待背封的硅片以正面与用于承载硅片的承载单元相邻的方式放置于承载单元上；

S502、移动隔挡单元以使得所述隔挡单元阻隔背封反应气体与所述硅片的边缘相接触；

S503、对所述硅片的背面执行化学气相沉积以在所述硅片的背面生长出一层背封膜。

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)

1.一种用于硅片的背封装置，其特征在于，所述背封装置包括：

承载单元，所述承载单元用于放置待背封的硅片；

活动式设置的隔挡单元，所述隔挡单元用于在背封过程中阻隔所述硅片的边缘与背封反应气体相接触。

2.根据权利要求1所述的背封装置，其特征在于，所述隔挡单元呈环形状卡罩的形式，所述隔挡单元中与所述硅片的边缘相接触的部分的形状尺寸与所述硅片的边缘形状尺寸相一致。

3.根据权利要求2所述的背封装置，其特征在于，所述隔挡单元本体的材质为SiC或者为SiO₂，且所述隔挡单元中与所述硅片的边缘相接触的部分包裹有一层柔性材料。

4.根据权利要求2所述的背封装置，其特征在于，所述隔挡单元包含左侧部分和右侧部分，且左侧部分与右侧部分通过夹紧组件进行固定连接。

5.根据权利要求2所述的背封装置，所述隔挡单元包含上侧部分和下侧部分，且上侧部分和下侧部分通过夹紧组件进行固定连接。

6.根据权利要求1所述的背封装置，所述隔挡单元呈导气筒的形式，所述隔挡单元能够引导所述背封反应气体流通至所述硅片的背面且不与所述硅片的边缘相接触。

7.根据权利要求6所述的背封装置，其特征在于，所述隔挡单元的横截面的形状尺寸与所述硅片的背面形状尺寸相一致。

8.根据权利要求6所述的背封装置，其特征在于，所述隔挡单元被构造成所述隔挡单元的底部能够与所述硅片的背面相吸附固定。

9.根据权利要求6所述的背封装置，其特征在于，所述隔挡单元本体的材质为SiN或者为SiO₂，且所述隔挡单元的底部包裹有一层柔性材料。

10.一种用于硅片的背封方法，其特征在于，所述背封方法能够应用于权利要求1至9任一项所述的背封装置，所述背封方法包括：

将待背封的硅片以正面与用于承载硅片的承载单元相邻的方式放置于承载单元上；

移动隔挡单元以使得所述隔挡单元阻隔背封反应气体与所述硅片的边缘相接触；

对所述硅片的背面执行化学气相沉积以在所述硅片的背面生长出一层背封膜。

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