[发明专利]半导体器件的前端制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域。 

背景技术

近年来，由于芯片的微电路制作朝向高集成度发展，因此，光刻设备也必须满足关键的亚微米甚至是65纳米以下分辨率的要求的方向发展。现阶段光刻设备已经发展到了第6代沉浸式光刻机，其区别于过去干式光刻最大的特点就是整个光刻的过程并不是发生在空气中，而是沉浸在一种光学折射率较大的透明液体中，从而让其在晶圆上更好的刻录晶体管。生产过程中，整个晶圆是浸泡在超纯水(无杂质，无带电离子)中的，这种情况相当于将光刻的分辨率提高了1.44倍，正好满足65/45＝1.44的工艺改进幅度。用这种工艺设计生产的SRAM芯片可获得约15％性能提升。但是随着光刻机技术的越来越先进，所需购买设备的费用也越来越昂贵，所以目前的集成电路领域只能采用多道前端和后端工序在同一部设备上生产。由此就会造成多道工序带来的相互污染，所以如果后端工序中需要光刻的晶圆放到前端工序中前，需要将硅片背面使用氢氟酸HF和硝酸HNO₃的混合清洗液清洗。 

但是当同一片晶圆工艺设计需要被光刻次数很多时，硅片背面同样被清洗很多次，会导致硅片背面不平坦。硅片背面不平坦导致在进行光刻时，晶圆无法放置水平而使得光刻设备寻找晶圆正面时形成散焦而无法光刻。进一步，多次清洗硅片背面也会造成硅片硅流失，而导致漏电流产生等影响芯片质量的问题。 

发明内容

本发明解决的问题是当同一片晶圆工艺设计需要被光刻次数很多时，硅片背面同样被清洗很多次，会导致硅片背面不平坦。硅片背面不平坦导致在进行光刻时，晶圆无法放置水平而使得光刻设备寻找晶圆正面时形成散焦而无法光刻。进一步，多次清洗硅片背面也会造成硅片硅流失，而导致漏电流产生等影响芯片质量的问题。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种半导体器件的前端制造工艺，包括：硅片表面进行清洗、脱水；在硅片背面形成保护层；在硅片正面形成器件；将硅片进行退火。 

在硅片背面上通过离子注入的方式形成保护层。可选的，离子注入所注入的材料为氮、氧或者碳中的一种。 

可选的，所述保护层形成的厚度在500埃到1500埃。 

可选的，所述退火是指采用快速热退火方法，所述快速退火的目标温度是900～1100摄氏度。 

与现有的技术相比，本发明具有以下优点：通过在硅片背面形成保护层，避免了由于硅片背面无保护层导致杂质扩散进入硅片，同样能够防止预清洗时硅片中硅原子流失而导致的晶圆漏电流等影响晶圆质量的问题产生。进一步保证预清洗时硅片有保护层的覆盖，不会造成硅片因清洗导致的硅片不平坦，影响后续工艺光刻设备的对于晶圆的对焦。 

附图说明

图1A至1C为本发明前端制造工艺结构示意图； 

图2为本发明前端制造工艺的流程图。 

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。 

图2为本发明实施例提供的前端工艺方法流程图，如图2所示，其具体步骤如下：S201硅片表面进行清洗、脱水；S202，在硅片背面形成保护层；S203，在硅片正面形成器件；步骤204：将硅片进行退火。 

S201，硅片表面进行清洗、脱水； 

提供硅片，通过去离子水清洗硅片表面，如图1所示，硅片1平放在承载台2上，硅片正面的喷嘴流出去离子水清洗硅片，同时承载台旋转硅片并脱水。 

S202，在硅片背面形成保护层； 

将硅片的背面水平向上放置在离子注入机上，注入离子形成保护层3。离子注入所注入的材料为氮、氧或者碳中的一种，之后将根据注入材料分别在硅片的背面形成氮化硅、氧化硅或者碳化硅。注入能量可以为5～12千电子伏特，剂量为每平方厘米上1×10¹³～1×10¹⁴个原子。如表1所示的氮、氧或者碳与多晶硅形成的保护层与单独使用多晶硅作为底层时所去除厚度的对比表(去除厚度的单位为埃/分钟)：