[发明专利]一种降低硅抛光片正面边缘损伤的方法

说明书

本发明公开了一种降低硅抛光片正面边缘损伤的方法，该方法中所使用的石英舟为具有台阶状舟齿的石英舟，包括以下步骤：(1)将具有台阶状舟齿的石英舟置于垂直炉炉体内，将硅片置于石英舟上；(2)沉积多晶硅薄膜，控制多晶硅薄膜的生长速率；(3)控制降温速率使硅片降温到室温；(4)控制机械手精准取片；(5)抛光硅片正表面，检查硅片正表面参数，确定是否发生边缘损伤。本发明可以有效解决沉积多晶硅时对硅抛光片的正面损伤问题，从而提高硅抛光片边缘质量。

技术领域

本发明涉及一种降低硅抛光片正面多晶损伤的方法。

背景技术

重掺直拉硅片是功率半导体器件的主要衬底材料，是解决电路中α粒子引起的软失效和闩锁效应的最有效办法之一。随着国内集成电路产业的迅速发展，重掺硅基衬底材料的需求量也越来越大。随着电子器件制作过程中对质量要求的不断提高，降低有源区的金属杂质对器件电学性能和器件成品率的影响成为了各大半导体厂研究的重点，为此引入吸杂工艺。

吸杂是指通过在硅片体内或是背面引入应力、缺陷或是氧沉淀等，这些位置由于晶格畸变等更有利于过渡族金属的沉积，在经过吸杂热处理后，硅中的过渡族金属会重新分布，大部分于上述位置发生沉积，在IC表面形成一个洁净区，避免了其在有源区沉积影响器件性能。传统的吸杂工艺分为内吸杂和外吸杂两种，但是此两种方法都不好控制，随着人们对吸杂不断研究，最后发明了增强型吸杂，即在硅基材料背面生长一层多晶硅薄膜。该工艺自从1977年由IBM公司提出以来，由于较好的吸杂效果而得到广泛的应用，同时硅基多晶硅膜的制备工艺的研究就显得尤其重要。

由于硅衬底的尺寸不断增大，传统意义上的4、5、6英寸水平炉多晶沉积方法已经无法满足8英寸等大直径多晶加工要求，因此立式炉沉积多晶硅是该技术推广的必然选择。但随着硅片正表面参数要求不断提高，8英寸硅片在沉积多晶硅过程中与石英舟黏连导致正表面损伤的问题就急需要解决。

在使用立式多晶炉过程中，硅片的载具是立式的石英舟。通过3-6个舟齿将硅片承托在炉体内。舟齿的长度在3-10mm之间，其与硅片的接触面积很小。在沉积过程中，硅片与石英舟接触的位置气体流速变慢，而且有接触点，形核势能变低，更容易成核结晶。随着多晶沉积过程的不断进行，该位置的膜厚将远大于其它位置，使得硅片在与石英舟接触的位置发生黏连，及硅片边缘部分与石英舟粘在一起，进而生长在石英舟上。与此同时硅片与石英舟散热速度不同，随着二者从炉体内移动到炉体外进行降温的过程，硅片与石英舟本身粘连的部分会发生热胀冷缩，这一过程会使得粘连部位发生机械性损伤。而且在机械手卸片时，粘连部位会发生撕裂，进一步对硅片产生机械性损伤(损伤情况如图3所示，该照片使用金相显微镜，在1000X状况下拍摄，表面损伤深度为17μm)，导致硅片边缘参数不合格。

发明内容

本发明的目的在于，针对以上硅片沉积多晶硅薄膜时与石英舟粘连的问题，提供一种降低硅抛光片正面边缘损伤的方法，可以有效解决沉积多晶硅时对硅抛光片的正面损伤问题，从而提高硅抛光片边缘质量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种降低硅抛光片正面边缘损伤的方法，该方法中所使用的石英舟为具有台阶状舟齿的石英舟，包括以下步骤：

(1)将具有台阶状舟齿的石英舟置于垂直炉炉体内，将硅片置于石英舟上；

(2)沉积多晶硅薄膜，控制多晶硅薄膜的生长速率；

(3)控制降温速率使硅片降温到室温；

(4)控制机械手精准取片；

(5)抛光硅片正表面，检查硅片正表面参数，确定是否发生边缘损伤。