一种降低翘曲度的硅外延片制备方法及硅外延片技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种降低翘曲度的硅外延片制备方法及硅外延片。该方法先将硅片基材研磨为弧形，得到弧形硅片基材；再在所述弧形硅片基材的凹面上生长低温氧化层，最后进行外延，得到硅外延片。该方法可以有效降低硅外延片的翘曲度(warp)，使翘曲度控制在10

【技术实现步骤摘要】
一种降低翘曲度的硅外延片制备方法及硅外延片


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种降低翘曲度的硅外延片制备方法及硅外延片。

技术介绍

[0002]在生产芯片基材单晶硅片(silicon substrate)时，很多情况是重掺杂(heavily doped)的硅单晶上外延轻掺(lightly doped)层。外延之前，通常先都会在硅片的背面生长上一层约2000
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4000A的低温氧化层(Low temperature oxide,LTO)，即二氧化硅层，这层LTO的目地是为了降低自动掺杂(auto doping)的现象。
[0003]然而，LTO层会使得外延片后的硅片的翘曲度(warp)大幅增加。一般在生长LTO之前的硅片，表面形状相对的平坦，这样的正常硅片在生长完LTO层之后，因为LTO层的应力，会造成硅片变成凹型，而影响到最终硅外延片的翘曲度。例如，对于300毫米的大硅片翘曲额度超过国际常用标准(SEMI MF1390)的25um，有时甚至超过45um，呈现向上凹的形状，如同一个盘子。这样的翘曲度，会造成在制造芯片时的良率损失。
[0004]现有技术中，为了降低翘曲度，一般需要通过计算应力并根据应力大小涉及硅片内部的结构，这样的方法不仅效率低，而且过程复杂，大幅度提高了成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种降低翘曲度的硅外延片制备方法及硅外延片。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：<br/>[0007]本专利技术提供一种降低翘曲度的硅外延片制备方法，先将硅片基材研磨为弧形，得到弧形硅片基材；再在所述弧形硅片基材的凹面上生长低温氧化层，最后进行外延，得到硅外延片。
[0008]本专利技术的有益效果是：在生长低温氧化层前，先将硅片基材研磨为弧形，可以有效降低硅外延片的翘曲度，使翘曲度控制在10
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20um之间。采用低翘曲度的硅外延片制造芯片时，能够有效降低良率损失，大幅度提高芯片的质量。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述弧形硅片基材的制备方法包括以下步骤：
[0011]S1、采用真空吸盘吸附所述硅片基材的背面，并使所述硅片基材固定在所述真空吸盘上；
[0012]S2、将所述硅片基材的正面研磨为凸出的弧形面；
[0013]S3、将所述硅片基材由所述真空吸盘上释放，再将所述硅片基材翻转，使所述硅片基材的正面被所述真空吸盘吸附和固定；此时，所述硅片基材的正面在所述真空吸盘的作用下发生弹性形变后呈平面，所述硅片基材的背面为凸出的弧形面；
[0014]S4、将所述硅片基材的背面研磨为平面；
[0015]S5、将所述硅片基材由所述真空吸盘上释放，得到所述弧形硅片基材；其中，所述硅片基材的正面为凸面，所述硅片基材的背面为凹面。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是，本专利技术的制备方法，利用吸盘和硅片基材本身的可弹性形变的特性，依次对硅片基材的正反两面进行研磨，并研磨为突出的弧形，得到弧形硅片基材；该方法步骤简单，易于操作，效率极高。
[0017]进一步，所述步骤S2中，所述硅片基材正面的所述弧形面的厚度为y um，所述弧形面的顶点与研磨前所述硅片基材的正面之间的距离为x um；并且，y
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x的值为15
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20um。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是，上述厚度范围能够保证研磨后的弧形面具有足够的弧度。
[0019]进一步，y的值为20
‑
40um。
[0020]进一步，所述步骤S4中，所述硅片基材背面的所述弧形面的厚度也为y um；所述步骤S4研磨除去的厚度大于或等于y um。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是，研磨除去的厚度大于或等于y um，可以保证研磨后的背面是平坦的面。
[0022]进一步，所述步骤S4中，研磨除去的厚度为y+a，a的值为2～5um。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是，在弧形面的厚度基础上，多研磨去除2～5um，可以进一步保证研磨后表面的平坦，同时控制损耗率在可接受范围内。
[0024]进一步，所述弧形硅片基材的规格为200毫米直径、0.825+/
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20％毫米厚，或为300毫米直径、0.925+/
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20％毫米厚。
[0025]本专利技术还提供一种硅外延片，采用上所述的制备方法制备得到。
[0026]进一步，所述硅外延片为P/P+型硅外延片。
[0027]进一步，所述硅外延片的翘曲度为13
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17um。
[0028]采用上述进一步方案的有益效果是，本专利技术的硅外延片的翘曲度符合国际标准，能够有效降低其制备芯片的良率损失。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的降低翘曲度的硅外延片制备方法流程图；
[0030]图2为本专利技术降低翘曲度的外延片和传统的外延片的翘曲度统计对比图；其中，两者均采用300毫米的硅片基材制备。
[0031]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0032]1、硅片基材；2、真空吸盘；3、弧形硅片基材。
具体实施方式
[0033]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0034]如图1所示，本专利技术的降低翘曲度的硅外延片制备方法，先将硅片基材1研磨为弧形，得到弧形硅片基材3；再在弧形硅片基材3的凹面上生长低温氧化层(Low temperature oxide,LTO)最后进行外延，得到硅外延片。
[0035]本专利技术的制备方法，在生长低温氧化层前，先将硅片基材1研磨为弧形，可以有效
降低硅外延片的翘曲度，使翘曲度控制在10
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20um之间。采用低翘曲度的硅外延片制造芯片时，能够有效降低良率损失，大幅度提高芯片的质量。
[0036]具体而言，本专利技术的制备方法中，弧形硅片基材3的制备方法包括以下步骤：
[0037]S1、采用真空吸盘2吸附硅片基材1的背面，并使硅片基材1固定在真空吸盘2上。
[0038]S2、采用研磨轮将硅片基材1的正面研磨为凸出的弧形面；
[0039]优选的，硅片基材1正面的弧形面的厚度为y um，弧形面的顶点与研磨前硅片基材1的正面之间的距离为x um，x为正常研磨时的去薄厚度；并且，y
‑
x的值为15
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20um；这样，可以适当的对硅片基材进行去薄。
[0040]进一步优选的，y的值为20
‑
40um。
[0041]S3、将硅片基材1由真空吸盘2上释放，再将硅片基材1翻转，使硅片基材1的正面被真空吸盘2吸附和固定；此时，硅片基材1的正面在真空吸盘2的作用下发生弹性形变后呈平面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低翘曲度的硅外延片制备方法，其特征在于，先将硅片基材(1)研磨为弧形，得到弧形硅片基材(3)；再在所述弧形硅片基材(3)的凹面上生长低温氧化层，最后进行外延，得到硅外延片。2.根据权利要求1所述一种降低翘曲度的硅外延片制备方法，其特征在于，所述弧形硅片基材(3)的制备方法包括以下步骤：S1、采用真空吸盘(2)吸附固定所述硅片基材(1)的背面；S2、将所述硅片基材(1)的正面研磨为凸出的弧形面；S3、将所述硅片基材(1)由所述真空吸盘(2)上释放，再将所述硅片基材(1)翻转，使所述硅片基材(1)的正面被所述真空吸盘(2)吸附固定；此时，所述硅片基材(1)的正面在所述真空吸盘(2)的作用下发生弹性形变后呈平面，所述硅片基材(1)的背面为凸出的弧形面；S4、将所述硅片基材(1)的背面研磨为平面；S5、将所述硅片基材(1)由所述真空吸盘(2)上释放，所述硅片基材(1)恢复弹性形变，得到所述弧形硅片基材(3)；其中，所述硅片基材(1)的正面为凸面，所述硅片基材(1)的背面为凹面。3.根据权利要求2所述一种降低翘曲度的硅外延片制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述硅片基材(1)正面的所述弧形面的厚度为y um，所述弧形面的顶点与研磨前所述硅片基材(1)的正面之间的距离为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶莹，
申请(专利权)人：北京麦竹吉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：