一种改善重掺硅片边缘抛光污染的方法技术

本发明专利技术公开了一种改善重掺硅片边缘抛光污染的方法，包括以下步骤：S1.对蚀刻、清洗后待边缘抛光的重掺硅片在850～1200℃条件下与氧气发生氧化反应，使重掺硅片的正反两面产生致密氧化膜；S2.对产生致密氧化膜的重掺硅片进行边缘抛光；S3.对边缘抛光后的重掺硅片进行再次清洗，去除所述致密氧化膜。本发明专利技术通过在边缘抛光前增加一道薄层致密氧化膜工艺，避免了边抛工艺中硅片与边抛碱性物的直接接触，产出的硅片表面在荧光灯下对硅片目检未出现条状色差现象，有效解决了边缘抛光污染问题。且本发明专利技术可根据氧化时间和流量的调节来调整氧化膜厚度，可根据边缘抛光工艺适当调整所需氧化膜厚度。氧化膜厚度。氧化膜厚度。

【技术实现步骤摘要】
一种改善重掺硅片边缘抛光污染的方法


[0001]本专利技术属于硅晶圆加工
，具体涉及一种改善重掺硅片边缘抛光污染的方法。

技术介绍

[0002]半导体单晶硅片的边缘抛光是半导体基板制造过程中中非常重要的工艺，边缘抛光的主要目的是：(1)防止边缘损伤；(2)降低微粒附着的可能性，防止热应力引起的缺陷；(3)增加外延层和光刻胶在硅片边缘的平坦度。目前，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是目前最普遍的用于半导体单晶硅片的边缘抛光技术。所使用的抛光液是由具有SiO2微粒悬浮硅酸胶和碱性物(KOH或NaOH，NH4OH等)所组成。其原理是利用抛光液中的碱性物来氧化硅片边缘的同时，利用抛光垫、硅酸胶，与硅片边缘的机械摩擦作用以去除氧化层及提供腐蚀氧化反应的动能来源，机械力与化学力结合达到高平坦度的抛光效果。另一方面，重掺硅片(电阻率≤1Ω
·
cm)由于掺杂物浓度高，一般都需要背封氧化膜来防止外延过程中的自掺杂。但是，在边缘抛光过程中，所使用的碱性抛光液很容易沾染到重掺硅片的表面，形成微观的蚀刻不均匀，经过背封后晶面表面蚀刻不均匀处会相应显现出条状色差缺陷(如图1所示)。因此，重掺硅片如何解决边缘抛光污染是目前有待改善的问题。
[0003]另外，随着产品应用的增加和边缘抛光工艺的改进，边缘抛光条件多种多样，例如倒角幅长要求更长，或边缘粗糙度要求更高，或倒角上有其他结构的包覆(多晶硅，二氧化硅等)，则需要更长的边缘抛光时间，或浓度更高的抛光液，甚至二次边缘抛光的情况，这些都易导致碱性抛光液对硅片的表面的蚀刻会更严重。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种改善重掺硅片边缘抛光污染的方法。
[0005]本专利技术的目的是以下述技术方案实现的：
[0006]一种改善重掺硅片边缘抛光污染的方法，包括以下步骤：
[0007]S1.对蚀刻、清洗后待边缘抛光的重掺硅片在850～1200℃条件下与氧气发生氧化反应，使重掺硅片的正反两面产生致密氧化膜，所述氧气流量为5～15L/min，氧化反应时间为20～60S；所述致密氧化膜厚度为膜厚均匀性≤3％；
[0008]S2.对产生致密氧化膜的重掺硅片进行边缘抛光；
[0009]S3.对边缘抛光后的重掺硅片进行再次清洗，去除所述致密氧化膜。
[0010]优选的，所述氧化反应在加热装置中进行，步骤S1进一步包括：
[0011]A.首先将所述蚀刻、清洗后待边缘抛光的重掺硅片置于温度为40～60℃的所述加热装置中；
[0012]B.将所述加热装置预热至480～520℃，保持15～35S；
[0013]C.将所述加热装置升温至850～1200℃；
[0014]D.通入氧气，使硅片与氧气发生氧化反应，氧气流量为5～15L/min，氧化反应时间为20～60S；
[0015]E.将所述加热装置降温至40～60℃；
[0016]F.把氧化后硅片从氧化装置中取出。
[0017]所述加热装置预热、升温、降温过程在惰性气体条件下进行。
[0018]优选的，步骤B所述加热装置以70～90℃/S的速率预热至480～520℃。
[0019]优选的，步骤C所述加热装置以60～80℃/S的速率再次升温至850～1200℃。
[0020]优选的，步骤E所述加热装置以50～70℃/S的速率降温至40～60℃。
[0021]优选的，步骤S2采用化学机械抛光法进行边缘抛光，抛光液为带SiO2悬浮颗粒的氢氧化钾，抛光液pH为10.6～10.8，抛光温度为20～26℃，边缘抛光宽度≤1mm，抛光时间为30～60S。
[0022]优选的，步骤S3采用氢氟酸浸泡清洗。
[0023]优选的，所述氢氟酸质量百分浓度为5％
±
0.5％，浸泡清洗时间4
±
2min，氢氟酸清洗后再采用去离子水清洗。
[0024]优选的，步骤S3之后还包括S4；
[0025]步骤S4.利用常压化学气相沉积法进行背封，得到二氧化硅背封膜，沉积温度为530～670℃，所述背封膜厚度为
[0026]优选的，所述重掺硅片为N型，掺杂物为砷As或红磷Ph，电阻率≤1Ω
·
cm，所述重掺硅片厚度为755～795μm。
[0027]本专利技术通过在边缘抛光前增加一道薄层致密氧化膜工艺，避免了边抛工艺中硅片与边抛碱性物的直接接触，产出的硅片表面在荧光灯下对硅片目检未出现条状色差现象，有效解决了边缘抛光污染问题。且本专利技术可根据氧化时间和流量的调节来调整氧化膜厚度，可根据边缘抛光工艺适当调整所需氧化膜厚度。
附图说明
[0028]图1是现有技术的背封后的重掺硅片在荧光灯下目视出现条状色差缺陷图；
[0029]图2是本申请经热氧化处理的背封后的重掺硅片在荧光灯下目视图。
具体实施方式
[0030]重掺硅片的一般加工步骤如下：(1)切片；(2)倒角；(3)研磨；(4)蚀刻；(5)边缘抛光；(6)背封；(7)边缘蚀刻；(8)最终抛光；(9)硅片清洗检测。按照此顺序生产出的硅片，由于(5)边缘抛光的抛光浆为碱性物，容易沾染到硅片表面形成微观的蚀刻不均匀，经过(6)背封之后，硅片表面的蚀刻不均匀处在荧光灯下会目视出现条状色差(如图1所示)。
[0031]在上述问题基础上，本申请提供了一种改善重掺硅片边缘抛光污染的方法，在(5)边缘抛光之前，增加一道高温热氧化工艺，使硅片表面生长薄层的致密氧化膜，之后对表面形成致密氧化膜的硅片再进行边缘抛光，边缘抛光之后再清洗去除氧化膜。此氧化膜对边缘抛光的碱溶液起到面膜作用，防止了边缘抛光的碱溶液与硅片表面的直接接触腐蚀，有效改善了背封后硅片表面出现的条状色差缺陷。具体的，包括以下步骤：
[0032]S1.对蚀刻、清洗后待边缘抛光的重掺硅片在850～1200℃条件下与氧气发生氧化
反应，使重掺硅片的正反两面产生致密氧化膜，氧气流量为5～15L/min，氧化反应时间为20～60S；致密氧化膜厚度为膜厚均匀性≤3％。若氧化时间过长，易在硅片内部形成不均匀的氧析出；反之，若时间过短则导致氧化膜较薄，均匀性较差，无法有效改善边缘抛光污染现象。另外，若氧化温度过高会加剧硅片内部缺陷产生，氧化温度过低氧化速率慢，膜厚均匀性差。
[0033]S2.对产生致密氧化膜的重掺硅片进行边缘抛光；边缘抛光采用常规方法即可，优选的，本申请采用化学机械抛光法进行边缘抛光，抛光液为带SiO2悬浮颗粒的氢氧化钾，抛光液pH为10.6～10.8，抛光温度为20～26℃，边缘抛光宽度≤1mm，抛光时间为30～60S。
[0034]S3.对边缘抛光后的重掺硅片进行再次清洗，去除致密氧化膜。由于边缘抛光后留在硅片表面的颗粒和杂质可以随着氧化膜一并被去除，因此可以实现硅片表面更为有效的清洁。清洗方法优选采用氢氟酸进行浸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善重掺硅片边缘抛光污染的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.对蚀刻、清洗后待边缘抛光的重掺硅片在850～1200℃条件下与氧气发生氧化反应，使重掺硅片的正反两面产生致密氧化膜，所述氧气流量为5～15L/min，氧化反应时间为20～60S；所述致密氧化膜厚度为膜厚均匀性≤3％；S2.对产生致密氧化膜的重掺硅片进行边缘抛光；S3.对边缘抛光后的重掺硅片进行再次清洗，去除所述致密氧化膜。2.如权利要求1所述的改善重掺硅片边缘抛光污染的方法，其特征在于，所述氧化反应在加热装置中进行，步骤S1进一步包括：A.首先将所述蚀刻、清洗后待边缘抛光的重掺硅片置于温度为40～60℃的所述加热装置中；B.将所述加热装置预热至480～520℃，保持15～35S；C.将所述加热装置升温至850～1200℃；D.通入氧气，使硅片与氧气发生氧化反应，氧气流量为5～15L/min，氧化反应时间为20～60S；E.将所述加热装置降温至40～60℃；F.把氧化后硅片从氧化装置中取出。所述加热装置预热、升温、降温过程在惰性气体条件下进行。3.如权利要求2所述的改善重掺硅片边缘抛光污染的方法，其特征在于，步骤B所述加热装置以70～90℃/S的速率预热至480～520℃。4.如权利要求2所述的改善重掺硅片边缘抛光污染的方法，其特征在于，步骤C所述加热装置以6...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴泓明，王文博，张田田，李云鹏，喻阳平，张丽，
申请(专利权)人：郑州合晶硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：