一種新型的用于晶圓二氧化硅背封膜生長過程的硅片承載裝置和生長方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型的用于晶圓二氧化硅背封膜生長過程的硅片承載裝置和生長方法，該裝置包括圓形的上基座和下基座，以及安裝在上、下基座之間的三個(gè)承載棒，每個(gè)承載棒上均勻分布數(shù)個(gè)承載槽。采用該硅片承載裝置生長二氧化硅背封膜的方法包括以下步驟：(1)將若干個(gè)硅片承載裝置安裝在化學(xué)氣相沉積水平臥式爐的沉積腔體內(nèi)，然后將硅片導(dǎo)入該些硅片承載裝置；(2)設(shè)定沉積腔體內(nèi)的溫度和壓力，設(shè)定正硅酸乙酯蒸汽的流量，控制沉積時(shí)間；(3)沉積完成后，進(jìn)行腔體凈化，取出硅片測(cè)定片內(nèi)和片間均勻性；(4)整爐硅片進(jìn)行外觀表面檢測(cè)，計(jì)算良率。采用本發(fā)明生長出來的背封二氧化硅背封膜邊緣沒有印記，整個(gè)表面均勻一致，膜質(zhì)質(zhì)量大幅提升。
【專利說明】一種新型的用于晶圓二氧化硅背封膜生長過程的硅片承載裝置和生長方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的用于晶圓二氧化硅背封膜生長過程的硅片承載裝置和生長方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，硅晶圓襯底材料的需求量也越來越大，質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，為了防止重?fù)诫s硅片在外延生產(chǎn)過程中引起雜質(zhì)的外擴(kuò)散和自摻雜，弓丨入了背封工藝，背封通常是在晶圓襯底片的背面生長一層封二氧化硅薄膜，由于雜質(zhì)在封二氧化硅中的擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)小于在硅中的擴(kuò)散系數(shù)，因此可以對(duì)晶圓襯底片中的雜質(zhì)進(jìn)行有效封堵，顧名思義稱之為背封。
[0003]二氧化硅薄膜雖然背封效果較好，但引進(jìn)封二氧化硅背封工藝的同時(shí)，二氧化硅薄膜的生長也成為一個(gè)不斷研究的課題，現(xiàn)在比較常用的是采用低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)的方式進(jìn)行生長，一般采用水平臥式爐。但是在生長過程中，傳統(tǒng)的方式是采用水平承載裝置，硅片立放在承載裝置上，一般水平承載裝置需要四個(gè)槽棒來固定硅片，這樣在生長過程中硅片與承載裝置接觸的位置晶圓兩面都會(huì)有差異，雖然晶圓正面印記對(duì)我們沒有影響，但晶圓背面即背封面的3?5cm的印記無法克服，不僅嚴(yán)重影響薄膜的均勻性，薄膜片內(nèi)均勻性在5%左右，整爐片間均勻性在10%左右，而且在外觀檢測(cè)時(shí)，表面的四個(gè)印記嚴(yán)重影響外觀，良率在70%左右，同時(shí)會(huì)對(duì)后道IC工藝的晶圓使用率降低，不能完全滿足工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新型的用于晶圓二氧化硅背封膜生長過程的硅片承載裝置，以生長出更加優(yōu)質(zhì)的二氧化硅背封膜。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用該硅片承載裝置生長二氧化硅背封膜的方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種新型的用于晶圓二氧化硅背封膜生長過程的硅片承載裝置，包括圓形的上基座和下基座，以及安裝在上、下基座之間的三個(gè)承載棒，每個(gè)承載棒上均勻分布數(shù)個(gè)承載槽。
[0008]所述承載棒與所述上基座之間所成角度為10?20度。
[0009]每個(gè)承載棒上設(shè)有25個(gè)承載槽，所述承載槽的開口與承載棒之間所成角度為75?85度。
[0010]所述承載槽的槽深為4?6mm,槽間距為4.5?5.5mm,槽底寬為0.6?0.9mm。
[0011]所述承載棒的截面半徑為5?6mm。
[0012]所述上基座和下基座的半徑分別為105?155mm。[0013]所述上、下基座上分別設(shè)有兩個(gè)定位棒,該些定位棒的高度為10?15cm,同一基座上的兩個(gè)定位棒之間的間距為8?12cm。
[0014]所述硅片承載裝置的材質(zhì)為電子級(jí)石英材料。
[0015]一種采用上述硅片承載裝置生長二氧化硅背封膜的方法，包括以下步驟:
[0016](I)將若干個(gè)硅片承載裝置安裝在化學(xué)氣相沉積水平臥式爐的沉積腔體內(nèi)，然后將硅片導(dǎo)入該些硅片承載裝置；
[0017](2)設(shè)定沉積腔體內(nèi)的溫度和壓力，設(shè)定正硅酸乙酯(TEOS)蒸汽的流量，控制沉積時(shí)間；
[0018](3)沉積完成后，進(jìn)行腔體凈化，取出硅片，測(cè)定片內(nèi)和片間均勻性；
[0019](4)整爐硅片進(jìn)行外觀表面檢測(cè)，計(jì)算良率。
[0020]其中，所述硅片承載裝置到爐門的距離為30?50cm ;沉積腔體內(nèi)壁到硅片承載裝置的距離為15?20cm ;相鄰兩個(gè)承載裝置之間的距離為2?4cm。
[0021]所述沉積腔體內(nèi)的溫度為668°C，壓力為700MT0RR(毫托)，正硅酸乙酯的流量為150SCCM(標(biāo)況暈升每分)。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0023]本發(fā)明的硅片承載裝置改變了傳統(tǒng)的晶圓立式放置方式，改為晶圓水平放置，由于水平放置所以只有晶圓正面與承載裝置槽下表面接觸，生長出的二氧化硅膜背封面沒有印記，表面均勻一致，膜厚片內(nèi)均勻性在I %以內(nèi)，整爐片間均勻性在3%以內(nèi)，外觀良率100%合格；同時(shí)傳統(tǒng)的生長方式每爐只能生長100片晶圓，采用本發(fā)明的硅片承載裝置每爐可生長150片晶圓，產(chǎn)能提升50%，成本降低30%，同時(shí)在后道IC使用過程中利用率提高10 %，真正達(dá)到了工藝簡化、質(zhì)量提升和成本降低的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的硅片承載裝置的主視圖。
[0025]圖2為圖1中A處的放大圖。
[0026]圖3為本發(fā)明的硅片承載裝置的側(cè)視圖。
[0027]圖4為圖3中Al處的放大圖。
[0028]圖5為本發(fā)明的硅片承載裝置的俯視圖。
[0029]圖6為安裝本發(fā)明的硅片承載裝置的化學(xué)氣相沉積水平臥式爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖7為采用本發(fā)明的硅片承載裝置生長二氧化硅背封膜的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1?3所示，本發(fā)明的硅片承載裝置包括圓形的上基座I和下基座2，以及安裝在上、下基座之間的三個(gè)承載棒3，每個(gè)承載棒上均勻分布數(shù)個(gè)承載槽4。所述承載棒3與所述上基座I之間所成角度為10?20度。每個(gè)承載棒3上設(shè)有25個(gè)承載槽4，所述承載槽4的開口與承載棒3之間所成角度為75?85度。所述承載槽4的槽深為4?6mm，槽間距為4.5?5.5mm,槽底寬為0.6?0.9mm。所述承載棒3的截面半徑為5?6mm。所述上基座I和下基座2的半徑分別為105?155mm。所述上、下基座上分別設(shè)有兩個(gè)定位棒5，該些定位棒的高度為10?15cm,同一基座上的兩個(gè)定位棒之間的間距為8?12cm。[0032]如圖4?5所示，采用上述硅片承載裝置生長二氧化硅背封膜時(shí)，將若干個(gè)硅片承載裝置安裝在化學(xué)氣相沉積水平臥式爐6的沉積腔體內(nèi)，然后將硅片導(dǎo)入該些硅片承載裝置；設(shè)定沉積腔體內(nèi)的溫度和壓力，設(shè)定正硅酸乙酯(TEOS)蒸汽的流量，控制沉積時(shí)間；沉積完成后，進(jìn)行腔體凈化，取出硅片，測(cè)定片內(nèi)和片間均勻性；整爐硅片進(jìn)行外觀表面檢測(cè)，計(jì)算良率。
[0033]實(shí)施例1
[0034]采用理片機(jī)將硅片理好，硅片參考面向下；將硅片用倒片機(jī)導(dǎo)入6個(gè)硅片承載裝置內(nèi)，每個(gè)硅片承載裝置可裝載25片4英寸晶圓，共計(jì)150片；將裝載有150片硅片的6個(gè)承載裝置放入水平爐內(nèi)，調(diào)整TEOS流量為100SCCM，溫度為650°C，沉積壓力為550MT，進(jìn)行生長，生長時(shí)間為90min，生長后取出硅片，測(cè)試膜厚為5200?5400埃，片內(nèi)均勻性(均勻性測(cè)試完全按SEMI標(biāo)準(zhǔn))為0.52% (要求10% )，100片硅片片間均勻性為1.52% (要求10 % )，對(duì)150片硅片在強(qiáng)光燈下外觀檢測(cè)，整個(gè)表面均勻一致，無印記，合格率100 %，完全滿足要求。
[0035]實(shí)施例2
[0036]采用理片機(jī)將硅片理好，硅片參考面向下；將硅片用倒片機(jī)導(dǎo)入6個(gè)硅片承載裝置內(nèi)，每個(gè)硅片承載裝置可裝載25片5英寸晶圓，共計(jì)150片；將裝載有150片硅片的6個(gè)承載裝置放入水平爐內(nèi)，調(diào)整TEOS流量為150SCCM，溫度為668 °C，沉積壓力為7000MT0RR(毫托)，進(jìn)行生長，生長時(shí)間為90min，生長后取出硅片，測(cè)試膜厚為5300?5500埃，片內(nèi)均勻性(均勻性測(cè)試完全按SEMI標(biāo)準(zhǔn))為0.46%要求10% )，100片硅片片間均勻性為1.23% (要求10% )，對(duì)150片硅片在強(qiáng)光燈下外觀檢測(cè)，整個(gè)表面均勻一致，無印記，合格率100%，完全滿足要求。實(shí)施例3
[0037]采用理片機(jī)將硅片理好，硅片參考面向下；將硅片用倒片機(jī)導(dǎo)入6個(gè)硅片承載裝置內(nèi)，每個(gè)硅片承載裝置可裝載25片6英寸晶圓，共計(jì)150片；將裝載有150片硅片的6個(gè)承載裝置放入水平爐內(nèi)，調(diào)整TEOS流量為150SCCM，溫度為668°C，沉積壓力為700MT0RR(毫托)，進(jìn)行生長，生長時(shí)間為90min，生長后取出硅片，測(cè)試膜厚為5300?5500埃，片內(nèi)均勻性(均勻性測(cè)試完全按SEMI標(biāo)準(zhǔn))為0.86% (要求10% )，100片硅片片間均勻性為2.01% (要求10% )，對(duì)150片硅片在強(qiáng)光燈下外觀檢測(cè)，整個(gè)表面均勻一致，無印記，合格率100%，完全滿足要求。
[0038]實(shí)施例4
[0039]采用理片機(jī)將硅片理好，硅片參考面向下；將硅片用倒片機(jī)導(dǎo)入6個(gè)硅片承載裝置內(nèi)，每個(gè)硅片承載裝置可裝載25片4英寸晶圓，共計(jì)150片；將裝載有150片硅片的6個(gè)承載裝置放入水平爐內(nèi)，調(diào)整TEOS流量為160SCCM，溫度為680°C，沉積壓力為750MT，進(jìn)行生長，生長時(shí)間為90min，生長后取出硅片，測(cè)試膜厚為5500?5700埃，片內(nèi)均勻性(均勻性測(cè)試完全按SEMI標(biāo)準(zhǔn))為0.33% (要求10%)，100片硅片片間均勻性為1.41% (要求10 % )，對(duì)150片硅片在強(qiáng)光燈下外觀檢測(cè)，整個(gè)表面均勻一致，無印記，合格率100 %，完全滿足要求。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的用于晶圓二氧化硅背封膜生長過程的硅片承載裝置，其特征在于，包括圓形的上基座和下基座，以及安裝在上、下基座之間的三個(gè)承載棒，每個(gè)承載棒上均勻分布數(shù)個(gè)承載槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片承載裝置，其特征在于，所述承載棒與所述上基座之間所成角度為10?20度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片承載裝置，其特征在于，每個(gè)承載棒上設(shè)有25個(gè)承載槽，所述承載槽的開口與承載棒之間所成角度為75?85度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片承載裝置，其特征在于，所述承載槽的槽深為4?6_，槽間距為4.5?5.5mm,槽底寬為0.6?0.9mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片承載裝置，其特征在于，所述承載棒的截面半徑為5?6mm ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片承載裝置，其特征在于，所述上基座和下基座的半徑分別為105?155mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片承載裝置，其特征在于，所述上、下基座上分別設(shè)有兩個(gè)定位棒，該些定位棒的高度為10?15cm,同一基座上的兩個(gè)定位棒之間的間距為8?12cm0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片承載裝置，其特征在于，所述硅片承載裝置的材質(zhì)為電子級(jí)石英材料。
9.一種采用權(quán)利要求1所述的硅片承載裝置生長二氧化硅背封膜的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將若干個(gè)硅片承載裝置安裝在化學(xué)氣相沉積水平臥式爐的沉積腔體內(nèi)，然后將硅片導(dǎo)入該些硅片承載裝置； (2)設(shè)定沉積腔體內(nèi)的溫度為640?680°C，壓力為550?750毫托，設(shè)定正硅酸乙酯蒸汽的流量為100?160SCCM，控制沉積時(shí)間； (3)沉積完成后，進(jìn)行腔體凈化，取出硅片，測(cè)定片內(nèi)和片間均勻性； (4)整爐硅片進(jìn)行外觀表面檢測(cè)，計(jì)算良率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述硅片承載裝置到爐門的距離為30?`50cm ;沉積腔體內(nèi)壁到硅片承載裝置的距離為15?20cm ;相鄰兩個(gè)承載裝置之間的距離為`2 ?4cm。
【文檔編號(hào)】H01L21/673GK103855062SQ201210506237
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】徐繼平, 孫洪波, 劉斌, 李耀東, 黨宇星, 耿緒雷, 王雷, 張亮, 葉松芳 申請(qǐng)人:有研半導(dǎo)體材料股份有限公司