CN102420131B - 集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法 - Google Patents

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Abstract

本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法利用现有的工艺设备，在硅片背面低温沉积氮化硅。简单来说就是在金属前绝缘层（PMD）沉积后，再追长氮化硅膜做保护层，这可以有效减少背面划伤以及小颗粒，将硅片后翻，进入普通的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）腔体沉积低温氮化硅(<450C），成膜完毕后先用干法刻蚀去除表面的氮化硅膜，然后再利用化学机械研磨（CMP）去除一定厚度的氧化膜，最后按需求追长一定厚度的氧化膜。

Description

集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法
技术领域
本发明涉及一种特殊集成方法，尤其涉及一种集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法。
背景技术
目前半导体技术已经呈现多元化发展，在引进了大量新材料的同时，不可避免的给实际生产带来交叉污染，其中对半导体器件最敏感的是金属元素的污染。为了最大程度减少风险，多数半导体生产工厂会采用无尘室分区，设备分类，以及加大硅片背面清洗的强度。其中背面清洗的成本和效果是非常显著的，因此基本上所有的12寸半导体生产工厂都会把它加在生产流程中。
由于金属离子会扩散到硅单晶中，湿法清洗通常会剥离一定厚度的硅，但是多次湿法处理带来的副作用是硅片背面凹凸不平，粗糙度增加，会影响后续高精度光刻工艺的对准以及减弱背面真空吸附效果。因此在湿法处理前在硅片背面增加一层氮化硅就显得尤为重要。
受目前设备限制，没有单独成长背面氮化硅的腔体。而炉子工艺则会同时沉积在硅片正反面且温度高。
发明内容
本发明公开了一种集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，用以解决现有技术中没有单独成长背面氮化硅的腔体，而采用炉子工艺则会同时沉积在硅片正反面，且工艺温度高的问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其中，
步骤a：在硅片的上表面淀积金属绝缘层；
步骤b：在金属绝缘层上生长正面保护层；
步骤c：将硅片后翻，在硅片的下表面上沉积低温氮化硅层，以起到物理保护层的作用；
步骤d：干法刻蚀去除正面保护层，之后进行化学机械研磨去除一定厚度的金属绝缘层。
如上所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其中，步骤d之后还包括在金属绝缘层上生长一层氧化膜。
如上所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其中，步骤b中的正面保护层为氮化硅层。
如上所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其中，步骤a中的金属绝缘层的厚度为6000A～10000A。
如上所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅生长方法，其中，步骤b中的正面保护层的厚度为1000A～2000A。
如上所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅生长方法，其中，步骤c中的低温氮化硅层的厚度为500A～5000A。
如上所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其中，所述金属绝缘层为氧化膜层。
如上所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其中，步骤c中，将硅片置于等离子体增强化学气相沉积模腔内沉积低温氮化硅层。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法解决了现有技术中没有单独成长在硅片背面氮化硅的腔体，而采用炉子工艺则会同时沉积在硅片正反面，且工艺温度高的问题，利用现有的工艺设备，在硅片背面低温沉积氮化硅。简单来说就是在金属前绝缘层（PMD）沉积后，再追长氮化硅膜做保护层，这可以有效减少背面划伤以及小颗粒，将硅片后翻，进入普通的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）腔体沉积低温氮化硅(<450C），成膜完毕后先用干法刻蚀去除表面的氮化硅膜，然后再利用化学机械研磨（CMP）去除一定厚度的氧化膜，最后按需求追长一定厚度的氧化膜。
附图说明
图1是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的硅片的上表面淀积金属绝缘层后的结构示意图；
图2是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的金属绝缘层上生长正面保护层后的结构示意图；
图3是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的硅片的下表面上沉积低温氮化硅层后的结构示意图；
图4是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的去除正面保护层和金属绝缘层后的结构示意图；
图5是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的在金属绝缘层上生长氧化膜后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
一种集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其中，
图1是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的硅片的上表面淀积金属绝缘层后的结构示意图，请参见图1，步骤a：在硅片101的上表面淀积金属绝缘层102，与现有技术不同，本方法淀积的金属绝缘层102的厚度要超出现有技术的厚度1000～2000A；
本发明的步骤a中的金属绝缘层102的厚度为6000A～10000A。
本发明中的所述金属绝缘层102为氧化膜层。
图2是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的金属绝缘层上生长正面保护层后的结构示意图，请参见图2，步骤b：在金属绝缘层102上生长正面保护层103，使正面保护层103将金属绝缘层102上表面完全覆盖；
本发明的步骤b中的正面保护层103为氮化硅层。
本发明的步骤b中的正面保护层103的厚度为1000A～2000A。
图3是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的硅片的下表面上沉积低温氮化硅层后的结构示意图，请参见图3，步骤c：将硅片101后翻，在硅片101的下表面上沉积低温氮化硅层201，以起到物理保护层的作用，可以有效减少后续工艺中对于硅片101背面的损伤；
本发明的步骤c中，将硅片101置于等离子体增强化学气相沉积模腔内沉积低温氮化硅层201（<450C），等离子体增强化学气相沉积模腔为现有技术中较为常见的模腔。
本发明的步骤c中的低温氮化硅层201的厚度为500A～5000A，低温氮化硅层201的厚度根据湿法刻蚀的次数决定，一般一次背面湿法会剥离200A左右的低温氮化硅层201。
图4是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的去除正面保护层和金属绝缘层后的结构示意图，请参见图4，骤d：干法刻蚀去除正面保护层103，之后进行化学机械研磨去除一定厚度的金属绝缘层102。
图5是本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法的在金属绝缘层上生长氧化膜后的结构示意图，请参见图5，步骤d之后还包括在金属绝缘层102上生长一层氧化膜104。
进一步的，步骤d之后也可以不生长氧化膜104，是否生长根据后续工艺的要求来决定。
综上所述，本发明集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法利用现有的工艺设备，在硅片背面低温沉积氮化硅。简单来说就是在金属前绝缘层（PMD）沉积后，再追长氮化硅膜做保护层，这可以有效减少背面划伤以及小颗粒，将硅片后翻，进入普通的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）腔体沉积低温氮化硅(<450C），成膜完毕后先用干法刻蚀去除表面的氮化硅膜，然后再利用化学机械研磨（CMP）去除一定厚度的氧化膜，最后按需求追长一定厚度的氧化膜。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其特征在于，
步骤a：在硅片的上表面淀积金属绝缘层，所述金属绝缘层为氧化膜层，所述金属绝缘层的厚度为
步骤b：在金属绝缘层上生长正面保护层，所述正面保护层的厚度为 所述正面保护层为氮化硅层；
步骤c：将硅片后翻，在硅片的下表面上沉积低温氮化硅层，低温氮化硅层的厚度为以起到物理保护层的作用；
步骤d：干法刻蚀去除正面保护层，之后进行化学机械研磨去除一定厚度的金属绝缘层。
2.根据权利要求1所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其特征在于，步骤d之后还包括在金属绝缘层上生长一层氧化膜。
3.根据权利要求1所述的集成在前道工艺中的硅片背面氮化硅成长方法，其特征在于，步骤c中，将硅片置于等离子体增强化学气相沉积模腔内沉积低温氮化硅层。
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