CN106129079B - 一种优化cmos图像传感器晶圆边缘缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，包括：获取将要制造CIS产品的多个晶圆，其中在晶圆背面生长有氧化硅层；针对将要制造CIS产品的多个晶圆，使用炉管的方法在多个晶圆的氧化硅层上生长氮化硅层，作为后续刻蚀的硬掩膜；对所述多个晶圆进行浅沟槽刻蚀。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法。
背景技术
CIS(CMOS Image Sensor，CMOS图像传感器件)是一种光电转换器件，它采用一列内置的LED发光二极管照明，因该部件体积小，重量轻，被广泛用于含摄像功能的智能手机等移动设备中。
该接触式传感器的摄像功能对金属污染特别是工作区污染而导致的漏电增加，白点增多特别敏感，从而导致良率低下，甚至大批晶圆报废。
为防止工艺过程中晶圆背面金属离子的沾污，通常会在CIS晶圆背面生长一层氧化硅，目前业内普遍使用材质疏松的低温二氧化硅，而传统的逻辑器件和存储器等产品不涉及敏感的金属离子沾污和降低信燥干扰的问题，背面不需要生长该氧化硅。
CIS产品进行浅沟槽刻蚀前，会使用炉管的方法生长氮化硅，作为后续刻蚀的硬掩膜。而因炉管生长的固有特性，需要有3个20*20mm的托脚1来支撑晶圆，该3个支撑点1的位置与晶圆背面紧密接触，无法生长出氮化硅，如图1所示，从而导致后续刻蚀中晶圆背面的该3个托脚1的位置处的低温二氧化硅暴露于刻蚀电浆中。
而该背面的低温二氧化硅材质疏松，容易被电浆轰击出氧化硅，在晶圆背面冷却氦气的流动下，催动并掉落于晶圆表面而导致在线缺陷，影响良率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法。
为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，包括：
第一步骤：获取将要制造CIS产品的多个晶圆，其中在晶圆背面生长有氧化硅层；
第二步骤：针对将要制造CIS产品的多个晶圆，使用炉管的方法在多个晶圆的氧化硅层上生长氮化硅层，作为后续刻蚀的硬掩膜；
第三步骤：对所述多个晶圆进行浅沟槽刻蚀。
优选地，在第三步骤中，在针对所述多个晶圆中的第一片晶圆进行浅沟槽刻蚀时，使得第一片晶圆的与炉管的三个托脚接触的三个区域位于腔体的预定位置。
优选地，在第三步骤中，在针对所述多个晶圆中的各片晶圆进行浅沟槽刻蚀时，使得当前晶圆的与炉管的三个托脚接触的三个区域的位置相对于前一片晶圆的与炉管的三个托脚接触的三个区域的位置旋转预定角度。
优选地，在第三步骤中，在所述旋转预定角度时，晶圆边缘点的晶圆旋转最短行程为：L＝2π*R*(120-W)/360，其中R为晶圆半径，W为炉管托脚宽度。
优选地，浅沟槽刻蚀是使用电浆的干法刻蚀。
优选地，浅沟槽刻蚀使用静电卡盘吸附晶圆。
优选地，浅沟槽刻蚀使用氦气进行冷却。
优选地，氧化硅层是材质疏松的低温二氧化硅。
本发明通过逐片晶圆进行转角，使得每片晶圆刻蚀出低温二氧化硅(LTO)的聚合物被分布于腔体不同位置；而每片晶圆刻蚀自身会消除部分低温二氧化硅聚合物，从而达到聚合物自主产生、自主消除的目的，进而解决边缘缺陷的目的。
另一方，在最佳实施例中，由于转角与低温二氧化硅聚合物产生和消除比例由较强的关系，本发明对该转角进行了一定限制。
总之，本发明通过多步调节不同晶圆位于刻蚀腔体的不同角度，逐步去除CIS晶圆背面刻蚀过程中掉落的低温二氧化硅(LTO)材料，达到刻蚀腔体从缺陷源自主产生到自主清除的功能，从而大大降低在线缺陷，提高产品良率的方法。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了通过炉管生长氮化硅的示意图。
图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法的流程图。
图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法的示意图。
图4示意性地示出了三个托脚的位置的示例。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
本发明通过多步调节不同晶圆位于刻蚀腔体的不同角度，逐步去除CIS晶圆背面刻蚀过程中掉落的低温二氧化硅(LTO)材料，达到刻蚀腔体从缺陷源自主产生到自主清除的功能，从而大大降低在线缺陷，提高产品良率的方法。
图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法的流程图。
如图2所示，根据本发明优选实施例的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法包括：
第一步骤S1：获取将要制造CIS产品的多个晶圆，其中在晶圆背面生长有氧化硅层；
一般，晶圆进厂时已经生长了背面低温氧化硅层；在晶圆进厂后生长后面描述的氮化硅硬掩膜，光刻然后刻蚀。
优选地，氧化硅层是材质疏松的低温二氧化硅。
氧化硅层的作用是防金属沾污并降低光学信燥干扰。
第二步骤S2：针对将要制造CIS产品的多个晶圆，使用炉管的方法在多个晶圆的氧化硅层上生长氮化硅层，作为后续刻蚀的硬掩膜；
第三步骤S3：对所述多个晶圆进行浅沟槽刻蚀。
优选地，浅沟槽刻蚀是使用电浆的干法刻蚀。而且优选地，浅沟槽刻蚀使用静电卡盘吸附晶圆。此外，优选地，浅沟槽刻蚀使用氦气进行冷却。
其中，在针对所述多个晶圆中的第一片晶圆进行浅沟槽刻蚀时，使得第一片晶圆的与炉管的三个托脚1接触的三个区域位于腔体的预定位置。
而且，在针对所述多个晶圆中的各片晶圆进行浅沟槽刻蚀时，使得当前晶圆的与炉管的三个托脚1接触的三个区域的位置相对于前一片晶圆的与炉管的三个托脚1接触的三个区域的位置旋转预定角度。具体地，例如如图3所示，标识的托脚1可能旋转至虚线托脚20的位置。
优选地，在所述旋转预定角度时，晶圆边缘点的晶圆旋转最短行程为：L＝2π*R*(120-W)/360，其中R为晶圆半径，W为炉管托脚宽度。
如图4所示，例如，炉管成膜的三个托脚1的位置为80/180/280度的三个位置，未覆盖氮化硅的面积为例如20mm*20mm，晶圆旋转最短行程L＝2π*R*100d/360d＝261.7mm,其中覆盖氮化硅行程为241.7mm(扣除炉管托脚所占宽度20mm)。
本发明通过逐片晶圆进行转角，使得每片晶圆刻蚀出低温二氧化硅(LTO)的聚合物被分布于腔体不同位置；而每片晶圆刻蚀自身会消除部分低温二氧化硅聚合物，从而达到聚合物自主产生、自主消除的目的，进而解决边缘缺陷的目的。
另一方，在最佳实施例中，由于转角与低温二氧化硅聚合物产生和消除比例由较强的关系，本发明对该转角进行了一定限制。
总之，本发明通过多步调节不同晶圆位于刻蚀腔体的不同角度，达到刻蚀腔体从缺陷源自主产生到自主清除的功能，去除掉路了疏松的低温二氧化硅，明显杜绝晶圆边缘缺陷。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，其特征在于包括：
第一步骤：获取将要制造CIS产品的多个晶圆，其中在晶圆背面生长有氧化硅层；
第二步骤：针对将要制造CIS产品的多个晶圆，使用炉管的方法在多个晶圆的氧化硅层上生长氮化硅层，作为后续刻蚀的硬掩膜；
第三步骤：对所述多个晶圆进行浅沟槽刻蚀，在针对所述多个晶圆中的各片晶圆进行浅沟槽刻蚀时，使得当前晶圆的与炉管的三个托脚接触的三个区域的位置相对于前一片晶圆的与炉管的三个托脚接触的三个区域的位置旋转预定角度。
2.根据权利要求1所述的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，其特征在于，在第三步骤中，在针对所述多个晶圆中的第一片晶圆进行浅沟槽刻蚀时，使得第一片晶圆的与炉管的三个托脚接触的三个区域位于腔体的预定位置。
3.根据权利要求1或2所述的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，其特征在于，在第三步骤中，在所述旋转预定角度时，晶圆边缘点的晶圆旋转最短行程为：L＝2π*R*(120-W)/360，其中R为晶圆半径，W为炉管托脚宽度。
4.根据权利要求1或2所述的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，其特征在于，浅沟槽刻蚀是使用电浆的干法刻蚀。
5.根据权利要求1或2所述的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，其特征在于，浅沟槽刻蚀使用静电卡盘吸附晶圆。
6.根据权利要求1或2所述的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，其特征在于，浅沟槽刻蚀使用氦气进行冷却。
7.根据权利要求1或2所述的优化CMOS图像传感器晶圆边缘缺陷的方法，其特征在于，氧化硅层是材质疏松的低温二氧化硅。
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