半導體器件的前端制造工藝制造技術

本發明專利技術提供了一種半導體器件的前端制造工藝，包括：硅片表面進行清洗、脫水；在硅片背面形成保護層；在硅片正面形成器件；將硅片進行退火。與現有的技術相比，本發明專利技術具有以下優點：通過在硅片背面形成保護層，避免了由于硅片背面無保護層導致雜質擴散進入硅片，同樣能夠防止預清洗時硅片中硅原子流失而導致的晶圓漏電流等影響晶圓質量的問題產生。進一步保證預清洗時硅片有保護層的覆蓋，不會造成硅片因清洗導致的硅片不平坦，影響后續工藝光刻設備的對于晶圓的對焦。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及集成電路制造領域。
技術介紹
近年來，由于芯片的微電路制作朝向高集成度發展，因此，光刻設備也必須滿足關 鍵的亞微米甚至是65納米以下分辨率的要求的方向發展。現階段光刻設備已經發展到了 第6代沉浸式光刻機，其區別于過去干式光刻最大的特點就是整個光刻的過程并不是發生 在空氣中，而是沉浸在一種光學折射率較大的透明液體中，從而讓其在晶圓上更好的刻錄 晶體管。生產過程中，整個晶圓是浸泡在超純水(無雜質，無帶電離子)中的，這種情況相 當于將光刻的分辨率提高了 1. 44倍，正好滿足65/45 = 1. 44的工藝改進幅度。用這種工 藝設計生產的SRAM芯片可獲得約15%性能提升。但是隨著光刻機技術的越來越先進，所需 購買設備的費用也越來越昂貴，所以目前的集成電路領域只能采用多道前端和后端工序在 同一部設備上生產。由此就會造成多道工序帶來的相互污染，所以如果后端工序中需要光 刻的晶圓放到前端工序中前，需要將硅片背面使用氫氟酸HF和硝酸HNO3的混合清洗液清 洗。但是當同一片晶圓工藝設計需要被光刻次數很多時，硅片背面同樣被清洗很多 次，會導致硅片背面不平坦。硅片背面不平坦導致在進行光刻時，晶圓無法放置水平而使得 光刻設備尋找晶圓正面時形成散焦而無法光刻。進一步，多次清洗硅片背面也會造成硅片 硅流失，而導致漏電流產生等影響芯片質量的問題。
技術實現思路
本專利技術解決的問題是當同一片晶圓工藝設計需要被光刻次數很多時，硅片背面同 樣被清洗很多次，會導致硅片背面不平坦。硅片背面不平坦導致在進行光刻時，晶圓無法放 置水平而使得光刻設備尋找晶圓正面時形成散焦而無法光刻。進一步，多次清洗硅片背面 也會造成硅片硅流失，而導致漏電流產生等影響芯片質量的問題。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案，一種半導體器件的前端制造工藝，包 括硅片表面進行清洗、脫水；在硅片背面形成保護層；在硅片正面形成器件；將硅片進行 退火。在硅片背面上通過離子注入的方式形成保護層。可選的，離子注入所注入的材料 為氮、氧或者碳中的一種。可選的，所述保護層形成的厚度在500埃到1500埃。可選的，所述退火是指采用快速熱退火方法，所述快速退火的目標溫度是900 1100攝氏度。與現有的技術相比，本專利技術具有以下優點通過在硅片背面形成保護層，避免了由 于硅片背面無保護層導致雜質擴散進入硅片，同樣能夠防止預清洗時硅片中硅原子流失而 導致的晶圓漏電流等影響晶圓質量的問題產生。進一步保證預清洗時硅片有保護層的覆蓋，不會造成硅片因清洗導致的硅片不平坦，影響后續工藝光刻設備的對于晶圓的對焦。 附圖說明圖IA至IC為本專利技術前端制造工藝結構示意圖；圖2為本專利技術前端制造工藝的流程圖。具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本專利技術再作進一步詳細的說明。圖2為本專利技術實施例提供的前端工藝方法流程圖，如圖2所示，其具體步驟如下 S201硅片表面進行清洗、脫水；S202，在硅片背面形成保護層；S203，在硅片正面形成器件； 步驟204 將硅片進行退火。S201，硅片表面進行清洗、脫水；提供硅片，通過去離子水清洗硅片表面，如圖1所示，硅片1平放在承載臺2上，硅 片正面的噴嘴流出去離子水清洗硅片，同時承載臺旋轉硅片并脫水。S202，在硅片背面形成保護層；將硅片的背面水平向上放置在離子注入機上，注入離子形成保護層3。離子注入所 注入的材料為氮、氧或者碳中的一種，之后將根據注入材料分別在硅片的背面形成氮化硅、 氧化硅或者碳化硅。注入能量可以為5 12千電子伏特，劑量為每平方厘米上IXlO13 IX IOw個原子。如表1所示的氮、氧或者碳與多晶硅形成的保護層與單獨使用多晶硅作為 底層時所去除厚度的對比表(去除厚度的單位為埃/分鐘)權利要求1.一種半導體器件的前端制造工藝，其特征在于，包括提供硅片； 硅片表面進行清洗、脫水；在硅片背面形成保護層； 在硅片正面形成器件； 將硅片進行退火。2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，在硅片背面通過離子注入和后續熱處理 的方式形成保護層。3.根據權利要求2所述的工藝，其特征在于，所述離子注入所注入的材料為氮、氧或者 碳中的一種。4.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述保護層的厚度在500埃到1500埃。5.根據權利要求2所述的工藝，其特征在于，所述后續熱處理是指采用快速熱退火方法。6.根據權利要求5所述的工藝，其特征在于，所述快速退火的目標溫度為900 1100攝氏度。全文摘要本專利技術提供了一種半導體器件的前端制造工藝，包括硅片表面進行清洗、脫水；在硅片背面形成保護層；在硅片正面形成器件；將硅片進行退火。與現有的技術相比，本專利技術具有以下優點通過在硅片背面形成保護層，避免了由于硅片背面無保護層導致雜質擴散進入硅片，同樣能夠防止預清洗時硅片中硅原子流失而導致的晶圓漏電流等影響晶圓質量的問題產生。進一步保證預清洗時硅片有保護層的覆蓋，不會造成硅片因清洗導致的硅片不平坦，影響后續工藝光刻設備的對于晶圓的對焦。文檔編號H01L21/324GK102044416SQ200910197130公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月13日 優先權日2009年10月13日專利技術者何永根 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體器件的前端制造工藝，其特征在于，包括：提供硅片；硅片表面進行清洗、脫水；在硅片背面形成保護層；在硅片正面形成器件；將硅片進行退火。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：何永根，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]