减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法技术

本发明专利技术涉及减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其根据多晶层的厚度分布可得出外延机台腔体内的温度分布；如各点厚度一致，则腔体内各处的温度相同；若各点厚度不一致，则多晶层厚度越厚，对应外延机台腔体内该处的温度越高；多晶层厚度越薄，则对应外延机台腔体内该处的温度越低；如某一个检测点的多晶层厚度与圆心位置生长的多晶层厚度不一致，则调整该检测点的温度；调整温度后，再将外延机台用于生产外延片。根据本发明专利技术方法调整外延机台腔体内的温度后，调整温度均匀性前因基板边缘翘曲造成划伤的比例为0.4％，调整温度均匀性后因基板边缘翘曲造成划伤的比例为0.01％。

Method for reducing warpage of silicon wafer into epitaxial machine

The present invention relates to reduced epitaxial silicon chips into the machine table warping method, according to the polycrystalline layer thickness distribution can be extended to the temperature distribution in the cavity of the machine; such as the thickness, the cavity temperature is around the same; if the thickness is inconsistent, polycrystalline layer thickness is thicker and the corresponding the extension of the machine chamber temperature is high; the polycrystalline layer thickness is thin, the corresponding extension of the machine chamber temperature is low; as a detection point of the polycrystalline layer thickness and the center position of the growth of polycrystalline layer thickness is inconsistent, then adjust the temperature of the detection point; adjust the temperature. The machine used for producing epitaxial wafer. According to the method of the invention to adjust the cavity temperature after the extension of the machine, adjust the temperature uniformity of the antecedents of the edge of the substrate warpage caused by scratch proportion is 0.4%, adjust the temperature uniformity due to the edge of the substrate warpage caused by scratching at the rate of 0.01%.

【技术实现步骤摘要】
减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法
本专利技术涉及减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法。
技术介绍
硅片进入工艺腔体前处于常温状态，通过机械手臂(包括Wand)从硅片上方吸取硅片进入800℃-900℃外延机台腔体后，被放置到基座托盘内，然后机械手臂退出。硅片由于温度的急剧变化，边缘会向上翘曲，从而会碰擦到此时还未离开腔体的机械手臂引起边缘刮伤。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，包括步骤，A、提供一基板片；B、将基板片放入外延机台内，在基板片上生长一层多晶层；在基板上生长多晶层，多晶层的生长温度为600℃-950℃，多晶层生长过程中，基板片不旋转；C、多晶层生长完成后，测定多晶层的厚度分布，根据多晶层的厚度分布可得出外延机台腔体内的温度分布；如各点厚度一致，则腔体内各处的温度相同；若各点厚度不一致，则多晶层厚度越厚，对应外延机台腔体内该处的温度越高；多晶层厚度越薄，则对应外延机台腔体内该处的温度越低；D、如某一个检测点的多晶层厚度与圆心位置生长的多晶层厚度不一致，则调整该检测点的温度；E、调整温度后，再将外延机台用于生产外延片。根据本专利技术的实施例，所述外延机台腔体内温度均匀性为基板片放置于所述外延机台腔体内后受热的均匀性。根据本专利技术的实施例，外延机台腔体内温度均匀性为外延机台腔体内在600℃-950℃区间的温度均匀性。根据本专利技术的实施例，所述步骤C中，采用三氯氢硅长多晶层，生长温度为800℃-900℃；或者采用硅烷长多晶层，生长温度为600℃-700℃，或者采用二氯二氢硅长多晶层，生长温度为700℃-800℃。根据本专利技术的实施例，所述基板片为掺硼单晶抛光片，电阻率为5-100ohm.cm。根据本专利技术的实施例，所述步骤A中，使所述基板片表面生成一层封底层，所述封底层厚度为800-1200埃。根据本专利技术的实施例，所述封底层为单晶抛光片在氧气气氛中生长而成的低温氧化层。根据本专利技术的实施例，所述步骤A中，在所述封底层上生长一层籽晶层；所述步骤B中，在所述籽晶层上生长所述多晶层。根据本专利技术的实施例，封底层厚度为800-1200埃；籽晶层厚度200-500埃。根据本专利技术的实施例，以多晶层表面选取多个点检测其厚度。根据本专利技术的实施例，以圆形的基板片圆心为中心，均匀分布选取多个点检测其厚度。根据本专利技术的实施例，选取基板片的前端、圆心、左侧、右侧及后端的一个或多个点测定其厚度；并根据前端、中心、左侧、右侧和后端的厚度判定外延机台腔体内的温度均匀性。根据本专利技术的实施例，以垂直于气体进气方向的圆形基板片的直径为分界，气体未越过该直径之前的基板片上的位置的多晶层厚度用于判断外延机台腔体前部的温度；位于该直径上的圆心两侧的位置用于判断外延机台腔体侧部的温度；气体越过该直径之后的基板片上的位置的多晶层厚度用于判断外延机台腔体尾部的温度。根据本专利技术的实施例，以基板片圆心处生长的多晶层厚度作为标准值，将各位置生长的多晶层厚度与标准值对比，如一致，则判断温度均匀，如不一致，则判断温度不均匀。根据本专利技术的实施例，所述外延机台腔体包括前部、左侧部、右侧部和尾部；尾部的温度调整度数为(R-C)/25，R为基板片后端位置生长的多晶层的厚度，C代表基板片圆心位置生长的多晶层厚度，得数为“+”表示需要在设定值基础上降低，得数为“-”表示需要在原设定值基础上增加；左侧部与右侧部补偿值调整度数为【(S左+S右)/2-C】/25，S左和S右分别为基板片左侧位置及右侧位置生长的多晶层厚度，C代表基板片圆心位置生长的多晶层厚度，得数为“+”表示需要在原设定值基础上降低，得数为“-”表示需要在原设定值基础上增加；前部的补偿值调整度数为：(F-C)/25，其中F代表基板片前端位置生长的多晶层厚度；C代表基板片圆心位置生长的多晶层厚度，得数为“+”表示需要在原设定值基础上降低，得数为“-”表示需要在原设定值基础上增加。根据本专利技术的实施例，调整外延机台腔体内的温度均匀性后，利用高温摄像机拍摄硅片放入外延机台腔体内的基座上时的形变量，根据拍摄的图像分析硅片的形变量，调整形变量较大位置附近的热电偶输出功率。根据本专利技术的实施例，外延机台腔体内的温度为800℃-900℃。根据本专利技术的实施例，所述机台腔体内通过热电偶加热，如某一个检测点的多晶层厚度与与圆心位置生长的多晶层厚度不一致，则调整该检测点对应的热电偶输出功率。如图1所示，箭头为外延机台腔体内的气体进气方向，以垂直于气体进气方向的圆形基板片10的直径12为分界，气体未越过该直径12之前的基板片10上的位置为前端位置；位于该直径12上的圆心11左侧位置和右侧位置；气体越过该直径12之后的基板片10上的位置为后端位置。外延机台腔体内分为前部、左侧部、右侧部和尾部，并在以上位置分别设置有热电偶。前部热电偶主要为基板片的前端位置提供热量以生长多晶层。左侧部热电偶主要为基板片的左侧位置提供热量以生长多晶层。右侧部热电偶主要为基板片的右侧位置提供热量以生长多晶层。尾部热电偶主要为基板片的后端位置提供热量以生长多晶层。基板片放置于位于腔体内的基座上，基座发热为基板片生长多晶层提供热量。专利技术人经研究发现，外延片的边缘翘曲主要由于在700℃-950℃，尤其是800℃-900℃温度下放片过程中受热不均匀所致。故该温度区间的外延机台腔体内的温度均匀性至关重要。外延机台的整体温度由位于基座正下方的中心热电偶控制，其余还有前部热电偶，左侧部热电偶、右侧部热电偶及尾部热电偶提供热量，分别控制腔体前部、侧部及尾部的温度分布。在工作之前，各部位的热电偶均预先设定工作值。在有些情况下，也会设置一定的补偿值，以修正之前的设定工作值。外延生长过程中的温度一般为1100℃-1180℃，对此温度区间内外延机台腔体内各点的温度监控主要通过离子注入片实现。但在取放片过程中，外延机台腔体内的温度为600℃-950℃，尤其是800℃-900℃区间，在此温度区间是监控的盲点。但由于在此温度区间内放片，如不能保证在此区间内的温度均匀性，则易造成基板片边缘翘曲。在取放片过程中，如基板片边缘翘曲，则机械手臂在行走过程中会刮伤基板片，造成最终生产的外延片划伤，降低外延片的合格率。本专利技术利用了在700℃-950℃温度区间内生长多晶层时，反应速率处于温度控制而非流量控制区域，故可通过多晶层的厚度分布对应到硅片在该温度区间的温度分布，从而可利用多晶层的厚度分布是否均匀判断外延机台腔体内的温度是否均匀，借此可判断基板片在外延机台内的受热是否均匀。根据各个检测位置的多晶层厚度与标准值的差值，可调整外延机台腔体内的温度分布。而针对不同规格的基板，则可从硅片传送腔窗口或从安装的高温摄像机观察形变量，再对各区域温度均匀性进行微调，达到硅片受热均匀，硅片边缘与手臂无接触，达到无卷边刮伤的目的。附图说明图1为本专利技术选取的检测位置示意图。图2为实施例1中的外延机台腔体内温度未调整前生产的外延片的表面缺陷光学扫描图。图3为实施例1中的外延机台腔体内温度调整后生产的外延片的表面缺陷光学扫描图。图4为实施例2中的外延机台腔体内温度未调本文档来自技高网...

【技术保护点】
减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，包括步骤，A、提供一基板片；B、将基板片放入外延机台内，在基板片上生长一层多晶层；在基板上生长多晶层，多晶层的生长温度为600℃‑950℃，多晶层生长过程中，基板片不旋转；C、多晶层生长完成后，测定多晶层的厚度分布，根据多晶层的厚度分布可得出外延机台腔体内的温度分布；如各点厚度一致，则腔体内各处的温度相同；若各点厚度不一致，则多晶层厚度越厚，对应外延机台腔体内该处的温度越高；多晶层厚度越薄，则对应外延机台腔体内该处的温度越低；D、如某一个检测点的多晶层厚度与圆心位置生长的多晶层厚度不一致，则调整该检测点的温度；E、调整温度后，再将外延机台用于生产外延片。

【技术特征摘要】
1.减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，包括步骤，A、提供一基板片；B、将基板片放入外延机台内，在基板片上生长一层多晶层；在基板上生长多晶层，多晶层的生长温度为600℃-950℃，多晶层生长过程中，基板片不旋转；C、多晶层生长完成后，测定多晶层的厚度分布，根据多晶层的厚度分布可得出外延机台腔体内的温度分布；如各点厚度一致，则腔体内各处的温度相同；若各点厚度不一致，则多晶层厚度越厚，对应外延机台腔体内该处的温度越高；多晶层厚度越薄，则对应外延机台腔体内该处的温度越低；D、如某一个检测点的多晶层厚度与圆心位置生长的多晶层厚度不一致，则调整该检测点的温度；E、调整温度后，再将外延机台用于生产外延片。2.根据权利要求1所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，所述外延机台腔体内温度均匀性为基板片放置于所述外延机台腔体内后受热的均匀性。3.根据权利要求1所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，外延机台腔体内温度均匀性为外延机台腔体内在600℃-950℃区间的温度均匀性。4.根据权利要求1所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，所述步骤C中，采用三氯氢硅长多晶层，生长温度为800℃-900℃；或者采用硅烷长多晶层，生长温度为600℃-700℃，或者采用二氯二氢硅长多晶层，生长温度为700℃-800℃。5.根据权利要求1所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，所述基板片为掺硼单晶抛光片，电阻率为5-100ohm.cm。6.根据权利要求5所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，所述步骤A中，使所述基板片表面生成一层封底层，所述封底层厚度为800-1200埃。7.根据权利要求6所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，所述封底层为单晶抛光片在氧气气氛中生长而成的低温氧化层。8.根据权利要求6所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，所述步骤A中，在所述封底层上生长一层籽晶层；所述步骤B中，在所述籽晶层上生长所述多晶层。9.根据权利要求8所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，封底层厚度为800-1200埃；籽晶层厚度200-500埃。10.根据权利要求1所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，以多晶层表面选取多个点检测其厚度。11.根据权利要求1所述的减小硅片放入外延机台内产生翘曲的方法，其特征在于，以圆形的基板片圆心为中心，均匀分布选取多个点...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海波，
申请(专利权)人：上海晶盟硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31