硅片处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种硅片处理方法及装置，属于半导体技术领域。硅片处理方法，包括：将硅片放置于真空腔室内；在所述真空腔室中通入惰性气体；在第一阶段，利用电场将惰性气体电离为等离子体，利用等离子体轰击所述硅片的表面去除所述硅片表面的杂质；在第二阶段，提高所述电场的强度，利用等离子体轰击所述硅片表面，控制所述硅片的温度上升对所述硅片进行热处理。本发明专利技术的技术方案能够在对硅片进行热处理的过程中，对硅片表面进行有效地清洁，加快工艺节拍，提高硅片的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
硅片处理方法及装置
本专利技术涉及半导体
，特别是指一种硅片处理方法及装置。
技术介绍
硅片(wafer)作为半导体领域最基础的材料，在其上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的集成电路产品。硅片作为芯片的原材料，其质量重要性不言而喻，半导体器件生产中硅片须经严格清洗，即使是微量污染也会导致器件失效，杂质可以为原子状态或离子状态，有的可以以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。目前硅片表面的污染，主要来自三个方面：有机物污染、颗粒污染、金属离子污染。其中金属离子污染影响最为严重，且一般只能采用化学清洗的方法才能去除。硅片表面的金属离子污染主要有两类，一类是玷污原子或离子通过吸附分散附着在硅片表面，另一类是带正电的金属离子得到电子后，犹如电镀的作用，而粘附在硅片表面。常见的会造成污染的金属离子有：Fe离子、Zn离子、Ni离子、Cu离子、Cr离子、Ag离子、Co离子、Mg离子等。相关技术中，需要通过专门的化学清洗工艺对硅片表面的金属离子进行去除，影响了硅片的生产节拍和生产效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种硅片处理方法及装置，能够在对硅片进行热处理的过程中，对硅片表面进行有效地清洁，加快工艺节拍，提高硅片的生产效率。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供一种硅片处理方法，包括：将硅片放置于真空腔室内；在所述真空腔室中通入惰性气体；在第一阶段，利用电场将惰性气体电离为等离子体，利用等离子体轰击所述硅片的表面去除所述硅片表面的杂质；在第二阶段，提高所述电场的强度，利用等离子体轰击所述硅片表面，控制所述硅片的温度上升对所述硅片进行热处理。一些实施例中，所述方法还包括：在第三阶段，降低所述电场的强度，控制所述硅片的温度下降。一些实施例中，所述惰性气体为氩气。一些实施例中，在所述第一阶段，所述硅片的温度为200-400℃，在所述第二阶段，所述硅片的温度为700-900℃。一些实施例中，在所述第二阶段，所述硅片的升温速率为8-10℃/min。一些实施例中，在所述第三阶段，所述硅片的降温速率为16-20℃/min。一些实施例中，所述第一阶段的持续时间为10-20min，所述第二阶段的持续时间为20min-120min。一些实施例中，所述方法还包括：在第四阶段，关闭所述电场，对所述硅片进行冷却。一些实施例中，所述第四阶段的持续时间为1-1.5h。本专利技术实施例还提供了一种硅片处理装置，用以执行如上所述的硅片处理方法，所述装置包括：真空腔室；设置在所述真空腔室内的基台，所述基台上设置有用于支撑硅片的支撑结构；设置在所述真空腔室内的电源单元，用于在所述真空腔室内形成电场，所述基台与所述电源单元的负极连接；设置在所述基台内部的冷却液循环单元。本专利技术的实施例具有以下有益效果：上述实施例中，将硅片放置于真空腔室内，在真空腔室中通入惰性气体；在第一阶段，利用电场将惰性气体电离为等离子体，利用等离子体轰击硅片的表面去除硅片表面的杂质；在第二阶段，提高电场的强度，利用等离子体轰击硅片表面，利用等离子体的能量对硅片进行热处理，本实施例能够在对硅片进行热处理的过程中，对硅片表面进行有效地清洁，加快工艺节拍，提高硅片的生产效率。附图说明图1为本专利技术实施例硅片处理方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例硅片处理装置的结构框图；图3为本专利技术实施例基台和支撑结构的示意图；图4为本专利技术实施例对硅片进行清洁的示意图。具体实施方式为使本专利技术的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。氧是硅单晶直拉过程中最主要的杂质之一，能够在硅片热处理的过程中形核长大而成为氧沉淀，从而形成内吸杂工艺的基础。Fe、Ni、C等金属离子在硅片中的扩散速率很快，极大地影响硅片的质量，氧沉淀及其诱生缺陷能够作为这些金属杂质的吸附点，有效的降低硅片活性区的金属杂质。本实施例将对硅片进行清洁和对硅片进行热处理的过程结合起来，提供一种硅片处理方法，如图1所示，包括：步骤101：将硅片放置于真空腔室内；步骤102：在所述真空腔室中通入惰性气体；步骤103：在第一阶段，利用电场将惰性气体电离为等离子体，利用等离子体轰击所述硅片的表面去除所述硅片表面的杂质；步骤104：在第二阶段，提高所述电场的强度，利用等离子体轰击所述硅片表面，控制所述硅片的温度上升对所述硅片进行热处理。本实施例中，将硅片放置于真空腔室内，在真空腔室中通入惰性气体；在第一阶段，利用电场将惰性气体电离为等离子体，利用等离子体轰击硅片的表面去除硅片表面的杂质；在第二阶段，提高电场的强度，利用等离子体轰击硅片表面，利用等离子体的能量对硅片进行热处理，本实施例能够在对硅片进行热处理的过程中，对硅片表面进行有效地清洁，加快工艺节拍，提高硅片的生产效率。其中，惰性气体具体可以采用氩气，当然，惰性气体并不局限采用氩气，还可以采用其他气体，本实施例以氩气为例进行说明。在对硅片进行处理时，向真空腔室通入氩气并开启电源后，在阳极与阴极之间产生辉光放电，在电场作用下，氩气可以电离为Ar等离子体，Ar等离子体在电场的作用下，不停的运动，带有一定动能的Ar等离子体运动至硅片表面时，会发生碰撞，根据碰撞理论与能量守恒定律，当能量较高时，硅片表面的杂质原子或离子被Ar等离子体溅射出去，从而将硅片表面的金属离子、原子及氧化层原子“清理”出去，达到硅片表面清洁的作用。同时，利用Ar等离子体的能量可以升高硅片的温度，使得硅片达到一定的温度，进行硅片的热处理，有效的促进氧沉淀的形核及长大，提高硅片的内吸杂能力。一些实施例中，所述方法还包括：在第三阶段，降低所述电场的强度，控制所述硅片的温度下降，即对清洁和热处理后的硅片进行缓慢冷却。在所述第三阶段，所述硅片的降温速率可以为16-20℃/min，这样不会使得硅片降温太快，能够保证硅片的品质。一些实施例中，所述方法还包括：在第四阶段，关闭所述电场，对所述硅片进行冷却，所述第四阶段的持续时间可以为1-1.5h。在所述第一阶段，所述硅片的温度可以为200-400℃，持续时间可以为10-20min，在该工艺参数下，可以对硅片进行有效地清洁，又不会损伤到硅片表面。由于在700-900℃的低温热处理的作用下，能够使得硅片内部高间隙密度氧原子的区域形成高密度的氧沉淀形核点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅片处理方法，其特征在于，包括：/n将硅片放置于真空腔室内；/n在所述真空腔室中通入惰性气体；/n在第一阶段，利用电场将惰性气体电离为等离子体，利用等离子体轰击所述硅片的表面去除所述硅片表面的杂质；/n在第二阶段，提高所述电场的强度，利用等离子体轰击所述硅片表面，控制所述硅片的温度上升对所述硅片进行热处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅片处理方法，其特征在于，包括：
将硅片放置于真空腔室内；
在所述真空腔室中通入惰性气体；
在第一阶段，利用电场将惰性气体电离为等离子体，利用等离子体轰击所述硅片的表面去除所述硅片表面的杂质；
在第二阶段，提高所述电场的强度，利用等离子体轰击所述硅片表面，控制所述硅片的温度上升对所述硅片进行热处理。


2.根据权利要求1所述的硅片处理方法，其特征在于，还包括：
在第三阶段，降低所述电场的强度，控制所述硅片的温度下降。


3.根据权利要求1所述的硅片处理方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。


4.根据权利要求1所述的硅片处理方法，其特征在于，在所述第一阶段，所述硅片的温度为200-400℃，在所述第二阶段，所述硅片的温度为700-900℃。


5.根据权利要求1所述的硅片处理方法，其特征在于，
在所述第二阶段，所述硅片的升温速率为8-10℃/min。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李亮亮，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61