半导体工艺设备及其使用方法技术

本发明专利技术提供一种半导体工艺设备及其使用方法，其中半导体工艺设备包括反应腔，用于承载晶圆，所述晶圆包括相对的第一面和第二面；位于所述反应腔内的加热装置，所述加热装置包括若干加热单元，各所述加热单元对所述第一面的对应区域独立加热；位于所述反应腔内的薄膜沉积装置，用于对所述第二面进行成膜处理；用于解决不对称形变晶圆的翘曲问题，消除晶圆翘曲在加工工艺中的负面影响，从而提高晶圆的加工质量和性能，为形成高质量的半导体器件做准备。备。备。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺设备及其使用方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体工艺设备及其使用方法。

技术介绍

[0002]晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，将其称为晶圆，在硅晶片上可加工制作各种电路元件结构，而成为特定电性功能的芯片产品。
[0003]晶圆键合技术是指通过化学和物理作用将两块已镜面抛光的同质或异质的晶片紧密地结合起来，晶片接合后，界面的原子受到外力的作用而产生反应形成共价键结合成一体，并使接合界面达到特定的键合强度。在实际工艺操作中，由于晶圆本身翘曲等因素，气体在键合过程中不易从硅片内部排出且会对位精度产生影响，典型的就是气泡增多或者对位精度较差，影响产品良率，极端情况下甚至报废产品。
[0004]目前通常在晶圆键合技术中需要减少晶圆形变对键合效果的影响，在不影响晶圆正面工艺的前提下，需要一道晶圆背部进行化学气相沉积工艺从而在晶圆背部形成一层薄膜，来调节晶圆的翘曲率值来从而达到改善晶圆翘曲度的目的。一般情况下，晶圆表面向上弯曲，通过晶背薄膜的收缩应力将晶圆拉平。产生拉力的大小与薄膜厚度正相关，翘曲度越大需要的膜厚越大。
[0005]然而目前采用的是晶背均匀生长薄膜的方式，只能解决中心对称形变的晶圆翘曲问题，如果晶圆为不对称形变时，就很难解决晶圆翘曲的问题。
[0006]所以如何解决不对称形变晶圆的翘曲问题，这是目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的问题是提供一种半导体工艺设备及其使用方法，用于解决不对称形变晶圆的翘曲问题，消除晶圆翘曲在加工工艺中的负面影响，从而提高晶圆的加工质量和性能，为形成高质量的半导体器件做准备。
[0008]为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体工艺设备，包括反应腔，用于承载晶圆，所述晶圆包括相对的第一面和第二面；位于所述反应腔内的加热装置，所述加热装置包括若干加热单元，各所述加热单元对所述第一面的对应区域独立加热；位于所述反应腔内的薄膜沉积装置，用于对所述第二面进行成膜处理。
[0009]可选的，所述加热装置还包括位于所述反应腔内的基座，若干所述加热单元连接在所述基座上且均匀地分布在所述基座上。
[0010]可选的，所述加热装置还包括若干气冷单元，所述气冷单元位于相邻的所述加热单元之间。
[0011]可选的，所述气冷单元包括若干个包括贯穿所述基座的气孔，所述气孔的一端与外部连接，用于将外部的气体引进到所述反应腔内且气冷所述第一面。
[0012]可选的，所述加热单元的功率与所述加热单元在所述晶圆上所对应区域的翘曲率呈正相关。
[0013]可选的，套设在所述加热单元上且朝向所述第一面的保护罩，所述保护罩与所述第一面非接触。
[0014]可选的，所述反应腔上具有若干排气管路。
[0015]可选的，还包括：位于所述基座上的热成像仪，用于反馈所述晶圆的表面温度信息。
[0016]可选的，还包括：位于所述反应腔内的卡槽，所述晶圆位于所述卡槽上，所述加热装置和所述薄膜沉积装置分别位于所述卡槽的两侧，所述加热装置对所述第一面产生的气压与所述薄膜沉积装置对所述第二面产生的气压平衡。
[0017]可选的，若干所述排气管路沿着所述卡槽的边缘均匀分布。
[0018]可选的，所述薄膜沉积装置包括：薄膜气体反应腔，所述薄膜气体反应腔产生等离子体发射至所述第二面，在所述第二面形成薄膜。
[0019]相应的，本专利技术还提供一种半导体工艺设备的使用方法，包括：上述半导体工艺设备；将带翘曲的晶圆放置于反应腔内，所述晶圆包括相对的第一面和第二面，所述第一面朝向所述加热装置，所述第二面朝向所述薄膜沉积装置，所述第一面包括若干区域；获取各所述区域的翘曲率；所述加热单元分别根据所对应所述区域的翘曲率对所述第一面进行独立加热处理；采用薄膜沉积装置，在所述第二面形成薄膜。
[0020]可选的，所述成膜的厚度与所述加热处理的加热温度呈正相关。
[0021]可选的，所述加热单元还包括气冷单元，所述气冷单元位于相邻的所述加热单元之间。
[0022]可选的，所述加热单元的功率与所述加热单元在所述晶圆上所对应区域的翘曲率呈正相关。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0024]晶圆放置在反应腔内，其中晶圆包括相对的第一面和第二面；位于所述反应腔内的加热装置，所述加热装置包括若干加热单元，各所述加热单元对所述第一面的对应区域独立加热，薄膜沉积装置用于对所述第二面进行成膜处理；利用各所述加热单元对所述第一面的对应区域独立加热，使得所述第一面的对应区域具有不同的温度，那么所述对应区域所对应的第二面上能够形成的膜层厚度是不一样的，膜层厚度不同所产生的收缩应力不同，那么翘曲率大的对应区域就可以对应形成较厚的膜层，翘曲率较小的对应区域就可以形成较薄的膜层，从而实现定向调整，有效消除不对称变形晶圆的翘曲问题，消除晶圆翘曲在加工工艺中的负面影响，从而提高晶圆的加工质量和性能，为形成高质量的半导体器件做准备。
附图说明
[0025]图1是一实施例中半导体工艺设备的结构示意图；
[0026]图2为一实施例中晶圆翘曲消除的变化示意图；
[0027]图3是本专利技术一实施例中半导体工艺设备的结构示意图；
[0028]图4为本专利技术一实施例中加热装置的仰视图；
[0029]图5至图7为本专利技术一实施例中晶圆翘曲消除的变化示意图。
具体实施方式
[0030]如
技术介绍
所述，实现制程中消除不对称形变晶圆的翘曲问题，是目前半导体制造
亟待解决的问题之一。
[0031]请参考图1和图2进行详细说明。
[0032]参考图1，一种半导体工艺设备100，包括反应腔101，用于承载带有翘曲的晶圆102，所述晶圆102包括相对的第一面和第二面；加热装置103，用于向所述第一面施加加热的气体；薄膜沉积装置104用于向所述第二面发射等离子体，从而在所述第二面上进行成膜反应，在所述第二面上形成薄膜。
[0033]图1中实线箭头表示加热气体；虚线箭头表示生长薄膜所需的反应气体
[0034]请参考图2，在带有翘曲的所述晶圆102(图2a)的第二面上形成了均匀厚度的薄膜105(图2b)，由于所述薄膜105的收缩力作用，所述晶圆102翘曲消失，变成平整的晶圆(图2c)。
[0035]图2中竖直虚线表示所述晶圆的对称中心线。
[0036]上述由于所述晶圆102是对称形变的，所以在所述第二面上形成厚度均匀的所述薄膜105可以解决所述晶圆的翘曲问题，但是对于不对称形变的晶圆，均匀厚度的薄膜所产生的收缩力是不能消除翘曲的问题。
[0037]为了解决在半导体先进制程研发生产中由于消除不了不对称形变晶圆的翘曲问题造成半导体器件良率较低的问题，本专利技术实施例提供一种半导体工艺设备及其使用方法。在所述半导体工艺设备中，利用各所述加热单元对所述第一面的对应区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：反应腔，用于承载晶圆，所述晶圆包括相对的第一面和第二面；位于所述反应腔内的加热装置，所述加热装置包括若干加热单元，各所述加热单元对所述第一面的对应区域独立加热；位于所述反应腔内的薄膜沉积装置，用于对所述第二面进行成膜处理。2.如权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述加热装置还包括位于所述反应腔内的基座，若干所述加热单元连接在所述基座上且均匀地分布在所述基座上。3.如权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述加热装置还包括若干气冷单元，所述气冷单元位于相邻的所述加热单元之间。4.如权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述气冷单元包括若干个包括贯穿所述基座的气孔，所述气孔的一端与外部连接，用于将外部的气体引进到所述反应腔内且气冷所述第一面。5.如权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述加热单元的功率与所述加热单元在所述晶圆上所对应区域的翘曲率呈正相关。6.如权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：套设在所述加热单元上且朝向所述第一面的保护罩，所述保护罩与所述第一面非接触。7.如权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述反应腔上具有若干排气管路。8.如权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：位于所述基座上的热成像仪，用于反馈所述晶圆的表面温度信息。9.如权利要求7所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢程，宋倩倩，孙鹏，刘伟杰，
申请(专利权)人：芯盟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：