一种用于背封晶圆的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种用于背封晶圆的装置及方法，所述装置包括：供应单元，所述供应单元用于将反应气体供应至所述晶圆以在所述晶圆上生长背封膜；调节单元，所述调节单元用于对被供应的反应气体的温度进行调节，使得供应至所述晶圆的径向中心区域的反应气体的第一温度高于供应至所述晶圆的径向边缘区域的反应气体的第二温度

【技术实现步骤摘要】
一种用于背封晶圆的装置及方法


[0001]本专利技术涉及半导体晶圆生产领域，尤其涉及一种用于背封晶圆的装置及方法
。

技术介绍

[0002]随着半导体集成电路产业的快速发展，外延晶圆成为了半导体集成电路产业的关键基础材料，大规模集成电路多数产品工艺均使用外延晶圆
。
外延晶圆可以通过晶圆的外延生长获得，具体地，外延晶圆是指在经抛光的晶圆上再生长一层电阻率和厚度可控
、
无晶体原生粒子
(Crystal Originated Particles
，
COP)
缺陷且无氧沉淀的单晶层
。
晶圆的外延生长工艺主要有真空外延沉积
、
气相外延沉积以及液相外延沉积等，其中气相外延沉积的应用最为广泛
。
但在气相外延沉积的过程中特别是对于重掺晶圆而言不可避免地会存在自掺杂现象
。
自掺杂现象产生的一种可能的原因为：在晶圆外延生长的高温环境下，晶圆中含有的例如硼或磷的掺杂剂原子向外扩散并穿过晶圆背面进入到用于外延生长的反应气体中，并沉积到晶圆的外延层中
。
晶圆的外延层中沉积有上述掺杂剂原子的情况下会导致电阻率漂移，从而严重影响外延晶圆的品质
。
[0003]晶圆背封技术是一种常用的阻止自掺杂现象出现的手段，该技术是指在晶圆背面沉积一层比如高纯二氧化硅薄膜之类的背封膜，以避免上述掺杂剂原子穿过晶圆背面进入反应气体中，起到对掺杂剂原子封闭的作用，从而有效抑制自掺杂，减小对电阻率的影响，改善外延晶圆的品质
。
[0004]出于成本及成膜质量的考虑，通常采用常压化学气相沉积
(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition
，
APCVD)
方式将背封膜沉积在将要进行外延生长的晶圆的背面
。
现有的连续式
APCVD
系统一般包括晶圆传送模块
、
加热模块和沉积模块等，晶圆被传送模块携带经过沉积模块以在加热模块提供的高温的作用下在晶圆背面沉积背封膜
。
早期的
APCVD
系统传送模块采用合金材质的传送带，现出于金属污染的考虑更多选用非金属材料的晶圆承载托盘，比如碳化硅托盘
。
[0005]晶圆以正面与托盘相邻并且仅晶圆的周缘与托盘接触的方式承载在托盘上，在对晶圆进行加热的过程中，晶圆会发生软化进而在重力的作用下产生变形或者说塌陷，导致晶圆的径向中心区域与托盘发生接触，由此对晶圆的正面造成损伤
。
目前，为防止晶圆的径向中心区域由于过热导致塌陷问题，将晶圆径向中心区域加热至了相对较低的温度，这样就有效的阻止了塌陷问题的产生
。
但是，由于晶圆受热不均，导致在晶圆径向中心区域处的沉积膜厚偏低，造成了沉积膜的厚度均匀性变差
。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术实施例期望提供一种用于背封晶圆的装置及方法，即使为避免塌陷问题将晶圆中心加热至较低温度，也能够避免背封膜厚度不均匀的问题
。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于背封晶圆的装置，所述装置包括：
[0009]供应单元，所述供应单元用于将反应气体供应至所述晶圆以在所述晶圆上生长背封膜；
[0010]调节单元，所述调节单元用于对被供应的反应气体的温度进行调节，使得供应至所述晶圆的径向中心区域的反应气体的第一温度高于供应至所述晶圆的径向边缘区域的反应气体的第二温度
。
[0011]在根据本专利技术的实施例的装置中，供应至晶圆的径向中心区域的反应气体的第一温度较高，而供应至晶圆的径向边缘区域的反应气体的第二温度较低，因此，即使出于避免晶圆塌陷的角度考虑，将晶圆的径向中心区域的温度加热至较低，而将晶圆的径向边缘区域的温度加热至较高，会使背封膜在径向中心区域的生长速率低于在径向边缘区域的生长速率，但由于径向中心区域与温度较高的反应气体接触，而径向边缘区域而与温度较低的反应气体接触，因此背封膜在径向中心区域的生长速率会较高，在径向边缘区域的生长速率会较低，抵消了由于温度差异导致的生长速率的不同，由此使得生长的背封膜在晶圆的整个背面上的厚度是均匀的
。
[0012]在本专利技术的优选实施例中，所述调节单元包括多个加热元件，每个加热元件呈圆环状，所述多个加热元件处于同一平面中并且彼此同心，所述多个加热元件中的径向外侧元件用于对供应至所述晶圆的径向中心区域的反应气体进行加热，所述多个加热元件中的径向内侧元件用于对供应至所述晶圆的径向中心区域的反应气体进行加热
。
[0013]这样，只要径向内侧元件的加热功率大于径向外侧元件的加热功率，便能够使供应至晶圆的径向中心区域的反应气体被加热至的温度高于供应至晶圆的径向边缘区域的反应气体被加热至的温度，而由于径向内侧元件和径向外侧元件是独立于彼此的，因此提供不同的加热功率是容易实现的
。
[0014]在本专利技术的优选实施例中，所述供应单元包括多个排气部分，每个排气部分呈圆环状并且由一连串用于排出反应气体的排气口构成，所述多个排气部分处于同一平面中并且彼此同心
。
[0015]由于排气口的存在，反应气体能够以更为集中
、
直接的方式供应至晶圆的上表面，而且，在所述多个排气部分在几何形态上以与所述多个加热元件类似的方式布置的情况下，能够使从所述多个排气部分排出的反应气体得到更为直接
、
精确的加热，从而能够有利于对从径向外侧的排气口排出的反应气体以及从径向内侧的排气口排出的反应气体的温度进行控制
。
[0016]在本专利技术的优选实施例中，所述多个加热元件设置在所述多个排气部分与所述晶圆的背面之间
。
[0017]这样，加热元件可以通过热辐射实现对反应气体直接加热，而不需要加热元件产生的热量经由限定出排气口的实体环状内壁再传递至反应气体，有利于对从径向外侧的排气口排出的反应气体以及从径向内侧的排气口排出的反应气体的温度进行控制
。
[0018]在本专利技术的优选实施例中，所述加热元件和所述排气部分在径向上交替排列
。
[0019]这样，能够避免反应气体受到加热元件的干扰，从而能够更为精确地到达晶圆的径向边缘区域以及径向中心区域
。
[0020]在本专利技术的优选实施例中，所述多个加热元件所处平面与所述晶圆的背面之间的间距介于
5cm
至
10cm
之间
。
[0021]这样，既能够避免加热元件对晶圆产生加热作用，又能够避免加热后的反应气体的行进距离太长而无法精确地到达晶圆的径向边缘区域以及径向中心区域
。
[0022]在本专利技术的优选实施例中，所述加热元件为电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于背封晶圆的装置，其特征在于，所述装置包括：供应单元，所述供应单元用于将反应气体供应至所述晶圆以在所述晶圆上生长背封膜；调节单元，所述调节单元用于对被供应的反应气体的温度进行调节，使得供应至所述晶圆的径向中心区域的反应气体的第一温度高于供应至所述晶圆的径向边缘区域的反应气体的第二温度
。2.
根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调节单元包括多个加热元件，每个加热元件呈圆环状，所述多个加热元件处于同一平面中并且彼此同心，所述多个加热元件中的径向外侧元件用于对供应至所述晶圆的径向中心区域的反应气体进行加热，所述多个加热元件中的径向内侧元件用于对供应至所述晶圆的径向中心区域的反应气体进行加热
。3.
根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述供应单元包括多个排气部分，每个排气部分呈圆环状并且由一连串用于排出反应气体的排气口构成，所述多个排气部分处于同一平面中并且彼此同心
。4.
根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个加热元件设置在所述多个排气部分与所述晶圆的背面之间
。5.
根据权利要求4所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：严涛，吴志刚，何刚，
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：