硅片近边缘形态的研究进展

关于硅片近边缘形态已有的研究主要集中在评价方法、工艺改进以及加工装置上。国际半导体产业协会(SEMI)标准量化评价硅片近边缘形态,约定了有关硅片近边缘卷曲度(ROA)、近边缘曲率、近边缘局部平整度、近边缘不完整区域局部平整度的评价方法,可以依据不同的应用场景选择适合的评价方法来判断近边缘形态。对于硅片近边缘形态的测量手段,可以分为近边缘卷曲(ERO)和近边缘微粗糙度两个方面。探究了抛光工艺和抛光前道制程对硅片近边缘形态的影响:抛光工艺会影响硅片近边缘局部平整度和硅片ROA,通过控制抛光压力、抛光时间和转速等工艺参数以及抛光垫和抛光浆料等工艺耗材可以改善硅片近边缘局部平整度;对于300 mm硅片,通过对抛光垫的改良和创新,设计出双层抛光垫以及3层抛光垫,可以缓解硅片近边缘塌陷。对于200 mm硅片,通过匹配腐蚀工艺和双面研磨工艺有益于改进局部平整度。近边缘形态相关专利主要通过改进工艺流程、引入单面磨削、改变硅片形状来改善硅片近边缘形态。

200 mm重掺As硅片上APCVD法沉积SiO_(2)薄膜应力的研究

常压化学气相沉积(APCVD)方法生长的SiO_(2)薄膜沉积在硅抛光片背面用于防止自掺杂效应,也在一些电子器件制造中用于绝缘层材料,它具有无定型晶体的结构,薄膜中的孔隙结构和表面结构对薄膜的应力产生影响。本研究中对APCVD沉积的二氧化硅薄膜在不同工艺条件下产生薄膜应力、热处理后薄膜应力变化以及在存放过程中的应力变化进行了测试。实验结果表明:SiO_(2)薄膜的沉积工艺不同,薄膜结构也会有差异,其中工艺温度影响尤其显著;经过热处理后的SiO_(2)薄膜结构发生变化,主要体现在孔隙内-OH的脱离,Si=O键、Si-Si键减少和消失,1100℃以上的热处理可以导致薄膜向晶体型转变,薄膜应力会随着结构改变而发生变化;薄膜在特定条件下存放一段时间后,表面和空隙内的-OH会吸附周围环境中的H2O,孔隙填充使薄膜应力发生自然释放现象;经过热处理后的SiO_(2)薄膜应力自然释放明显减弱,这与SiO_(2)薄膜经过热处理后的结构发生变化有关。

水平超导磁场直拉法硅单晶熔体过热现象

基于水平超导磁场及特定热场结构,对直拉法硅单晶生长过程中的熔体过热现象进行了数值模拟和实验研究。在数值模拟中发现了熔体对流和温度变化的特殊趋势,随后在实验中发现了相应位置晶体直径突然收缩现象,依此推测拉晶过程中生长界面附近熔体温度及温度梯度的变化是引起晶体直径收缩的直接原因。此外发现改变熔体温度梯度将改变熔体过热现象发生的位置和幅度,模拟中对两种极端的功率条件进行了计算,并在实验中观察到了预期的差别。水平超导磁场对于熔体对流的抑制作用、特定的热场结构和工艺条件,都是引起熔体过热和晶体直径收缩现象发生的原因。