一種非拋光單晶硅基器件光刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的堿腐蝕加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于非拋光單晶硅片的堿腐蝕技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種非拋光單晶硅基器件光刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的堿腐蝕加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,半導(dǎo)體制造廠商為了降低生產(chǎn)原料成本,選擇使用更大尺寸的硅晶圓,然而大尺寸硅片的拋光難度及成本較大,使用非拋光片又面臨著光刻對(duì)焦不清晰的問題,尤其是反刻金屬鋁時(shí)無法識(shí)別對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記,導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種非拋光單晶硅基器件光刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的堿腐蝕加工方法,該方法通過調(diào)整堿腐蝕液的配比,成功在〈I11>晶向非拋光硅片上腐蝕出光亮密集的金字塔結(jié)構(gòu),大大提高了反刻鋁時(shí)的光刻對(duì)準(zhǔn)效果,并且該技術(shù)的引入擺脫了生產(chǎn)對(duì)單晶硅拋光片的依賴,大大降低了生產(chǎn)原料的成本。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案,一種非拋光單晶硅基器件光刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的堿腐蝕加工方法,其特征在于具體步驟為:首先將非拋光〈I 11>晶向單晶硅片在20?30°C的稀氟氫酸溶液中浸泡3?20min以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,而不去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈,其中稀氟氫酸溶液中氟氫酸與水的體積比為1:4?1:1O;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為30%?40%的氫氧化銨溶液、去離子水與異丙醇按照1:10:0.25-1:3:0.25的體積比例進(jìn)行配置或質(zhì)量濃度為30%?40%的氫氧化銨溶液與去離子水按照1:10?1:3的體積比例進(jìn)行配置,將上述清洗干凈的硅片在40?75°C的堿腐蝕液中腐蝕I?18min,加兆聲去除反應(yīng)氣泡或持續(xù)抖動(dòng)防止氣泡凝聚,再?zèng)_洗水清洗干凈即在非拋光〈111>晶向單晶硅片上腐蝕出光亮密集的金字塔結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明具有以下有益效果:通過調(diào)整堿腐蝕液的配比實(shí)現(xiàn)了不同大小和密集度的金剛石結(jié)構(gòu),既可以避免硅片表面形成不規(guī)則的腐蝕印記,又可以改變腐蝕區(qū)域的光澤度,實(shí)現(xiàn)光刻快速對(duì)準(zhǔn),并使得大尺寸非拋光硅片的應(yīng)用得到推廣,降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0006]以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明,但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例,凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0007]選用3寸、4寸、5寸及6寸非拋光〈111〉晶向單晶硅片,厚度250μπι以上,在蒸鋁之前的最后一次光刻時(shí)會(huì)形成單晶硅歐姆接觸區(qū)、氧化層絕緣隔離區(qū)及單晶硅對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū),由于二氧化硅與硅在堿性溶液中反應(yīng)速率大大不同的緣故,單晶硅歐姆接觸區(qū)及單晶硅對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)在本發(fā)明所示堿腐蝕液中會(huì)發(fā)生異向腐蝕,使得反應(yīng)區(qū)形成對(duì)比度較強(qiáng)的金字塔結(jié)構(gòu),而有氧化層的區(qū)域則無明顯變化。
[0008]實(shí)施例1
進(jìn)行堿腐蝕前,首先將硅片在25°C的DHF(DHF與水的體積比為1:10)溶液中浸泡201^11以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,但不應(yīng)去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為30%的氫氧化銨溶液與去離子水的體積比為1:3,將上述清洗干凈的硅片在40 °C的堿腐蝕液中腐蝕6min,加兆聲去反應(yīng)氣泡或不斷抖動(dòng),以防在氣泡凝聚,在芯片表面形成不均勻的腐蝕印記,造成外觀不良,沖水清洗干凈,然后烘干在顯微鏡下觀察腐蝕情況。
[0009]實(shí)施例2
進(jìn)行堿腐蝕前,首先將硅片在25°C的DHF(DHF與水的體積比為1:10)溶液中浸泡201^11以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,但不應(yīng)去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為40%的氫氧化銨溶液與去離子水的體積比為1:1O,將上述清洗干凈的硅片在40 °C的堿腐蝕液中腐蝕15min,加兆聲去反應(yīng)氣泡或不斷抖動(dòng),以防在氣泡凝聚,在芯片表面形成不均勻的腐蝕印記,造成外觀不良,沖水清洗干凈,然后烘干在顯微鏡下觀察腐蝕情況。
[0010]實(shí)施例3
進(jìn)行堿腐蝕前,首先將硅片在20°C的DHF(DHF與水的體積比為1:4)溶液中浸泡311^11以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,但不應(yīng)去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為30%的氫氧化銨溶液與去離子水的體積比為1:3,將上述清洗干凈的硅片在75°C的堿腐蝕液中腐蝕lmin,加兆聲去反應(yīng)氣泡或不斷抖動(dòng),以防在氣泡凝聚,在芯片表面形成不均勻的腐蝕印記,造成外觀不良,沖水清洗干凈,然后烘干在顯微鏡下觀察腐蝕情況。
[0011]實(shí)施例4
進(jìn)行堿腐蝕前,首先將硅片在30°C的DHF(DHF與水的體積比為1:4)溶液中浸泡311^11以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,但不應(yīng)去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為40%的氫氧化銨溶液與去離子水的體積比為1:10,將上述清洗干凈的硅片在75°C的堿腐蝕液中腐蝕3min,加兆聲去反應(yīng)氣泡或不斷抖動(dòng),以防在氣泡凝聚,在芯片表面形成不均勻的腐蝕印記,造成外觀不良,沖水清洗干凈,然后烘干在顯微鏡下觀察腐蝕情況。
[0012]實(shí)施例5
進(jìn)行堿腐蝕前,首先將硅片在25°C的DHF(DHF與水的體積比為1:10)溶液中浸泡201^11以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,但不應(yīng)去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為30%的氫氧化銨溶液與去離子水的體積比為1:3:0.25,將上述清洗干凈的硅片在40°C的堿腐蝕液中腐蝕8min,加兆聲去反應(yīng)氣泡或不斷抖動(dòng),以防在氣泡凝聚,在芯片表面形成不均勻的腐蝕印記,造成外觀不良,沖水清洗干凈,然后烘干在顯微鏡下觀察腐蝕情況,異丙醇的使用使得反應(yīng)氣泡不易在硅片表面吸附,金字塔內(nèi)結(jié)構(gòu)更加均勻,且不易形成腐蝕印記。
[0013]實(shí)施例6
進(jìn)行堿腐蝕前,首先將硅片在25°C的DHF(DHF與水的體積比為1:4)溶液中浸泡311^11以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,但不應(yīng)去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為40%的氫氧化銨溶液與去離子水的體積比為1:10:0.25,將上述清洗干凈的硅片在40°C的堿腐蝕液中腐蝕18min,加兆聲去反應(yīng)氣泡或不斷抖動(dòng),以防在氣泡凝聚,在芯片表面形成不均勻的腐蝕印記,造成外觀不良,沖水清洗干凈,然后烘干在顯微鏡下觀察腐蝕情況。
[0014]實(shí)施例7
進(jìn)行堿腐蝕前,首先將硅片在25°C的DHF(DHF與水的體積比為1:4)溶液中浸泡311^11以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,但不應(yīng)去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為40%的氫氧化銨溶液與去離子水的體積比為1:3:0.25,將上述清洗干凈的硅片在75°C的堿腐蝕液中腐蝕1.5min,加兆聲去反應(yīng)氣泡或不斷抖動(dòng),以防在氣泡凝聚,在芯片表面形成不均勻的腐蝕印記,造成外觀不良,沖水清洗干凈,然后烘干在顯微鏡下觀察腐蝕情況。
[0015]實(shí)施例8
進(jìn)行堿腐蝕前,首先將硅片在25°C的DHF(DHF與水的體積比為1:10)溶液中浸泡201^11以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,但不應(yīng)去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為30%的氫氧化銨溶液與去離子水的體積比為1:10:0.25,將上述清洗干凈的硅片在75°C的堿腐蝕液中腐蝕4min,加兆聲去反應(yīng)氣泡或不斷抖動(dòng),以防在氣泡凝聚,在芯片表面形成不均勻的腐蝕印記,造成外觀不良,沖水清洗干凈,然后烘干在顯微鏡下觀察腐蝕情況。
[0016]
上述實(shí)施例在堿腐蝕后均可以得到較理想的光照對(duì)比度和外觀質(zhì)量,使得表面蒸鋁后的芯片能夠快速、準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)光刻標(biāo)記,進(jìn)行套刻,極大的提高了光刻效率,并真正將大尺寸硅片應(yīng)用和推廣,給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0017]以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn),本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明原理的范圍下,本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非拋光單晶硅基器件光刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的堿腐蝕加工方法,其特征在于具體步驟為:首先將非拋光〈111〉晶向單晶硅片在20?30°C的稀氟氫酸溶液中浸泡3?20min以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,而不去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈,所述的稀氟氫酸溶液中氟氫酸與水的體積比為1:10?1:4;然后配制堿腐蝕液,其中質(zhì)量濃度為30%?40%的氫氧化銨溶液、去離子水與異丙醇按照1:10:0.25-1:3:0.25的體積比例進(jìn)行配置或質(zhì)量濃度為30%?40%的氫氧化銨溶液與去離子水按照1:10?1:3的體積比例進(jìn)行配置,將上述清洗干凈的硅片在40?75°C的堿腐蝕液中腐蝕I?ISmin,加兆聲去除反應(yīng)氣泡或持續(xù)抖動(dòng)防止氣泡凝聚,再?zèng)_洗水清洗干凈即在非拋光〈111〉晶向單晶硅片上腐蝕出光亮密集的金字塔結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非拋光單晶硅基器件光刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的堿腐蝕加工方法,具體步驟為:首先將非拋光<111>晶向單晶硅片在20~30℃的稀氟氫酸溶液中浸泡3~20min以去除硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)的氧化層,而不去除對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記區(qū)周圍的氧化層,沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液,將上述清洗干凈的硅片在40~75℃的堿腐蝕液中腐蝕1~18min,加兆聲去除反應(yīng)氣泡或持續(xù)抖動(dòng)防止氣泡凝聚,再?zèng)_洗水清洗干凈即在非拋光<111>晶向單晶硅片上腐蝕出光亮密集的金字塔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過調(diào)整堿腐蝕液的配比實(shí)現(xiàn)了不同大小和密集度的金剛石結(jié)構(gòu),既可以避免硅片表面形成不規(guī)則的腐蝕印記,又可以改變腐蝕區(qū)域的光澤度,解決了工藝使用大尺寸硅片拋光效率低,難度大,成本高的問題。
【IPC分類】H01L21/306, H01L23/544
【公開號(hào)】CN105655248
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】杜志民, 王一宇, 郭立洲, 李妍
【申請(qǐng)人】河南芯睿電子科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日