CN107146757A - 一种喷雾式晶圆附磷工艺 - Google Patents

Abstract

一种喷雾式晶圆附磷工艺。提供了一种将液态源雾化的方式在晶圆表面附着磷源，其兼有液态源的低成本性，也有效地改善了常规液态源难以控制磷源在晶圆表面均匀分布的现状，具有显著的实用效应的喷雾式晶圆附磷工艺。包括磷源配制、晶圆附磷、磷源烘干、装舟贮存；其中，磷源配制：将磷酸二氢铵、磷酸、无水乙醇、水按照比例配比；磷源喷洒：将待喷磷晶圆装入磷源喷洒专用盘，用喷枪将配置好的磷源以雾状的形态均匀喷洒到晶圆表面；磷源烘干；装舟贮存。本发明相比于固、气磷源，每片的物料成本节约相当客观，且对设备需求较低；相比于常见的液态磷源，此法作业效率高，节省较多的人力成本。

Description

一种喷雾式晶圆附磷工艺

技术领域

本发明涉及晶圆加工领域，尤其涉及一种喷雾式晶圆附磷工艺。

背景技术

目前，二极管晶圆在附磷时有固、液、气三种形态的源可供选择。然而，其存在以下缺点：

使用固态纸源作为一种常见的附磷工艺方法，其高成本、杂质含量高等因素势必会导致此种方法逐渐退出市场。

使用气态源进行附磷的工艺方法，因其工艺流程复杂，对设备的要求高，附磷效果控制难度高等因素，导致生产效率低下，工艺成本极高，仅适用于高端半导体器件。

使用液态源在晶圆表面附磷的这种工艺，其成本较低；但是常见的液态源附磷方式是将液态源涂布在晶圆表面，易受员工操作熟练程度、设备运行状态等影响，使得源在晶圆表面附着时均匀性难以控制，实用性能受到了较大的削弱。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种将液态源雾化的方式在晶圆表面附着磷源，其兼有液态源的低成本性，也有效地改善了常规液态源难以控制磷源在晶圆表面均匀分布的现状，具有显著的实用效应的喷雾式晶圆附磷工艺。

本发明的技术方案是：包括以下步骤：

S1，磷源配制，包括磷酸二氢铵120-250g、磷酸5-50ml、无水乙醇15-35ml和水300-500ml，

首先，在广口瓶先放入磁性转子，然后放入水，置于磁力搅拌器上搅拌；

其次，称取磷酸二氢铵，倒入广口瓶中进行搅拌，用滤纸过滤；

最后，量筒分别量取磷酸和无水乙醇，倒入过滤后的广口瓶中搅拌，即成磷源；

S2，晶圆附磷，将晶圆放置在托盘上，排片完成后，将托盘移至喷磷台上，使用喷枪将磷源喷到晶圆上；

S3，磷源烘干，将喷磷完成的晶圆连同托盘移到红外灯烘干台上，打开红外灯和计时器，烘干温度为110-130℃，时间为10-25min；

S4，装舟贮存，将烘干后的晶圆进行磷面对磷面叠起，放置在空盒中；使用乙二醇乙醚和铝粉混合做成混合液；混合液刷舟并撒上铝粉，晾干；用压块将晶圆装在舟上，贮存在氮气柜中。

所述铝粉为氧化铝粉。

步骤S1中，所述磷酸二氢铵为200g、磷酸为40ml、无水乙醇30ml和水400ml。

步骤S1中，水的温度为60-100℃。

步骤S2中，喷枪喷磷时，喷枪口垂直于晶圆，喷枪高度为20-35cm；喷磷完成后，表面挥洒铝粉。

所述铝粉为氧化铝粉。

步骤S4中，乙二醇乙醚150-220g、铝粉30-60g。

所述托盘包括本体，所述本体上均布设有若干容置槽。

本发明包括四部分为磷源配制、晶圆附磷、磷源烘干、装舟贮存；其中，

磷源配制：将磷酸二氢铵、磷酸、无水乙醇、水按照比例配比，用磁力搅拌器将其搅拌成均一、稳定的溶液；

磷源喷洒：将待喷磷晶圆装入磷源喷洒专用盘，用喷枪将配置好的磷源以雾状的形态均匀喷洒到晶圆表面；

磷源烘干：将喷好磷源的晶圆整盘转入红外灯烘干台进行烘干；

装舟贮存：将烘干后的晶圆磷面对磷面收盒装入石英二棒舟中，放入氮气柜中贮存。

本发明相比于固、气磷源，每片的物料成本节约相当客观，且对设备需求较低；相比于常见的液态磷源，此法作业效率高，节省较多的人力成本。

附图说明

图1是本发明磁力搅拌器的结构示意图，

图2是本发明托盘的结构示意图，

图3是本发明晶圆喷磷后的结构示意图，

图4是本发明晶圆装舟的结构示意图；

图中1是广口瓶，2是磁性转子，3是磁力搅拌器，4是磷源，5是托盘，51是本体，52是容置槽，6是晶圆，7是舟体，8是压块。

具体实施方式

本发明如图1-4所示，包括以下步骤：

S1，磷源配制，包括磷酸二氢铵120-250g、磷酸5-50ml、无水乙醇15-35ml和水300-500ml，

首先，在广口瓶1先放入磁性转子2，然后放入水，置于磁力搅拌器3上搅拌；

其次，称取磷酸二氢铵，倒入广口瓶中进行搅拌，用滤纸过滤；过滤的作用：由于配比浓度高，部分溶质在配置时随着溶液温度降低而结晶析出，滤出溶液中的杂质；

最后，量筒分别量取磷酸和无水乙醇，倒入过滤后的广口瓶中搅拌，即成磷源4；本发明中的磷源配方成本低，降低了企业成本。

S2，晶圆附磷，将晶圆放置在托盘5上，排片完成后，将托盘移至喷磷台上，使用喷枪将磷源喷到晶圆6上；

S3，磷源烘干，将喷磷完成的晶圆连同托盘移到红外灯烘干台上，打开红外灯和计时器，烘干温度为110-130℃，时间为10-25min；

S4，装舟贮存，将烘干后的晶圆进行磷面对磷面叠起，放置在空盒中；使用乙二醇乙醚和铝粉混合做成混合液；混合液刷舟（即舟体7）并撒上铝粉，晾干，起到防止粘舟的作用；用压块8将晶圆装在舟上，由于晶圆不能将舟体填满，利用压块可将舟体填满，防止晶圆一边倒，同时将晶圆压紧，利于磷源扩入晶圆中；贮存在氮气柜中，由于磷在常温下容易吸收空气中的水分，避免吸潮。

所述铝粉为氧化铝粉。

步骤S1中，所述磷酸二氢铵为200g、磷酸为40ml、无水乙醇30ml和水400ml。

步骤S1中，水的温度为60-100℃，由于磷在低温下容易析出，避免析出。

步骤S2中，喷枪喷磷时，喷枪口垂直于晶圆，喷枪高度为20-35cm；喷磷完成后，表面挥洒铝粉。

高温1240℃情况下，硅片与硅片之间粘连在一块成一个整体；出炉后泡在氢氟酸中将其分开，加氧化铝粉的目的就是让其分散在硅片与硅片之间，形成间隙，便于后道工序——分片。

所述铝粉为氧化铝粉。

步骤S4中，乙二醇乙醚150-220g、铝粉30-60g；通过两者制成的混合液，防止晶圆粘舟。

所述托盘5包括本体51，所述本体上均布设有若干容置槽52，便于晶圆的放置，起到均匀喷磷的效果。

实际应用中，S1，用500ml广口瓶，先放入磁性转子，然后放入400的80℃水，置于磁力搅拌器上搅拌；用天平称200g磷酸二氢铵，倒入广口瓶中，搅拌20min，时间到后，用滤纸过滤；用量筒量取40ml磷酸，倒入广口瓶中；再用量筒量取30ml无水乙醇，倒入广口瓶中搅拌，即成磷源；

S2，将晶圆放置在喷磷专用托盘上，排片完成后，将托盘移到喷磷台上，匀速稳定的运用喷枪将磷源喷到晶圆上；喷源时，喷枪口垂直于晶圆待喷磷面，喷枪高度为30cm，每盘喷洒时间为18秒；喷磷完成后，在其表面轻轻挥洒铝粉；

S3，将喷磷完成的晶圆连同托盘移到红外灯烘干台上，打开红外灯和计时器，烘干温度为12℃，烘干时间为20分钟；

S4，将烘干后的晶圆进行磷面对磷面叠起，放置在空盒中；用乙二醇乙醚和铝粉混合在烧杯中，做成刷舟的混合液；在舟上用美术笔刷上混合液，再撒上铝粉，待混合液晾干后，用压块将喷磷后的晶圆装在舟上。

Claims (8)

1.一种喷雾式晶圆附磷工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1，磷源配制，包括磷酸二氢铵120-250g、磷酸5-50ml、无水乙醇15-35ml和水300-500ml，

首先，在广口瓶先放入磁性转子，然后放入水，置于磁力搅拌器上搅拌；

其次，称取磷酸二氢铵，倒入广口瓶中进行搅拌，用滤纸过滤；

最后，量筒分别量取磷酸和无水乙醇，倒入过滤后的广口瓶中搅拌，即成磷源；

S2，晶圆附磷，将晶圆放置在托盘上，排片完成后，将托盘移至喷磷台上，使用喷枪将磷源喷到晶圆上；

S3，磷源烘干，将喷磷完成的晶圆连同托盘移到红外灯烘干台上，打开红外灯和计时器，烘干温度为110-130℃，时间为10-25min；

S4，装舟贮存，将烘干后的晶圆进行磷面对磷面叠起，放置在空盒中；使用乙二醇乙醚和铝粉混合做成混合液；混合液刷舟并撒上铝粉，晾干；用压块将晶圆装在舟上，贮存在氮气柜中。

2.根据权利要求1所述的一种喷雾式晶圆附磷工艺，其特征在于，所述铝粉为氧化铝粉。

3.根据权利要求1所述的一种喷雾式晶圆附磷工艺，其特征在于，步骤S1中，所述磷酸二氢铵为200g、磷酸为40ml、无水乙醇30ml和水400ml。

4.根据权利要求1所述的一种喷雾式晶圆附磷工艺，其特征在于，步骤S1中，水的温度为60-100℃。

5.根据权利要求1所述的一种喷雾式晶圆附磷工艺，其特征在于，步骤S2中，喷枪喷磷时，喷枪口垂直于晶圆，喷枪高度为20-35cm；喷磷完成后，表面挥洒铝粉。

6.根据权利要求5所述的一种喷雾式晶圆附磷工艺，其特征在于，所述铝粉为氧化铝粉。

7.根据权利要求1所述的一种喷雾式晶圆附磷工艺，其特征在于，步骤S4中，乙二醇乙醚150-220g、铝粉30-60g。

8.根据权利要求1所述的一种喷雾式晶圆附磷工艺，其特征在于，所述托盘包括本体，所述本体上均布设有若干容置槽。