一種非拋光單晶硅基器件光刻對準標記的堿腐蝕加工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于非拋光單晶硅片的堿腐蝕技術領域，具體涉及一種非拋光單晶硅基器件光刻對準標記的堿腐蝕加工方法。
【背景技術】
[0002]目前，半導體制造廠商為了降低生產原料成本，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焦不清晰的問題，尤其是反刻金屬鋁時無法識別對準標記，導致生產效率較低。
【發明內容】
[0003]本發明解決的技術問題是提供了一種非拋光單晶硅基器件光刻對準標記的堿腐蝕加工方法，該方法通過調整堿腐蝕液的配比，成功在〈I11>晶向非拋光硅片上腐蝕出光亮密集的金字塔結構，大大提高了反刻鋁時的光刻對準效果，并且該技術的引入擺脫了生產對單晶硅拋光片的依賴，大大降低了生產原料的成本。
[0004]本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種非拋光單晶硅基器件光刻對準標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以去除硅片對準標記區的氧化層，而不去除對準標記區周圍的氧化層，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的體積比例進行配置或質量濃度為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，加兆聲去除反應氣泡或持續抖動防止氣泡凝聚，再沖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構。
[0005]本發明具有以下有益效果:通過調整堿腐蝕液的配比實現了不同大小和密集度的金剛石結構，既可以避免硅片表面形成不規則的腐蝕印記，又可以改變腐蝕區域的光澤度，實現光刻快速對準，并使得大尺寸非拋光硅片的應用得到推廣，降低企業生產成本。
【具體實施方式】
[0006]以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。
[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會形成單晶硅歐姆接觸區、氧化層絕緣隔離區及單晶硅對準標記區，由于二氧化硅與硅在堿性溶液中反應速率大大不同的緣故，單晶硅歐姆接觸區及單晶硅對準標記區在本發明所示堿腐蝕液中會發生異向腐蝕，使得反應區形成對比度較強的金字塔結構，而有氧化層的區域則無明顯變化。
[0008]實施例1
進行堿腐蝕前，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以去除硅片對準標記區的氧化層，但不應去除對準標記區周圍的氧化層，沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液，其中質量濃度為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，加兆聲去反應氣泡或不斷抖動，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]實施例2
進行堿腐蝕前，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以去除硅片對準標記區的氧化層，但不應去除對準標記區周圍的氧化層，沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液，其中質量濃度為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，加兆聲去反應氣泡或不斷抖動，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]實施例3
進行堿腐蝕前，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以去除硅片對準標記區的氧化層，但不應去除對準標記區周圍的氧化層，沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液，其中質量濃度為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，加兆聲去反應氣泡或不斷抖動，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]實施例4
進行堿腐蝕前，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以去除硅片對準標記區的氧化層，但不應去除對準標記區周圍的氧化層，沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液，其中質量濃度為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，加兆聲去反應氣泡或不斷抖動，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]實施例5
進行堿腐蝕前，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以去除硅片對準標記區的氧化層，但不應去除對準標記區周圍的氧化層，沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液，其中質量濃度為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，加兆聲去反應氣泡或不斷抖動，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氣泡不易在硅片表面吸附，金字塔內結構更加均勻，且不易形成腐蝕印記。
[0013]實施例6
進行堿腐蝕前，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以去除硅片對準標記區的氧化層，但不應去除對準標記區周圍的氧化層，沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液，其中質量濃度為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，加兆聲去反應氣泡或不斷抖動，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]實施例7
進行堿腐蝕前，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以去除硅片對準標記區的氧化層，但不應去除對準標記區周圍的氧化層，沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液，其中質量濃度為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，加兆聲去反應氣泡或不斷抖動，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]實施例8
進行堿腐蝕前，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以去除硅片對準標記區的氧化層，但不應去除對準標記區周圍的氧化層，沖水清洗干凈;然后配制堿腐蝕液，其中質量濃度為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，加兆聲去反應氣泡或不斷抖動，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]
上述實施例在堿腐蝕后均可以得到較理想的光照對比度和外觀質量，使得表面蒸鋁后的芯片能夠快速、準確對準光刻標記，進行套刻，極大的提高了光刻效率，并真正將大尺寸硅片應用和推廣，給企業帶來可觀的經濟效益。
[0017]以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。
【主權項】
1.一種非拋光單晶硅基器件光刻對準標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以去除硅片對準標記區的氧化層，而不去除對準標記區周圍的氧化層，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的體積比例進行配置或質量濃度為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，加兆聲去除反應氣泡或持續抖動防止氣泡凝聚，再沖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構。
【專利摘要】本發明公開了一種非拋光單晶硅基器件光刻對準標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以去除硅片對準標記區的氧化層，而不去除對準標記區周圍的氧化層，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，加兆聲去除反應氣泡或持續抖動防止氣泡凝聚，再沖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構。本發明通過調整堿腐蝕液的配比實現了不同大小和密集度的金剛石結構，既可以避免硅片表面形成不規則的腐蝕印記，又可以改變腐蝕區域的光澤度，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】CN105655248
【申請號】
【發明人】杜志民, 王一宇, 郭立洲, 李妍
【申請人】河南芯睿電子科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月22日