[发明专利]离子注入工艺中的基片背面注入方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造工艺中的离子注入工艺，尤其涉及一种离子注入工艺中的基片背面注入方法。

背景技术

离子注入是半导体制造中的关键工艺之一。离子注入通过控制掺杂原子的剂量(dose)来实现衬底材料载流子浓度的精确控制。在功率器件的发展中，垂直式元件具备较厚的漂移区。在高压应用中，垂直式元件具有广阔的应用前景。而在垂直式元件的制作过程中，需要从wafer(基片)的背面引出器件的Drain(漏极)。为了降低接触电阻，制作工艺中需要针对基片背面的离子注入。同时这种器件的基片需要减薄到100-300微米(um)，厚度小于普通基片(760um)的三分之一，对于注入机的搬送机制是一个严峻的挑战。普通的离子注入机，从设计之初，主要针对的是基片的正面注入，无法进行背面注入。由于基片的正面已经制作了器件，因此背面注入过程中不能损伤基片的正面。而专门进行背面注入的注入机需要重新购买，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种离子注入工艺中的基片背面注入方法，该方法通过正面贴膜工艺，调整离子注入机的搬送机制，成功实现了基片的背面注入，该方法具有较高的可操作性和生产效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种离子注入工艺中的基片背面注入方法，包括如下步骤：

(1)对基片的正面进行贴膜；

(2)将基片反转倒置，调整离子注入机的搬送机制；

(3)应用离子注入机进行基片的背面注入；

(4)注入后的基片进行反转和剥膜，完成背面注入的基片。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过对基片的正面贴膜，保护基片的正面，防止了倒转后基片正面在离子注入过程中的损伤，结合离子注入机搬送机制的相应调整，有效减弱了搬送过程中基片的抖动或掉落，明显提高了该方法的可操作性和生产效率，在普通的离子注入机上成功实现了基片的背面注入。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明步骤(1)基片正面贴膜完成后的贴膜质量示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明采用正面贴膜的方法，将贴完膜的基片(wafer)反转倒置，应用普通的离子注入机实现了基片的背面注入。通过一定的贴膜工艺，防止注入过程中对基片正面的损伤，同时调整注入机的搬送机制，成功实现了对减薄基片(100-300微米)的背面注入。

本发明的具体流程如图1所示，包括如下步骤：

(1)首先，对减薄的(100-300微米)基片的正面进行贴膜，以保护基片的正面，防止后续离子注入过程中对基片正面的损伤；优化贴膜材质，保证贴膜(B.G-Tape)无翘起和鼓泡(如图2所示)。贴膜材料可选三井化学SB-165DBN/185HRB/195HRB/228LPB高分子聚合物贴膜。不同型号的贴膜硬度与粘性不同，针对不同厚度的基片(100-300微米)，选择不同的贴膜类型保证对基片有足够的支撑度。大粘度的贴膜有助于消除鼓泡和翘起等贴膜问题。

(2)再将基片反转倒置，调整离子注入机的搬送机制，优化搬送位置、搬送速度及静电吸附电压，防止在搬送过程中基片抖动或掉落。由于减薄基片在重力作用下会有一定的下垂现象，需要降低机械手的搬送位置。减小机械手的真空吸力(90KPa降低到10-30KPa)和降低搬送速度(机械手上升和前进速度减半)，减弱基片在机械手上的形变和抖动。由于贴膜后基片的导电性减弱，降低静电吸附电压(300V-800V)，防止注入中电荷积累而导致真空中基片吸附在搬送机构上。

(3)应用普通的离子注入机将反转倒置的基片(正面向下的基片)进行离子注入，可采用的工艺条件：注入离子B⁺(一价B离子)或P⁺(一价P离子)，注入能量为20-200KeV，注入剂量为1E14-5E15，注入角度为0-7度。整个离子注入过程中无严重金属沾污(如表一所示)。

(4)注入后的基片进行反转和剥膜后可进行下道工序，从而成功实现了背面注入，完成背面注入的基片。

表一背面注入的金属沾污测试(TXRF)