[发明专利]一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法

权利要求书

1.一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，且以下步骤顺次进行：

步骤S01、前期准备：准备两片同尺寸的晶圆，一片晶圆作为SOI晶圆二氧化硅层上硅，另一片晶圆作为SOI晶圆硅基，至少一片晶圆表面生长氧化层作为SOI晶圆的掩氧层；

步骤S02、晶圆一次磨掉边缘处理：将作为SOI晶圆二氧化硅层上硅的晶圆或表面未生长氧化层的晶圆，表面边缘磨掉宽为1毫米，深度为100微米的硅；

步骤S03、晶圆键合：将两片晶圆在常温常压下通过等离子体处理，处理后经过水浴后甩干，直接键合，并用低于500℃的温度对键合后晶圆进行热退火，实现两片晶圆键合界面形成共价键，热退火后，使用超声波扫描设备对键合晶圆进行空洞扫描；

步骤S04、晶圆一次减薄：键合后，将作为SOI晶圆二氧化硅层上硅的晶圆上的硅层厚度研磨至320微米；

步骤S05、晶圆二次磨掉边缘处理：将作为SOI晶圆二氧化硅层上硅的晶圆表面边缘磨掉宽为4毫米，深度300微米的硅，使得作为SOI晶圆二氧化硅层上硅的晶圆边缘硅层预留厚度为20微米；

步骤S06、湿法腐蚀边缘剩余硅：使用浓度为5％的四甲基氢氧化铵将步骤S05中的20微米厚度硅层腐蚀掉，同时去除掉作为SOI晶圆二氧化硅层上硅的晶圆边缘上的空洞，使得两片晶圆键合界面无空洞；

步骤S07、晶圆二次减薄：通过机械减薄工艺和化学机械研磨工艺，实现SOI晶圆最终厚度。

2.根据权利要求1所述的一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法，其特征在于：步骤S01中两片晶圆表面均生长氧化层作为SOI晶圆的掩氧层，且作为SOI晶圆二氧化硅层上硅的晶圆表面通过炉管热氧化法生长100纳米二氧化硅，作为SOI晶圆硅基的晶圆表面通过炉管热氧化法生长500纳米的二氧化硅。

3.根据权利要求2所述的一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法，其特征在于：所述热氧化法中的热氧温度大于1000℃。

4.根据权利要求1所述的一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法，其特征在于，还包括：在晶圆一次磨掉边缘处理后，将两片晶圆经过第一道RCA清洗工艺清洗，去除表面颗粒，清洗过程环境温度75℃，配比H₂O₂/H₂O/NH₄OH＝1:4:50，使得两片晶圆表面颗粒度为0.2微米的小于20颗，再将两片晶圆经过第二道RCA清洗工艺清洗，去除晶圆表面金属粒子，清洗过程环境温度75℃，配比H₂O₂/H₂O/HCl＝1:2:8，使得晶圆整片表面金属数每立方厘米原子数小于5×10¹⁰。

5.根据权利要求1所述的一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法，其特征在于：在步骤S02晶圆一次磨掉边缘处理及步骤S05晶圆二次磨掉边缘处理过程中均采用#1500金刚石刀片进行磨边，且刀片转速为每分钟2000转。

6.根据权利要求1所述的一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法，其特征在于：所述步骤S03中水浴温度为80℃。