[发明专利]一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法

摘要

本发明公开了一种SOI晶圆边缘零空洞的工艺制程方法，属于SOI晶圆材料制造领域，该方法包括如下步骤：步骤S01、前期准备；步骤S02、晶圆一次磨掉边缘处理；步骤S03、晶圆键合；步骤S04、晶圆一次减薄；步骤S05、晶圆二次磨掉边缘处理；步骤S06、湿法腐蚀边缘剩余硅，使得两张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，实现最终厚度。本发明采用常温常压下键合方式，采用光学对准原理，对准精度能够保证在50微米以内，本发明在不增加SOI制造成本的情况下实现SOI晶圆在常温常压环境中直接键合时无空洞缺陷，具有非常广阔的市场前景。

主权项

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。