随着半导体器件对硅片参数要求越来越高,硅片表面生长薄膜时产生的应力也越来越受到关注。200mm硅衬底在半导体器件制造中仍然占有很大比重,而重掺As硅衬底在基础器件制造中有非常广泛的应用。重掺As衬底在加工过程中在背面生长一层Si02薄膜用于避免自掺杂效应,但是薄膜应力的产生会改变硅衬底的形状,可能会造成参数异常或者刻蚀图形畸变。SiO2薄膜生长方式分为化学气相生长(CVD)和物理气相生长(PVD),CVD又分为常压化学气相生长(APCVD)和低压化学气相生长(LPCVD)。本文研究硅单晶经过切片、研磨、腐蚀以及清洗流程后,在硅衬底表面使用APCVD生长一层Si02薄膜产生的应力,包括工艺条件对SiO2薄膜应力的影响;Si02薄膜厚度对应力的影响;经过高温处理后薄膜应力的变化。薄膜应力产生会造成硅衬底规则的弯曲,本文将根据硅衬底弯曲度变化进行计算,并使用SEM、TEM以及XRD对薄膜结构和成分进行观察和测试,完成APCVD在200mm重掺As硅衬底上生长SiO2薄膜产生应力的研究。主要结论:1.APCVD生长的Si02膜所产生的应力是压应力,在400℃至460℃之间,随着生长温度的升高,生长相同厚度Si02薄膜产生的应力逐渐减小。2.APCVD生长薄膜厚度增大,薄膜应力也越大。在本研究中,当薄膜厚度达到38000A时,薄膜因为出现裂痕导致薄膜应力瞬间下降。3.APCVD生长的Si02薄膜在不同温度热处理后应力发生改变,在500℃以下热处理1小时,薄膜应力变化不明显;700℃以上热处理后,薄膜从压应力逐渐转变为张应力;热处理温度在1100℃以上时,热应力使薄膜产生很大的张应力。4.APCVD生长的Si02薄膜结构疏松且内部结构复杂,通过热处理可以改变薄膜内部结构,这个过程造成薄膜应力改变,同时薄膜厚度、亲水性和致密度也会发生相应变化。5.APCVD生长的Si02薄膜结构的特殊性使其在放置过程中发生应力释放现象。常压下温度为23℃,湿度45%环境中,应力会随着放置时间延长而逐渐减小,在放置480小时后应力趋于稳定。经过热处理后的薄膜因为结构变化,放置时应力释放效果发生变化,经过700℃以上热处理的薄膜应力释放不明显。