防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方法，先在摻雜晶圓上覆蓋一層氧化層，然后進(jìn)行快速熱處理，使得摻雜晶圓中的部分摻雜物擴(kuò)散至氧化層中，之后去除氧化層再進(jìn)行高溫工藝制程，從而避免在高溫工藝制程中摻雜晶圓中的摻雜物擴(kuò)散至爐管中污染其余的晶圓，避免了晶圓相互污染的問題，提升了高溫制程工藝的效率，并且避免了在有摻雜物的高溫工藝制程批次之后進(jìn)行多次擋控片的高溫工藝制程，增加了爐管的正常運(yùn)行時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，進(jìn)行快速熱處理也起到了活化摻雜晶圓中摻雜物的作用。
【專利說明】
防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物 擴(kuò)散的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高溫工藝制程在半導(dǎo)體制造過程中起到非常重要的作用，包括生長柵氧，熱退火， 活化注入離子，修復(fù)晶格損傷等。這些制程往往是長時(shí)間高溫的工序，并且溫度高于800°C， 一般在爐管中進(jìn)行，在高溫工藝制程中晶圓里的注入元素在高溫氣氛中擴(kuò)散出來會污染裝 載晶圓的石英管，以及整個爐管腔體，導(dǎo)致對其它晶圓造成污染。
[0003] 現(xiàn)有的處理方法是將晶圓表面有摻雜的產(chǎn)品和其它產(chǎn)品盡可能分成不同的批次 進(jìn)行高溫工藝制程，以減少摻雜物擴(kuò)散的污染，并且在有摻雜物的制程批次之后進(jìn)行多次 擋控片的制程，以減少摻雜物擴(kuò)散出來對于石英管的污染。但是這樣的處理方式會嚴(yán)重影 響裝載晶圓的石英管的壽命以及晶圓廠的制程效率
[0004] 因此，亟需提供一種可以防止在高溫工藝制程中摻雜晶圓中摻雜物擴(kuò)散的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方法，解 決了在高溫工藝制程中晶圓相互污染的問題，避免在有摻雜物的制程批次之后進(jìn)行多次擋 控片的制程，增加了爐管的正常運(yùn)行時(shí)間。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方 法：包括：
[0007] 在摻雜晶圓上覆蓋氧化層；
[0008] 進(jìn)行快速熱處理；
[0009] 刻蝕去除所述摻雜晶圓上的氧化層；
[0010] 進(jìn)行高溫工藝制程；其中，所述高溫工藝制程的溫度高于800°c。
[0011] 可選的，所述氧化層為富硅氧化層。
[0012] 可選的，采用化學(xué)氣相沉積的方法形成所述富硅氧化層。
[0013] 可選的，所述富硅氧化層的厚度為200A~600 A。
[0014] 可選的，所述快速熱處理的溫度為700°C~1500°C。
[0015] 可選的，所述快速熱處理的時(shí)間為10s~60s。
[0016] 可選的，采用濕法刻蝕去除所述摻雜晶圓上的氧化層。
[0017] 可選的，采用氫氟酸溶液進(jìn)行濕法刻蝕。
[0018] 可選的，所述氫氟酸溶液中的氫氟酸的質(zhì)量百分比為1%~10%。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方 法，先在摻雜晶圓上覆蓋一層氧化層，然后進(jìn)行快速熱處理，使得摻雜晶圓中的部分摻雜物 擴(kuò)散至氧化層中，之后去除氧化層再進(jìn)行高溫工藝制程，從而避免在高溫工藝制程中摻雜 晶圓中的摻雜物擴(kuò)散至爐管中污染其余的晶圓，避免了晶圓相互污染的問題，提升了高溫 制程工藝的效率，并且避免了在有摻雜物的高溫工藝制程批次之后進(jìn)行多次擋控片的高溫 工藝制程，增加了爐管的正常運(yùn)行時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，進(jìn)行快速熱處理也起到了 活化摻雜晶圓中摻雜物的作用。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方 法流程圖。
[0021] 圖2~3為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的 各步驟結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖4~5為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的摻雜晶圓進(jìn)行快速熱處理前后摻雜物的示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一 步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0024] 其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本發(fā)明實(shí)例時(shí)，為了便于說 明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)對此作為本發(fā)明的限定。
[0025] 本發(fā)明的核心思想在于，先在摻雜晶圓上覆蓋一層氧化層，然后進(jìn)行快速熱處理， 使得摻雜晶圓中的部分摻雜物擴(kuò)散至氧化層中，之后去除氧化層再進(jìn)行高溫工藝制程，從 而避免在高溫工藝制程中摻雜晶圓中的摻雜物擴(kuò)散至爐管中污染其余的晶圓，避免了晶圓 相互污染的問題，提升了高溫制程工藝的效率，并且避免了在有摻雜物的高溫工藝制程批 次之后進(jìn)行多次擋控片的高溫工藝制程，增加了爐管的正常運(yùn)行時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本；同 時(shí)，進(jìn)行快速熱處理也起到了活化摻雜晶圓中摻雜物的作用。
[0026] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方 法流程圖，如圖1所示，本發(fā)明提出一種防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方法， 包括以下步驟：
[0027] 步驟S01 :在摻雜晶圓上覆蓋氧化層；
[0028] 步驟S02 :進(jìn)行快速熱處理；
[0029] 步驟S03 :刻蝕去除所述摻雜晶圓上的氧化層；
[0030] 步驟S04 :進(jìn)行高溫工藝制程。
[0031] 圖2~3為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的 各步驟結(jié)構(gòu)示意圖，請參考圖1所示，并結(jié)合圖2~圖3,詳細(xì)說明本發(fā)明所提供的防止高溫 工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方法：
[0032] 在步驟S01中，在摻雜晶圓10上覆蓋氧化層11，形成圖2所示的結(jié)構(gòu)。
[0033] 本實(shí)施例中，所述摻雜晶圓10為需要進(jìn)行高溫工藝制程的晶圓，所述氧化層11為 富硅氧化層，采用化學(xué)氣相沉積的方法在所述摻雜晶圓10上形成所述富硅氧化層。需要說 明的是，圖2所述的摻雜晶圓10可以是做過某些工藝制程的晶圓，例如在摻雜晶圓上形成 溝槽或者形成柵極等結(jié)構(gòu)。
[0034] 所述富硅氧化層的厚度為2〇〇i ' 600 A:，例如？00 A 3衡農(nóng)、400 A、500 A, _0:Λ,優(yōu)選的為400 I
[0035] 在步驟S02中，對覆蓋有氧化層11的摻雜晶圓10進(jìn)行快速熱處理；所述快速熱 處理的溫度為 700°C~1500°C，例如：700°C、900°C、1100°C、1300°C、1500°C，優(yōu)選的溫度為 1100°C ;所述快速熱處理的時(shí)間為10s~60s，例如：1〇8、2〇8、3〇8、4〇8、5〇8、6〇8，優(yōu)選的時(shí) 間為30s ;在其他實(shí)施例中，也可以對覆蓋有氧化層11的摻雜晶圓10進(jìn)行退火，所述退火 的溫度和時(shí)間與上述快速熱處理的溫度和時(shí)間范圍相同。
[0036] 覆蓋有氧化層11的摻雜晶圓10經(jīng)過快速熱處理或退火之后，摻雜晶圓10中的部 分摻雜物擴(kuò)散至氧化層11中，并且擴(kuò)散的摻雜物被氧化層11捕獲，從而在后續(xù)的高溫工藝 制程中很少有摻雜物從摻雜晶圓10中擴(kuò)散至爐管，避免了晶圓相互污染的問題，提升了高 溫制程工藝的效率，并且避免了在有摻雜物的高溫工藝制程批次之后進(jìn)行多次擋控片的高 溫工藝制程，增加了爐管的正常運(yùn)行時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，進(jìn)行熱處理或退火也起 到了活化摻雜晶圓10中摻雜物的作用。
[0037] 請參考圖4與圖5所示，本發(fā)明一實(shí)施例所提供的摻雜晶圓進(jìn)行快速熱處理前后 摻雜物的示意圖。本實(shí)施例中，優(yōu)選的氧化層11為富硅氧化層，現(xiàn)以摻雜晶圓10中含有摻 雜磷（P)為例進(jìn)行說明：如圖4所示，摻雜晶圓10進(jìn)行快速熱處理之前，摻雜晶圓10中含 有摻雜磷，而富硅氧化層由硅原子與氧原子通過化學(xué)鍵組合而成；待所述摻雜晶圓10與富 硅氧化層進(jìn)行快速熱處理之后，如圖5所示，所述摻雜晶圓中部分摻雜磷擴(kuò)散至所述富硅 氧化層中，與所述富硅氧化層中的硅原子相結(jié)合，使得所述摻雜晶圓中的摻雜磷減少，從而 在后續(xù)的高溫工藝制程中從所述摻雜晶圓中擴(kuò)散出的摻雜磷大量減少，避免了摻雜磷污染 爐管中的其余晶圓。
[0038] 在步驟S03中，刻蝕去除所述摻雜晶圓10上的氧化層11，形成如圖3所示的結(jié)構(gòu)。
[0039] 本實(shí)施例中，采用濕法刻蝕去除所述摻雜晶圓10上的氧化層11，優(yōu)選為濕法刻 蝕。采用氫氟酸溶液進(jìn)行濕法刻蝕，所述氫氟酸溶液中的氫氟酸的質(zhì)量百分比為1 %~ 10%，例如1 %、3%、5 %、7%、9%、10 %，氫氟酸溶液中的氫氟酸的質(zhì)量百分比優(yōu)選為5%。 并且為了完全去除所述氧化層11，可以對所述摻雜晶圓10進(jìn)行過刻蝕。
[0040] 在步驟S04中，對所述摻雜晶圓10進(jìn)行高溫工藝制程。本實(shí)施例中，對所述摻雜 晶圓10進(jìn)行高溫工藝制程，所述高溫工藝制程與所述摻雜晶圓10本身需要進(jìn)行的高溫工 藝制程相同，所述高溫工藝制程的溫度高于800°C。在本發(fā)明中只是增加了覆蓋氧化層、進(jìn) 行快速熱處理或退火、刻蝕去除氧化層這三個步驟。
[0041] 通過采用本發(fā)明所提供的防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方法，在進(jìn) 行高溫工藝制程時(shí)，無需區(qū)分摻雜晶圓與未摻雜晶圓，并且在進(jìn)行摻雜晶圓的高溫工藝制 程之后，也無需進(jìn)行多次擋控片的高溫工藝制程，從而在一定程度上提升了高溫工藝制程 的效率，降低了高溫工藝制程的成本；并且在摻雜晶圓上覆蓋一層氧化層，進(jìn)行熱處理或退 火之后再去除，并不影響摻雜晶圓的電性參數(shù)。
[0042] 綜上所述，本發(fā)明提供的防止高溫工藝制程中摻雜晶圓摻雜物擴(kuò)散的方法，先在 摻雜晶圓上覆蓋一層氧化層，然后快速進(jìn)行熱處理，使得摻雜晶圓中的部分摻雜物擴(kuò)散至 氧化層中，之后去除氧化層再進(jìn)行高溫工藝制程，從而避免在高溫工藝制程中摻雜晶圓中 的摻雜物擴(kuò)散至爐管中污染其余的晶圓，避免了晶圓相互污染的問題，提升了高溫制程工 藝的效率，并且避免了在有摻雜物的高溫工藝制程批次之后進(jìn)行多次擋控片的高溫工藝制 程，增加了爐管的正常運(yùn)行時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，進(jìn)行快速熱處理也起到了活化摻 雜晶圓中摻雜物的作用。
[0043] 上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā) 明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù) 范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在于，包括： 在滲雜晶圓上覆蓋氧化層； 進(jìn)行快速熱處理； 刻蝕去除所述滲雜晶圓上的氧化層； 進(jìn)行高溫工藝制程； 其中，所述高溫工藝制程的溫度高于800°C。2. 如權(quán)利要求1所述的防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在 于，所述氧化層為富娃氧化層。3. 如權(quán)利要求2所述的防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在 于，采用化學(xué)氣相沉積的方法形成所述富娃氧化層。4. 如權(quán)利要求3所述的防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在 于，所述富娃氧化層的厚度為2撕盞如獅A。5. 如權(quán)利要求1所述的防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在 于，所述快速熱處理的溫度為700°C~1500°C。6. 如權(quán)利要求1所述的防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在 于，所述快速熱處理的時(shí)間為IOs~60s。7. 如權(quán)利要求1所述的防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在 于，采用濕法刻蝕去除所述滲雜晶圓上的氧化層。8. 如權(quán)利要求7所述的防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在 于，采用氨氣酸溶液進(jìn)行濕法刻蝕。9. 如權(quán)利要求8所述的防止高溫工藝制程中滲雜晶圓滲雜物擴(kuò)散的方法，其特征在 于，所述氨氣酸溶液中的氨氣酸的質(zhì)量百分比為1%~10%。
【文檔編號】H01L21/324GK105990133SQ201510095194
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月3日
【發(fā)明人】王亮, 李廣寧, 馬孝田
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司