专利名称：改善再生晶圆表面性能以及在其上沉积富氧氧化硅薄膜的方法
技术领域：
本发明涉及半导体制作技术领域，尤其涉及一种改善再生晶圆表面性能的方法及在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜的方法。
背景技术：
在半导体器件制造过程中，有几百道制作工艺，其中，每一道制作工艺都需要进行监控，这时就需要使用成本较低的测试晶圆，来检测工艺参数是否正确，并保障产品的生产良率，这些用于工艺监控的晶圆通常被称为控片(Control wafer)或者档片(Dummy wafer)0之前，这种测试用晶圆在过后都会丢弃，但是随着产业的快速发展，材料尺寸变大并且越来越贵，从6寸晶圆之后，逐步开始回收再次利用这些测试用晶圆，以降低称为控片 (Control wafer)或者档片(Dummy wafer)的成本，这些回收再次使用的晶圆便被称为再生晶圆。再生晶圆是将使用过的测试晶圆上的薄膜等污染物研磨、抛光，并且不断重复利用的程序，直到晶圆厚度薄到某种限制以下，才真正丢弃或降级做为太阳能基板使用。在富氧氧化硅(SiOx，其中X的取值范围是1. 35-1. 88)薄膜的制作工艺中，本申请的发明人发现，如果采用再生晶圆作为检测用晶圆，在所述检测用晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜之后，晶圆表面会出现条状缺陷(linear defect)，而采用正常的测试用晶圆则不会出现这种问题，如附图Ia和附图Ib所示，分别为采用正常晶圆和再生晶圆在其上形成富氧氧化硅薄膜之后晶圆表面出现的缺陷分布图，从图中可以看出，再用再生晶圆沉积富氧氧化硅薄膜之后，晶圆表面产生大量的条状缺陷，而采用正常晶圆沉积富氧氧化硅薄膜之后，晶圆表面基本上不产生条状缺陷。参考附图2所示，为再生晶圆沉积富氧氧化硅薄膜之后，晶圆表面产生的条状缺陷的扫描电镜图。这种条状的缺陷严重影响了测试用晶圆表面的薄膜性能，从而导致测试结果严重偏离实际情况。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种改善再生晶圆表面性能的方法，以避免现有技术在再生晶圆表面沉积薄膜之后表面产生条状缺陷的问题。本发明提供了一种改善再生晶圆表面性能的方法，包括在含氮气的氛围内进行退火处理。可选的，所述退火的温度范围为400至600摄氏度，时间为200至400s。可选的，所述退火的温度为500摄氏度，时间为300s。本发明还提供一种在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜的方法，包括提供再生晶圆；将再生晶圆在含氮气的氛围内进行退火处理；在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜。
可选的，所述退火的温度范围为400至600摄氏度，时间为200至400s。可选的，所述退火的温度为500摄氏度，时间为300s。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点通过在含氮气的氛围内进行退火处理，在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜之后，发现薄膜层表面不会再出现条状缺陷。采用所述的方法，提高了再生晶圆的利用率，节省了成本。
图1分别为采用正常晶圆和再生晶圆在其上形成富氧氧化硅薄膜之后晶圆表面出现的缺陷分布图；图2为再生晶圆沉积富氧氧化硅薄膜之后，晶圆表面产生的条状缺陷的扫描电镜图；图3为采用本发明实施例所述的方法对再生晶圆进行处理之后，在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜，富氧氧化硅薄膜表面的缺陷分布图；图4为采用本发明本实施例所述的方法对再生晶圆进行处理之后，在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜，富氧氧化硅薄膜表面的投射电子显微镜图；图5采用本发明本实施例在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜的方法的工艺流程图。
具体实施例方式根据背景技术中的描写，发明人在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜之后，薄膜表面出现条状缺陷。为此，发明人进行了进一步的研究，以确定出现所述缺陷的原因。首先， 对进行富氧氧化硅薄膜沉积的反应设备进行了检验和测试，结果发现反应设备的各个反应腔(chamber)状况良好，因此，可以排除反应腔出现问题导致缺陷产生的可能性。接下来，发明人在同一反应腔内进行其他膜层的沉积工艺，发现在同一反应腔内沉积其他膜层之后，其他膜层的表面并没有出现条状缺陷，因此证明反应腔内的微粒状况并不是导致富氧氧化硅薄膜表面出现条状缺陷的原因。随后，采用多个再生晶圆在反应腔内沉积富氧氧化硅薄膜，发现对于不同品质的再生晶圆，沉积富氧氧化硅薄膜之后，薄膜表面都会存在相似的条状缺陷，采用正常的测试晶圆沉积富氧氧化硅薄膜之后，薄膜表面则不会存在条状缺陷，因此，说明再生晶圆是产生条状缺陷的原因。通过对所述的条状缺陷进行聚焦离子束(Focused Ion Beam, FIB)分析和投射电子显微镜分析，发现条状缺陷的主要成分是氧和硅，证明条状缺陷是薄膜内部缺陷(infilmparticle)，进一步验证了再生晶圆是产生条状缺陷的原因。下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。本实施例提供一种改善再生晶圆表面性能的方法，包括在含氮气的氛围内进行退火处理。可选的，所述退火的温度范围为400摄氏度至600摄氏度，时间为200s至 400s (秒)。在一个具体的实施例中，所述退火的温度为500摄氏度，时间为300s。通过在含氮气的氛围内进行退火处理，在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜之后，发现薄膜层表面不会再出现条状缺陷。采用所述的方法，提高了再生晶圆的利用率，节省了成本。参考附图3所示，为采用本实施例所述的方法对再生晶圆进行处理之后，在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜，富氧氧化硅薄膜表面的缺陷分布图，从图中可以看出，富氧氧化硅薄膜几乎没有条状缺陷。参考附图4所示，为采用本实施例所述的方法对再生晶圆进行处理之后，在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜，富氧氧化硅薄膜表面的投射电子显微镜图，从图中可以看出，富氧氧化硅薄膜表面没有条状缺陷出现。由于再生晶圆是将使用过的测试晶圆上的薄膜等污染物研磨、抛光，并且不断重复利用的程序，因此对于再生晶圆来说，对其进行研磨、抛光的过程，可能会使晶圆上的晶格缺陷以及晶体错位增加，在其表面沉积富氧氧化硅薄膜的过程中，由于采用500摄氏度左右的高温，因此，在产生晶格缺陷方向的晶圆沉积速率增加，从而导致表面产生条状缺陷，通过所述的退火处理，可以消除所述的晶格缺陷，并且使晶体错位得到改善，因此，可以避免在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜的工艺中产生条状缺陷。本实施例还提供一种在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜的方法，包括步骤Sl 提供再生晶圆；步骤s2 将再生晶圆在含氮气的氛围内进行退火处理；步骤s3 在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜。所述的再生晶圆是常规的控片(Control wafer)或者档片(Dummy wafer)，经过去除表面的膜层，进行循环利用。将再生晶圆在含氮气的氛围内进行退火处理的工艺步骤，可以消除所述的晶格缺陷，并且使晶体错位得到改善，可选的，所述退火的温度范围为400摄氏度至600摄氏度，时间为200s至400s。可选的，所述退火的温度为500摄氏度，时间为300s。所述的沉积富氧氧化硅薄膜的工艺例如为化学气相沉积工艺，在一个具体实施例中，采用SiH4和队0为原料沉积富氧氧化硅薄膜，反应温度范围为400-600摄氏度，优选的为500摄氏度，形成的富氧氧化硅薄膜的厚度范围为810埃 900埃。在本发明的一个具体实施例中，采用本实施例所述的工艺方法，在执行退火工艺之前再生晶圆表面的缺陷数为632个，采用退火工艺之后再生晶圆表面的缺陷数为14件， 采用沉积工艺在执行过退火工艺的再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜之后，再生晶圆表面的缺陷增加值为0。通过在含氮气的氛围内进行退火处理，在再生晶圆表面沉积富氧氧化硅薄膜之后，发现薄膜层表面不会再出现条状缺陷。采用所述的方法，提高了再生晶圆的利用率，节省了成本。虽然本发明己以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种改善再生晶圆表面性能的方法，其特征在于，包括在含氮气的氛围内进行退火处理。
2.根据权利要求1所述的改善再生晶圆表面性能的方法，其特征在于，所述退火的温度范围为400至600摄氏度，时间为200至400s。
3.根据权利要求2所述的改善再生晶圆表面性能的方法，其特征在于，所述退火的温度为500摄氏度，时间为300s。
4.一种在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜的方法，其特征在于，包括提供再生晶圆； 将再生晶圆在含氮气的氛围内进行退火处理；在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜。
5.根据权利要求1所述的在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜的方法，其特征在于，所述退火的温度范围为400至600摄氏度，时间为200至400s。
6.根据权利要求2所述的在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜的方法，其特征在于，所述退火的温度为500摄氏度，时间为300s。
全文摘要
本发明提供一种改善再生晶圆表面性能的方法，包括在含氮气的氛围内进行退火处理。还提供一种在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜的方法，包括提供再生晶圆；将再生晶圆在含氮气的氛围内进行退火处理；在再生晶圆上沉积富氧氧化硅薄膜。采用所述方法之后，富氧氧化硅薄膜表面不会再出现条状缺陷。采用所述的方法，提高了再生晶圆的利用率，节省了成本。
文档编号H01L21/316GK102254816SQ20101018134
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者杨浩, 梁富堂, 韩轲, 龚睿 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司, 武汉新芯集成电路制造有限公司