專利名稱：快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的控片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種快速熱退火工藝的每日監(jiān)控方法，特別有關(guān)于一種快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的控片材質(zhì)，其可回收使用以降低控片成本。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于許多半導(dǎo)體工藝的快速熱工藝(rapid thermal process，RTP)，包含有快速熱氧化(rapid thermal oxidation，RTO)、快速熱化學(xué)氣相沉積(thermal CVD，RTCVD)、快速熱退火(rapid thermal annealing，RTA)等幾種工藝，其中RTO主要用于生長(zhǎng)薄絕緣層，而RTCVD主要用于處理非晶硅、多晶硅化鎢與二氧化硅的沉積。至于RTA主要用于離子植入后的回火、閘氧化層的成長(zhǎng)與回火金屬硅化物的反應(yīng)、BPSG的熱流和再熱流，可使晶格重排并消除應(yīng)力集中，由于RTA的效率與品質(zhì)較高，具有退火時(shí)間較短、熱預(yù)算較小、氧化層堆疊誤差較少等優(yōu)點(diǎn)，因此在目前的離子植入退火程序中，RTA已經(jīng)取代傳統(tǒng)的爐管退火方式。
一般而言，由硅晶棒所切割出的圓片片中，集中在硅圓片棒的中間一段，品質(zhì)較好者稱為生產(chǎn)圓片，更高級(jí)者稱為磊圓片，至于由頭、尾兩端所切割出的圓片，出現(xiàn)瑕疵的比例較高，大多用做非生產(chǎn)用途，稱為測(cè)試圓片。半導(dǎo)體圓片廠內(nèi)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)前，均需以測(cè)試圓片來(lái)量測(cè)設(shè)備的工藝條件穩(wěn)定性，例如爐管溫度、金屬層、化學(xué)品濃度、沉積厚度，量測(cè)后的測(cè)試圓片通常會(huì)報(bào)廢。
對(duì)于離子植入退火設(shè)備而言，在每日進(jìn)行RTA工藝之前，必須量測(cè)回火溫度與薄層阻值(sheet resistance，Rs)等參數(shù)以作為監(jiān)控依據(jù)，而每日監(jiān)控方法是采用N型圓片(例如摻雜有硼離子的硅圓片)作為一控片(monitor wafer)，對(duì)控片進(jìn)行完成RTA工藝以及其相關(guān)監(jiān)控參數(shù)量測(cè)之后，則此控片會(huì)以報(bào)廢處理。有鑒于控片的使用量大且無(wú)法回收利用，其所耗費(fèi)的制作成本相當(dāng)大，目前亟需開發(fā)一種可回收使用的控片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提出一種快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的控片，包括有一硅基底；一氧化硅層，形成于硅基底表面上；以及一無(wú)定形多晶硅層，形成于該氧化硅層表面上，且內(nèi)部摻雜有一砷離子。于完成控片的RTA監(jiān)控量測(cè)之后，可將氧化硅層與無(wú)定形多晶硅層去除，以回收再利用控片。
本發(fā)明的另一主要目的在于提出一種快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的方法，包括有下列步驟提供一硅基底；于硅基底表面上形成一氧化硅層；于氧化硅層表面上形成一無(wú)定形多晶硅層；進(jìn)行離子布植工藝，以于無(wú)定形多晶硅層內(nèi)摻雜一砷離子；以及進(jìn)行快速熱退火工藝，以量測(cè)無(wú)定形多晶硅層的溫度與電阻值的關(guān)系。在完成RTA監(jiān)控量測(cè)之后，可將氧化硅層與無(wú)定形多晶硅層去除，以回收再利用硅基底。
本發(fā)明的另一特征在于，在無(wú)定形多晶硅層底部提供氧化硅層，可抵擋離子擴(kuò)散至硅基底中。
本發(fā)明的再一特征在于，在完成RTA每日監(jiān)控量測(cè)之后，可以將無(wú)定形多晶硅層與氧化硅層去除，則能回收使用控片，進(jìn)而達(dá)到降低控片材料成本的目的。


圖1A至1D顯示了本發(fā)明使用于RTA每日監(jiān)控程序的控片剖面圖。
圖2A顯示控片的溫度(T)、薄層阻值(Rs)與無(wú)定形多晶硅層的厚度的關(guān)系。
圖2B顯示控片的溫度(T)、Rs的均勻度與無(wú)定形多晶硅層的厚度的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖1A至1D，其顯示本發(fā)明使用于RTA每日監(jiān)控程序的控片剖面圖。首先，如圖1A所示，提供一使用于RTA每日監(jiān)控的控片10，其包含有一硅基底12，一氧化硅層14以及一無(wú)定形多晶硅(amorphous polysilicon)層16。其中，氧化硅層14的制作可采用熱氧化法或化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，其厚度控制為1000~2000。無(wú)定形多晶硅層16的制作可采用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)工藝，藉由硅甲烷(SiH4)經(jīng)加熱解離的方式沉積，在低于575℃的加熱溫度以下(約為530℃)所獲得的硅沉積會(huì)以非晶質(zhì)(amorphous)的型態(tài)存在，其厚度控制為1900~2100。
然后，如圖1B所示，對(duì)無(wú)定形多晶硅層16進(jìn)行砷(As)離子的摻雜工藝18，其離子植入能量為30KeV、離子摻雜濃度為8E15離子/cm2。接著，如圖1C所示，對(duì)控片10進(jìn)行RTA工藝20，以便進(jìn)行后續(xù)的監(jiān)控量測(cè)。最后，如圖1D所示，完成監(jiān)控量測(cè)的控片10可進(jìn)行回收程序，將表面的氧化硅層14以及摻雜離子的無(wú)定形多晶硅層16去除之后，便可回收再使用，以減少控片10的材料花費(fèi)。
圖2A顯示控片的溫度(T)、薄層阻值(sheet resistance，Rs)與無(wú)定形多晶硅層的厚度的關(guān)系。圖2B顯示控片的溫度(T)、Rs的均勻度與無(wú)定形多晶硅層的厚度的關(guān)系。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，隨著回火溫度增加，所量測(cè)到的阻值會(huì)呈一定比例下降，而且無(wú)論無(wú)定形多晶硅層的厚度為1900、2000?；?100，當(dāng)溫度由825℃升至950℃的過(guò)程中，阻值由500ohms/sq降至200ohms/sq的下降比例大致相同。另外，控片內(nèi)部的Rs的均勻度約為0.8~1.1％，控片與控片之間的Rs的均勻度約為0.82％相較于已知技術(shù)，本發(fā)明是在控片10的表面上提供摻雜砷離子的無(wú)定形多晶硅層16來(lái)進(jìn)行RTA每日監(jiān)控量測(cè)，而無(wú)定形多晶硅層16底部的氧化硅層14足夠抵擋離子擴(kuò)散至硅基底12中，因此于完成RTA每日監(jiān)控量測(cè)之后，可以將無(wú)定形多晶硅層16與氧化硅層14去除，則能回收使用控片10，進(jìn)而達(dá)到降低控片材料成本的目的。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的控片，包括有一硅基底；一氧化硅層，形成于該硅基底表面上；以及一無(wú)定形多晶硅層，形成于該氧化硅層表面上，且內(nèi)部摻雜有一砷離子。
2.如權(quán)利要求1所述的快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的控片，其特征在于，該氧化硅層的厚度為1000~2000。
3.如權(quán)利要求1所述的快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的控片，其特征在于，該無(wú)定形多晶硅層的厚度為1900~2100。
4.如權(quán)利要求1所述的快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的控片，其特征在于，在完成該控片的監(jiān)控量測(cè)之后，可將該氧化硅層與該無(wú)定形多晶硅層去除，以回收再利用該控片。
5.一種快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的方法，包括有下列步驟提供一硅基底；在該硅基底表面上形成一氧化硅層；在該氧化硅層表面上形成一無(wú)定形多晶硅層；進(jìn)行離子布植工藝，以在該無(wú)定形多晶硅層內(nèi)摻雜一砷離子；以及進(jìn)行快速熱退火工藝，以量測(cè)該無(wú)定形多晶硅層的溫度與電阻值的關(guān)系。
6.如權(quán)利要求5所述的快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的方法，其特征在于，該氧化硅層的制作可采用熱氧化法或化學(xué)氣相沉積工藝。
7.如權(quán)利要求5所述的快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的方法，其特征在于，該氧化硅層的厚度為1000~2000。
8.如權(quán)利要求5所述的快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的方法，其特征在于，該無(wú)定形多晶硅層的制作可采用低壓化學(xué)氣相沉積工藝。
9.如權(quán)利要求5所述的快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的方法，其特征在于，該無(wú)定形多晶硅層的厚度為1900~2100。
10.如權(quán)利要求5所述的快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的方法，其中于量測(cè)該無(wú)定形多晶硅層的溫度與電阻值的關(guān)系以后，可將該氧化硅層與該無(wú)定形多晶硅層去除，以回收再利用該硅基底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種快速熱退火工藝的每日監(jiān)控的控片，包括有一硅基底；一氧化硅層，形成于硅基底表面上；以及一無(wú)定形多晶硅層，形成于氧化硅層表面上，且內(nèi)部摻雜有一砷離子。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1489194SQ0213739
公開日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者吳金剛, 劉靚一, 羅學(xué)輝, 李修遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司, 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公