專利名稱：一種多晶硅控檔片、以及多晶硅控檔片的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種多晶硅控檔片、以及多晶硅 控檔片的回收方法。
背景技術(shù)：
多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，熔融的單質(zhì)硅在凝固時(shí)硅原子以金剛石晶格 排列成許多晶核，這些晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的晶粒，將這些晶粒結(jié)合起來(lái)就
可以結(jié)晶成為多晶硅。目前，多晶硅多用于IC (Integrated Circuit,集成電路) 制造中，是電子信息產(chǎn)業(yè)最重要的原料之一。
多晶硅主要有摻雜和非摻雜兩種，其中，前者可作為IC元件的導(dǎo)電材料， 例如CMOS ( Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo) 體)中柵氧的導(dǎo)電層，后者可用來(lái)制作IC元件里的電阻。
目前業(yè)界常用爐管以LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition, 低壓化學(xué)氣相淀積)的方法在硅晶圓表面沉積多晶硅以生產(chǎn)IC元件產(chǎn)品，在 生產(chǎn)過(guò)程中，為了保持爐管腔體內(nèi)部氣體的均勻，在爐管兩側(cè)分別擺放和產(chǎn)品 大小及材質(zhì)一致的多晶硅控檔片；另外，為了監(jiān)控產(chǎn)品的參數(shù)，如厚度、電阻、 磷含量等，還需要在產(chǎn)品旁邊放置和產(chǎn)品大小及材質(zhì)一致的多晶硅控檔片。在 生產(chǎn)結(jié)束后，多晶硅控檔片表面沉積有多晶硅，可以將沉積的多晶硅去除以供 下次生產(chǎn)時(shí)繼續(xù)使用。因此，多晶硅控檔片的重復(fù)利用是降低生產(chǎn)成本的一個(gè) 重要方面。
目前，常用的多晶硅控檔片的回收方法是在生產(chǎn)結(jié)束后，將控檔片放入 氫氟酸(//F)和硝酸(/W(93)的混酸中清洗，以去除沉積在控檔片表面的多
晶硅。這種方法雖然簡(jiǎn)單，但是因?yàn)槎嗑Ч杩貦n片的材質(zhì)與其表面沉積的多晶硅一樣，因此如果在回收過(guò)程中沒(méi)有控制好時(shí)間或者刻蝕率，混酸在去掉多晶 硅后，會(huì)腐蝕控檔片，對(duì)控檔片造成損傷，使得控檔片無(wú)法繼續(xù)使用，從而使 控檔片的利用率很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種多晶硅控檔片、以及多晶硅控檔片的回收方法，用以提 高多晶硅控檔片的利用率。
本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種多晶硅控檔片的回收方法，預(yù)先在所述控檔片表 面生成氮化硅層；所述回收方法包括
將使用后在所述氮化硅層之上沉積有多晶硅層的控檔片放入氫氟酸、硝酸 以及水的混合溶液中，去除沉積在所述氮化硅層之上的多晶硅層。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了 一種多晶硅控檔片，所述多晶硅控檔片表面生成有 氮化硅層。
通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例在多晶硅控檔片使用前對(duì)其進(jìn)行預(yù)處 理，即在多晶硅控檔片表面生成氮化硅層，當(dāng)多晶硅控檔片被使用后，該氮化 硅層之上沉積有多晶硅層，在回收被使用后的多晶硅控檔片時(shí)，將其放入氫氟 酸、硝酸以及水的混合溶液中，去除沉積在氮化硅層之上的多晶硅層。因?yàn)榈?化硅在上述混合溶液中的刻蝕率比多晶硅在上述混合溶液中的刻蝕率小很多， 因此，這層氮化硅在多晶硅控檔片的回收過(guò)程中起到很好的保護(hù)作用，使多晶 硅控檔片不易被氫氟酸、硝酸以及水的混合溶液腐蝕，從而提高了多晶硅控檔 片的利用率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中在多晶硅控檔片使用前對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理的示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中多晶硅控檔片使用前后的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了提高多晶硅控檔片的利用率，本發(fā)明實(shí)施例提出了 一種多晶硅控檔 片、以及多晶硅控檔片的回收方法，下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的主 要實(shí)現(xiàn)原理、具體實(shí)施過(guò)程及其對(duì)應(yīng)能夠達(dá)到的有益效果進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
考慮到&'3iV4在HF和//M)3的混酸中的刻蝕率相對(duì)于多晶硅在i/F和i/M93 的混酸中的刻蝕率小很多，因此，本發(fā)明實(shí)施例在多晶硅控檔片使用前，預(yù)先 在其表面生成一層保護(hù)膜，即在多晶硅控檔片表面生成一層氮化硅(S/37V4 ), 具體生成方法:^下
用LPCVD的方法在多晶硅控檔片表面沉積一層&'3 ，即將多晶硅控檔片 放在爐管內(nèi)，該爐管內(nèi)為真空、低壓環(huán)境，并將二氯二氫硅(&7/2C/2 )和氨氣 (AW3 )的混合氣體注入爐管內(nèi)，在溫度為750~810°(3的環(huán)境中使&7/202和^//3 發(fā)生熱分解生成^A^，并沉積在多晶硅控檔片表面，較佳地，&7/202和^/3的 體積比可以為1: 10。
上述過(guò)程所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)式如下
&7/2C/2 +冊(cè)3 — &37V4 + M/3C7 + 2
較佳地，生成的^ 的厚度可以控制在(1500-500) A至(1500+500)入 之間，其中，1入=1埃=1乂10"°米。因?yàn)?amp;'3^的應(yīng)力4艮大，如果生成的5/3^太 厚，則容易導(dǎo)致多晶硅控檔片表面開(kāi)裂；而如果生產(chǎn)的^^太薄，在控檔片被 使用幾次后，其表面的&y^容易被腐蝕掉，從而影響其保護(hù)作用。
進(jìn)一步地，考慮到^ 在晶圓表面的應(yīng)力比較大，可能會(huì)導(dǎo)致多晶硅控檔 片表面開(kāi)裂，為了更好地保護(hù)多晶硅控檔片，本發(fā)明又一實(shí)施例中，在多晶硅 控檔片使用前，預(yù)先在其表面生成一層氧化硅(S/02 )，并在多晶硅控檔片表面 生成^02后進(jìn)一步生成5/3 ，該過(guò)程的示意圖可如圖1所示。因?yàn)?/02在晶圓 表面的應(yīng)力比S/3iV4在晶圓表面的應(yīng)力小很多，因此在多晶硅控檔片和S/3iV4之間
6生成一層s/o2可以起到降低氮化硅在晶圓表面應(yīng)力的作用。
其中，在多晶硅控檔片表面生成S/q的具體方法如下
將多晶硅控檔片放置在900 110(TC的環(huán)境中氧化，該過(guò)程所涉及的主要化 學(xué)反應(yīng)式如下
+ 02 — 57(9 2
較佳地，生成的&'<92的厚度可以控制在(500-300) A至(500+300) A之 間。如果生成的&'02太厚，由于5/02本身在晶圓表面存在的應(yīng)力，可能會(huì)對(duì)多 晶硅控檔片造成影響；如果生成的5/(92太薄，就不能很好地起到減緩氮化硅在 晶 圓表面應(yīng)力的作用。
通過(guò)上述過(guò)程在多晶硅控檔片使用前對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理后，當(dāng)多晶硅控檔片 被使用后，對(duì)該多晶硅控檔片進(jìn)行回收時(shí)，將沉積有多晶硅的控檔片放入F尸和 ifM^的混酸中，該混酸會(huì)將使用過(guò)程中沉積的多晶硅剝掉。其中，混酸中/fF、 //M93、 //20的體積比為1:10:10,該過(guò)程在室溫環(huán)境中進(jìn)^f亍。
上述過(guò)程所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)式如下
Z/M) 3 + ~> 570 2 +冊(cè)0 2
柳2 +— 4 + 20
多晶硅在上述的混酸中的刻蝕率很快，當(dāng)控檔片表面的多晶硅被剝干凈 后，預(yù)先在控檔片表面生成的&yv,會(huì)被氫氟酸刻蝕，其化學(xué)反應(yīng)式為
早4 + //F + //26> ~> //2叫+皿4尸
但因在混酸中氫氟酸的比例很小，因此^A^在該混酸的刻蝕率很小，S/3iV4
還有很大一部分得以保留，這就方便控檔片的繼續(xù)使用。
具體地，可通過(guò)觀察確定控檔片表面的多晶硅是否被剝干凈，即當(dāng)多晶硅 控檔片表面光潔，并且顏色由沉積有多晶硅時(shí)的黑色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色時(shí)，則認(rèn)為控 檔片表面的多晶硅被剝干凈。
當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的控檔片經(jīng)過(guò)多次回收后，&'3^在/^和wo3的混酸中多次被腐蝕，會(huì)變薄，為了不影響其對(duì)多晶硅控檔片的保護(hù)作用，需要用氫氟酸將 多晶硅控檔片表面的AK去除，如果與處理時(shí)在多晶硅控檔片表面還生成了
&02，則將&'02和&3^4—起去除。其中，所選用氫氟酸的濃度越高，該過(guò)程所 用時(shí)間越短，但為了避免氫氟酸濃度過(guò)高對(duì)控檔片造成輕微腐蝕， 一般選用濃 度在49%左右的氫氟酸。該過(guò)程在室溫環(huán)境下進(jìn)行，主要的化學(xué)反應(yīng)式為
&3^4 +朋+ //2(9 — //2&'(93 +層4尸
柳2 + //F — S/F 4 + 20
通過(guò)上述過(guò)程去除掉多晶硅控檔片表面的&02和5/3 后，按照上述實(shí)施例
中的方法重新生成新的保護(hù)層，即在控檔片表面生成&yv,，或者，在控檔片表 面先生成&<92，再生成&3^4。
如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例中多晶硅控檔片在使用前生成保護(hù)層，以及 使用后去除表面沉積的多晶硅的示意圖，其中，可不包括生成氧化硅的過(guò)程。
通過(guò)上述過(guò)程，本發(fā)明實(shí)施例在多晶硅控檔片使用前對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，即 在多晶硅控檔片表面生成設(shè)定厚度的氮化硅，當(dāng)多晶硅控檔片被使用后，其表 面沉積有多晶硅，將表面沉積有多晶硅的控檔片放入氫氟酸、硝酸以及水的混 合溶液中，待沉積在控檔片表面的多晶硅被去除后，取出該控檔片。因?yàn)榈?硅在上述混合溶液中的刻蝕率與多晶硅在上述混合溶液中的刻蝕率相比小4艮 多，因此，這層氮化硅在多晶硅控檔片的回收過(guò)程中起到很好的保護(hù)作用，使 多晶硅控檔片不易被氫氟酸、硝酸以及水的混合溶液腐蝕，從而提高了多晶硅 控檔片的利用率。
進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例在對(duì)多晶硅控檔片表面生成氮化硅之前，先在控 檔片表面生成氧化硅， 一方面，可以更好地對(duì)控檔片進(jìn)行保護(hù)，另一方面，避 免了氮化硅在晶圓表面應(yīng)力較大而可能導(dǎo)致控檔片表面開(kāi)裂的問(wèn)題。
明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
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權(quán)利要求
1、一種多晶硅控檔片的回收方法，其特征在于，預(yù)先在所述控檔片表面生成氮化硅層；所述回收方法包括將使用后在所述氮化硅層之上沉積有多晶硅層的控檔片放入氫氟酸、硝酸以及水的混合溶液中，去除沉積在所述氮化硅層之上的多晶硅層。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮化硅層的厚度在1000x 1010米至2000 x 10"。米之間。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述控檔片被使用設(shè)定次數(shù)后，將所述控檔片放入氫氟酸中，去除所述控檔片表面的氮化硅層，并在所述控檔片表面重新生成所述氮化硅層。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控檔片表面生成氮化硅層之前，還包括在所述控檔片表面生成氧化硅層。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化硅層的厚度在200x 10-'°米至800 x 10"。米之間。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述控檔片被使用設(shè)定次數(shù)后，將所述控檔片放入氬氟酸中，去除所述控檔片表面的氮化硅層以及氧化硅層，并在所述控檔片表面重新生成所述氧化硅層以及所述氮化硅層。
7、 一種多晶硅控檔片，其特征在于，所述多晶硅控檔片表面生成有氮化硅層。
8、 如如權(quán)利要求7所述的多晶硅控檔片，其特征在于，所述氮化硅層的厚度在1000 x 10-10米至2000 x 10-'。米之間。
9、 如權(quán)利要求7所述的多晶硅控檔片，其特征在于，所述多晶硅控檔片表面還生成有氧化硅層；所述氧化硅層位于所述多晶硅控檔片與所述氮化硅層之間。
10、 如如權(quán)利要求9所述的多晶硅控檔片，其特征在于，所述氧化硅層的厚度在200 x 10-10米至800 x 10"。米之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多晶硅控檔片、以及多晶硅控檔片的回收方法，用于提高多晶硅控檔片的利用率。具體技術(shù)方案包括預(yù)先在多晶硅控檔片表面生成氮化硅層，該回收方法包括將使用后在氮化硅層之上沉積有多晶硅層的控檔片放入氫氟酸、硝酸以及水的混合溶液中，去除沉積在氮化硅層之上的多晶硅層。該技術(shù)方案中，氮化硅層在多晶硅控檔片的回收過(guò)程中起到很好的保護(hù)作用，避免多晶硅控檔片在上述混酸中被腐蝕，從而提高了多晶硅控檔片的利用率。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101477946SQ200810240169
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者威 徐, 茹 黃 申請(qǐng)人:北大方正集團(tuán)有限公司;深圳方正微電子有限公司