專利名稱：改善再生晶圓表面性能以及在其上沉積富氧氧化硅薄膜的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制作技術領域，尤其涉及一種改善再生晶圓表面性能的方法及在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜的方法。
背景技術：
在半導體器件制造過程中，有幾百道制作工藝，其中，每一道制作工藝都需要進行監(jiān)控，這時就需要使用成本較低的測試晶圓，來檢測工藝參數(shù)是否正確，并保障產品的生產良率，這些用于工藝監(jiān)控的晶圓通常被稱為控片(Control wafer)或者檔片(Dummy wafer)0之前，這種測試用晶圓在過后都會丟棄，但是隨著產業(yè)的快速發(fā)展，材料尺寸變大并且越來越貴，從6寸晶圓之后，逐步開始回收再次利用這些測試用晶圓，以降低稱為控片 (Control wafer)或者檔片(Dummy wafer)的成本，這些回收再次使用的晶圓便被稱為再生晶圓。再生晶圓是將使用過的測試晶圓上的薄膜等污染物研磨、拋光，并且不斷重復利用的程序，直到晶圓厚度薄到某種限制以下，才真正丟棄或降級做為太陽能基板使用。在富氧氧化硅(SiOx，其中X的取值范圍是1. 35-1. 88)薄膜的制作工藝中，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果采用再生晶圓作為檢測用晶圓，在所述檢測用晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜之后，晶圓表面會出現(xiàn)條狀缺陷(linear defect)，而采用正常的測試用晶圓則不會出現(xiàn)這種問題，如附圖Ia和附圖Ib所示，分別為采用正常晶圓和再生晶圓在其上形成富氧氧化硅薄膜之后晶圓表面出現(xiàn)的缺陷分布圖，從圖中可以看出，再用再生晶圓沉積富氧氧化硅薄膜之后，晶圓表面產生大量的條狀缺陷，而采用正常晶圓沉積富氧氧化硅薄膜之后，晶圓表面基本上不產生條狀缺陷。參考附圖2所示，為再生晶圓沉積富氧氧化硅薄膜之后，晶圓表面產生的條狀缺陷的掃描電鏡圖。這種條狀的缺陷嚴重影響了測試用晶圓表面的薄膜性能，從而導致測試結果嚴重偏離實際情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題是提供一種改善再生晶圓表面性能的方法，以避免現(xiàn)有技術在再生晶圓表面沉積薄膜之后表面產生條狀缺陷的問題。本發(fā)明提供了一種改善再生晶圓表面性能的方法，包括在含氮氣的氛圍內進行退火處理?？蛇x的，所述退火的溫度范圍為400至600攝氏度，時間為200至400s?？蛇x的，所述退火的溫度為500攝氏度，時間為300s。本發(fā)明還提供一種在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜的方法，包括提供再生晶圓；將再生晶圓在含氮氣的氛圍內進行退火處理；在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜。
可選的，所述退火的溫度范圍為400至600攝氏度，時間為200至400s。可選的，所述退火的溫度為500攝氏度，時間為300s。由于采用了上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點通過在含氮氣的氛圍內進行退火處理，在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜之后，發(fā)現(xiàn)薄膜層表面不會再出現(xiàn)條狀缺陷。采用所述的方法，提高了再生晶圓的利用率，節(jié)省了成本。


圖1分別為采用正常晶圓和再生晶圓在其上形成富氧氧化硅薄膜之后晶圓表面出現(xiàn)的缺陷分布圖；圖2為再生晶圓沉積富氧氧化硅薄膜之后，晶圓表面產生的條狀缺陷的掃描電鏡圖；圖3為采用本發(fā)明實施例所述的方法對再生晶圓進行處理之后，在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜，富氧氧化硅薄膜表面的缺陷分布圖；圖4為采用本發(fā)明本實施例所述的方法對再生晶圓進行處理之后，在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜，富氧氧化硅薄膜表面的投射電子顯微鏡圖；圖5采用本發(fā)明本實施例在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜的方法的工藝流程圖。
具體實施例方式根據背景技術中的描寫，發(fā)明人在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜之后，薄膜表面出現(xiàn)條狀缺陷。為此，發(fā)明人進行了進一步的研究，以確定出現(xiàn)所述缺陷的原因。首先， 對進行富氧氧化硅薄膜沉積的反應設備進行了檢驗和測試，結果發(fā)現(xiàn)反應設備的各個反應腔(chamber)狀況良好，因此，可以排除反應腔出現(xiàn)問題導致缺陷產生的可能性。接下來，發(fā)明人在同一反應腔內進行其他膜層的沉積工藝，發(fā)現(xiàn)在同一反應腔內沉積其他膜層之后，其他膜層的表面并沒有出現(xiàn)條狀缺陷，因此證明反應腔內的微粒狀況并不是導致富氧氧化硅薄膜表面出現(xiàn)條狀缺陷的原因。隨后，采用多個再生晶圓在反應腔內沉積富氧氧化硅薄膜，發(fā)現(xiàn)對于不同品質的再生晶圓，沉積富氧氧化硅薄膜之后，薄膜表面都會存在相似的條狀缺陷，采用正常的測試晶圓沉積富氧氧化硅薄膜之后，薄膜表面則不會存在條狀缺陷，因此，說明再生晶圓是產生條狀缺陷的原因。通過對所述的條狀缺陷進行聚焦離子束(Focused Ion Beam, FIB)分析和投射電子顯微鏡分析，發(fā)現(xiàn)條狀缺陷的主要成分是氧和硅，證明條狀缺陷是薄膜內部缺陷(infilmparticle)，進一步驗證了再生晶圓是產生條狀缺陷的原因。下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。本實施例提供一種改善再生晶圓表面性能的方法，包括在含氮氣的氛圍內進行退火處理?？蛇x的，所述退火的溫度范圍為400攝氏度至600攝氏度，時間為200s至 400s (秒)。在一個具體的實施例中，所述退火的溫度為500攝氏度，時間為300s。通過在含氮氣的氛圍內進行退火處理，在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜之后，發(fā)現(xiàn)薄膜層表面不會再出現(xiàn)條狀缺陷。采用所述的方法，提高了再生晶圓的利用率，節(jié)省了成本。參考附圖3所示，為采用本實施例所述的方法對再生晶圓進行處理之后，在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜，富氧氧化硅薄膜表面的缺陷分布圖，從圖中可以看出，富氧氧化硅薄膜幾乎沒有條狀缺陷。參考附圖4所示，為采用本實施例所述的方法對再生晶圓進行處理之后，在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜，富氧氧化硅薄膜表面的投射電子顯微鏡圖，從圖中可以看出，富氧氧化硅薄膜表面沒有條狀缺陷出現(xiàn)。由于再生晶圓是將使用過的測試晶圓上的薄膜等污染物研磨、拋光，并且不斷重復利用的程序，因此對于再生晶圓來說，對其進行研磨、拋光的過程，可能會使晶圓上的晶格缺陷以及晶體錯位增加，在其表面沉積富氧氧化硅薄膜的過程中，由于采用500攝氏度左右的高溫，因此，在產生晶格缺陷方向的晶圓沉積速率增加，從而導致表面產生條狀缺陷，通過所述的退火處理，可以消除所述的晶格缺陷，并且使晶體錯位得到改善，因此，可以避免在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜的工藝中產生條狀缺陷。本實施例還提供一種在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜的方法，包括步驟Sl 提供再生晶圓；步驟s2 將再生晶圓在含氮氣的氛圍內進行退火處理；步驟s3 在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜。所述的再生晶圓是常規(guī)的控片(Control wafer)或者檔片(Dummy wafer)，經過去除表面的膜層，進行循環(huán)利用。將再生晶圓在含氮氣的氛圍內進行退火處理的工藝步驟，可以消除所述的晶格缺陷，并且使晶體錯位得到改善，可選的，所述退火的溫度范圍為400攝氏度至600攝氏度，時間為200s至400s?？蛇x的，所述退火的溫度為500攝氏度，時間為300s。所述的沉積富氧氧化硅薄膜的工藝例如為化學氣相沉積工藝，在一個具體實施例中，采用SiH4和隊0為原料沉積富氧氧化硅薄膜，反應溫度范圍為400-600攝氏度，優(yōu)選的為500攝氏度，形成的富氧氧化硅薄膜的厚度范圍為810埃 900埃。在本發(fā)明的一個具體實施例中，采用本實施例所述的工藝方法，在執(zhí)行退火工藝之前再生晶圓表面的缺陷數(shù)為632個，采用退火工藝之后再生晶圓表面的缺陷數(shù)為14件， 采用沉積工藝在執(zhí)行過退火工藝的再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜之后，再生晶圓表面的缺陷增加值為0。通過在含氮氣的氛圍內進行退火處理，在再生晶圓表面沉積富氧氧化硅薄膜之后，發(fā)現(xiàn)薄膜層表面不會再出現(xiàn)條狀缺陷。采用所述的方法，提高了再生晶圓的利用率，節(jié)省了成本。雖然本發(fā)明己以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1.一種改善再生晶圓表面性能的方法，其特征在于，包括在含氮氣的氛圍內進行退火處理。
2.根據權利要求1所述的改善再生晶圓表面性能的方法，其特征在于，所述退火的溫度范圍為400至600攝氏度，時間為200至400s。
3.根據權利要求2所述的改善再生晶圓表面性能的方法，其特征在于，所述退火的溫度為500攝氏度，時間為300s。
4.一種在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜的方法，其特征在于，包括提供再生晶圓； 將再生晶圓在含氮氣的氛圍內進行退火處理；在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜。
5.根據權利要求1所述的在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜的方法，其特征在于，所述退火的溫度范圍為400至600攝氏度，時間為200至400s。
6.根據權利要求2所述的在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜的方法，其特征在于，所述退火的溫度為500攝氏度，時間為300s。
全文摘要
本發(fā)明提供一種改善再生晶圓表面性能的方法，包括在含氮氣的氛圍內進行退火處理。還提供一種在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜的方法，包括提供再生晶圓；將再生晶圓在含氮氣的氛圍內進行退火處理；在再生晶圓上沉積富氧氧化硅薄膜。采用所述方法之后，富氧氧化硅薄膜表面不會再出現(xiàn)條狀缺陷。采用所述的方法，提高了再生晶圓的利用率，節(jié)省了成本。
文檔編號H01L21/316GK102254816SQ20101018134
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權日2010年5月21日
發(fā)明者楊浩, 梁富堂, 韓軻, 龔睿 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司, 武漢新芯集成電路制造有限公司