本發(fā)明涉及一種改善硅片表面微缺陷的方法，屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅片是現(xiàn)代超大規(guī)模集成電路的主要襯底材料，一般通過拉晶、切片、磨片、腐蝕、退火、拋光、清洗等工藝過程做成的集成電路級(jí)半導(dǎo)體硅片。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，200mm/300mm硅單晶襯底已成為當(dāng)前集成電路的主流，對(duì)單晶硅片表面質(zhì)量的要求也越來越高，表面微粗糙度是表征硅片表面質(zhì)量的兩個(gè)重要參數(shù)，表面微粗糙度不僅跟單晶相關(guān)，而且也取決于硅片拋光、清洗、退火等后道加工工藝。
微粗糙度是硅片表面在納米尺度范圍內(nèi)的微起伏，一般用其平均值ra或均方根值rms來表征。它主要描述的是與表面幾個(gè)原子層相關(guān)的吸附原子、空缺、扭階等引起的不平整度。它是現(xiàn)代微電子工藝的一個(gè)重要指標(biāo)，目前對(duì)直徑300mm、線寬90nm的硅片表面微粗糙度的要求為0.15nm。高溫退火對(duì)硅片表面微粗糙度(haze)有一定程度的影響，在加入氫氣流比較大的時(shí)候，硅片表面的微粗糙度(hazelevel)大幅度增加，平均增加了100％以上，但并不成線性變化。因此，對(duì)于退火氣氛的選擇非常謹(jǐn)慎。氫氣是活性氣體，氫氣會(huì)同時(shí)與硅原子和自然氧化層發(fā)生反應(yīng)，二者的反應(yīng)速率不相同，在硅片表面形成了復(fù)雜的反應(yīng)過程，導(dǎo)致硅片表面的微粗糙度值增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于以上現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)耐嘶疬^程中加入微量氫氣流會(huì)使得硅片表面的微粗糙度有改善。采用在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間段通入氫氣作為退火氣氛能夠有效地促進(jìn)硅片表面氧原子的外擴(kuò)散，在硅片表面形成低氧區(qū)，并且能夠抑制氣氛環(huán)境中微量氧的作用，使得硅片表面微粗糙度(haze)改善。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種改善硅片表面微缺陷的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
一種改善硅片表面微缺陷的方法，在依次經(jīng)過450℃-700℃退火、1100℃-1250℃高溫退火、600℃-800℃退火、950℃-1050℃退火的退火工藝中，在從800℃升溫到1000℃的過程中，加入氫氣，達(dá)到氫氣與氬氣的體積比為0.5-8％。優(yōu)選地，氫氣的流量為0.1-1slm。
或者，在依次經(jīng)過450℃-700℃退火、1100℃-1250℃高溫退火、600℃-800℃退火、950℃-1050℃退火的退火工藝中，在從1000℃退火后降溫的過程中，加入氫氣，達(dá)到氫氣與氬氣的體積比為0.5-8％。優(yōu)選地，氫氣的流量為0.1-1slm。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
本發(fā)明的方法能夠在退火過程中改變硅片表面微缺陷情況，退火后，硅片表面的(haze)改善，并降低表面顆粒。
采用本發(fā)明的方法能夠降低硅片表面的粗糙度，因此可以有效提高mos器件的柵氧化層的完整性。
由于經(jīng)過高溫氫氣退火的晶圓(hiwafer)價(jià)格遠(yuǎn)低于外延晶圓的價(jià)格，因此本發(fā)明的方法成本低，得到了dram、logic、flashmemory等產(chǎn)品制造商的大量使用。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
實(shí)施例
實(shí)驗(yàn)采用的樣品是300mmp型(100)晶向同批次輕摻b硅片，硅片厚度約為725μm，含氧量為(18～32)×10-6(astm79)，電阻率為10～20ω·cm，實(shí)驗(yàn)硅片均取自直拉硅單晶中相鄰的硅片。
用asm公司生產(chǎn)的a412高溫退火爐進(jìn)行高溫退火。退火溫度1100℃，恒溫時(shí)間1h，在從800℃升到1000℃和1000℃之后降溫的過程中，通入流量為0.3slm的氫氣，控制氫氣與氬氣體積比為5.5％，然后運(yùn)用kla-tensor公司生產(chǎn)的表面顆粒測試儀進(jìn)行硅片表面相關(guān)測試，hazelevel/10-6由0.17(未加入氫氣時(shí))降為0.09(加入氫氣時(shí))。
微量氫氣在升降溫高溫退火氣氛中對(duì)硅片表面的影響，對(duì)采用氫氣退火前后粗糙度的對(duì)比，說明加入微量氫氣氛中的氫氣促進(jìn)了硅片退火后微粗糙度(haze)改善。
經(jīng)過退火恒溫16h溫度1000℃退火，在退火前的升溫和退火后的降溫過程中，通入流量為0.3slm的氫氣，控制氫氣與氬氣體積比為5.5％，然后利用afm測試退火后硅片的微粗糙度rms為0.112nm，退火后則變成了0.053nm，也可以說明退火氣氛中在1000℃前后的升、降溫過程中含有微量氫氣會(huì)改善硅片表面的微粗糙度。