防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方法
【专利摘要】本发明提供了一种防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方法，先在掺杂晶圆上覆盖一层氧化层，然后进行快速热处理，使得掺杂晶圆中的部分掺杂物扩散至氧化层中，之后去除氧化层再进行高温工艺制程，从而避免在高温工艺制程中掺杂晶圆中的掺杂物扩散至炉管中污染其余的晶圆，避免了晶圆相互污染的问题，提升了高温制程工艺的效率，并且避免了在有掺杂物的高温工艺制程批次之后进行多次挡控片的高温工艺制程，增加了炉管的正常运行时间，降低了生产成本；同时，进行快速热处理也起到了活化掺杂晶圆中掺杂物的作用。
【专利说明】
防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物 扩散的方法。
【背景技术】
[0002] 高温工艺制程在半导体制造过程中起到非常重要的作用，包括生长栅氧，热退火， 活化注入离子，修复晶格损伤等。这些制程往往是长时间高温的工序，并且温度高于800°C， 一般在炉管中进行，在高温工艺制程中晶圆里的注入元素在高温气氛中扩散出来会污染装 载晶圆的石英管，以及整个炉管腔体，导致对其它晶圆造成污染。
[0003] 现有的处理方法是将晶圆表面有掺杂的产品和其它产品尽可能分成不同的批次 进行高温工艺制程，以减少掺杂物扩散的污染，并且在有掺杂物的制程批次之后进行多次 挡控片的制程，以减少掺杂物扩散出来对于石英管的污染。但是这样的处理方式会严重影 响装载晶圆的石英管的寿命以及晶圆厂的制程效率
[0004] 因此，亟需提供一种可以防止在高温工艺制程中掺杂晶圆中掺杂物扩散的方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方法，解 决了在高温工艺制程中晶圆相互污染的问题，避免在有掺杂物的制程批次之后进行多次挡 控片的制程，增加了炉管的正常运行时间。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供一种防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方 法：包括：
[0007] 在掺杂晶圆上覆盖氧化层；
[0008] 进行快速热处理；
[0009] 刻蚀去除所述掺杂晶圆上的氧化层；
[0010] 进行高温工艺制程；其中，所述高温工艺制程的温度高于800°c。
[0011] 可选的，所述氧化层为富硅氧化层。
[0012] 可选的，采用化学气相沉积的方法形成所述富硅氧化层。
[0013] 可选的，所述富硅氧化层的厚度为200A~600 A。
[0014] 可选的，所述快速热处理的温度为700°C~1500°C。
[0015] 可选的，所述快速热处理的时间为10s~60s。
[0016] 可选的，采用湿法刻蚀去除所述掺杂晶圆上的氧化层。
[0017] 可选的，采用氢氟酸溶液进行湿法刻蚀。
[0018] 可选的，所述氢氟酸溶液中的氢氟酸的质量百分比为1%~10%。
[0019] 与现有技术相比，本发明提供的防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方 法，先在掺杂晶圆上覆盖一层氧化层，然后进行快速热处理，使得掺杂晶圆中的部分掺杂物 扩散至氧化层中，之后去除氧化层再进行高温工艺制程，从而避免在高温工艺制程中掺杂 晶圆中的掺杂物扩散至炉管中污染其余的晶圆，避免了晶圆相互污染的问题，提升了高温 制程工艺的效率，并且避免了在有掺杂物的高温工艺制程批次之后进行多次挡控片的高温 工艺制程，增加了炉管的正常运行时间，降低了生产成本；同时，进行快速热处理也起到了 活化掺杂晶圆中掺杂物的作用。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明一实施例所提供的防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方 法流程图。
[0021] 图2~3为本发明一实施例所提供的防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的 各步骤结构示意图。
[0022] 图4~5为本发明一实施例所提供的掺杂晶圆进行快速热处理前后掺杂物的示意 图。
【具体实施方式】
[0023] 为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一 步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵 盖在本发明的保护范围内。
[0024] 其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说 明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
[0025] 本发明的核心思想在于，先在掺杂晶圆上覆盖一层氧化层，然后进行快速热处理， 使得掺杂晶圆中的部分掺杂物扩散至氧化层中，之后去除氧化层再进行高温工艺制程，从 而避免在高温工艺制程中掺杂晶圆中的掺杂物扩散至炉管中污染其余的晶圆，避免了晶圆 相互污染的问题，提升了高温制程工艺的效率，并且避免了在有掺杂物的高温工艺制程批 次之后进行多次挡控片的高温工艺制程，增加了炉管的正常运行时间，降低了生产成本；同 时，进行快速热处理也起到了活化掺杂晶圆中掺杂物的作用。
[0026] 图1为本发明一实施例所提供的防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方 法流程图，如图1所示，本发明提出一种防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方法， 包括以下步骤：
[0027] 步骤S01 :在掺杂晶圆上覆盖氧化层；
[0028] 步骤S02 :进行快速热处理；
[0029] 步骤S03 :刻蚀去除所述掺杂晶圆上的氧化层；
[0030] 步骤S04 :进行高温工艺制程。
[0031] 图2~3为本发明一实施例所提供的防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的 各步骤结构示意图，请参考图1所示，并结合图2~图3,详细说明本发明所提供的防止高温 工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方法：
[0032] 在步骤S01中，在掺杂晶圆10上覆盖氧化层11，形成图2所示的结构。
[0033] 本实施例中，所述掺杂晶圆10为需要进行高温工艺制程的晶圆，所述氧化层11为 富硅氧化层，采用化学气相沉积的方法在所述掺杂晶圆10上形成所述富硅氧化层。需要说 明的是，图2所述的掺杂晶圆10可以是做过某些工艺制程的晶圆，例如在掺杂晶圆上形成 沟槽或者形成栅极等结构。
[0034] 所述富硅氧化层的厚度为2〇〇i ' 600 A:，例如？00 A 3衡農、400 A、500 A, _0:Λ,优选的为400 I
[0035] 在步骤S02中，对覆盖有氧化层11的掺杂晶圆10进行快速热处理；所述快速热 处理的温度为 700°C~1500°C，例如：700°C、900°C、1100°C、1300°C、1500°C，优选的温度为 1100°C ;所述快速热处理的时间为10s~60s，例如：1〇8、2〇8、3〇8、4〇8、5〇8、6〇8，优选的时 间为30s ;在其他实施例中，也可以对覆盖有氧化层11的掺杂晶圆10进行退火，所述退火 的温度和时间与上述快速热处理的温度和时间范围相同。
[0036] 覆盖有氧化层11的掺杂晶圆10经过快速热处理或退火之后，掺杂晶圆10中的部 分掺杂物扩散至氧化层11中，并且扩散的掺杂物被氧化层11捕获，从而在后续的高温工艺 制程中很少有掺杂物从掺杂晶圆10中扩散至炉管，避免了晶圆相互污染的问题，提升了高 温制程工艺的效率，并且避免了在有掺杂物的高温工艺制程批次之后进行多次挡控片的高 温工艺制程，增加了炉管的正常运行时间，降低了生产成本；同时，进行热处理或退火也起 到了活化掺杂晶圆10中掺杂物的作用。
[0037] 请参考图4与图5所示，本发明一实施例所提供的掺杂晶圆进行快速热处理前后 掺杂物的示意图。本实施例中，优选的氧化层11为富硅氧化层，现以掺杂晶圆10中含有掺 杂磷（P)为例进行说明：如图4所示，掺杂晶圆10进行快速热处理之前，掺杂晶圆10中含 有掺杂磷，而富硅氧化层由硅原子与氧原子通过化学键组合而成；待所述掺杂晶圆10与富 硅氧化层进行快速热处理之后，如图5所示，所述掺杂晶圆中部分掺杂磷扩散至所述富硅 氧化层中，与所述富硅氧化层中的硅原子相结合，使得所述掺杂晶圆中的掺杂磷减少，从而 在后续的高温工艺制程中从所述掺杂晶圆中扩散出的掺杂磷大量减少，避免了掺杂磷污染 炉管中的其余晶圆。
[0038] 在步骤S03中，刻蚀去除所述掺杂晶圆10上的氧化层11，形成如图3所示的结构。
[0039] 本实施例中，采用湿法刻蚀去除所述掺杂晶圆10上的氧化层11，优选为湿法刻 蚀。采用氢氟酸溶液进行湿法刻蚀，所述氢氟酸溶液中的氢氟酸的质量百分比为1 %~ 10%，例如1 %、3%、5 %、7%、9%、10 %，氢氟酸溶液中的氢氟酸的质量百分比优选为5%。 并且为了完全去除所述氧化层11，可以对所述掺杂晶圆10进行过刻蚀。
[0040] 在步骤S04中，对所述掺杂晶圆10进行高温工艺制程。本实施例中，对所述掺杂 晶圆10进行高温工艺制程，所述高温工艺制程与所述掺杂晶圆10本身需要进行的高温工 艺制程相同，所述高温工艺制程的温度高于800°C。在本发明中只是增加了覆盖氧化层、进 行快速热处理或退火、刻蚀去除氧化层这三个步骤。
[0041] 通过采用本发明所提供的防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方法，在进 行高温工艺制程时，无需区分掺杂晶圆与未掺杂晶圆，并且在进行掺杂晶圆的高温工艺制 程之后，也无需进行多次挡控片的高温工艺制程，从而在一定程度上提升了高温工艺制程 的效率，降低了高温工艺制程的成本；并且在掺杂晶圆上覆盖一层氧化层，进行热处理或退 火之后再去除，并不影响掺杂晶圆的电性参数。
[0042] 综上所述，本发明提供的防止高温工艺制程中掺杂晶圆掺杂物扩散的方法，先在 掺杂晶圆上覆盖一层氧化层，然后快速进行热处理，使得掺杂晶圆中的部分掺杂物扩散至 氧化层中，之后去除氧化层再进行高温工艺制程，从而避免在高温工艺制程中掺杂晶圆中 的掺杂物扩散至炉管中污染其余的晶圆，避免了晶圆相互污染的问题，提升了高温制程工 艺的效率，并且避免了在有掺杂物的高温工艺制程批次之后进行多次挡控片的高温工艺制 程，增加了炉管的正常运行时间，降低了生产成本；同时，进行快速热处理也起到了活化掺 杂晶圆中掺杂物的作用。
[0043] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发 明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护 范围。
【主权项】
1. 一种防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在于，包括： 在渗杂晶圆上覆盖氧化层； 进行快速热处理； 刻蚀去除所述渗杂晶圆上的氧化层； 进行高溫工艺制程； 其中，所述高溫工艺制程的溫度高于800°C。2. 如权利要求1所述的防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在 于，所述氧化层为富娃氧化层。3. 如权利要求2所述的防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在 于，采用化学气相沉积的方法形成所述富娃氧化层。4. 如权利要求3所述的防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在 于，所述富娃氧化层的厚度为2撕盏如狮A。5. 如权利要求1所述的防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在 于，所述快速热处理的溫度为700°C~1500°C。6. 如权利要求1所述的防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在 于，所述快速热处理的时间为IOs~60s。7. 如权利要求1所述的防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在 于，采用湿法刻蚀去除所述渗杂晶圆上的氧化层。8. 如权利要求7所述的防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在 于，采用氨氣酸溶液进行湿法刻蚀。9. 如权利要求8所述的防止高溫工艺制程中渗杂晶圆渗杂物扩散的方法，其特征在 于，所述氨氣酸溶液中的氨氣酸的质量百分比为1%~10%。
【文档编号】H01L21/324GK105990133SQ201510095194
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月3日
【发明人】王亮, 李广宁, 马孝田
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司