用于爐管高溫退火工藝的控片、制造方法及監(jiān)控方法
【專利摘要】一種用于爐管高溫退火工藝的控片，包括：硅基襯底，以及沉積在所述硅基襯底上的二氧化硅薄膜層，且所述二氧化硅薄膜層的厚度范圍為數(shù)值30～50埃中的任一取值。本發(fā)明所述用于爐管高溫退火工藝的控片通過在所述硅基襯底上淀積膜層厚度范圍為數(shù)值30～50埃中的任一取值之二氧化硅薄膜層，不僅可以保護(hù)所述硅基襯底，使其在高溫惰性氣氛下不被鈍化，并消除晶格損傷，對(duì)所述爐管高溫退火工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且可采用酸性溶液去除所述控片之二氧化硅薄膜層，并循環(huán)使用。
【專利說明】用于爐管高溫退火工藝的控片、制造方法及監(jiān)控方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于爐管高溫退火工藝的控片、制造方法及監(jiān)控方法。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，當(dāng)前半導(dǎo)體制造工藝中，爐管工藝與其它單片作業(yè)的工藝不同，為批次作業(yè)，即同時(shí)有多個(gè)批次的產(chǎn)品硅片同時(shí)工藝，對(duì)于不同硅片尺寸的工藝，批次作業(yè)的產(chǎn)品硅片為50?300片不等。
[0003]但是，爐管的高溫退火工藝，使用惰性氣體(例如為氮?dú)?作為工藝氣體，且工藝溫度在800?1200°C之間，工藝的目的是對(duì)硅片進(jìn)行退火和雜質(zhì)激活，并不生長(zhǎng)或淀積薄膜，因此通常不使用控片，也就無法對(duì)工藝過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0004]作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，容易理解地，即使使用通用的硅襯底控片，因?yàn)楦邷叵露栊詺怏w會(huì)與所述硅襯底控片反應(yīng)，使得所述硅襯底控片之表面發(fā)生鈍化，會(huì)造成工藝后的膜厚測(cè)量發(fā)生異常。同時(shí)，還會(huì)對(duì)所述硅襯底控片造成晶格損傷，帶來晶格缺陷，不僅影響工藝后的顆粒數(shù)量測(cè)量，還降低所述硅襯底控片的使用壽命。
[0005]尋求一種適于爐管高溫退火工藝，消除不利影響，且可對(duì)所述爐管高溫退火工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的產(chǎn)品成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題之一。
[0006]故針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于是有了本發(fā)明一種用于爐管高溫退火工藝的控片、制造方法及監(jiān)控方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的爐管高溫退火工藝之高溫下惰性氣體會(huì)與所述硅襯底控片反應(yīng)，使得所述硅襯底控片之表面發(fā)生鈍化，會(huì)造成工藝后的膜厚測(cè)量發(fā)生異常，且還會(huì)對(duì)所述硅襯底控片造成晶格損傷，帶來晶格缺陷，不僅影響工藝后的顆粒數(shù)量測(cè)量，還降低所述硅襯底控片的使用壽命等缺陷提供一種用于爐管高溫退火工藝的控片。
[0008]本發(fā)明之又一目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的爐管高溫退火工藝之高溫下惰性氣體會(huì)與所述硅襯底控片反應(yīng)，使得所述硅襯底控片之表面發(fā)生鈍化，會(huì)造成工藝后的膜厚測(cè)量發(fā)生異常，且還會(huì)對(duì)所述硅襯底控片造成晶格損傷，帶來晶格缺陷，不僅影響工藝后的顆粒數(shù)量測(cè)量，還降低所述硅襯底控片的使用壽命等缺陷提供一種用于爐管高溫退火工藝的控片之制造方法。
[0009]本發(fā)明之第三目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的爐管高溫退火工藝之高溫下惰性氣體會(huì)與所述硅襯底控片反應(yīng)，使得所述硅襯底控片之表面發(fā)生鈍化，會(huì)造成工藝后的膜厚測(cè)量發(fā)生異常，且還會(huì)對(duì)所述硅襯底控片造成晶格損傷，帶來晶格缺陷，不僅影響工藝后的顆粒數(shù)量測(cè)量，還降低所述硅襯底控片的使用壽命等缺陷提供一種用于爐管高溫退火工藝的控片之監(jiān)控方法。
[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于爐管高溫退火工藝的控片，所述用于爐管高溫退火工藝的控片，包括:硅基襯底，以及沉積在所述硅基襯底上的二氧化硅薄膜層，且所述二氧化硅薄膜層的厚度范圍為數(shù)值30?50埃中的任一取值。
[0011]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之又一目的，本發(fā)明提供一種用于爐管高溫退火工藝的控片之制造方法，所述制造方法包括:所述二氧化硅薄膜層的淀積工藝為原位蒸汽產(chǎn)生制程(In-SituSteam Generat1n, ISSG)、快速熱氧化工藝(RapidThermal Oxide, RT0)、爐管生成工藝的其中之一。
[0012]可選地,所述二氧化娃薄膜層的淀積工藝為原位蒸汽產(chǎn)生制程(In-situSteamGenerat1n, ISSG)。
[0013]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之第三目的，本發(fā)明提供一種用于爐管高溫退火工藝的控片之監(jiān)控方法，所述監(jiān)控方法包括:
[0014]執(zhí)行步驟S1:將所述硅基襯底放置在所述二氧化硅薄膜層的淀積設(shè)備中，并淀積膜層厚度范圍為數(shù)值30?50埃中的任一取值之二氧化硅薄膜層，形成所述控片；
[0015]執(zhí)行步驟S2:將所述控片放置在所述爐管，并與產(chǎn)品硅片組批作業(yè)高溫退火工藝；
[0016]執(zhí)行步驟S3:高溫退火工藝結(jié)束后，測(cè)量所述控片之表面顆粒數(shù)量，并與工藝規(guī)格比較，進(jìn)而判定工藝是否正常；
[0017]執(zhí)行步驟S4:高溫退火工藝結(jié)束后，測(cè)量所述控片之二氧化硅薄膜層的膜層厚度，并與工藝規(guī)格比較，進(jìn)而判定工藝是否正常。
[0018]可選地，所述工藝規(guī)格為:所述控片之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量小于10，當(dāng)所述控片之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量小于或等于10時(shí)，所述爐管高溫退火工藝正常；當(dāng)所述控片之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量大于10時(shí)，所述爐管高溫退火工藝不正常。
[0019]可選地，所述工藝規(guī)格為:所述控片之二氧化硅薄膜層的膜層厚度范圍為數(shù)值30?50埃中的任一取值，當(dāng)所述二氧化硅薄膜層的膜層厚度范圍為數(shù)值30?50埃中的任一取值時(shí)，所述爐管高溫退火工藝正常，否則不正常。
[0020]可選地，所述監(jiān)控方法還包括:執(zhí)行步驟S5:所述控片完成對(duì)所述爐管高溫退火工藝后，采用酸性溶液去除所述二氧化硅薄膜層，不更改其它工藝參數(shù)，對(duì)所述控片之硅基襯底循環(huán)使用。
[0021]綜上所述，本發(fā)明所述用于爐管高溫退火工藝的控通過在所述硅基襯底上淀積膜層厚度范圍為數(shù)值30?50埃中的任一取值之二氧化硅薄膜層，不僅可以保護(hù)所述硅基襯底，使其在高溫惰性氣氛下不被鈍化，并消除晶格損傷，對(duì)所述爐管高溫退火工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且可采用酸性溶液去除所述控片之二氧化硅薄膜層，并循環(huán)使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1所示為本發(fā)明用于爐管高溫退火工藝的控片之結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0024]請(qǐng)參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明用于爐管高溫退火工藝的控片之結(jié)構(gòu)示意圖。所述用于爐管高溫退火工藝的控片1，包括:硅基襯底11，以及沉積在所述硅基襯底11上的所述二氧化硅薄膜層12，且所述二氧化硅薄膜層12的厚度范圍為數(shù)值30~50埃中的任一取值。
[0025]非限制性的列舉，在本發(fā)明中，所述硅基襯底11上沉積所述二氧化硅薄膜層12的方法為原位蒸汽產(chǎn)生制程(In-situ Steam Generat1n, ISSG)。即，利用臨場(chǎng)蒸汽產(chǎn)生技術(shù)熱成膜裝置實(shí)現(xiàn)低壓(< 20ΤΟ1t)、高溫(800~1100°C )環(huán)境下引入氧氣和氫氣直接在所述硅基襯底11表面反應(yīng)生成水蒸氣,在所述過程中硅基襯底11與所述氧氣反應(yīng)生長(zhǎng)所述致密的二氧化硅薄膜層12，并控制所述二氧化硅薄膜層12之膜層厚度范圍為數(shù)值30~50埃中的任一取值。
[0026]顯然地，為了在所述硅基襯底11上淀積所述二氧化硅薄膜層12，亦可采用快速熱氧化工藝。即使用爐管設(shè)備，或者所述快速熱氧化設(shè)備(RapidThermal Oxide, RT0)，在常壓環(huán)境下(760Torr)升溫至800~1100°C，在所述過程中，所述硅基襯底11與通入所述爐管或者反應(yīng)腔室的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成所述二氧化硅薄膜層12。
[0027]基于在相同膜層厚度下，所述二氧化硅薄膜層12之致密性特征，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述二氧化娃薄膜層12的淀積工藝為原位蒸汽產(chǎn)生制程(In-situSteamGenerat1n, ISSG)、快速熱氧化工藝(Rapid Thermal Oxide, RTO)、爐管生成工藝的其中之一。更優(yōu)選地，所述二氧化娃薄膜層12的淀積工藝為原位蒸汽產(chǎn)生制程(In-situ SteamGenerat1n, ISSG)。
[0028]為更直觀的揭露本發(fā)明之技術(shù)方案，凸顯本發(fā)明之有益效果，現(xiàn)結(jié)合【具體實(shí)施方式】為例進(jìn)行闡述，所述【具體實(shí)施方式】中涉及之?dāng)?shù)值、具體工藝類型僅為列舉，不視為對(duì)本發(fā)明專利技術(shù)方案的限制。
[0029]本發(fā)明所述用于爐管高溫退火工藝的控片I在實(shí)時(shí)監(jiān)控所述爐管高溫退火工藝時(shí)，包括以下步驟:
[0030]執(zhí)行步驟S1:將所述硅基襯底11放置在所述二氧化硅薄膜層12的淀積設(shè)備中，并淀積膜層厚度范圍為數(shù)值30~50埃中的任一取值之二氧化硅薄膜層12，形成所述控片
I;
[0031]執(zhí)行步驟S2:將所述控片I放置在所述爐管，并與產(chǎn)品硅片組批作業(yè)高溫退火工藝；
[0032]執(zhí)行步驟S3:高溫退火工藝結(jié)束后，測(cè)量所述控片I之表面顆粒數(shù)量，并與工藝規(guī)格比較，進(jìn)而判定工藝是否正常；
[0033]具體地，在所述爐管高溫退火工藝中，所述工藝規(guī)格為:所述控片I之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量小于10。即，當(dāng)所述控片I之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量小于或等于10時(shí)，所述爐管高溫退火工藝正常；當(dāng)所述控片I之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量大于10時(shí)，所述爐管高溫退火工藝不正常。
[0034]執(zhí)行步驟S4:高溫退火工藝結(jié)束后，測(cè)量所述控片I之二氧化硅薄膜層12的膜層厚度，并與工藝規(guī)格比較，進(jìn)而判定工藝是否正常；
[0035]具體地，在所述爐管高溫退火工藝中，所述工藝規(guī)格為:所述控片I之二氧化硅薄膜層12的膜層厚度范圍為數(shù)值30~50埃中的任一取值。即，當(dāng)所述二氧化硅薄膜層12的膜層厚度范圍為數(shù)值30?50埃中的任一取值時(shí)，所述爐管高溫退火工藝正常，否則不正堂巾O
[0036]為了更好的實(shí)施本發(fā)明之技術(shù)方案，所述用于爐管高溫退火工藝的控片在實(shí)時(shí)監(jiān)控所述爐管高溫退火工藝時(shí)，還包括以下步驟:
[0037]執(zhí)行步驟S5:所述控片I完成對(duì)所述爐管高溫退火工藝后，采用酸性溶液去除所述二氧化硅薄膜層12，不更改其它工藝參數(shù)，對(duì)所述控片I之硅基襯底11循環(huán)使用。
[0038]明顯地，本發(fā)明所述用于爐管高溫退火工藝的控I通過在所述硅基襯底11上淀積膜層厚度范圍為數(shù)值30?50埃中的任一取值之二氧化硅薄膜層12，不僅可以保護(hù)所述硅基襯底11，使其在高溫惰性氣氛下不被鈍化，并消除晶格損傷，對(duì)所述爐管高溫退火工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且可采用酸性溶液去除所述控片I之二氧化硅薄膜層12，并循環(huán)使用。
[0039]綜上所述，本發(fā)明所述用于爐管高溫退火工藝的控通過在所述硅基襯底上淀積膜層厚度范圍為數(shù)值30?50埃中的任一取值之二氧化硅薄膜層，不僅可以保護(hù)所述硅基襯底，使其在高溫惰性氣氛下不被鈍化，并消除晶格損傷，對(duì)所述爐管高溫退火工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且可采用酸性溶液去除所述控片之二氧化硅薄膜層，并循環(huán)使用。
[0040]本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書及等同物的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種用于爐管高溫退火工藝的控片，其特征在于，所述用于爐管高溫退火工藝的控片，包括:硅基襯底，以及沉積在所述硅基襯底上的二氧化硅薄膜層，且所述二氧化硅薄膜層的厚度范圍為數(shù)值30~50埃中的任一取值。
2.一種如權(quán)利要求1所述用于爐管高溫退火工藝的控片之制造方法，其特征在于，所述制造方法包括:所述二氧化娃薄膜層的淀積工藝為原位蒸汽產(chǎn)生制程(In-situ SteamGenerat1n, ISSG)、快速熱氧化工藝(Rapid ThermalOxide, RTO)、爐管生成工藝的其中之
O
3.如權(quán)利要求2所述用于爐管高溫退火工藝的控片之制造方法，其特征在于，所述二氧化娃薄膜層的淀積工藝為原位蒸汽產(chǎn)生制程(In-situ SteamGenerat1n, ISSG)。
4.一種如權(quán)利要求1所述用于爐管高溫退火工藝的控片之監(jiān)控方法，其特征在于，所述監(jiān)控方法包括: 執(zhí)行步驟S1:將所述硅基襯底放置在所述二氧化硅薄膜層的淀積設(shè)備中，并淀積膜層厚度范圍為數(shù)值30~50埃中的任一取值之二氧化硅薄膜層，形成所述控片； 執(zhí)行步驟S2:將所述控片放置在所述爐管，并與產(chǎn)品硅片組批作業(yè)高溫退火工藝； 執(zhí)行步驟S3:高溫退火工藝結(jié)束后，測(cè)量所述控片之表面顆粒數(shù)量，并與工藝規(guī)格比較，進(jìn)而判定工藝是否正常； 執(zhí)行步驟S4:高溫退火工藝結(jié)束后，測(cè)量所述控片之二氧化硅薄膜層的膜層厚度，并與工藝規(guī)格比較，進(jìn)而 判定工藝是否正常。
5.如權(quán)利要求4所述的用于爐管高溫退火工藝的控片之監(jiān)控方法，其特征在于，所述工藝規(guī)格為:所述控片之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量小于10，當(dāng)所述控片之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量小于或等于10時(shí)，所述爐管高溫退火工藝正常；當(dāng)所述控片之表面顆粒的粒徑大于0.16 μ m的顆粒數(shù)量大于10時(shí)，所述爐管高溫退火工藝不正常。
6.如權(quán)利要求4所述的用于爐管高溫退火工藝的控片之監(jiān)控方法，其特征在于，所述工藝規(guī)格為:所述控片之二氧化硅薄膜層的膜層厚度范圍為數(shù)值30~50埃中的任一取值，當(dāng)所述二氧化硅薄膜層的膜層厚度范圍為數(shù)值30~50埃中的任一取值時(shí)，所述爐管高溫退火工藝正常，否則不正常。
7.如權(quán)利要求4所述的用于爐管高溫退火工藝的控片之監(jiān)控方法，其特征在于，所述監(jiān)控方法還包括: 執(zhí)行步驟S5:所述控片完成對(duì)所述爐管高溫退火工藝后，采用酸性溶液去除所述二氧化硅薄膜層，不更改其它工藝參數(shù)，對(duì)所述控片之硅基襯底循環(huán)使用。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK104078376SQ201410162796
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】任川, 王智, 蘇俊銘 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司