改善退火炉体铁和颗粒的方法

技术领域

本发明涉及硅片加工技术领域，具体涉及一种改善退火炉体铁和颗粒的方法。

背景技术

随着集成电路器件特征尺寸的减小，硅片表面缺陷如晶体原生颗粒COP（Crystaloriginated particle）、位错、颗粒等的存在，会严重影响器件性能，导致良率的损失。其中消除COP通常可以通过外延生长或者在1100-1200℃对硅片进行高温退火的方式来解决，退火相对于外延成本更低，效率更高，是一种更经济的方式。

高温退火消除了COP等缺陷，在硅片表面形成洁净区，为器件制造提供了高质量的激活层。但是，新装退火炉，由于退火炉石英管和硅片承载的舟体在生产及运输过程中，必然会产生金属和颗粒的沾污，在高温过程中，污染硅片，导致硅片体金属和颗粒恶化。目前缺少一种行之有效的解决新装退火炉体铁和颗粒水平的方法。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在的不足，提供了一种改善退火炉体铁和颗粒的方法，其实现新装退火炉金属体铁水平和颗粒改善，体金属水平从2E12降至2E10，并且成功产出19nm颗粒为0退火硅片。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种改善退火炉体铁和颗粒的方法，包括如下操作步骤：

第一步：SIC舟装入退火炉前，使用49%HF浸泡清洗，干燥后装入退火炉。

第二步：SIC舟装入机台后，升入石英炉管中，升温阶段通入10～30slm氩气，升至1200℃时通入10～30slm氧气，烘烤8小时后降温，SIC舟退出石英炉管。

第三步：SIC舟升入石英炉管中，升温阶段通入10～30slm氩气，升至1200℃时通入10-30slm氯化氢，烘烤1～3小时后降温。

第四步：准备清洗干净的P型轻掺硅片，填满SIC舟后升入石英炉管中，环境气体为氩气，升至1200℃保持20～22小时后降温。

第五步：准备P型轻掺硅片作为体铁监控片，分别置于SIC舟上中下位置，升入炉体后升温至1200℃进行退火，监控片送测体铁以观察退火炉体对硅片体铁恶化情况。

第六步：根据送测体铁含量水平，更换新的P型轻掺硅片作为填充；重复执行第二至第五步。

作为优选，清洗SIC舟的HF浓度水平为49%，用于洗去SIC舟表面沾污颗粒等污染物；SIC舟在溶液中浸泡时常为4～5小时，浸泡后使用超纯水冲洗后氮气吹扫静置。

作为优选，第一次升温阶段的速度为1～4℃/min，氩气流量为10～30slm，升至1200℃，通入氧气保持8～12小时，降温速度为1～4℃/min。

作为优选，第二次升温速度为1～4℃/min，氩气流量为10～30slm，升至1200℃，通入HCL保持1～3小时，降温速度为1～4℃/min。

作为优选，第四步中，硅片填满SIC舟的舟体后，SIC舟升入石英炉管中，氩气流量保持为10～30slm，升温至1200℃保持时间为20～22小时。

作为优选，补入的硅片为P型轻掺硼硅片或者无掺杂硅片，需要氢氟酸清洗后送入退火炉中。

作为优选，第五步中，退火过程氩气流量为10～30slm，升至1200℃，保持1～3小时，监控片为P型轻掺硼硅片或者体铁为E8水平的硅片。

作为优选，第六步中，在第五步后即更换新的P型轻掺硅片，清洗后送入退火炉中，并重复进行第二步至第五步。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种改善退火炉体铁和颗粒的方法，与现有技术相比较，实现新装退火炉金属体铁水平和颗粒改善，体金属水平从2E12降至2E10，并且成功产出19nm颗粒为0退火硅片。

附图说明

图1是本发明的退火后硅片颗粒MAP示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1所示，一种改善退火炉体铁和颗粒的方法，包括如下操作步骤：

第一步：SIC舟装入退火炉前，使用49%HF浸泡清洗，用于洗去SIC舟表面沾污颗粒等污染物；SIC舟在溶液中浸泡时常为4～5小时，浸泡后使用超纯水冲洗后氮气吹扫静置，干燥后装入退火炉。

第二步：SIC舟装入机台后，升入石英炉管中，升温阶段通入10～30slm氩气，升至1200℃时通入10～30slm氧气，烘烤8小时后降温，SIC舟退出石英炉管。

第一次升温阶段的速度为1～4℃/min，氩气流量为10～30slm，升至1200℃，通入氧气保持8～12小时，降温速度为1～4℃/min。

第三步：SIC舟升入石英炉管中，升温阶段通入10～30slm氩气，升至1200℃时通入10-30slm氯化氢，烘烤1～3小时后降温。

第二次升温速度为1～4℃/min，氩气流量为10～30slm，升至1200℃，通入HCL保持1～3小时，降温速度为1～4℃/min。

第四步：准备清洗干净的P型轻掺硅片，填满SIC舟后升入石英炉管中，环境气体为氩气，升至1200℃保持20～22小时后降温。

硅片填满SIC舟的舟体后，SIC舟升入石英炉管中，氩气流量保持为10～30slm，升温至1200℃保持时间为20～22小时。补入的硅片为P型轻掺硼硅片或者无掺杂硅片，需要氢氟酸清洗后送入退火炉中。

第五步：准备P型轻掺硅片作为体铁监控片，分别置于SIC舟上中下位置，升入炉体后升温至1200℃进行退火，监控片送测体铁以观察退火炉体对硅片体铁恶化情况。

退火过程氩气流量为10～30slm，升至1200℃，保持1～3小时，监控片为P型轻掺硼硅片或者体铁为E8水平的硅片。

第六步：根据送测体铁含量水平，更换新的P型轻掺硅片作为填充，新的P型轻掺硅片，清洗后送入退火炉中；重复执行第二至第五步。

综上所述，该改善退火炉体铁和颗粒的方法，实现新装退火炉金属体铁水平和颗粒改善，体金属水平从2E12降至2E10，并且成功产出19nm颗粒为0退火硅片。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。