改善退火片表面彩色雾的方法

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体涉及一种改善退火片表面彩色雾的方法。

背景技术

随着集成电路线宽的不断减小及出于经济效益的考虑，硅片尺寸不断地增大。12英寸开始，硅片为双面抛光，为了将硅片体内杂质吸附到非器件区，外吸杂工艺（LP,APCVD）逐渐变得不太适用；相反的，具有内吸杂工艺的BMD（体内为缺陷）的存在变的至关重要。

BMD的存在是一把双刃剑，当BMD存在于器件有源区时，会影响器件性能；因此在制备BMD的同时，硅片加工过程中，通常会在硅片近表面制造一个没有BMD的洁净区（DZ），从而既能够实现器件有源区的低缺陷，又能实现硅片的内吸杂能力，从而提高硅片性能。

硅片加工过程中主要有两种控制BMD&DZ的方式，一种是传统的氩气（氢气）管式高温退火，另一种是RTP（快速热处理）。虽然两种退火方式都能够实现BMD&DZ的调控，高温过程中硅片表面原子重排后，表面haze（近似粗糙度）值变大，沿着特定晶向硅片局部表面粗糙度对变得异常高，最终导致颗粒测定异常。当晶段在线切割时，如果没有做偏晶向的话，由于光的反射和散射，硅片表面在聚光灯下显示出彩色雾（类彩虹形成原理），在颗粒检测设备SPX下显示为近似两条直线交叉的对角扇形。

通常硅片在未经过退火时，当硅片被加工成抛光片成品后，在聚光灯下显示为表面通透的单一色调状态，在经过高温退火后，硅片表面原子重排，使硅片表面haze(类粗糙度)增大。当硅片没有偏晶向时，由于抛光在硅片表面切入点变得杂乱无章，导致硅片表面粗糙度比正常抛光片大，经过退火后，在聚光灯下，由于硅片表面粗糙度较大，不平整，在光经过反射和散射后，形成了表面彩色雾的状况。

中国专利《<110>偏晶向硅片的制备工艺》，申请号为：202111560346.3，公开了包括：单晶硅圆棒开方制得单晶硅方棒，单晶硅方棒切片制得硅片；具体的：选择晶向为<100>的单晶硅圆棒；单晶硅圆棒开方过程中，先将硅棒棱线与晶托棱线一一对准的单晶硅圆棒顺时针或逆时针旋转45°，再将单晶硅圆棒顺时针或逆时针旋转θ角，θ角大于0°小于45°；再将单晶硅圆棒开方，制得与单晶硅圆棒同向延伸的单晶硅方棒；单晶硅方棒切片过程中，切片方向平行于单晶硅方棒的某一侧面，制得硅片，该硅片的晶向为<110>偏θ角。该制备工艺的目的为降低了偏晶向硅片的工艺难度，提升了硅棒的利用率，还降低了偏晶向硅片的制造成本。无法解决硅片退火后存在彩色雾及颗粒测定MAP异常。

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片表面彩色雾的方法，其具有操作便捷和质量稳定性好的优点。通过偏晶向的方式解决了彩色雾的问题,，同时适用于外延等高温热制程。

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：

一种改善退火片表面彩色雾的方法，包括如下操作步骤：

第一步：将拉制的晶棒，经过滚磨截断，制备得到长度200～300mm长度的晶段。

第二步：晶段在X射线定向仪测定后，将其粘结到晶棒固定装置上，接着放到线切割机上按照固定好的角度进行切割，得到一定偏晶向角度的线切割片，硅片的偏晶向角度为0.1°～1°。

第三步：将线切割片经过磨片、腐蚀、抛光、洗净，制备得到高平坦度、低颗粒、低haze值的抛光片，同时抛光片具有一定偏晶向角度。

第四步：在抛光片制备完成后，通过聚光灯下外观检查及SPX进行颗粒测定，将良品和不良品区分。

第五步：检测为良品的硅片再进行退火，完成退火后的硅片表面彩色雾及颗粒测定MAP异常消失。

作为优选，当硅片在没有偏晶向的情况下，硅片表面不会出现较多的晶格台阶，因此在抛光过程中，硅片表面较容易被抛的杂乱无章，因此导致在光照下，光的反射及散射等作用，导致彩色雾状况。

作为优选，将晶段在X射线定位仪定位，偏晶向增大至0.15°以上，测试完成后将晶段按照测量角度固定，随后按固定角度将晶段进行线切割，得到偏晶向0.15°～1°的线切片。

作为优选，在抛光前，表面具有较多裸漏在外的晶格台阶，使硅片在抛光时比较顺畅，抛出的抛光面粗糙度比较低，较光滑，因此在后续聚光灯检测，SPX颗粒检测时，光的反射，散射比较有序，最终呈现出比较高质量的抛光面，后续再无发生彩色雾问题。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种改善退火片表面彩色雾的方法，与现有技术相比较，具有操作便捷和质量稳定性好的优点。通过偏晶向的方式解决了彩色雾的问题,，同时适用于外延等高温热制程。

具体实施方式

下面通过实施例，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种改善退火片表面彩色雾的方法，包括如下操作步骤：

第一步：将拉制的晶棒，经过滚磨截断，制备得到长度200～300mm长度的晶段。

第二步：晶段在X射线定向仪测定后，将其粘结到晶棒固定装置上，接着放到线切割机上按照固定好的角度进行切割，得到一定偏晶向角度的线切割片，硅片的偏晶向角度为0.1°～1°。

当硅片在没有偏晶向的情况下，硅片表面不会出现较多的晶格台阶，因此在抛光过程中，硅片表面较容易被抛的杂乱无章，因此导致在光照下，光的反射及散射等作用，导致彩色雾状况。

将晶段在X射线定位仪定位，偏晶向增大至0.15°以上，测试完成后将晶段按照测量角度固定，随后按固定角度将晶段进行线切割，得到偏晶向0.15°～1°的线切片。

第三步：将线切割片经过磨片、腐蚀、抛光、洗净，制备得到高平坦度、低颗粒、低haze值的抛光片，同时抛光片具有一定偏晶向角度。

在抛光前，表面具有较多裸漏在外的晶格台阶，使硅片在抛光时比较顺畅，抛出的抛光面粗糙度比较低，较光滑，因此在后续聚光灯检测，SPX颗粒检测时，光的反射，散射比较有序，最终呈现出比较高质量的抛光面，后续再无发生彩色雾问题。

第四步：在抛光片制备完成后，通过聚光灯下外观检查及SPX进行颗粒测定，将良品和不良品区分。

第五步：检测为良品的硅片再进行退火，完成退火后的硅片表面彩色雾及颗粒测定MAP异常消失。

综上所述，该改善退火片表面彩色雾的方法，具有操作便捷和质量稳定性好的优点。通过偏晶向的方式解决了彩色雾的问题,，同时适用于外延等高温热制程。

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。