热退火方法与流程

1.本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种热退火方法。


背景技术：

2.相关技术在对半导体器件进行热退火流程时，会炉管中一同运行部分原硅片(dummy)，以使得退火环境中的气体氛围和温度等环境达到半导体器件所需的退火环境要求。
3.通过高温纯氮气环境对半导体器件进行热退火的流程中，与半导体器件一同运行的原硅片用于使得纯氮气氛围和高温环境稳定，但是原硅片在该炉管环境中，其表面的硅会被反应形成气态的氧化硅，该气态的氧化硅漂浮在炉管气氛中，在后续炉管降温过程中会转化为固态氧化硅，若固态氧化硅掉落在半导体器件表面会形成点状颗粒，在后续刻蚀工艺中该点状颗粒会充当阻挡层，阻挡该点状颗粒所在位置的刻蚀，容易产生器件短接的问题，不利于器件的可靠性。


技术实现要素：

4.本申请提供了一种热退火方法，可以解决相关技术中半导体器件在退火过程中表面附着点状颗粒的问题。
5.为了解决现有技术中存在的技术问题，本申请提供一种热退火方法，所述热退火方法包括以下步骤：
6.向炉管的工作腔中输送待进行热退火处理的晶舟，所述晶舟中包括原硅片和半导体器件，所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层；
7.向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。
8.可选地，所述向炉管的工作腔中输送待进行热退火处理的晶舟，所述晶舟中包括原硅片和半导体器件，所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层的步骤中，所述原硅片表面的氧化层的厚度范围为1000a至2000a。
9.可选地，通过以下步骤，在所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层：
10.在900℃至1000℃温度环境下，在氧气氛围中，处理14min至15min时间的原硅片，使得所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层。
11.可选地，所述原硅片位于所述晶舟的前端部和后端部中。
12.可选地，所述向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理的步骤包括：
13.以5slm至10slm流量向所述工作腔中通入氮气，并腔加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。
14.可选地，向所述工作腔中通入氮气，并腔加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理的步骤包括：
15.向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔至1100℃至1150℃温度以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。
16.本申请技术方案，至少包括如下优点：通过形成致密的氧化硅层，以防止原硅片中的硅被反应形成气态的氧化硅，从而能够避免在后续炉管降温过程中气态的氧化硅转化为固态氧化硅，并掉落在半导体器件表面的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1示出了本申请一实施例提供的热退火方法流程图。
具体实施方式
19.下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
20.在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
22.此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
23.参照图1，其示出了本申请一实施例提供的热退火方法流程图，参照图1可以看出，该热退火方法包括以下步骤：
24.步骤s1：向炉管的工作腔中输送待进行热退火处理的晶舟，所述晶舟中包括原硅片和半导体器件，所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层。可选地，该原硅片位于所述晶舟的前端部和后端部中。
25.步骤s2：向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。
26.本实施例通过形成致密的氧化硅层，以防止原硅片中的硅被反应形成气态的氧化硅，从而能够避免在后续炉管降温过程中气态的氧化硅转化为固态氧化硅，并掉落在半导
体器件表面的问题。
27.其中，在进行向炉管的工作腔中输送待进行热退火处理的晶舟，所述晶舟中包括原硅片和半导体器件，所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层的步骤中，所述原硅片表面的氧化层的厚度范围为1000a至2000a。通过厚度范围为1000a至2000a的氧化层保护原硅片的硅，避免硅被反应形成气态的氧化硅。
28.示例性地，可以在900℃至1000℃温度环境下，在氧气氛围中，处理14min至15min时间的原硅片，使得所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层。
29.该向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理的步骤：以5slm至10slm流量向所述工作腔中通入氮气，并腔加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。或者可以向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔至1100℃至1150℃温度以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。
30.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。


技术特征：
1.一种热退火方法，其特征在于，所述热退火方法包括以下步骤：向炉管的工作腔中输送待进行热退火处理的晶舟，所述晶舟中包括原硅片和半导体器件，所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层；向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。2.如权利要求1所述的热退火方法，其特征在于，所述向炉管的工作腔中输送待进行热退火处理的晶舟，所述晶舟中包括原硅片和半导体器件，所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层的步骤中，所述原硅片表面的氧化层的厚度范围为1000a至2000a。3.如权利要求1所述的热退火方法，其特征在于，通过以下步骤，在所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层：在900℃至1000℃的温度环境下，在氧气氛围中，处理14min至15min时间的原硅片，使得所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层。4.如权利要求1所述的热退火方法，其特征在于，所述原硅片位于所述晶舟的前端部和后端部中。5.如权利要求1所述的热退火方法，其特征在于，所述向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理的步骤包括：以5slm至10slm向所述工作腔中通入氮气，并腔加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。6.如权利要求1所述的热退火方法，其特征在于，向所述工作腔中通入氮气，并腔加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理的步骤包括：向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔至1100℃至1150℃温度以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。

技术总结
本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种热退火方法。所述热退火方法包括以下步骤：向炉管的工作腔中输送待进行热退火处理的晶舟，所述晶舟中包括原硅片和半导体器件，所述原硅片的表面形成致密的氧化硅层；向所述工作腔中通入氮气，并加热所述工作腔以对所述晶舟中的原硅片和半导体器件进行热退火处理。本申请通过形成致密的氧化硅层，以防止原硅片中的硅被反应形成气态的氧化硅，从而能够避免在后续炉管降温过程中气态的氧化硅转化为固态氧化硅，并掉落在半导体器件表面的问题。题。题。


技术研发人员：封帆 马强 曹爱 米琳 宁威 张宾
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/1