半导体器件和晶圆表面沉积层的处理方法与流程

本申请涉及半导体器件制备工艺的，尤其涉及一种半导体器件和晶圆表面沉积层的处理方法。

背景技术：

1、在mems(micro-electro-mechanical system，微机电系统)的制备过程中，由于mems目标图形的所需，需在其内部刻蚀出深约2.3-30μm的不规则游泳池(swimming pool)结构，即晶圆的刻蚀槽，游泳池内填充沉积层。例如制备中空结构的目标图形时，需在刻蚀槽内沉积氧化层薄膜作为牺牲层，在刻蚀槽内外表面使用pvd(physical vapordeposition，物理气相沉积)生长1000-3000埃的钼作为电极，使用氢氟酸对牺牲层进行释放，即可得到中空结构。在使用pvd工艺生长电极前，需要经化学机械抛光，以抛光至晶圆本体表面和沉积层底面的临界面位置，且晶圆表面不能残留氧化物。在临界面位置由于抛光液的冲刷下掏，导致刻蚀槽内的氧化层薄膜出现尖锐角的凹陷结构。该种缺陷的宽度约5-50um，深度大约50-800埃，将导致钼膜在界面处生长时出现下陷甚至断裂，影响钼膜电极的导电性。

2、因此，如何提高刻蚀槽内沉积层的处理质量，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的一种半导体器件和晶圆表面沉积层的处理方法，能够提高晶圆上刻蚀槽内沉积层的处理质量。

2、本发明实施例提供了以下方案：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种晶圆表面沉积层的处理方法，所述方法包括：

4、将待处理晶圆移动至处理设备；其中，所述待处理晶圆为加工有刻蚀槽，且所述刻蚀槽内沉积层具有下凹缺陷的晶圆；

5、经所述处理设备对所述刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，使所述沉积层平坦化。

6、在一种可选的实施例中，所述处理设备为激光退火设备；所述经所述处理设备对所述刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，包括：

7、控制所述激光退火设备发射激光束至所述待处理晶圆的目标区域；其中，所述目标区域为所述待处理晶圆的正面区域或所述刻蚀槽的内部区域；

8、在所述目标区域达到预设的目标温度时停止发射所述激光束；其中，所述目标温度为不低于所述沉积层熔点的温度。

9、在一种可选的实施例中，所述处理设备为快速退火炉；所述经所述处理设备对所述刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，包括：

10、控制所述快速退火炉的蜂巢灯管在目标功率下工作，使所述待处理晶圆的表面温度以预设速率上升；

11、在所述表面温度达到目标温度时，控制所述蜂巢灯管停止工作；其中，所述目标温度为不低于所述沉积层熔点的温度。

12、在一种可选的实施例中，所述控制所述快速退火炉的蜂巢灯管在目标功率下工作之前，所述方法还包括：

13、通入保护气体至所述快速退火炉内，并控制所述待处理晶圆以预设转速进行转动。

14、在一种可选的实施例中，所述预设速率为100-200℃/s；所述预设转速为100-220rpm。

15、在一种可选的实施例中，所述在所述表面温度达到目标温度之后，所述方法还包括：

16、控制所述快速退火炉在目标状态下工作5-10s后关闭所述蜂巢灯管；其中，所述目标状态为在所述快速退火炉保持所述表面温度不低于所述目标温度的工作状态。

17、在一种可选的实施例中，所述控制所述蜂巢灯管停止工作之后，所述方法还包括：

18、控制所述快速退火炉以50-200℃/s进行降温。

19、在一种可选的实施例中，所述待处理晶圆为多片，所述处理设备为箱式电阻炉；所述经所述处理设备对所述刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，包括：

20、控制所述箱式电阻炉的电阻丝在额定功率下工作，以对所述箱式电阻炉的炉膛进行加热；

21、在所述炉膛达到目标温度后停止加热，其中，所述目标温度为不低于所述沉积层熔点的温度。

22、在一种可选的实施例中，

23、当所述沉积层为磷硅玻璃时，所述加热重熔的目标温度为1100-1200℃；

24、当所述沉积层为硼磷硅玻璃时，所述加热重熔的目标温度为800-900℃。

25、第二方面，本发明实施例还提供了一种半导体器件，制备所述半导体器件时的沉积层经第一方面中任一所述的方法进行处理。

26、本发明的一种半导体器件和晶圆表面沉积层的处理方法与现有技术相比，具有以下优点：

27、本发明的处理方法，通过将加工有刻蚀槽，且刻蚀槽内沉积层具有下凹缺陷的待处理晶圆移动至处理设备，经处理设备对刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，在重熔过程中使沉积层在熔融状态产生自主流动性，基于该流动性使沉积层回流填充其下凹缺陷，使沉积层平坦化，进而提高了晶圆上刻蚀槽内沉积层的处理质量。

技术特征：

1.一种晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，所述处理设备为激光退火设备；所述经所述处理设备对所述刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，包括：

3.根据权利要求1所述的晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，所述处理设备为快速退火炉；所述经所述处理设备对所述刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，包括：

4.根据权利要求3所述的晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，所述控制所述快速退火炉的蜂巢灯管在目标功率下工作之前，所述方法还包括：

5.根据权利要求4所述的晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，所述在所述表面温度达到目标温度之后，所述方法还包括：

7.根据权利要求3所述的晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，所述控制所述蜂巢灯管停止工作之后，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，所述待处理晶圆为多片，所述处理设备为箱式电阻炉；所述经所述处理设备对所述刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，包括：

9.根据权利要求1所述的晶圆表面沉积层的处理方法，其特征在于，

10.一种半导体器件，其特征在于，制备所述半导体器件时的沉积层经权利要求1-9任一所述的方法进行处理。

技术总结本发明公开了一种半导体器件和晶圆表面沉积层的处理方法，处理方法通过将加工有刻蚀槽，且刻蚀槽内沉积层具有下凹缺陷的待处理晶圆移动至处理设备，经处理设备对刻蚀槽内的沉积层进行加热重熔，在重熔过程中使沉积层在熔融状态产生自主流动性，基于该流动性使沉积层回流填充其下凹缺陷，使沉积层平坦化，进而提高了晶圆上刻蚀槽内沉积层的处理质量。技术研发人员：周国安,罗大杰,马琳受保护的技术使用者：赛莱克斯微系统科技（北京）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/11