控片和擋片的製作方法

2023-05-30 01:28:21 1

專利名稱：控片和擋片的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於半導體集成電路晶片工藝領域，具體涉及在晶圓製造過程 中使用的控片和擋片。
背景技術：
晶圓是指製作矽半導體集成電路時所使用的矽晶片，由於其形狀為圓形，
故稱為晶圓；在晶圓上加工製作各種電路元件結構，可以使之成為具有特定電 性功能的IC (Integrated Circuit,集成電路)產品。
在晶圓的製造過程中，需要使用控片(Monitor Wafer)和擋片(Dummy Wafer )。控片的主要作用是監控機臺的穩定性和重複性。機臺從安裝到正式 投入生產後，需要不定期(每天或者每星期等，按各自機臺的實際要求擬定) 對機臺的穩定性和重複性進行監控，這個時候就需要使用控片。使用方法通常 有兩種， 一種是在正式製造產品片之前，先用控片來做實驗，實驗後測試控片， 根據測試結果來判斷機臺是否正常，這種測試叫做off line(離線)測試；另 一種是隨產品片 一起進入機臺做工藝，工藝完成後測試控片來判斷此次作業是 否正常，這種測試叫做online (在線)測試。這兩種控片的使用方法都廣泛的 應用在晶圓製造過程中。
擋片在晶圓製造過程中的主要作用是保持工藝的穩定性和均一性。通常 是為了穩定氣流和平衡爐管溫度而在爐管中放置擋片，或者在機臺啟動以及恢 復過程中為了暖機而使用擋片。
控片和擋片的結構相同，下面以擋片為例予以介紹。如圖1所示的多晶矽 擋片，它是在襯底l (其材料為矽)的表面上形成了一層厚度為1000 - 5000埃的氧化矽膜2。多晶矽工藝中的控片和擋片在使用一段時間後，都必須經過清洗 再回收利用。清洗過程中，在強酸的作用下，氧化矽膜2會被腐蝕掉，然後結 合環境影響擋片的襯底l表面會產生"顆粒"，從而影響生產，圖2所示為測量 機臺對產生"顆粒，，後的擋片的掃描圖，圖3、圖4所示均為單個"顆粒"在電 子掃描顯微鏡下的掃描圖。
由於半導體廠生產的都是精密電路，所以顆粒對半導體器件的影響較大，
比如0.6微米(器件內的最小寬度)的集成電路工藝中，能夠對電路造成致命 影響的顆粒大小為0. 2微米，比0. 2微米小的顆粒也會對電路造成不同程度的 影響；越往下的工藝中，比如目前最先進的45納米工藝，顆粒對電路的影響會 更大。

實用新型內容
一方面，本實用新型提供一種控片，它能夠避免多晶矽工藝中，控片在清 洗回收時表面產生顆粒的問題。
為達到上述目的，本實用新型的實施例採用如下技術方案 一種控片，包括矽襯底，其表面設有一層氮化矽膜。
本實用新型提供的控片表面有一層氮化矽膜，由於氮化矽具有惰性，因此 氮化矽膜可以阻擋酸和空氣的侵蝕，有效的保護襯底，從而能夠避免顆粒問題 的產生。
另一方面，本實用新型提供一種擋片，它能夠避免多晶矽工藝中，擋片在 清洗回收時表面產生顆粒的問題。
為達到上述目的，本實用新型的實施例採用如下技術方案 一種擋片，包括矽襯底，其表面設有一層氮化矽膜。
本實用新型提供的擋片表面有一層氮化矽膜，由於氮化矽具有惰性，因此氮化矽膜可以阻擋酸和空氣的侵蝕，有效的保護襯底，從而能夠避免顆粒問題
的產生。


圖l為現有技術中多晶矽擋片的結構示意圖； 圖2為測量機臺對產生顆粒問題後的擋片的掃描圖； 圖3為圖2所示擋片中單個顆粒在電子掃描顯微鏡下的掃描圖； 圖4為圖2所示擋片中單個顆粒在電子掃描顯微鏡下的掃描圖； 圖5為本實用新型中擋片的結構示意圖。 具體實施方i^
本實用新型提供一種多晶矽工藝中清洗回收時，能夠避免表面產生顆粒的 控片和擋片，
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述。
控片和擋片結構相同，本實用新型中先介紹擋片如圖5所示，它包括矽 村底l,其表面設有一層氮化矽膜3。
本實用新型的擋片表面有一層氮化矽膜3，由於氮化矽3具有惰性，因此氮 化矽膜3可以阻擋大部分酸和空氣的侵蝕，有效的保護襯底l，從而能夠避免顆 粒問題的產生。
本實施例中，考慮到矽襯底1與氮化矽3之間的應力作用，氮化矽膜3的 厚度優選為0 5000埃。另外，襯底1和氮化矽膜3之間設有一層氧化矽膜2。 由於氮化矽和矽的應力係數差很多，過厚的氮化矽層直接沉積在矽表面會造成 矽片表面龜裂而報廢，而氧化矽的應力係數在兩者之間，因此在矽和氮化矽之 間生長-層氧化矽可以有效的緩解矽和氮化矽之間的應力作用。為了達到較好 的應力緩解作用，氧化矽膜2的生長厚度為0 5000埃，優選1000 5000埃。 圖5所示擋片中，氧化矽膜2的厚度可以為50埃、1000埃或2000埃。本實用新型的擋片在製作過程中，可以採用LPCVD (低壓化學氣相澱積)工 藝在襯底矽表面依次生長一層氧化矽膜2和氮化矽膜3。對用於多晶矽工藝的擋 片，使用時，可以在擋片表面的氮化矽膜3上生長多晶矽膜，以用於實驗等用 途。回收時，用氫氟酸加硝酸洗掉多晶矽膜，而氮化矽膜3由於惰性得以保留。 該擋片經由氮化矽膜3的保護，形成了多次清洗也不易變質的表面，因此，可 以繼續用於生長多晶矽膜用於實驗等用途，能夠多次重複利用，降低了成本。
與上述擋片的結構相一致，本實用新型的控片包括矽襯底，其表面設有一 層氮化矽膜。該氮化矽膜的厚度為0 5000埃。並且所述襯底和氮化矽膜之間 設有一層氧化矽膜。該氧化矽膜的厚度為Q 5000埃，優選1000 5000埃。
本實用新型的控片表面有一層氮化矽膜，由於氮化矽具有惰性，因此氮化 矽膜可以阻擋大部分酸和空氣的侵蝕，有效的保護襯底，從而能夠避免顆粒問 題的產生。
本實用新型適用於多晶矽工藝的控片和擋片。
以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並 不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內， 可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實 用新型的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。
權利要求1、一種控片，其特徵在於，包括矽襯底，其表面設有一層氮化矽膜。
2、 根據權利要求1所述的控片，其特徵在於，所述氮化矽膜的厚度為0 5畫埃。
3、 根據權利要求1或2所述的控片，其特徵在於，所述襯底和氮化矽膜之 間設有一層氧化矽膜。
4、 根據權利要求3所述的控片，其特徵在於，所述氧化矽膜的厚度為0 5000埃。
5、 根據權利要求4所述的控片，其特徵在於，所述氧化矽膜的厚度為1000 5000埃。
6、 一種擋片，其特徵在於，包括矽襯底，其表面設有一層氮化矽膜。
7、 根據權利要求6所述的擋片，其特徵在於，所述氮化矽膜的厚度為0 5 000埃。
8、 根據權利要求6或7所述的擋片，其特徵在於，所述襯底和氮化矽膜之 間設有一層氧化矽膜。
9、 根據權利要求8所述的擋片，其特徵在於，所述氧化矽膜的厚度為0 5000埃。
10、 根據權利要求9所述的擋片，其特徵在於，所述氧化矽膜的厚度為1000 5000埃。
專利摘要本實用新型公開了一種控片和擋片，屬於半導體集成電路晶片工藝領域，為解決現有技術中控片和擋片在清洗回收過程中表面產生的顆粒問題而設計。所述控片，包括矽襯底，其表面設有一層氮化矽膜。所述擋片，包括矽襯底，其表面設有一層氮化矽膜。本實用新型適用於晶圓的加工過程，特別適用於多晶矽工藝的控片和擋片。
文檔編號H01L21/66GK201238043SQ20082010830
公開日2009年5月13日 申請日期2008年5月29日 優先權日2008年5月29日
發明者力 萬, 江瑞星 申請人:北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司