一種提高氧化層厚度檢測精度的裝置及方法

2023-07-30 13:14:21 3

專利名稱：一種提高氧化層厚度檢測精度的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體製程，尤其涉及晶片的氧化層厚度檢測。
技術背景由於晶片表層對氧分子有高的親和力，所以將晶片表面爆露在含氧的氣氛 下，很容易形成一層氧化層。目前普遍採用的方法是將晶片置於爐管中，再升 到適當溫度，通入氧氣或水蒸氣等含氧的氣體，便可以在晶片上生長一層與矽 材料附著性良好，且絕緣性佳的二氧化矽。通常需要檢測柵氧化層厚度判斷工藝是否達到標準。目前在爐管區域對柵氧化層厚度的檢測方法是在晶舟的上中下各擺放一片控片，並在工藝結束後 量測控片上氧化層的厚度。此方法的缺點在於當晶舟上擺滿晶片的時候，爐管中部和下部的控片上 表面將面對的是晶片的背面，對於一些特殊製程的產品，晶片的背面不同的薄 膜將會對控片的厚度造成不同的影響。例如，0.18微米製程的晶片，其晶片背 面是一層氮化矽薄膜(Si3N4)，由於氮化矽薄膜對氧氣有排斥作用，因此當控片的 上面擺放晶片時，控片上二氣化矽的生長速度會變慢，控片上氧化層的厚度也 會變薄，從而導致測量不精確。發明內容本發明的目的在於提供一種提高氧化層厚度檢測精度的裝置及方法，其可 以有效提高檢測精度。為實現上述目的，本發明提高氧化層厚度檢測精度的裝置包括一個爐管， 一個晶舟，數個晶片和至少一個控片，晶片和控片均排列放置在晶舟上，所述 控片相鄰的上方還設置一個擋片。本發明還提供一種提高氧化層厚度檢測精度的方法包括將承載數個晶片和
至少一個控片的晶舟裝入爐管內；該方法還包括如下步驟在裝入爐管之前， 每個與晶片相鄰的控片上方放置一個擋片。與現有技術相比，本發明中設置在控片上方的擋片可以有效防止晶片下表 面的薄膜在氧化過程中影響控片氧化層的生長，使三片控片上氧化層的厚度更 加穩定，可以真實準確地反映整個爐管的情況，從而有利於對整個爐管的氧化 進行更加精確的工藝控制。


通過以下對本發明的一實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解其發明 的目的、具體結構特徵和優點。其中，圖1為本發明提高氧化層厚度檢測精度的裝置的剖視圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發明涉及提高氧化層厚度檢測精度的裝置包括一個爐管1， 一個晶舟2，數個晶片3，三個控片4 (41,42,43 )和兩個擋片5 (51,52)。請參閱圖l，晶舟2用於承載數個晶片3,晶片3在晶舟2內水平排列。三 個控片4和兩個擋片5的上下表面均為氧化矽(Si02)，第一控片41位於晶舟2 頂部，第二控片42位於晶舟2的中部，第三控片43位於晶舟2的底部。在常溫下，裝載晶片3的機臺(未圖示)通過電腦設定給控片4預留晶舟2 上、中、下三個空位，並且在預留給第二控片42和第三控片43的位置上方分 別預留一個空位給第一擋片51和第二擋片52,然後先將需要沉積氧化層的晶片 3按從上到下的順序裝入晶舟2，最後裝入控片4和擋片5。在本發明其它實施例中.可以根據需要調節機臺的具體參數，從而調整裝 入晶片3，控片4以及擋片5的順序。然後將裝有晶片3、控片4和擋片5的晶舟2升入爐管l加熱並通入氧氣， 在晶片3、控片4和擋片5的表面上生長氧化物，達到工藝要求厚度後，關閉氧 氣。之後通入氮氣後退火，爐管l降溫，並降下晶舟2。最後取出三個控片4， 對三個控片4上的氧化層分別進行測量，從而判斷是否達到工藝標準。在本發明實施例中，三個控片4的位置在晶舟2上分布均句，主要考慮到 晶舟2在升入爐管1氧化的過程中，上下排列的晶片3可能會由於氣體分布不 均而導致氧化層的厚度有所區別，所以在晶舟2的上、中、下各排列一個控片4， 氧化完成後，分別測量三個控片4的厚度。在本發明其它實施例中，可以設置多個控片4排列在晶舟2上，對應每個 控片4相鄰的上方設有一個擋片5，氧化完成後，分別測量多個控片4的氧化層 厚度以便更為精確地獲取氧化層厚度的數據。
權利要求
1、一種提高氧化層厚度檢測精度的裝置，包括一個爐管，一個晶舟，數個晶片和至少一個控片，晶片和控片均排列放置在晶舟上；其特徵在於所述控片相鄰的上方還設置一個擋片。
2、 如權利要求1所述的提高氧化層厚度檢測精度的方法，其特徵在於所述擋 片上下表面均為氧化矽(Si02)。
3、 一種提高氧化層厚度衝t測精度的方法，包括將承栽數個晶片和至少一個控片 的晶舟裝入爐管內；其特徵在於，該方法還包括如下步驟在裝入爐管之前， 每個與晶片相鄰的控片上方放置一個擋片。
4、 如權利要求3所述的提高氧化層厚度檢測精度的方法，其特徵在於所述方 法還包括爐管加熱並通入含氧氣體，使晶片和控片表面生長氧化層。
5、 如權利要求4所述的提高氧化層厚度檢測精度的方法，其特徵在於所述方 法還包括爐管加熱完畢後取出控片，測量每個控片上的氧化層厚度。
全文摘要
本發明提高氧化層厚度檢測精度的裝置包括一個爐管，一個晶舟，數個晶片和放置在晶舟頂部、中部和底部的三個控片，晶片和控片均排列放置在晶舟上，位於晶舟中部和底部的控片上方還分別放置一個擋片。此外本發明還提供一種提高氧化層厚度檢測精度的方法，包括將數個晶片和三個控片裝入晶舟，並在位於晶舟中部和底部的控片上方分別放置一個擋片，然後將晶舟升入爐管內氧化。本發明中設置在控片上方的擋片可以有效防止晶片下表面的薄膜在氧化過程中影響控片氧化層的生長，使三片控片上氧化層的厚度更加穩定，可以真實準確地反映整個爐管的情況，從而有利於對整個爐管的氧化進行更加精確的工藝控制。
文檔編號H01L21/66GK101150083SQ20061011616
公開日2008年3月26日 申請日期2006年9月18日 優先權日2006年9月18日
發明者翟志剛 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司