一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法
2023-11-11 18:39:22 1
一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法
【專利摘要】本發明為一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法，涉及半導體製造【技術領域】，包括以下步驟：在晶舟中設置有三個非產品晶片區域；採用若干產品晶片和若干第一擋片，將晶舟中除三個非產品晶片區域以外的區域填滿；在非產品晶片區域中填充有第一擋片、第二擋片和控片；將晶舟置於爐管中進行多晶矽製備工藝；對使用後的第二擋片進行清洗和重新製備；重複上述步驟；其中，第二擋片為在一光片上沉積氮化矽和氧化矽後形成；控片則僅沉積氧化矽。本發明保證了爐管工藝過程中控片和產品晶片表面的多晶矽澱積速度一致，使控片能有效準確地反映產品晶片的顆粒數和膜厚，減少了控片使用的片數和量測時間，從而減少了日程監控的成本，提高了日程監控的效率。
【專利說明】—種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體製造【技術領域】，尤其涉及一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，對於半導體結構中的多晶矽澱積通常採用低壓化學氣相沉積的垂直爐管進行工藝，為了保證爐管的工藝質量，在爐管工藝過程中，在晶舟的上、中、下位置各擺放兩片相鄰控片，以用於檢測爐管內工藝產品的顆粒數和膜厚是否符合製程標準，其結構如圖1所示，其中包括一晶舟I』、若干擋片2』、若干控片4』、若干產品晶片5』。
[0003]其中，對於大部分半導體製程，產品晶片5』在進入多晶矽爐管工藝前，正面和背面均為氧化矽薄膜。由於不同的晶片表層膜質上的多晶矽澱積速度不同，所以多晶矽爐管工藝中的控片4』 一般採用矽-氧化矽的結構，以便使與控片相鄰的產品晶片多晶矽膜厚正常。並且產品晶片的裝載方式設定為從晶舟頂部控片下方依次向下加載。
[0004]多晶矽爐管使用的擋片一般採用矽-氮化矽結構，且可在爐管中多次使用。因此在爐管保養後復機測試及產品晶片數量不足等情況下工藝時，控片上方則是填充的正常擋片，由於擋片背面是氮化矽或多晶矽，故現有技術採用控片疊片的方式來檢測爐管內工藝產品的顆粒數和膜厚，而其中只採用控片的第二控片a，第四控片b，第六控片c的多晶矽膜厚來監控爐管工藝膜厚的穩定性。
[0005]對於現有採用控片疊片的監控方式，存在著控片使用片數較多，量測控片工藝前後顆粒數和膜厚時間較長的問題，這增加了日程監控的成本，降低了日程監控的效率。
[0006]中國專利(CN202282335U)公開了一種垂直爐管，包括晶舟、保溫桶和石英基座，所述石英基座設置於所述保溫桶內，所述晶舟安裝於所述保溫桶上方，所述保溫桶的頂部設有開口，所述晶舟的底部設有通孔，還包括一用於封閉所述保溫桶的開口的擋板，所述擋板設置於所述保溫桶內部且所述擋板位於所述石英基座的上方。本實用新型提供的垂直爐管，結構簡單，使用方便，通過在所述保溫桶內部設置一塊用於封閉所述保溫桶的開口的擋板，可以防止石英基座表面的多晶矽薄膜被氣流經所述保溫桶的開口帶入晶舟的底部區域，從而防止晶舟底的顆粒物質超標，確保廣品良率。
[0007]上述專利存在著控片使用片數較多，量測控片工藝前後顆粒數和膜厚時間較長的問題，這增加了日程監控的成本，降低了日程監控的效率。
【發明內容】
[0008]為達到上述目的，具體技術方案如下:
[0009]一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法，所述方法包括以下步驟:
[0010]步驟S1、提供一晶舟、若干產品晶片、若干第一擋片、若干第二擋片和若干控片；
[0011]步驟S2、在所述晶舟中從上往下，依次設置第一非產品晶片區域、第二非產品晶片和第三非產品晶片區域，所述第一非產品晶片區域位於所述晶舟頂部，所述第二非晶片產品區域位於所述晶舟的中部，所述第三非產品晶片區域位於所述晶舟的底部；
[0012]步驟S3、至少採用若干產品晶片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿；
[0013]步驟S4、在所述第一非產品晶片區域中由上至下依次填充一第一擋片、一第二擋片和一控片，在所述第二非產品晶片區域中由上至下依次填充一第二擋片和一控片，在所述第三非產品晶片區域中由上至下依次填充一第二擋片、一控片和一第一擋片；
[0014]步驟S5、將所述晶舟置於爐管中進行多晶矽製備工藝；
[0015]步驟S6、對使用後的若干第二擋片進行清洗和重新製備；
[0016]步驟S7、重複步驟SI?S6 ;
[0017]其中，所述第一擋片為在一光片的正面和反面均沉積氮化矽後形成；所述第二擋片為在一光片的正面和反面均依次沉積氮化矽和氧化矽後形成；所述控片為在一光片的正面和反面均沉積氧化矽後形成。
[0018]優選的，步驟S3中，僅採用若干產品晶片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿。
[0019]優選的，步驟S3中，採用若干產品晶片和若干所述第一擋片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿。
[0020]優選的，步驟S5中，該爐管為垂直爐管。
[0021]優選的，步驟S5中，該爐管為水平爐管。
[0022]優選的，步驟S6中，所述第二擋片經清洗以去除表面的多晶矽及二氧化矽後，再製備一層二氧化矽，以完成重新製備。
[0023]優選的，步驟S6中，採用酸性清洗液清洗第二擋片。
[0024]本發明提供了一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法，與現有採用控片疊片的監控方式相比，本發明在多晶矽爐管晶舟上、中、下位置只放置一個控片，而在每個控片上方都擺放一個第二擋片，該第二擋片的正面和背面均為氧化矽薄膜，並且在澱積過一次多晶矽後就進行回收酸洗，再次重新製備後使用。這就保證了爐管工藝過程中控片和產品晶片表面的多晶矽澱積速度一致，使控片能有效準確地反映多晶矽爐管工藝中產品晶片的顆粒數和膜厚，減少了控片使用的片數和量測時間，從而減少了日程監控的成本，提高了日程監控的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0026]圖1是現有技術中晶舟內放置矽片的結構示意圖；
[0027]圖2是本發明改善多晶矽爐管控片監控機制的方法中晶舟內放置矽片的
[0028]結構示意圖；
[0029]圖3是本發明改善多晶矽爐管控片監控機制的方法中的第二擋片使用流
[0030]程示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，顯然，所描述的實例僅僅是本發明一部分實例，而不是全部的實例。基於本發明匯總的實例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有實例，都屬於本發明保護的範圍。
[0032]需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實例及實例中的特徵可以相互自由組合。
[0033]本發明是一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法，包括以下步驟:
[0034]步驟S1、提供一晶舟、若干產品晶片、若干第一擋片、若干第二擋片和若干控片；
[0035]步驟S2、在所述晶舟中從上往下，依次設置第一非產品晶片區域、第二非產品晶片和第三非產品晶片區域，所述第一非產品晶片區域位於所述晶舟頂部，所述第二非晶片產品區域位於所述晶舟的中部，所述第三非產品晶片區域位於所述晶舟的底部；
[0036]步驟S3、至少採用若干產品晶片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿；
[0037]步驟S4、在所述第一非產品晶片區域中由上至下依次填充一第一擋片、一第二擋片和一控片，在所述第二非產品晶片區域中由上至下依次填充一第二擋片和一控片，在所述第三非產品晶片區域中由上至下依次填充一第二擋片、一控片和一第一擋片；
[0038]步驟S5、將所述晶舟置於爐管中進行多晶矽製備工藝；
[0039]步驟S6、對使用後的若干第二擋片進行清洗和重新製備；
[0040]步驟S7、重複步驟SI?S6 ;
[0041]其中，所述第一擋片為在一光片的正面和反面均沉積氮化矽後形成；所述第二擋片為在一光片的正面和反面均依次沉積氮化矽和氧化矽後形成；所述控片為在一光片的正面和反面均沉積氧化矽後形成。本發明提供了一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法，與現有採用控片疊片的監控方式相比，本發明在多晶矽爐管晶舟上、中、下位置只放置一個控片，而在每個控片上方都擺放一個第二擋片，該第二擋片的正面和背面均為氧化矽薄膜，並且在澱積過一次多晶矽後就進行回收酸洗，再次重新製備後使用。這就保證了爐管工藝過程中控片和產品晶片表面的多晶矽澱積速度一致，使控片能有效準確地反映多晶矽爐管工藝中產品晶片的顆粒數和膜厚，減少了控片使用的片數和量測時間，從而減少了日程監控的成本，提高了日程監控的效率。
[0042]以下將結合附圖對本發明的實例做具體闡釋。
[0043]如圖2(圖2中僅展示了主要技術特徵，圖中省略號處皆填充有若干產品晶片5和若干第一擋片2)所示，本發明的實例是一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法，包括以下步驟:
[0044]步驟S1、提供一晶舟1、若干產品晶片5、若干第一擋片2、若干第二擋片3和若干控片4。其中，所述第一擋片2為在一光片的正面和反面均沉積氮化矽後形成；所述第二擋片3為在一光片的正面和反面均依次沉積氮化矽和氧化矽後形成，如圖3所示；所述控片為在一光片的正面和反面均沉積氧化娃後形成。
[0045]步驟S2、在所述晶舟I中從上往下，依次設置第一非產品晶片區域、第二非產品晶片和第三非產品晶片區域(即如圖2所示的晶舟內非省略號處，第一非產品晶片區域、第二非產品晶片和第三非產品晶片區域分別對應了圖2中的晶舟I的頂部、中部和底部三個位置)所述第一非產品晶片區域位於所述晶舟頂部，所述第二非晶片產品區域位於所述晶舟的中部，所述第三非產品晶片區域位於所述晶舟的底部。
[0046]步驟S3、至少採用若干產品晶片5，將所述晶舟I中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿；也就是說，可以僅採用若干產品晶矽片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿；也可以採用若干產品矽片晶片和若干所述第一擋片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充
-1p^ O O
[0047]步驟S4、在所述第一非產品晶片區域中由上至下依次填充一第一擋片2、一第二擋片3和一控片4，在所述第二非產品晶片區域中由上至下依次填充一第二擋片3和一控片4，在所述第三非產品晶片區域中由上至下依次填充一第二擋片3、一控片4和一第一擋片
2。由於第二擋片3的背面和控片4正面均為氧化矽，而且相鄰擺放的產品晶片5的正面和背面均為氧化矽薄膜，這就使得控片4與產品晶片5得到相同的多晶矽澱積速度，從而使控片4能準確地反映多晶矽爐管工藝中產品晶片5的顆粒數和膜厚。
[0048]步驟S5、將所述晶舟I置於爐管中進行多晶矽製備工藝。在該步驟中，該爐管可為垂直爐管或水平爐管中的任意一種。
[0049]步驟S6、對使用後的若干第二擋片3進行清洗和重新製備。在該步驟中，所述第二擋片3經酸性清洗液清洗以去除表面的多晶矽及二氧化矽後，再製備一層二氧化矽，以完成重新製備，過程如圖3所示。
[0050]步驟S7、重複步驟 SI~S6。本發明中的第一擋片2可在爐管中多次使用，而為了確保控片4上方的第二擋片3的背面為氧化矽，第二擋片在澱積過一次多晶矽後，就要回收酸洗後重新製備，具體的第二擋片3使用流程如圖3所示。
[0051]採用本發明的一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法，不但能有效地檢測多晶矽爐管各種工藝狀況下的產品的顆粒數和膜厚是否符合製程標準，而且減少了日程監控的成本和量測時間，提高了日程監控的效率，在半導體大規模化生產中，獲得了明顯的經濟效.
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[0052]以上所述僅為本發明較佳的實施例，並非因此限制本發明的實施方式及保護範圍，對於本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所做出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種改善多晶矽爐管控片監控機制的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟: 步驟S1、提供一晶舟、若干產品晶片、若干第一擋片、若干第二擋片和若干控片； 步驟S2、在所述晶舟中從上往下，依次設置第一非產品晶片區域、第二非產品晶片和第三非產品晶片區域，所述第一非產品晶片區域位於所述晶舟頂部，所述第二非晶片產品區域位於所述晶舟的中部，所述第三非產品晶片區域位於所述晶舟的底部； 步驟S3、至少採用若干產品晶片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿； 步驟S4、在所述第一非產品晶片區域中由上至下依次填充一第一擋片、一第二擋片和一控片，在所述第二非產品晶片區域中由上至下依次填充一第二擋片和一控片，在所述第三非產品晶片區域中由上至下依次填充一第二擋片、一控片和一第一擋片； 步驟S5、將所述晶舟置於爐管中進行多晶矽製備工藝； 步驟S6、對使用後的若干第二擋片進行清洗和重新製備； 步驟S7、重複步驟SI?S6 ； 其中，所述第一擋片為在一光片的正面和反面均沉積氮化矽後形成；所述第二擋片為在一光片的正面和反面均依次沉積氮化矽和氧化矽後形成；所述控片為在一光片的正面和反面均沉積氧化矽後形成。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S3中，僅採用若干產品晶片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S3中，採用若干產品晶片和若干所述第一擋片，將所述晶舟中除第一非產品晶片區域、第二非產品晶片區域和第三非產品晶片區域以外的區域填充滿。 當所述產品晶片的數量足以將所述晶舟填滿時，步驟S3中則全部填充所述產品晶片；當所述產品晶片的數量不足以將所述晶舟填滿時，步驟S3中則用所述第一擋片代替所述廣品晶片填充所述晶舟直至所述晶舟填滿；
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S5中，所述爐管為垂直爐管。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S5中，所述爐管為水平爐管。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S6中，所述第二擋片經清洗以去除表面的多晶矽及二氧化矽後，再製備一層二氧化矽，以完成重新製備。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟S6中，採用酸性清洗液清洗第二擋片。
【文檔編號】H01L21/67GK104051307SQ201410106570
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】吳加奇, 王智, 蘇俊銘, 張旭昇 申請人:上海華力微電子有限公司