[发明专利]一种改善晶片氧化硅层生长的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体生产工艺，尤其涉及晶片氧化硅层的生长。

背景技术

由于晶片表层对氧分子有高的亲和力，所以将晶片表面曝露在含氧的气氛下，很容易形成一层氧化硅层。目前普遍采用的方法是将晶片置于炉管中，再升到适当温度，通入氧气或水蒸气等含氧的气体，便可以在晶片上生长一层与硅材料附着性良好，且绝缘性佳的氧化硅。

目前晶片生长氧化硅层的装置是将晶片装入炉管的晶舟上，并在晶舟的上中下各摆放一片控片，然后充入氧气。控片是用于检测晶片上的厚度是否符合制程标准。控片的正面是自然氧化硅层，背面是氧化硅薄膜。

对于大部分0.35微米和一部分0.18微米的制程，产品晶片的背面是氮化硅薄膜，而控片的背面是氧化硅薄膜。由于晶片和控片在晶舟上是水平紧密摆放的，而氧化硅薄膜和氮化硅薄膜对于氧分子的吸引排斥效应不同，这就使得当晶片直接摆放于控片下面时，其氧化速度会比位于其他晶片快一些，相对应的氧化硅层厚度也会比其它晶片厚1.5～4埃，这种现象会导致与控片背面相邻的晶片氧化层厚度异常，影响晶片可靠性测试的结果，对于某些制程还会影响晶片的良品率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善晶片氧化硅层生长的装置及方法，其可以使得反应炉内各个晶片的氧化硅层厚度一致。

为实现上述目的，本发明一种改善晶片氧化硅层生长的装置，包括一个炉管，一个晶舟，数个晶片和至少一个控片，晶片和控片均排列放置在晶舟上；其中，所述控片与晶片之间放置有一个挡片，该挡片的正面和反面均为氮化硅薄膜，所述控片正面是自然氧化硅层，背面是氧化硅薄膜。

本发明还提供一种改善晶片氧化硅层生长的方法，包括将承载数个晶片和至少一个控片的晶舟装入炉管内；其中，该方法还包括如下步骤：在装入炉管之前，相邻晶片和控片之间放置一个挡片，其中所述挡片的正面和反面均为氮化硅，所述控片正面是自然氧化硅层，背面是氧化硅薄膜。

与现有技术相比，本发明中在控片与晶片之间插入了一个挡片，该挡片的正面和反面均为氮化硅薄膜，在产品晶片的背面是氮化硅薄膜时，可以有效防止控片背面的氧化硅薄膜在炉管反应过程中影响晶片正面氧化硅的生长速度，从而保证炉管内各个晶片表面的氧化硅厚度一致，提高晶片电性测试的稳定性和良品率。

附图说明

通过以下对本发明的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，

图1为本发明改善晶片氧化硅层生长的装置的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明改善晶片氧化硅层生长的装置包括一个炉管1，一个晶舟2，数个晶片3，三个控片4(41，42，43)和两个挡片5(51，52)。

请参阅图1，晶舟2用于承载数个晶片3，晶片3在晶舟2内水平排列。三个控片4的正面是自然氧化硅层，背面是氧化硅薄膜。两个挡片5的正面和反面均为氮化硅。第一控片41位于晶舟2的顶部，第二控片42位于晶舟2的中部，第三控片43位于晶舟2的底部。第一挡片51位于第一控片41的下方，第二挡片52位于第二控片42的下方。

在常温下，装载晶片3的机台(未图示)通过电脑设定给控片4预留晶舟2上、中、下三个空位，并且在第一控片41和第二控片42的下方分别预留一个空位给第一挡片51和第二挡片52，然后先将需要沉积氧化硅层的晶片3按从上到下的顺序装入晶舟2，最后装入控片4和挡片5。

在本发明其它实施例中，可以根据需要调节机台的具体参数，从而调整装入晶片3，控片4以及挡片5的顺序。

然后将装有晶片3、控片4和挡片5的晶舟2升入炉管1加热并通入氧气，在晶片3和控片4的表面上生长氧化物，达到工艺要求厚度后，关闭氧气。之后通入氮气后退火，炉管1降温，并降下晶舟2。

在本发明实施例中，三个控片4的位置在晶舟2上分布均匀，主要考虑到晶舟2在升入炉管1氧化的过程中，上下排列的晶片3可能会由于气体分布不均而导致氧化硅层的厚度有所区别。

在本发明其它实施例中，可以设置多个控片4排列在晶舟2上，对应每个控片4与晶片3中间设有一个挡片5，由于晶片3和该挡片5的背面都是氮化硅的薄膜，这就可以使得所有的晶片3得到相同的氧化速度，防止控片4背面的氧化硅层影响到相邻晶片3正面的氧化硅层的生长。

本发明不仅适用于晶片在晶舟垂直放置，还适用于水平排列放置晶片的晶舟。