[发明专利]改善热氧化膜偏薄的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造方法，特别是一种硅片在卧式氧化炉内成膜的方法。

背景技术

在硅片制造过程中，将硅片置于氧化炉内进行热氧化膜成长时，常常发生同一炉内成长的热氧化膜的膜厚会因为其所处炉内位置不同而不同的情况。一般来讲，炉内位于参考片下面的硅片膜厚正常，而位于制品片下面的硅片膜厚往往会偏薄。参考片是用于监控炉内成膜情况的光片，其背面成分是硅，而制品背面常残留有氮化硅膜，热氧化膜膜厚偏薄的情况多发生于制品背面留有氮化硅膜的情况。实验表明，一枚制品背面留有的氮化硅膜在一定条件下对下一枚硅片的热氧化膜成长是有影响的，而热氧化膜厚受影响的程度与氮化硅膜的厚度无关。

硅片背面残留的氮化硅膜为什么会对下一枚硅片的热氧化膜成长造成影响，其真正的原理目前暂时还没有定论。但是最可能的推测是氮化硅膜的吸热性能比硅要好，氮化硅膜吸收热量后，在它下面的硅片表面温度会降低，而温度是影响热氧化速率的关键因素之一。相同气体氛围和氧化时间下，温度越低，氧化速率越慢，膜厚也就随之越薄。根据上述推论，因为在氮化硅膜下面的硅片表面温度要比在硅下面的硅片表面温度低，所以在相同的气体氛围和氧化时间下，在氮化硅膜下面的硅片表面热氧化膜要比在硅下面的硅片表面热氧化膜薄，从而造成同一炉产品热氧化膜厚不均一。解决这个问题的关键就在于能否避免产品在热氧化炉内处于不同的背面状态下。

目前解决这个问题的方法主要有以下两种：

其一，通过产品在进入热氧化炉之前先去除背面的氮化硅膜这一工艺方法，来保证炉内所有产品都处于相同的背面状态--硅下，以此有效的改善了炉内因背面状况不一致而导致的膜厚不均一的情况。但是有些产品考虑到应力等因素，无法在入炉前事先去除背面氮化硅膜。

其二，实验表明，背面氮化硅膜在850℃热氧化时对下一枚产品的膜厚影响最为明显，所以可以通过改变热氧化成膜温度来改善膜厚不均一的情况。但是考虑到热履历等因素的影响，并不是所有的产品都可以改变热氧化成膜温度。

热氧化炉的形式有两种，一种是卧式炉，一种是立式炉。按照目前技术，硅片在卧式炉中进行热氧化膜成膜时，制品在舟上的排列方式如图1所示，在每两枚相邻硅片中，一枚硅片的正面朝向另一枚硅片的背面。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改善热氧化膜偏薄的方法，能够保证硅片在卧式热氧化炉内进行热氧化膜成膜时膜厚均一。

为解决上述技术问题，本发明改善热氧化膜偏薄的方法，在卧式氧化炉内进行热氧化膜成膜，制品在舟上的放片方式为，每两枚相邻制品按照正面相向或背面相向的模式排列。

本发明由于将制品在舟内的放片模式设置为正面对正面或者背面对背面，从而消除了制品在热氧化炉内成膜时因不同的背面状况而造成热氧化膜膜厚不均一的现象。

附图说明

图1是当前技术中制品在热氧化炉内成膜时在舟上的排列方式，图中阴影表示制品背面；

图2是按照本发明的方法成膜时制品在热氧化炉内成膜时在舟上的排列方式，阴影表示制品背面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明对硅片在卧式热氧化炉内成膜时的传统的排列方式进行了调整，如图2所示，制品1在舟上的放片方式调整为，每两枚相邻制品按照正面相向或背面相向的模式排列。而传统的方式是在每两枚相邻硅片中，一枚硅片的正面朝向另一枚硅片的背面。

为达到如图2所示的硅片排列，既可以使用真空吸笔将片盒中的硅片按图2所示排列后入炉，也可以使用用机械手可以翻转的倒片机来完成，即，将装有硅片的片盒放置于倒片机上，机械手依次从片盒中取出单数枚硅片，翻转180度后再放回片盒中。

本发明通过改变制品在舟上的放片模式，可有效改善炉内因背面状况不一致而导致的膜厚不均一的情况，保证成膜质量。