[发明专利]一种提高氧化层厚度检测精度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制程，尤其涉及晶片的氧化层厚度检测。

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，且绝缘性佳的二氧化硅。

通常需要检测栅氧化层厚度判断工艺是否达到标准。目前在炉管区域对栅氧化层厚度的检测方法是：在晶舟的上中下各摆放一片控片，并在工艺结束后量测控片上氧化层的厚度。

此方法的缺点在于：当晶舟上摆满晶片的时候，炉管中部和下部的控片上表面将面对的是晶片的背面，对于一些特殊制程的产品，晶片的背面不同的薄膜将会对控片的厚度造成不同的影响。例如，0.18微米制程的晶片，其晶片背面是一层氮化硅薄膜(Si₃N₄)，由于氮化硅薄膜对氧气有排斥作用，因此当控片的上面摆放晶片时，控片上二氧化硅的生长速度会变慢，控片上氧化层的厚度也会变薄，从而导致测量不精确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高氧化层厚度检测精度的装置及方法，其可以有效提高检测精度。

为实现上述目的，本发明提高氧化层厚度检测精度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，所述控片相邻的上方还设置一个挡片。

本发明还提供一种提高氧化层厚度检测精度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；该方法还包括如下步骤：在装入炉管之前，每个与晶片相邻的控片上方放置一个挡片。

与现有技术相比，本发明中设置在控片上方的挡片可以有效防止晶片下表面的薄膜在氧化过程中影响控片氧化层的生长，使三片控片上氧化层的厚度更加稳定，可以真实准确地反映整个炉管的情况，从而有利于对整个炉管的氧化进行更加精确的工艺控制。

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为本发明提高氧化层厚度检测精度的装置的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明涉及提高氧化层厚度检测精度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和两个挡片5的上下表面均为氧化硅(SiO₂)，第一控片41位于晶舟2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。

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，并且在预留给第二控片42和第三控片43的位置上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、控片4和挡片5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。最后取出三个控片4，对三个控片4上的氧化层分别进行测量，从而判断是否达到工艺标准。

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层的厚度有所区别，所以在晶舟2的上、中、下各排列一个控片4，氧化完成后，分别测量三个控片4的厚度。

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相邻的上方设有一个挡片5，氧化完成后，分别测量多个控片4的氧化层厚度以便更为精确地获取氧化层厚度的数据。