[发明专利]一种改善多晶硅炉管控片监控机制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种改善多晶硅炉管控片监控机制的方法。

背景技术

在现有技术中，对于半导体结构中的多晶硅淀积通常采用低压化学气相沉积的垂直炉管进行工艺，为了保证炉管的工艺质量，在炉管工艺过程中，在晶舟的上、中、下位置各摆放两片相邻控片，以用于检测炉管内工艺产品的颗粒数和膜厚是否符合制程标准，其结构如图1所示，其中包括一晶舟1’、若干挡片2’、若干控片4’、若干产品晶片5’。

其中，对于大部分半导体制程，产品晶片5’在进入多晶硅炉管工艺前，正面和背面均为氧化硅薄膜。由于不同的晶片表层膜质上的多晶硅淀积速度不同，所以多晶硅炉管工艺中的控片4’一般采用硅-氧化硅的结构，以便使与控片相邻的产品晶片多晶硅膜厚正常。并且产品晶片的装载方式设定为从晶舟顶部控片下方依次向下加载。

多晶硅炉管使用的挡片一般采用硅-氮化硅结构，且可在炉管中多次使用。因此在炉管保养后复机测试及产品晶片数量不足等情况下工艺时，控片上方则是填充的正常挡片，由于挡片背面是氮化硅或多晶硅，故现有技术采用控片叠片的方式来检测炉管内工艺产品的颗粒数和膜厚，而其中只采用控片的第二控片a，第四控片b，第六控片c的多晶硅膜厚来监控炉管工艺膜厚的稳定性。

对于现有采用控片叠片的监控方式，存在着控片使用片数较多，量测控片工艺前后颗粒数和膜厚时间较长的问题，这增加了日程监控的成本，降低了日程监控的效率。

中国专利（CN202282335U）公开了一种垂直炉管，包括晶舟、保温桶和石英基座，所述石英基座设置于所述保温桶内，所述晶舟安装于所述保温桶上方，所述保温桶的顶部设有开口，所述晶舟的底部设有通孔，还包括一用于封闭所述保温桶的开口的挡板，所述挡板设置于所述保温桶内部且所述挡板位于所述石英基座的上方。本实用新型提供的垂直炉管，结构简单，使用方便，通过在所述保温桶内部设置一块用于封闭所述保温桶的开口的挡板，可以防止石英基座表面的多晶硅薄膜被气流经所述保温桶的开口带入晶舟的底部区域，从而防止晶舟底的颗粒物质超标，确保产品良率。

上述专利存在着控片使用片数较多，量测控片工艺前后颗粒数和膜厚时间较长的问题，这增加了日程监控的成本，降低了日程监控的效率。

发明内容

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一种改善多晶硅炉管控片监控机制的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、提供一晶舟、若干产品晶片、若干第一挡片、若干第二挡片和若干控片；

步骤S2、在所述晶舟中从上往下，依次设置第一非产品晶片区域、第二非产品晶片和第三非产品晶片区域，所述第一非产品晶片区域位于所述晶舟顶部，所述第二非晶片产品区域位于所述晶舟的中部，所述第三非产品晶片区域位于所述晶舟的底部；

步骤S3、至少采用若干产品晶片，将所述晶舟中除第一非产品晶片区域、第二非产品晶片区域和第三非产品晶片区域以外的区域填充满；

步骤S4、在所述第一非产品晶片区域中由上至下依次填充一第一挡片、一第二挡片和一控片，在所述第二非产品晶片区域中由上至下依次填充一第二挡片和一控片，在所述第三非产品晶片区域中由上至下依次填充一第二挡片、一控片和一第一挡片；

步骤S5、将所述晶舟置于炉管中进行多晶硅制备工艺；

步骤S6、对使用后的若干第二挡片进行清洗和重新制备；

步骤S7、重复步骤S1～S6；

其中，所述第一挡片为在一光片的正面和反面均沉积氮化硅后形成；所述第二挡片为在一光片的正面和反面均依次沉积氮化硅和氧化硅后形成；所述控片为在一光片的正面和反面均沉积氧化硅后形成。

优选的，步骤S3中，仅采用若干产品晶片，将所述晶舟中除第一非产品晶片区域、第二非产品晶片区域和第三非产品晶片区域以外的区域填充满。

优选的，步骤S3中，采用若干产品晶片和若干所述第一挡片，将所述晶舟中除第一非产品晶片区域、第二非产品晶片区域和第三非产品晶片区域以外的区域填充满。

优选的，步骤S5中，该炉管为垂直炉管。

优选的，步骤S5中，该炉管为水平炉管。

优选的，步骤S6中，所述第二挡片经清洗以去除表面的多晶硅及二氧化硅后，再制备一层二氧化硅，以完成重新制备。

优选的，步骤S6中，采用酸性清洗液清洗第二挡片。