[發(fā)明專利]不同膜厚一次工藝生長的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011052436.7
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112164664B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳廣倫;張凌越;姜波
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/02
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本申請實施例公開了一種用于一次爐管薄膜氧化工藝中獲得不同膜厚的工藝生長裝置與方法，其中所述方法包括：將若干晶圓按照預(yù)設(shè)的大片間距和小片間距裝載于晶舟上，以在一次爐管薄膜氧化工藝中對所述大片間距和所述小片間距的晶圓進行膜厚生長，所述大片間距和所述小片間距均為所述晶舟上相鄰晶圓之間的間距。這樣能保證在一次爐管薄膜氧化工藝中實現(xiàn)不同氧化層膜厚的生長，從而避免了機臺產(chǎn)能浪費、DOE實驗的效率受影響等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不同膜厚一次工藝生長的裝置及方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體生產(chǎn)制造過程中，初期產(chǎn)品的下線需要在特定的制程階段做不同的試驗設(shè)計(design of experiment，DOE)以便得到該產(chǎn)品在當(dāng)前制造階段中的實際工藝制造能力或窗口大小。特別地在爐管薄膜生長工藝過程中，經(jīng)常涉及的DOE實驗有厚度、溫度、氣體流量以及壓力等參數(shù)，對產(chǎn)品性能的影響。

目前，厚度DOE實驗中通常采用時間彌補、溫度小范圍變動等方式來實現(xiàn)不同厚度DOE實驗，因為爐管氧化工藝中，溫度對厚度敏感性較小，溫度小范圍變動不能獲得較大跨度的厚度空間，為了獲得統(tǒng)一的氧化膜質(zhì)量，不能對溫度做大范圍的改變以獲得不同的氧化膜厚度。以上可知，厚度DOE實驗中，目前主要通過氧化時間差異，需要3個不同的氧化工藝過程才能實現(xiàn)最終厚度(目標(biāo)值、上窗口值、下窗口值)的薄膜生長。然而在機臺產(chǎn)能滿載的情況下，多個DOE實驗條件的工藝生產(chǎn)將對機臺產(chǎn)能造成極大的浪費，且影響厚度DOE實驗的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種用于爐管薄膜氧化工藝中的不同膜厚一次工藝生長的裝置及方法，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的機臺產(chǎn)能浪費、DOE實驗的效率受影響等問題。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N用于爐管薄膜氧化工藝中的不同膜厚一次工藝生長裝置，包括：一晶舟和若干晶圓，所述若干晶圓按照預(yù)設(shè)的大片間距和小片間距裝載于所述晶舟上，以在一次爐管薄膜氧化工藝中對所述大片間距和所述小片間距的晶圓進行膜厚生長；其中，所述大片間距和所述小片間距均為所述晶舟上相鄰晶圓之間的間距，且所述大片間距大于所述小片間距。

在一些實施例中，所述若干晶圓按照預(yù)設(shè)的大片間距和小片間距裝載于所述晶舟上包括：將所述晶舟劃分為下窗口區(qū)域、目標(biāo)區(qū)域及上窗口區(qū)域；按照各個所述晶圓的氧化層膜厚需求，將各個所述晶圓裝載于所述晶舟相應(yīng)的窗口區(qū)域中，并與相鄰的晶圓之間保持相應(yīng)地所述大片間距或所述小片間距。

在一些實施例中，所述大片間距為2～3pitch，所述小片間距為1pitch。其中，所述pitch為所述晶舟上設(shè)置的兩片相鄰晶圓之間的最小片間距。

在一些實施例中，同一區(qū)域中所述大片間距與所述小片間距之間的間距為8～10pitch。

第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N用于爐管薄膜氧化工藝中的不同膜厚一次工藝生長方法，該方法包括：將若干晶圓按照預(yù)設(shè)的大片間距和小片間距裝載于晶舟上，以在一次爐管薄膜氧化工藝中對所述大片間距和所述小片間距的晶圓進行膜厚生長；其中，所述大片間距和所述小片間距均為所述晶舟上相鄰晶圓之間的間距。

在一些實施例中，所述將若干晶圓按照預(yù)設(shè)的大片間距和小片間距裝載于晶舟上包括：將所述晶舟劃分為下窗口區(qū)域、目標(biāo)區(qū)域及上窗口區(qū)域；按照各個所述晶圓的氧化層膜厚需求，將各個所述晶圓裝載于所述晶舟相應(yīng)的窗口區(qū)域中，并與相鄰的晶圓之間保持相應(yīng)地所述大片間距或所述小片間距。

在一些實施例中，所述大片間距為2～3pitch，所述小片間距為1pitch。其中，所述pitch為所述晶舟上設(shè)置的兩片相鄰晶圓之間的最小片間距。

在一些實施例中，同一區(qū)域中所述大片間距與所述小片間距之間的間距為8～10pitch。

在一些實施例中，所述方法還包括：根據(jù)爐管薄膜氧化工藝的工藝條件，以及所有晶圓的氧化層膜厚需求，確定下窗口區(qū)域、目標(biāo)區(qū)域及上窗口區(qū)域的工藝溫度設(shè)定。