一種晶片生長裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，特別涉及一種晶片生長裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于晶片（Wafer)表層對氧分子有較高的親和力，所以將晶片表面曝露在含氧的 氣氛下，很容易形成一層氧化硅層。目前氧化硅層的制造方法普遍采用將晶片裝入晶舟上， 再將晶舟置于爐管中，升到適當(dāng)溫度，通入氧氣或水蒸氣等含氧氣體，便可以在晶片上生長 一層與硅材料附著性良好的二氧化硅。
[0003] 如圖1所示，為了在生產(chǎn)晶片的同時對晶片進(jìn)行檢測，人們通常采用控片 (MonitorWafer)120、121和122,在將晶片裝入晶舟150時，分別擺放在晶舟150的上中下 部位。為了保持工藝的穩(wěn)定性和統(tǒng)一性，在晶片的制造過程中還會采用擋片（DummyWafer) 140和141，分別置于晶舟150的上部和下部，用于穩(wěn)定氣流和平衡爐管160的溫度。
[0004] 當(dāng)晶片正面和背面是氧化硅時，由于控片的正面和背面也均為氧化硅，與晶片的 結(jié)構(gòu)相同，在晶片的制程過程中受影響較小，但是當(dāng)需要前站為氮化硅制程工藝時，上下面 都是氮化硅薄膜的晶片制程與氧化硅晶片制程(兩面均是氧化硅）混合進(jìn)行時，由于帶有氮 化硅的晶片110背面的氮化硅薄膜和控片120背面的氧化硅薄膜對于氧分子的吸引排斥效 應(yīng)不同，使得背面為氮化硅薄膜的晶片110直接擺放于第一控片120下面時，其氧化速度會 比其他位置上的晶片快一些，相對應(yīng)的氧化硅層厚度也比其他晶片厚1. 5~4A，即圖中的 第一控片120下方的晶片會比該晶片下方的晶片厚一些，而背面為氧化硅薄膜的晶片130 由于受帶有氮化硅的晶片110的影響，其上方的晶片薄于底部的晶片。同時，控片也受相同 的影響，即第一控片120的厚度大于第二控片121的厚度?？仄途暮穸炔痪鶆?，直接 影響到晶片可靠性測試的結(jié)果和晶片的良品率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種晶片生長裝置及方 法，用于解決的問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種晶片生長裝置及方法，所述晶 片生長裝置包括：
[0007] -爐管；
[0008] 一晶舟，置于所述爐管中；
[0009] 第一晶片組，其中的晶片的背面沉積氮化硅層；
[0010] 第二晶片組，靠近所述第一晶片組，其中的晶片的背面沉積氧化硅層；
[0011] 多個控片，包括第一控片、第二控片和第三控片，分別置于所述晶舟的上部、中部 和下部；
[0012] 多個擋片，包括側(cè)擋片和附加擋片，所述側(cè)擋片分別置于所述第一控片的上部和 所述第三控片的下部，所述附加擋片將所述第一晶片組和所述第二晶片組隔開，并置于所 述第三控片的上部。
[0013] 優(yōu)選地，所述第一控片和第三控片的背面分別與所述側(cè)擋片相鄰。
[0014] 優(yōu)選地，所述第一控片、第二控片、第三控片和側(cè)擋片的正面為氧化硅層，背面為 氮化娃層。
[0015] 優(yōu)選地，所述第一控片、第二控片、第三控片和側(cè)擋片的背面依次沉積氧化硅層和 氮化娃層。
[0016] 優(yōu)選地，所述附加擋片的正面和反面均為氧化硅層。
[0017] 優(yōu)選地，所述氧化硅層的厚度為50-1000A。
[0018] 優(yōu)選地，所述氮化硅層的厚度為50-1000A。
[0019] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種晶片生長方法，所述晶片生長方法至少包括：
[0020] 步驟1 :在爐管內(nèi)裝入承載第一晶片組、第二晶片組、多個控片和多個擋片的晶 舟，其中，所述第一晶片組中晶片的背面沉積氮化硅層；所述第二晶片組靠近所述第一晶片 組，其中的晶片的背面沉積氧化硅層；多個控片，包括第一控片、第二控片和第三控片，分別 置于所述晶舟的上部、中部和下部；多個擋片，包括側(cè)擋片和附加擋片，所述側(cè)擋片分別置 于所述第一控片的上部和所述第三控片的下部，所述附加擋片將所述第一晶片組和所述第 二晶片組隔開，并置于所述第三控片的上部。
[0021] 步驟2 :加熱所述爐管，并通入氧氣，使所述晶片表面生長預(yù)設(shè)厚度的氧化層。
[0022] 優(yōu)選地，還包括步驟3 :關(guān)閉氧氣，通入氮氣，并退火、降溫。
[0023] 優(yōu)選地，還包括步驟4 :取出所述多個控片，測量所述多個控片的氧化層厚度。
[0024] 優(yōu)選地，所述第一控片、第二控片、第三控片和側(cè)擋片的形成方法為：
[0025] 在硅片的正面和背面分別沉積氧化硅層；
[0026] 在所述氧化硅層上沉積氮化硅層；
[0027] 刻蝕娃片正面的氮化娃層，曝露出氧化娃層。
[0028] 優(yōu)選地，所述氧化硅層的厚度為50-1000A。
[0029] 優(yōu)選地，所述氮化硅層的厚度為50-1000A。
[0030] 優(yōu)選地，所述附加擋片的形成方法為：在硅片的正面和背面分別沉積氧化硅層，形 成附加擋片。
[0031] 如上所述，本發(fā)明的晶片生長裝置及方法，具有以下有益效果：
[0032] 本發(fā)明通過在正面為氧化硅層、背面為氮化硅層的第一晶片組和正面、背面均為 氧化硅層的第二晶片組之間放置一正面、背面均為氧化硅層的附加擋片，并且在整個晶舟 上均勻地布置多個控片，在晶片生長過程中第一晶片組、第二晶片組以及測試這兩個晶片 組的控片分別處于均勻的氧氣氛圍中，使生長出的二氧化硅的厚度也比較均勻，從而實現(xiàn) 了將帶有氮化硅的晶片和普通氧化硅晶片混合制作，并且提高了晶片可靠性測試的結(jié)果和 晶片的良品率。
【附圖說明】
[0033] 圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的晶片生長裝置的示意圖。
[0034] 圖2顯示為本發(fā)明的晶片生長裝置的示意圖。
[0035] 圖3顯示為本發(fā)明的晶片生長方法的流程圖。
[0036] 元件標(biāo)號說明
[0037]
[0038]

【具體實施方式】
[0039] 以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0040] 需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想， 遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪 制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可 能更為復(fù)雜。
[0041] 需要說明的是，本發(fā)明所述的"層"僅用于說明氮化硅或氧化硅的沉積形態(tài)，所述 的"層"可以為"薄膜"狀態(tài)，也可以為厚度大于"薄膜"的形態(tài)，并非用于限制其厚度。
[0042] 請參閱圖2本發(fā)明的晶片生長裝置的示意圖。
[0043] 如圖2所示，該晶片生長裝置，包括：
[0044] 一爐管 210 ;
[0045] 一晶舟220,置于所述爐管210中；
[0046] 第一晶片組230,其中的晶片的背面沉積氮化硅層；
[0047] 第二晶片組240,靠近所述第一晶片組230,其中的晶片的背面沉積氧化硅層；
[0048] 多個控片，包括第一控片251、第二控片252和第三控片253,分別置于所述晶舟的 上部、中部和下部；
[0049] 多個擋片，包括側(cè)擋片261和附加擋片262、263,所述側(cè)擋片261分別置于所述第 一控片251的上部和所述第三控片253的下部，附加擋片262將所述第一晶片組230和所 述第二晶片組240隔開，附加擋片263置于所述第三控片253的上部。
[0050] 需要說明的是，在所述堅直放置的晶舟220中，晶片、控片、擋片的正面朝上，背面 朝下。
[0051] 需要說明的是，在晶片制造過程中，控片（MonitorWafer)的主要作用是：監(jiān)控機 臺的穩(wěn)定性和重復(fù)性。機臺從安裝到正式投入生產(chǎn)后，需要不定期地對機臺的穩(wěn)定性和重 復(fù)性進(jìn)行監(jiān)控，從而需要使用控片?？仄氖褂梅椒ㄍǔＳ袃煞N，一種是在正式制造晶片產(chǎn) 品之前，先用控片來做實驗，實驗后測試控片，根據(jù)測試結(jié)果來判斷機臺是否正常，這種測 試叫做離線（offline)測試；另一種是隨晶片一起進(jìn)入機臺，晶片制作工藝完成后測試控 片來判斷此次作業(yè)是否正常，這種測試叫做在線（online)測試。本發(fā)明所述的控片用于 后一種測試方法。
[0052] 為了保持工藝的穩(wěn)定性和統(tǒng)一性，在晶片的制造過程中還會采用擋片（Drnnmy Wafer)，分別置于晶舟220的上部和下部，用于穩(wěn)定氣流和平衡爐管210溫度。在本發(fā)明實 施例中，所述側(cè)擋片261(SideDummyWafer)至少為兩片，分別置于所述第一控片251的 上部和所述第三控片253的下部，即晶舟220的最上端和最下端，最上端側(cè)擋片261的背 面正對晶片的正面，最下端側(cè)擋片261的背面正對晶舟220。所述附加擋片（ExtraDummy Wafer)至少為兩片，優(yōu)選地，所述附加擋片多于兩片，附加擋片262置于第一晶片組230和 第二晶片組240的中間，用于隔開第一晶片組230和第二晶片組240,其他附加擋片263置 于第三控片253的上部，用于在第一晶片組230和第二晶片組240中的晶片、控片不足以裝 滿晶舟220時作為補充。
[0053] 在本發(fā)明實施例中，第一控片251置于晶舟220最上端側(cè)擋片261的下面，第三控 片253置于晶舟220最下端側(cè)擋片261的上面，所述第一控片251和第三控片253的背面 分別與所述側(cè)擋片261相鄰，第二控片252置于晶舟220的中間部位且位于上述單片附加 擋片262的上面。
[0054] 所述第一控片251、第二控片252、第三控片253和側(cè)擋片261的正面為氧化硅層， 背面為氮化硅層。優(yōu)選地，所述第一控片251、第二控片252、第三控片253和側(cè)擋片261的 背面依次沉積氧化硅層和氮化硅層。
[0055] 考慮到硅與氮化硅之間的應(yīng)力系數(shù)差別較大，過厚的氮化硅層直接沉積在硅表面 會造成硅片表面龜裂而報廢，而氧化硅的應(yīng)力系數(shù)在兩者之間，因此，在第一控片251、第二 控片252、第三控片253和側(cè)擋片261的娃襯底的背面先沉積一層氧化娃，再沉積一層氮化 硅，從而氧化硅可以有效地緩解硅和氮化硅之間的應(yīng)力作用差異。
[0056] 在本發(fā)明實施例中，第一控片251、第二控片252、第三控片253和側(cè)擋片261的結(jié) 構(gòu)相同，正面均為氧化硅，背面均為氮化硅，而附加擋片262、263的結(jié)構(gòu)與這四者不同，其 正面和反面均為氧化硅層。第一控片251、第二控片252、第三控片253和側(cè)擋片261的正 面的氧化硅層以