氧化硅薄膜制備方法、氧化膜厚度控制裝置及氧化爐的制作方法
【專利摘要】氧化硅薄膜制備方法氧化膜厚度控制裝置及氧化爐，氧化硅薄膜制備方法包括：提供熱氧化爐，所述熱氧化爐適于在硅片上生長若干批次的氧化硅薄膜，所述氧化硅薄膜具有相同的目標厚度，且生長不同批次的氧化硅薄膜時，熱氧化爐的熱氧化反應氣壓不同；獲取熱氧化爐基于不同熱氧化反應氣壓下，氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種；在采用所述熱氧化爐生長所述氧化硅薄膜時，根據(jù)獲取的外界氣壓和所述關(guān)系曲線，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動。本發(fā)明能夠降低不同批次硅片生長氧化硅薄膜厚度差異。
【專利說明】氧化硅薄膜制備方法、氧化膜厚度控制裝置及氧化爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種氧化硅薄膜制備方法氧化膜厚度控制裝置及氧化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]熱氧化工藝是半導體工藝中最重要的氧化工藝之一。熱氧化法的生長機制是硅在氧氣或水氣的外界下，進行熱氧化，其化學反應式為:
[0003]Si (固體)+02(氣體)一SiO2(固體)(I)
[0004]Si (固體)+2H20(氣體)一SiO2(固體)+2?(氣體)(2)
[0005]熱氧化工藝通常采用熱氧化爐進行。常用的熱氧化爐包括:反應腔，適于為熱氧化反應提供平臺；與反應腔連通的氣源，適于為反應腔提供反應氣體；加熱反應腔的加熱器。
[0006]對硅片采用熱氧化工藝包括如下步驟:加熱器對所述反應腔加熱使得所述反應腔升至熱氧化反應溫度；所述氣源向所述反應腔通入反應氣體；將硅片載入所述反應腔中進行反應，使硅片在所述反應腔中進行預定時間的熱氧化反應直至生長目標厚度的氧化硅薄膜。
[0007]但是，采用現(xiàn)有技術(shù)的熱氧化工藝對不同批次的硅片生長氧化硅薄膜時，厚度不均一，不同批次硅片上的氧化硅薄膜厚度差異大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是提供一種不同批次硅片生長氧化硅薄膜厚度差異小的氧化硅薄膜制備方法、氧化膜厚度控制裝置及氧化爐。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種氧化硅薄膜制備方法，包括:提供熱氧化爐，所述熱氧化爐適于在硅片上生長若干批次的氧化硅薄膜，所述氧化硅薄膜具有相同的目標厚度，且生長不同批次的氧化硅薄膜時，熱氧化爐的熱氧化反應氣壓不同；獲取熱氧化爐基于不同熱氧化反應氣壓下，氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種；在采用所述熱氧化爐生長所述氧化硅薄膜時，根據(jù)獲取的外界氣壓和所述關(guān)系曲線，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動。
[0010]可選的，還包括:基于待生長之前批次對待生長批次的熱氧化反應氣壓的影響，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動。
[0011]可選的，基于待生長之前批次對待生長批次的熱氧化反應氣壓的影響，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動包括:獲取氧化爐熱氧化反應氣壓波動區(qū)間；將所述波動區(qū)間劃分為若干子區(qū)間；根據(jù)所述子區(qū)間確定與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；獲取待生長批次的熱氧化校正反應氣壓；根據(jù)與所述熱氧化校正反應氣壓對應的子區(qū)間，選擇與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；并將所述對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量作為待生長批次的熱氧化工藝條件。
[0012]可選的，所述熱氧化校正反應氣壓的獲取方法為:AtmKevise=AtmAetual-(Tl1XI^THK_2XR_2+THK_3XR_3-Target)/C ;其中，AtmEevise 為熱氧化校正反應氣壓；AtmAetual 為所述熱氧化外界氣壓JHKf THK_2、THK_3*別為待生長批次的前一批次、前二批次、前三批次硅片的氧化硅薄膜厚度Jarget為目標厚度；1^、R_2、R_3分別為待生長批次的前一批次、前二批次、前三批次硅片對待生長批次的影響因子，C為氣壓與氧化硅薄膜厚度關(guān)聯(lián)系數(shù)。
[0013]可選的，R1> R_2 > R_3。
[0014]可選的，0.4 ≤ L1 ≤ 0.6,0.2≤ R_2 ≤ 0.4，0.1 ≤ R_3≤ 0.3。
[0015]可選的，根據(jù)所述子區(qū)間確定與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量包括:根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應溫度和熱氧化反應氣體流量，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應時間，并將固定的熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣流量和與目標厚度對應的熱氧化反應時間作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣流量；或根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應溫度和熱氧化反應時間，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應氣體流量的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應氣體流量，并將固定的熱氧化反應溫度、熱氧化反應時間和與目標厚度對應的熱氧化反應氣體流量作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；或根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應氣體流量和熱氧化反應時間，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應溫度，并將固定的熱氧化反應氣體流量、熱氧化反應時間和與目標厚度對應的熱氧化反應溫度作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量。
[0016]本發(fā)明還提供一種氧化膜厚度控制裝置，包括:氣壓傳感器，適于獲取熱氧化爐生長氧化膜時的外界氣壓；氧化膜厚度調(diào)節(jié)器，所述氧化膜厚度調(diào)節(jié)器內(nèi)置氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種，適于根據(jù)獲取的外界氣壓和所述關(guān)系曲線，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)，用以平衡熱氧化爐的熱氧化反應氣壓變化。
[0017]本發(fā)明還提供一種熱氧化爐，包括上述的氧化膜厚度控制裝置。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0019]本發(fā)明的實施例動態(tài)地調(diào)節(jié)熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱熱氧化反應氣體流量，來消除熱氧化反應氣壓的波動對氧化硅薄膜厚度的影響，從而使得在生長相同的目標厚度的氧化硅薄膜時，熱氧化工藝不受熱氧化反應氣壓波動影響，生長的氧化硅薄膜具有均一的目標厚度。
[0020]進一步的，本發(fā)明的實施例消除了之前熱氧化工藝對待生長批次的反應氣壓的影響，使得生長的氧化硅薄膜均一性更佳。
[0021]本發(fā)明實施例提供的氧化膜厚度控制裝置能夠避免生長氣壓波動對氧化膜厚度的影響，從而提高不同批次的氧化膜厚度的均一性。
[0022]本發(fā)明實施例提供的氧化爐能夠避免生長氣壓波動對氧化膜厚度的影響，從而提高不同批次的氧化膜厚度的均一性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明一實施例的熱氧化爐的反應氣壓波動與生長氧化硅薄膜厚度的關(guān)系圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的實施例的氧化硅薄膜制備方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)中，對不同批次硅片通過熱氧化反應生長氧化硅薄膜時，不同批次硅片上形成的氧化硅薄膜厚度不均一，不同批次硅片上的氧化硅薄膜厚度有差異。
[0026]針對上述問題進行研究后發(fā)現(xiàn):
[0027]首先，現(xiàn)有技術(shù)使用熱氧化爐進行熱氧化反應時，所述熱氧化爐的反應腔與外界連通，所述反應腔內(nèi)的熱氧化反應氣壓隨外界氣壓的變化而變化。
[0028]在一示例中，外界氣壓在上午和下午不相同，受外界氣壓變化的影響，反應腔內(nèi)的熱氧化反應氣壓在上午和下午不相同，此外，外界氣壓還受天氣、溫度等各種因素影響，夕卜界氣壓的不穩(wěn)定導致熱氧化反應氣壓具有波動。
[0029]其次，在采用所述熱氧化爐進行熱氧化反應時，若干批次硅片依次進行熱氧化反應，當前批次的熱氧化反應氣壓會受到之前批次的熱氧化反應時影響而具有波動。
[0030]作為一示例，對若干批次硅片依次進行熱氧化反應生長氧化硅薄膜時，第一批次硅片之前并沒有進行任何熱氧化工藝，第一批次硅片進行熱氧化工藝時所述反應腔內(nèi)初始時刻的熱氧化反應氣壓與外界氣壓相同；當進行第一批次的熱氧化反應時，所述反應腔內(nèi)會通入熱氧化反應氣體，且所述反應腔內(nèi)升溫至熱氧化反應溫度并在熱氧化反應時間內(nèi)保持熱氧化反應溫度。通常熱氧化反應溫度為800°C至1200°C,較高溫度的熱氧化反應溫度會使得氧化爐外的外界氣壓改變，從而影響氧化鋁的反應氣壓。
[0031]另外，還需要說明的是，隨著反應腔不停的進行熱氧化反應生長若干批次的氧化硅薄膜，外界氣壓也持續(xù)的被改變，隨著若干批次的熱氧化反應進行，每一批次熱氧化反應時的外界氣壓受到的影響也各不相同，外界氣壓的不穩(wěn)定又導致熱氧化反應氣壓具有波動。
[0032]進一步地，請參考圖1，圖1為熱氧化爐的反應氣壓波動與生長氧化硅薄膜厚度的關(guān)系圖，在一實施例中，采用同一氧化爐，在固定熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱熱氧化反應氣體流量的條件下，不停的生長氧化薄膜，每生長一批次氧化硅薄膜，測量熱氧化爐的外界氣壓，并將外界氣壓視為熱氧化反應氣壓，對測量數(shù)據(jù)進行擬合后發(fā)現(xiàn)，熱氧化反應氣壓與氧化硅薄膜厚度呈線性關(guān)系。
[0033]但是考慮到，在所述熱氧化爐與外界連通的條件下，所述熱氧化爐的反應氣壓無法精確控制，因此，本發(fā)明提供一種氧化硅薄膜制備方法，在對各個批次硅片生長氧化硅薄膜的同時，動態(tài)地調(diào)節(jié)熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱熱氧化反應氣體流量，來消除熱氧化反應氣壓的波動對氧化硅薄膜厚度的影響，從而使得在生長相同的目標厚度的氧化硅薄膜時，熱氧化工藝不受熱氧化反應氣壓波動影響，生長的氧化硅薄膜具有均一的目標厚度。
[0034]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0035]如圖2所示，本發(fā)明的實施例提供一種氧化硅薄膜制備方法，請參考圖2，包括如下步驟:
[0036]步驟S101，提供熱氧化爐，所述熱氧化爐適于在硅片上生長若干批次的氧化硅薄膜，所述氧化硅薄膜具有相同的目標厚度，且生長不同批次的氧化硅薄膜時，熱氧化爐的熱氧化反應氣壓不同；
[0037]所述熱氧化爐為常壓熱氧化爐，所述熱氧化爐與外界連通，所述反應腔內(nèi)的熱氧化反應氣壓隨外界氣壓的變化而變化。
[0038]所述娃片為8英寸晶圓、12英寸晶圓或16英寸晶圓；所述娃片可以為多層基片(例如，具有覆蓋電介質(zhì)和金屬膜的硅襯底)、分級基片、絕緣體上硅基片、外延硅基片、部分處理的基片(包括集成電路及其他元件的一部分)、圖案化或未被圖案化的基片。
[0039]由之前分析可知，當采用熱氧化爐生長不同批次的氧化硅薄膜時，熱氧化爐的熱氧化反應氣壓受外界氣壓和之前批次的熱氧化影響，不同批次的熱氧化反應氣壓并不相同。
[0040]而熱氧化反應氣壓不相同會導致在相同的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量下，生長的氧化硅薄膜厚度具有差異。
[0041]為此，本發(fā)明的發(fā)明人通過采用動態(tài)地調(diào)節(jié)熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱熱氧化反應氣體流量，來消除熱氧化反應氣壓的波動對氧化硅薄膜厚度的影響。
[0042]步驟S102，獲取熱氧化爐基于不同熱氧化反應氣壓下，氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種。
[0043]具體地，獲取熱氧化爐基于不同熱氧化反應氣壓下，氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種包括:
[0044]固定熱氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量工藝參數(shù)，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度的關(guān)系曲線；或
[0045]固定熱氧化反應溫度和熱氧化反應時間工藝參數(shù)，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線；或
[0046]固定熱氧化反應氣體流量工藝參數(shù)，獲取熱氧化爐的氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間和熱氧化反應溫度的關(guān)系曲線；或
[0047]固定熱氧化反應溫度工藝參數(shù)，獲取熱氧化爐的氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線；或
[0048]固定熱氧化反應時間工藝參數(shù)，獲取熱氧化爐的氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度和熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線；或
[0049]獲取熱氧化爐的氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度、熱氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線。
[0050]下面以固定熱氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量工藝參數(shù)，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度的關(guān)系曲線作示例，作示范性說明:
[0051]在一實施例中，在對一密閉反應腔放置測試硅片，并對密閉反應腔施加預定氣壓、預定熱氧化反應氣體流量和熱氧化反應時間，改變熱氧化反應溫度，并測量測試硅片上生長的氧化硅薄膜厚度，以獲得氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度的關(guān)系曲線。
[0052]之后，執(zhí)行步驟S103，在采用所述熱氧化爐生長所述氧化硅薄膜時，根據(jù)獲取的外界氣壓和所述關(guān)系曲線，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動。
[0053]在另一實施例中，考慮到之前批次的熱氧化反應對當前批次的硅片熱氧化氣壓具有影響，在一實施例中，基于待生長之前批次對待生長批次的熱氧化反應氣壓的影響，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動。
[0054]具體地，包括:獲取氧化爐熱氧化反應氣壓波動區(qū)間；將所述波動區(qū)間劃分為若干子區(qū)間；根據(jù)所述子區(qū)間確定與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；獲取待生長批次的熱氧化校正反應氣壓；根據(jù)與所述熱氧化校正反應氣壓對應的子區(qū)間，選擇與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；并將所述對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量作為待生長批次的熱氧化工藝條件。
[0055]具體地，所述氧化爐熱氧化反應氣壓波動區(qū)間為:0.0996MPa <反應氣壓< 0.1036MPa(996百帕<反應氣壓< 1036百帕)。
[0056]將所述波動區(qū)間劃分為若干子區(qū)間，作為一實施例，子區(qū)間的長度為6 ;需要說明的是，在其他實施例中，子區(qū)間的長度可以為2、4、3、1、2.5等。作為一個原則，所述子區(qū)間的劃分能夠使得后續(xù)生長的薄膜厚度誤差在可容忍范圍內(nèi)，即薄膜厚度誤差范圍< 10%，需要說明的是，劃分的區(qū)間越多，后續(xù)平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動效果越佳，劃分的區(qū)間越多，相應會增加所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量的數(shù)量，增加測試強度。
[0057]以子區(qū)間長度6為例，將氧化爐熱氧化反應氣壓波動區(qū)間分為[0.0996，0.1002]、[0.1002,0.1008]、[0.1008,0.1014]、[0.1008,0.1020]、[0.1020,0.1026]、[0.1026，
0.1032]、和[0.1032，0.1036] 7個區(qū)間(上述區(qū)間的單位為MPa)，在每一區(qū)間內(nèi)，選擇該區(qū)間的平均氣壓為參考氣壓，在參考氣壓的條件下，獲取與目標厚度對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量。
[0058]以[0.0996,0.1002]子區(qū)間為例，做示范性說明，在[0.0996,0.1002]內(nèi)，以
0.0999MPa為參考氣壓，固定熱氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量工藝參數(shù)，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度的關(guān)系曲線，根據(jù)所述曲線，獲取與目標厚度對應的熱氧化反應溫度，并以固定的氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量、以及與目標厚度對應的熱氧化反應溫度作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量。
[0059]在其他實施例中，也可以相應的固定熱氧化反應時間和熱氧化反應溫度、或固定熱氧化反應氣體流量與熱氧化反應溫度，以獲得氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線或氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間的關(guān)系曲線，并相應取得與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量。
[0060]具體地，根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應溫度和熱氧化反應氣體流量，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應時間，并將固定的熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣流量和與目標厚度對應的熱氧化反應時間作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣流量；或根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應溫度和熱氧化反應時間，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應氣體流量的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應氣體流量，并將固定的熱氧化反應溫度、熱氧化反應時間和與目標厚度對應的熱氧化反應氣體流量作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；或根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應氣體流量和熱氧化反應時間，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應溫度，并將固定的熱氧化反應氣體流量、熱氧化反應時間和與目標厚度對應的熱氧化反應溫度作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量。
[0061]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述示范例選擇相應的與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量，在此特意說明，不應過分限制本發(fā)明的保護范圍。
[0062]參考[0.0996,0.1002]子區(qū)間的對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量獲取方式，可以獲得其他的區(qū)間的對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量。
[0063]在當前批次的熱氧化反應進行前，獲取待生長批次的熱氧化校正反應氣壓。
[0064]在一實施例中，所述熱氧化校正反應氣壓的獲取方法為:
[0065]AtmEevise=AtmActual- (THIL1XΙ+ΤΗΚ^ X R_2+THK_3 X R_3_Target) /C ；
[0066]其中，AtmEevise為熱氧化校正反應氣壓；AtmAetual為所述熱氧化外界氣壓JHK+thk_2、thk_3分別為待生長批次的前一批次、前二批次、前三批次硅片的氧化硅薄膜厚度；Target為目標厚度；1^、R_2、R_3分別為待生長批次的前一批次、前二批次、前三批次硅片對待生長批次的影響因子，C為氣壓與氧化硅薄膜厚度關(guān)聯(lián)系數(shù)。
[0067]需要說明的是，基于前一批次、前二批次、前三批次硅片對待生長批次的影響效果依次增強，R-1 > R-2 > R_3，具體地，0.4 ≤R-1≤ 0.6,0.2 ≤ R_2 ≤ 0.4，0.1 ≤ R_3 ≤ 0.3。
[0068]還需要說明的是，考慮到前一批次、前二批次、前三批次硅片生長的氧化硅薄膜對修正氣壓的反饋作用以及反饋作用的大小，從而能夠獲得較精確的熱氧化校正反應氣壓。
[0069]獲取所述熱氧化校正反應氣壓后，判斷所述熱氧化校正反應氣壓落入的子區(qū)間，并將所述對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量作為待生長批次的熱氧化工藝條件。
[0070]以所述熱氧化校正反應氣壓為0.1003為例，所述熱氧化校正反應氣壓位于[0.1002，0.1008]區(qū)間，那么將[0.1002，0.1008]區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應
溫度、熱氧化反應氣體 流量作為待生長批次的熱氧化工藝條件來生長熱氧化硅薄膜。 [0071]本發(fā)明的實施例動態(tài)地調(diào)節(jié)熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱熱氧化反應氣體流量，來消除熱氧化反應氣壓的波動對氧化硅薄膜厚度的影響，從而使得在生長相同的目標厚度的氧化硅薄膜時，熱氧化工藝不受熱氧化反應氣壓波動影響，生長的氧化硅薄膜具有均一的目標厚度。
[0072]進一步的，本發(fā)明的實施例消除了之前熱氧化工藝對待生長批次的反應氣壓的影響，使得生長的氧化硅薄膜均一性更佳。
[0073]本發(fā)明還提供一種氧化膜厚度控制裝置，包括:氣壓傳感器，適于獲取熱氧化爐生長氧化膜時的外界氣壓；氧化膜厚度調(diào)節(jié)器，所述氧化膜厚度調(diào)節(jié)器內(nèi)置氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種，適于根據(jù)獲取的外界氣壓和所述關(guān)系曲線，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)，用以平衡熱氧化爐的熱氧化反應氣壓變化。
[0074]具體地，所述氣壓傳感器設(shè)置于熱氧化爐外界環(huán)境中，適于獲取熱氧化爐生長氧化膜時的外界氣壓。
[0075]所述氧化膜厚度調(diào)節(jié)器，內(nèi)置氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種，所述氧化膜厚度調(diào)節(jié)器與氧化爐的溫度控制器、氣流控制器和時間控制器相連，并能夠根據(jù)氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種，調(diào)節(jié)氧化爐所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)，從而用以平衡熱氧化爐的熱氧化反應氣壓變化。
[0076]具體地，氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種包括:
[0077]固定熱氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量工藝參數(shù)，氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度的關(guān)系曲線；或
[0078]固定熱氧化反應溫度和熱氧化反應時間工藝參數(shù)，氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線；或
[0079]固定熱氧化反應氣體流量工藝參數(shù)，熱氧化爐的氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間和熱氧化反應溫度的關(guān)系曲線；或
[0080]固定熱氧化反應溫度工藝參數(shù)，熱氧化爐的氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線；或
[0081]固定熱氧化反應時間工藝參數(shù)，熱氧化爐的氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度和熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線；或
[0082]熱氧化爐的氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度、熱氧化反應時間和熱氧化反應氣體流量的關(guān)系曲線。
[0083]調(diào)節(jié)氧化爐所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)包括:獲取氧化爐熱氧化反應氣壓波動區(qū)間；將所述波動區(qū)間劃分為若干子區(qū)間；根據(jù)所述子區(qū)間確定與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；獲取待生長批次的熱氧化校正反應氣壓；根據(jù)與所述熱氧化校正反應氣壓對應的子區(qū)間，選擇與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；并將所述對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量作為待生長批次的熱氧化工藝條件。
[0084]本發(fā)明實施例提供的氧化膜厚度控制裝置能夠避免生長氣壓波動對氧化膜厚度的影響，從而提高不同批次的氧化膜厚度的均一性。
[0085]本發(fā)明的實施例還提供一種氧化爐，所述氧化爐包括:反應腔，適于為熱氧化反應提供平臺；與反應腔連通的氣源，適于為反應腔提供反應氣體；加熱反應腔的加熱器，所述氧化爐還包括上述實施例提供的氧化膜厚度控制裝置。
[0086]其中，氧化膜厚度控制裝置包括:氣壓傳感器，適于獲取熱氧化爐生長氧化膜時的外界氣壓；氧化膜厚度調(diào)節(jié)器，所述氧化膜厚度調(diào)節(jié)器內(nèi)置氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種，適于根據(jù)獲取的外界氣壓和所述關(guān)系曲線，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)，用以平衡熱氧化爐的熱氧化反應氣壓變化。
[0087]且所述氧化膜厚度調(diào)節(jié)器與加熱器的溫度控制器、氣源的氣流控制器和時間控制器相連，能夠調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)。
[0088]本發(fā)明實施例提供的氧化爐能夠避免生長氣壓波動對氧化膜厚度的影響，從而提高不同批次的氧化膜厚度的均一性。
[0089]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化硅薄膜制備方法，其特征在于，包括: 提供熱氧化爐，所述熱氧化爐適于在硅片上生長若干批次的氧化硅薄膜，所述氧化硅薄膜具有相同的目標厚度，且生長不同批次的氧化硅薄膜時，熱氧化爐的熱氧化反應氣壓不同； 獲取熱氧化爐基于不同熱氧化反應氣壓下，氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種； 在采用所述熱氧化爐生長所述氧化硅薄膜時，根據(jù)獲取的外界氣壓和所述關(guān)系曲線，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動。
2.如權(quán)利要求1所述的氧化硅薄膜制備方法，其特征在于，還包括:基于待生長之前批次對待生長批次的熱氧化反應氣壓的影響，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動。
3.如權(quán)利要求2所述的氧化硅薄膜制備方法，其特征在于，基于待生長之前批次對待生長批次的熱氧化反應氣壓的影響，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)以平衡不同批次的熱氧化反應氣壓的波動包括: 獲取氧化爐熱氧化反應氣壓波動區(qū)間； 將所述波動區(qū)間劃分為若干子區(qū)間； 根據(jù)所述子區(qū)間確定與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量； 獲取待生長批次的熱氧化校正反應氣壓； 根據(jù)與所述熱氧化校正反應氣壓對應的子區(qū)間，選擇與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；并將所述對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量作為待生長批次的熱氧化工藝條件。
4.如權(quán)利要求3所述的氧化硅薄膜制備方法，其特征在于，所述熱氧化校正 反應氣壓的獲取方法為:
Atnwse=AtmActual- (THIL1X R^+THK^ X R_2+THK_3 X R_3_Target) /C ； 其中，Atmltevise為熱氧化校正反應氣壓；AtmAc:tual為所述熱氧化外界氣壓； THKf THK_2、THK_3分別為待生長批次的前一批次、前二批次、前三批 次硅片的氧化硅薄膜厚度；Target為目標厚度；1^、R_2、R_3分別為待生長 批次的前一批次、前二批次、前三批次硅片對待生長批次的影響因子，C 為氣壓與氧化硅薄膜厚度關(guān)聯(lián)系數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的氧化硅薄膜制備方法，其特征在于，I1> R_2 > R_3。
6.如權(quán)利要求5所述的氧化硅薄膜制備方法，其特征在于，0.4≤R1≤0.6，
0.2 ≤ R_2 ≤ 0.4，0.1 ≤ R_3 ≤0.3。
7.如權(quán)利要求2所述的氧化爐氧化硅薄膜制備方法，其特征在于，根據(jù)所述子區(qū)間確定與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量包括: 根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應溫度和熱氧化反應氣體流量，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應時間，并將固定的熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣流量和與目標厚度對應的熱氧化反應時間作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣流量；或 根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應溫度和熱氧化反應時間，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應氣體流量的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應氣體流量，并將固定的熱氧化反應溫度、熱氧化反應時間和與目標厚度對應的熱氧化反應氣體流量作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量；或 根據(jù)所述子區(qū)間固定熱氧化反應氣體流量和熱氧化反應時間，獲取氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應溫度的關(guān)系，根據(jù)目標厚度獲取與目標厚度對應的熱氧化反應溫度，并將固定的熱氧化反應氣體流量、熱氧化反應時間和與目標厚度對應的熱氧化反應溫度作為與所述子區(qū)間對應的熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量。
8.一種氧化膜厚度控制裝置，其特征在于， 氣壓傳感器，適于獲取熱氧化爐生長氧化膜時的外界氣壓； 氧化膜厚度調(diào)節(jié)器，所述氧化膜厚度調(diào)節(jié)器內(nèi)置氧化硅薄膜厚度與熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量關(guān)系曲線的一種或多種，適于根據(jù)獲取的外界氣壓和所述關(guān)系曲線，調(diào)節(jié)所述熱氧化反應時間、熱氧化反應溫度、熱氧化反應氣體流量中的一種或多種工藝參數(shù)，用以 平衡熱氧化爐的熱氧化反應氣壓變化。
9.一種熱氧化爐，其特征在于，包括如權(quán)利要求8所述的氧化膜厚度控制裝置。
【文檔編號】H01L21/316GK103811335SQ201410083757
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】徐興國, 張凌越 申請人:上海華虹宏力半導體制造有限公司