晶圆的表面氧化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110184655A(43)申请公布日2019.08.30(21)申请号201910338529.7(22)申请日2019.04.25(71)申请人上海新傲科技股份有限公司地址201821上海市嘉定区普惠路200号(72)发明人徐慧军庄俞佳王浩李翔宇(74)专利代理机构上海盈盛知识产权代理事务所(普通合伙)31294代理人孙佳胤(51)Int.Cl.C30B33/02(2006.01)C30B29/06(2006.01)C30B33/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图8页(54)发明名称晶圆的表面氧化方法(57)摘要本发明提供了一种晶圆的表面氧化方法，采用立式炉管的退火炉，所述立式炉管包括设置在侧壁一侧上的进气管路，所述进气管路包括靠近立式炉管底部设置的进气端，以及靠近立式炉管顶部设置的出气端，所述晶圆叠置于所述立式炉管中，包括如下步骤：升温步骤，在氧化气氛中进行，从一起始温度升温至目标温度，升温速率大于5℃/分钟，并同时使晶圆平转，以在晶圆表面生成第一氧化层，所生成的第一氧化层中心厚度小于边缘厚度；恒温氧化步骤，在目标温度以及氧化气氛中进行，并同时使晶圆平转，在晶圆表面继续生成第二氧化层，所生成的第二氧化层中心厚度大于边缘厚度。CN110184655ACN110184655A权利要求书1/1页1.一种晶圆的表面氧化方法，采用立式炉管的退火炉，所述立式炉管包括设置在侧壁一侧上的进气管路，所述进气管路包括靠近立式炉管底部设置的进气端，以及靠近立式炉管顶部设置的出气端，所述晶圆叠置于所述立式炉管中，其特征在于，包括如下步骤：升温步骤，在氧化气氛中进行，从一起始温度升温至目标温度，升温速率大于5℃/分钟，并同时使晶圆平转，以在晶圆表面生成第一氧化层，所生成的第一氧化层中心厚度小于边缘厚度；恒温氧化步骤，在目标温度以及氧化气氛中进行，并同时使晶圆平转，在晶圆表面继续生成第二氧化层，所生成的第二氧化层中心厚度大于边缘厚度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述升温步骤的升温速率是10℃/分钟-15℃/分钟。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述升温步骤在含有氢气和氧气的气氛中进行，两种气体的体积比例范围是1：1至1.8：1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒温氧化步骤在含有氢气和氧气的气氛中进行，两种气体的体积比例范围是1：1至1.8：1。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述起始温度范围是400-800℃，所述目标温度范围是800-1100℃。2CN110184655A说明书1/3页晶圆的表面氧化方法技术领域[0001]本发明涉及半导体材料制造领域，尤其涉及一种晶圆的表面氧化方法。背景技术[0002]硅片上的热氧化层常用于半导体器件的绝缘层、光刻时的牺牲层、绝缘体上硅(SOI)的埋氧层等半导体材料工艺领域。对于立式垂直炉，通常的硅片热氧化方法为：初始状态时，炉管内保持一个低的载入温度(400℃-800℃)；将室温下的硅片放在舟上进入炉管后，开始升温同时通入惰性气体(Ar或N2)；待升温至氧化温度(800℃-1100℃)，氧气或氧气加氢气开始通入，此阶段为主要氧化阶段；氧化层生长完后，氧化阶段结束，炉膛内温度降低直至载出温度(400℃-800℃)，与升温阶段同样，此阶段通入惰性气体(Ar或N2)。气体是由炉膛外侧一平行于与炉膛壁的气路管道通入，气体流向自下而上，达到炉膛顶部后通过淋蓬头状的管路进入炉膛。由于气体的通入时温度远小于炉管内工艺温度，此侧炉膛壁温度因之有所降低，导致工艺时硅片上温度不均匀，因而导致氧化层一侧厚一侧薄。附图1所示即为采用现有技术中的方法形成的氧化层厚度分布图，可以明显看出晶圆表面的温度梯度分布。[0003]因此，如何调整立式炉管的氧化工艺，获得更为均匀的氧化层，是现有技术亟待解决的问题。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种晶圆的表面氧化方法，能够获得更为均匀的氧化层。[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆的表面氧化方法，采用立式炉管的退火炉，所述立式炉管包括设置在侧壁一侧上的进气管路，所述进气管路包括靠近立式炉管底部设置的进气端，以及靠近立式炉管顶部设置的出气端，所述晶圆叠置于所述立式炉管中，包括如下步骤：升温步骤，在氧化气氛中进行，从一起始温度升温至目标温度，升温速率大于5℃/分钟，并同时使晶圆平转，以在晶圆表面生成第一氧化层，所生成的第一氧化层中心厚度小于边缘厚度；恒温氧化步骤，在目标温度以及氧化气氛中进行，并同时使晶圆平转，在晶圆表面继续生成第二氧化层，所生成的第二氧化层中心厚度大于边缘厚度。[0006]可选的，所述升温步骤的升温速率是10℃/分