多晶硅炉管沉积厚度监控装置及方法.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CN105870034A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610307824.2(22)申请日2016.05.11(71)申请人上海华虹宏力半导体制造有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号(72)发明人徐涛陈宏王卉曹子贵梁肖陈广伦(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人屈蘅(51)Int.Cl.H01L21/66(2006.01)C23C16/44(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称多晶硅炉管沉积厚度监控装置及方法(57)摘要本发明提供一种多晶硅炉管沉积膜厚监控装置及方法，可以在现有的三片控片监控方式下，将顶部控片、中部控片替换为表面经过退火处理后的控片，能够避免产品晶圆表面膜厚不一致的问题，同时保障控片监测数据的真实性和稳定性，提高产品良率。CN105870034ACN105870034A权利要求书1/2页1.一种多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，包括：一晶舟、一片或两片顶部控片、一片或两片中部控片、一片底部控片以及若干待多晶硅沉积的产品晶圆；其中，所述晶舟顶部装载所述顶部控片，中部装载所述中部控片，底部装载所述底部控片，所述待多晶硅沉积的产品晶圆相应地填充在所述顶部控片和所述中部控片之间的晶舟装载区以及所述中部控片与所述底部控片之间的晶舟装载区中，所述顶部控片和中部控片的表面均经过退火工艺处理，所述退火工艺包括氮气退火工艺、氩气退火工艺、氦气退火工艺中的至少一种。2.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述顶部控片由上顶部控片、下顶部控片两片上、下紧邻放置组成。3.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述中部控片由上中部控片、下中部控片两片上、下紧邻放置组成。4.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述顶部控片、中部控片、底部控片的正面为氧化硅层、氮化硅层或由氧化硅和氮化硅交替堆叠而成的复合层；所述顶部控片、中部控片、底部控片的背面为氧化硅层、氮化硅层或由氧化硅和氮化硅交替堆叠而成的复合层。5.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述顶部控片、中部控片、底部控片均为一次性利用晶圆。6.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述晶舟能够安装于垂直炉管或水平炉管中。7.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述晶舟顶部与所述顶部控片之间以及所述晶舟底部与所述底部控片之间均设有一段虚拟区，所述虚拟区中填充有多片挡片。8.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述挡片的正面为氧化硅层、氮化硅层或由氧化硅和氮化硅交替堆叠而成的复合层；所述挡片的背面为氧化硅层、氮化硅层或由氧化硅和氮化硅交替堆叠而成的复合层。9.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述氮气退火工艺处理的退火温度为温度400℃～1000℃，工艺压力200mTorr～2000mTorr，氮气流量为300sccm～1600sccm，退火时间10分钟～30分钟。10.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述氩气退火工艺处理的退火温度为温度500℃～1200℃，工艺压力200mTorr～2000mTorr，氩气流量为400sccm～1500sccm，退火时间10分钟～50分钟。11.如权利要求1所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置，其特征在于，所述氦气退火工艺处理的退火温度为温度500℃～1500℃，工艺压力200mTorr～2000mTorr，氦气流量为100sccm～1000sccm，退火时间5分钟～30分钟。12.一种采用权利要求1至11中任一项所述的多晶硅炉管沉积膜厚监控装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：将若干待多晶硅沉积的产品晶圆和一片或两片顶部控片、一片或两片中部控片、一片底部控片按照规定顺序装载到晶舟中，其中，所述晶舟顶部装载所述顶部控片，中部装载所述中部控片，底部装载所述底部控片，所述待多晶硅沉积的产品晶圆相应地填充在所述顶2CN105870034A权利要求书2/2页部控片和所述中部控片之间的晶舟装载区以及所述中部控片与所述底部控片之间的晶舟装载区中，所述顶部控片和中部控片的表面均经过退火工艺处理，所述退火工艺包括氮气退火工艺、氩气退火工艺、氦气退火工艺中的至少一种；将装载好所述待多晶硅沉积的产品晶圆和所有控片的所述晶舟置于炉管中进行多晶硅层制备工艺；在所述多晶硅层制备工艺中，选取所述顶部控片、中部控片以及所述底部控片，来监测各个产品晶圆表面的多晶硅层生长厚度。13.如权利要求