热氧化晶圆生成氧化层的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103377902A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103377902103377902A(43)申请公布日2013.10.30(21)申请号201210132773.6(22)申请日2012.04.28(71)申请人无锡华润上华科技有限公司地址214028江苏省无锡市国家高新技术产业开发区新洲路8号(72)发明人平梁良陈清(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人邓云鹏(51)Int.Cl.H01L21/28(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称热氧化晶圆生成氧化层的方法(57)摘要本发明涉及一种热氧化晶圆生成氧化层的方法，包括下列步骤：在炉管内放置需要氧化的晶圆并通过加热器对所述炉管进行加热；向反应器内通入氧气和氢气并混合燃烧；将燃烧后生成的水蒸气和剩余的氧气从所述炉管的进气口通入炉管内；从所述进气口通入氮气以将炉管内的气体从炉管的排气口排出；通入的所述氢气流量的一半加上通入的所述氧气流量等于通入的所述氮气流量。本发明通过重新设计通入的氢气和氧气的流量，使得通入氮气前后炉管内气体的流量保持一致，使得炉管内不同位置的晶圆与水蒸气和氧气反应的时间相等，从而能够获得良好的厚度一致性。CN103377902ACN103792ACN103377902A权利要求书1/1页1.一种热氧化晶圆生成氧化层的方法，包括下列步骤：在炉管内放置需要氧化的晶圆并通过加热器对所述炉管进行加热；向反应器内通入氧气和氢气并混合燃烧；将燃烧后生成的水蒸气和剩余的氧气从所述炉管的进气口通入炉管内；从所述进气口通入氮气以将炉管内的气体从炉管的排气口排出；通入的所述氢气流量的一半加上通入的所述氧气流量等于通入的所述氮气流量。2.根据权利要求1所述的热氧化晶圆生成氧化层的方法，其特征在于，所述氢气流量和所述氧气流量相等。3.根据权利要求2所述的热氧化晶圆生成氧化层的方法，其特征在于，所述氢气流量为8标况升每分钟，所述氧气流量为8标况升每分钟，所述氮气流量为12标况升每分钟。4.根据权利要求1所述的热氧化晶圆生成氧化层的方法，其特征在于，所述进气口设于所述炉管的顶部，所述排气口设于所述炉管的底部。5.根据权利要求4所述的热氧化晶圆生成氧化层的方法，其特征在于，所述加热器的数量为4个，从所述炉管的顶部向底部排列，且4个加热器加热的目标温度从顶部到底部分别是T-1、T、T、T-0.5摄氏度。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的热氧化晶圆生成氧化层的方法，其特征在于，所述氧化层为栅氧化层。2CN103377902A说明书1/5页热氧化晶圆生成氧化层的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种热氧化晶圆生成氧化层的方法。背景技术[0002]随着半导体技术的不断发展，对栅氧厚度的均匀性要求不断提高。因此，改善炉管内晶圆与晶圆间(wafertowafer，WTW)厚度的均匀性，对于提高产品的成品率有非常重要的作用。[0003]参见图1，以一种传统的8英寸立式炉管对晶圆进行湿氧氧化为例，氧化的流程是先在炉管外部的一个反应器内通入适量的氢气和氧气，然后混合燃烧生成水蒸气，水蒸气和剩余未反应的氧气一道从炉管顶部的进气口通入炉管内，与炉管内的晶圆反应生成二氧化硅，最后剩余的气体从炉管底部的排气口排出。反应方程式如下：[0004]2H2+O2＝2H2O[0005]2H2O+Si＝SiO2+2H2[0006]Si+O2＝SiO2[0007]根据湿氧氧化的反应原理，生成的二氧化硅的厚度与氢气、氧气的流量，反应温度，反应时间相关。[0008]为保证炉管安全及使产品能得到所需厚度的氧化层，在通入了指定时间和流量的氢气和氧气之后，需要沿着相同的通道通入大流量的氮气，将炉管内反应剩余的水蒸气和氧气排出。一种传统的方案是将氢气和氧气的流量均设定为2slm(标况升每分钟)，氮气的流量设定为10slm。这就相当于先以3slm(水蒸气2slm，剩余的氧气1slm)的流量对晶圆进行氧化，然后以10slm的氮气推动剩余的水蒸气和氧气排出。这样使得通入氮气后水蒸气和氧气的流动速度大大加快，导致炉管内靠近炉管顶部和靠近炉管底部的晶圆与水蒸气和氧气反应时间不一致，最终导致产品的氧化层厚度也不一致。发明内容[0009]基于此，有必要针对传统的湿氧氧化方法中生成的氧化层厚度均匀性不好的问题，提供一种能够改善炉管生产的晶圆的氧化层厚度均匀性的热氧化晶圆生成氧化层的方法。[0010]一种热氧化晶圆生成氧化层的方法，包括下列步骤：在炉管内放置需要氧化的晶圆并通过加热器对所述炉管进行加热；向反应器内通入氧气和氢气并混合燃烧；将燃烧后生成的水蒸气和