专利名称：一种晶片表面水汽去除方法
技术领域：
本发明涉及半导体领域的薄膜生长工艺，尤其涉及一种晶片表面水汽去除方法。
背景技术：
二氧化硅薄膜是半导体器件中一种非常重要的薄膜，可以用来做栅氧化层、栅侧 面选择性氧化层以及缓冲氧化层。二氧化硅薄膜生长是在反应腔内进行，并需要有硅陪片。 通常的反应腔最多可装载170片晶片，其中150片为产品晶片，20片为硅陪片，放置在产品 晶片两端。如果产品晶片不足150片时，则需要装载额外的硅陪片，直至装满为止。所以在 每次生长过程中，会需要大量的硅陪片。硅陪片表面必须是洁净的，其中最为重要的是水汽 的控制。 随着晶片上关键尺寸的持续縮小，晶片表面二氧化硅薄膜厚度的均匀性要求越来 越高。在氧化工艺中，硅陪片表面及反应腔内表面所吸附的水汽若得不到控制，二氧化硅薄 膜均匀性会变得很差，不能满足现在的半导体器件的工艺要求。 现有技术是使用氮气在与二氧化硅生长相同的温度下将水汽带走。由于氮气不与 水汽产生结合力，氮气用来去除水汽的效果是不理想的，不能满足现在的半导体器件对二 氧化硅薄膜均匀性要求的提升。
发明内容
为了解决现有技术中存在的硅陪片表面水汽去除不彻底的问题，本发明提供了一 种彻底去除硅陪片表面所吸附水汽的方法，并达到提高二氧化硅薄膜厚度均匀性的目的。
为了实现上述目的，本发明提出新的方法，所述方法包括以下步骤设定放置所 述晶片的反应腔内的温度；往所述反应腔内放置所述晶片；往所述反应腔内第一次输入氮 气，通过所述反应腔的排气管路排出；往所述反应腔内输入氢气或氢气和氮气的混合气体， 通过所述反应腔的排气管路排出所述氢气或所述氢气和氮气的混合气体；往所述反应腔内 第二次输入氮气，通过所述反应腔的排气管路排出；从所述反应腔内取出所述晶片。
可选的，在所述氢气和氮气的混合气体中氮气和氢气的体积比小于1 : 1。
可选的，所述反应腔内的温度范围为400摄氏度至800摄氏度。
可选的，所述反应腔内的温度为500摄氏度。 可选的，第一次输入氮气的时间为5分钟，每分钟输入的氮气为20升。 可选的，往所述反应腔内输入氢气或氢气和氮气的混合气体的时间均为30分钟。 可选的，第二次输入氮气的时间为5分钟，每分钟输入的氮气为20升。 本发明一种晶片表面水汽去除方法的有益技术效果为本发明在晶片的净化过程
中，用氢气代替了现有技术中的氮气，氢气容易与水汽中氧原子以化学键形式结合，有效的
将水汽通过反应腔的排气管路排走；因为氢原子的分子量小于氮原子，从而使得晶片二氧
化硅薄膜厚度的均匀性得到明显的改善；此外本发明提供了比较宽的温度范围，以适应各
种变化的二氧化硅薄膜生长工艺的需求。
图1为本发明一种晶片表面水汽去除方法的流程图。
具体实施例方式
首先，请参考图l，图1是本发明一种晶片表面水汽去除方法的流程图，从图上可 以看出，本发明包括以下步骤步骤10 :设定放置所述晶片的反应腔内的温度，所述反应腔 内的温度范围为400摄氏度至800摄氏度，优选的，所述反应腔内的温度为500摄氏度；步
骤11 :往所述反应腔内放置所述晶片，放置于反应腔内的晶片一般都被放置于石英舟上再 被放置于反应腔内；步骤12 :往所述反应腔内第一次输入氮气，通过所述反应腔的排气管 路排出，第一次输入氮气的时间为5分钟，每分钟输入的氮气为20升；步骤13 :往所述反应
腔内输入氢气或氢气和氮气的混合气体，通过所述反应腔的排气管路排出所述氢气或所述 氢气和氮气的混合气体，所述氢气或混合气体与所述反应腔内的晶片充分接触，使得所述 氢气与所述晶片表面吸附的水汽结合，往所述反应腔内输入氢气或氢气和氮气的混合气体
的时间均为30分钟，在所述氢气和氮气的混合气体中氮气和氢气的体积比小于1 : l;步 骤14 :往所述反应腔内第二次输入氮气，通过所述反应腔的排气管路排出，第二次输入氮 气的时间为5分钟，每分钟输入的氮气为20升；步骤15 :从所述反应腔内取出所述晶片。
下面，将对本发明一种晶片表面水汽去除方法的较佳实施例进行描述，以期进一
步理解本发明。 以下是本发明一种晶片表面水汽去除方法的第一实施例的具体实验步骤
1.将反应腔温度设定在摄氏500度；
2.将装满硅陪片的石英舟推入反应腔；
3.反应腔自动检漏； 4.输入氮气且从反应腔的排气管中排出，每分钟20升，持续输入5分钟后停止，输 入氮气的目的是为了排尽反应腔中的空气； 5.只输入纯氢气且从反应腔的排气管中排出，每分钟10升，持续输入30分钟后停 止； 6.输入氮气且从反应腔的排气管中排出，每分钟20升，持续输入5分钟后停止，输 入氮气的目的是为了排尽反应腔中的氢气；
7.石英舟出反应腔。 下面，是本发明一种晶片表面水汽去除方法的第二实施例的实验具体步骤
1.将反应腔温度设定在摄氏700度；
2.将装满硅陪片的石英舟推入反应腔；
3.反映腔自动检漏； 4.输入氮气且从反应腔的排气管中排出，每分钟20升，持续输入5分钟后停止；
5.同时输入包括每分钟10升的氢气和每分钟1升的氮气的混合气体，且从反应腔 的排气管中排出，持续输入30分钟后停止； 6.输入氮气且从反应腔的排气管中排出，每分钟20升，持续输入5分钟后停止；
7.石英舟出反应腔。
经过上述两种过程的处理的硅陪片可用于二氧化硅薄膜生长的工艺中，并有效地提高了二氧化硅薄膜厚度的均匀性。 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所述技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
一种晶片表面水汽去除方法，其特征在于所述方法包括以下步骤设定放置所述晶片的反应腔内的温度；往所述反应腔内放置所述晶片；往所述反应腔内第一次输入氮气，通过所述反应腔的排气管路排出；往所述反应腔内输入氢气或氢气和氮气的混合气体，通过所述反应腔的排气管路排出所述氢气或所述氢气和氮气的混合气体；往所述反应腔内第二次输入氮气，通过所述反应腔的排气管路排出；从所述反应腔内取出所述晶片。
2. 根据权利要求1所述的晶片表面水汽去除方法，其特征在于在所述氢气和氮气的混 合气体中氮气和氢气的体积比小于l : 1。
3. 根据权利要求1所述的晶片表面水汽去除方法，其特征在于所述反应腔内的温度范 围为400摄氏度至800摄氏度。
4. 根据权利要求3所述的晶片表面水汽去除方法，其特征在于所述反应腔内的温度为 500摄氏度。
5. 根据权利要求1所述的晶片表面水汽去除方法，其特征在于第一次输入氮气的时间 为5分钟，每分钟输入的氮气为20升。
6. 根据权利要求1所述的晶片表面水汽去除方法，其特征在于往所述反应腔内输入氢 气或氢气和氮气的混合气体的时间均为30分钟。
7. 根据权利要求1所述的晶片表面水汽去除方法，其特征在于第二次输入氮气的时间 为5分钟，每分钟输入的氮气为20升。
全文摘要
本发明提供一种晶片表面水汽去除方法，所述方法包括以下步骤往设定放置所述晶片的反应腔内的温度；往所述反应腔内放置所述晶片；往所述反应腔内第一次输入氮气，通过所述反应腔的排气管路排出；往所述反应腔内输入氢气或氢气和氮气的混合气体，通过所述反应腔的排气管路排出所述氢气或所述氢气和氮气的混合气体；往所述反应腔内第二次输入氮气，通过所述反应腔的排气管路排出；从所述反应腔内取出所述晶片。本发明用氢气代替了现有技术中的氮气，使得晶片表面水汽去处更彻底。这样的晶片用于二氧化硅薄膜生长工艺中作为陪片，可使二氧化硅薄膜厚度的均匀性得到明显的改善，此外，使用氢气也有利于去除反应腔内表面所吸附的水汽。
文档编号H01L21/31GK101728239SQ20091019855
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者张永福, 许忠义 申请人:上海宏力半导体制造有限公司