一种晶片生长装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种晶片生长装置及方法。
【背景技术】
[0002] 由于晶片（Wafer)表层对氧分子有较高的亲和力，所以将晶片表面曝露在含氧的 气氛下，很容易形成一层氧化硅层。目前氧化硅层的制造方法普遍采用将晶片装入晶舟上， 再将晶舟置于炉管中，升到适当温度，通入氧气或水蒸气等含氧气体，便可以在晶片上生长 一层与硅材料附着性良好的二氧化硅。
[0003] 如图1所示，为了在生产晶片的同时对晶片进行检测，人们通常采用控片 (MonitorWafer)120、121和122,在将晶片装入晶舟150时，分别摆放在晶舟150的上中下 部位。为了保持工艺的稳定性和统一性，在晶片的制造过程中还会采用挡片（DummyWafer) 140和141，分别置于晶舟150的上部和下部，用于稳定气流和平衡炉管160的温度。
[0004] 当晶片正面和背面是氧化硅时，由于控片的正面和背面也均为氧化硅，与晶片的 结构相同，在晶片的制程过程中受影响较小，但是当需要前站为氮化硅制程工艺时，上下面 都是氮化硅薄膜的晶片制程与氧化硅晶片制程(两面均是氧化硅）混合进行时，由于带有氮 化硅的晶片110背面的氮化硅薄膜和控片120背面的氧化硅薄膜对于氧分子的吸引排斥效 应不同，使得背面为氮化硅薄膜的晶片110直接摆放于第一控片120下面时，其氧化速度会 比其他位置上的晶片快一些，相对应的氧化硅层厚度也比其他晶片厚1. 5~4A，即图中的 第一控片120下方的晶片会比该晶片下方的晶片厚一些，而背面为氧化硅薄膜的晶片130 由于受带有氮化硅的晶片110的影响，其上方的晶片薄于底部的晶片。同时，控片也受相同 的影响，即第一控片120的厚度大于第二控片121的厚度。控片和晶片的厚度不均匀，直接 影响到晶片可靠性测试的结果和晶片的良品率。
【发明内容】
[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶片生长装置及方 法，用于解决的问题。
[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶片生长装置及方法，所述晶 片生长装置包括：
[0007] -炉管；
[0008] 一晶舟，置于所述炉管中；
[0009] 第一晶片组，其中的晶片的背面沉积氮化硅层；
[0010] 第二晶片组，靠近所述第一晶片组，其中的晶片的背面沉积氧化硅层；
[0011] 多个控片，包括第一控片、第二控片和第三控片，分别置于所述晶舟的上部、中部 和下部；
[0012] 多个挡片，包括侧挡片和附加挡片，所述侧挡片分别置于所述第一控片的上部和 所述第三控片的下部，所述附加挡片将所述第一晶片组和所述第二晶片组隔开，并置于所 述第三控片的上部。
[0013] 优选地，所述第一控片和第三控片的背面分别与所述侧挡片相邻。
[0014] 优选地，所述第一控片、第二控片、第三控片和侧挡片的正面为氧化硅层，背面为 氮化娃层。
[0015] 优选地，所述第一控片、第二控片、第三控片和侧挡片的背面依次沉积氧化硅层和 氮化娃层。
[0016] 优选地，所述附加挡片的正面和反面均为氧化硅层。
[0017] 优选地，所述氧化硅层的厚度为50-1000A。
[0018] 优选地，所述氮化硅层的厚度为50-1000A。
[0019] 相应地，本发明还提供了一种晶片生长方法，所述晶片生长方法至少包括：
[0020] 步骤1 :在炉管内装入承载第一晶片组、第二晶片组、多个控片和多个挡片的晶 舟，其中，所述第一晶片组中晶片的背面沉积氮化硅层；所述第二晶片组靠近所述第一晶片 组，其中的晶片的背面沉积氧化硅层；多个控片，包括第一控片、第二控片和第三控片，分别 置于所述晶舟的上部、中部和下部；多个挡片，包括侧挡片和附加挡片，所述侧挡片分别置 于所述第一控片的上部和所述第三控片的下部，所述附加挡片将所述第一晶片组和所述第 二晶片组隔开，并置于所述第三控片的上部。
[0021] 步骤2 :加热所述炉管，并通入氧气，使所述晶片表面生长预设厚度的氧化层。
[0022] 优选地，还包括步骤3 :关闭氧气，通入氮气，并退火、降温。
[0023] 优选地，还包括步骤4 :取出所述多个控片，测量所述多个控片的氧化层厚度。
[0024] 优选地，所述第一控片、第二控片、第三控片和侧挡片的形成方法为：
[0025] 在硅片的正面和背面分别沉积氧化硅层；
[0026] 在所述氧化硅层上沉积氮化硅层；
[0027] 刻蚀娃片正面的氮化娃层，曝露出氧化娃层。
[0028] 优选地，所述氧化硅层的厚度为50-1000A。
[0029] 优选地，所述氮化硅层的厚度为50-1000A。
[0030] 优选地，所述附加挡片的形成方法为：在硅片的正面和背面分别沉积氧化硅层，形 成附加挡片。
[0031] 如上所述，本发明的晶片生长装置及方法，具有以下有益效果：
[0032] 本发明通过在正面为氧化硅层、背面为氮化硅层的第一晶片组和正面、背面均为 氧化硅层的第二晶片组之间放置一正面、背面均为氧化硅层的附加挡片，并且在整个晶舟 上均匀地布置多个控片，在晶片生长过程中第一晶片组、第二晶片组以及测试这两个晶片 组的控片分别处于均匀的氧气氛围中，使生长出的二氧化硅的厚度也比较均匀，从而实现 了将带有氮化硅的晶片和普通氧化硅晶片混合制作，并且提高了晶片可靠性测试的结果和 晶片的良品率。
【附图说明】
[0033] 图1显示为现有技术中的晶片生长装置的示意图。
[0034] 图2显示为本发明的晶片生长装置的示意图。
[0035] 图3显示为本发明的晶片生长方法的流程图。
[0036] 元件标号说明
[0037]
[0038]
【具体实施方式】
[0039] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0040] 需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想， 遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘 制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可 能更为复杂。
[0041] 需要说明的是，本发明所述的"层"仅用于说明氮化硅或氧化硅的沉积形态，所述 的"层"可以为"薄膜"状态，也可以为厚度大于"薄膜"的形态，并非用于限制其厚度。
[0042] 请参阅图2本发明的晶片生长装置的示意图。
[0043] 如图2所示，该晶片生长装置，包括：
[0044] 一炉管 210 ;
[0045] 一晶舟220,置于所述炉管210中；
[0046] 第一晶片组230,其中的晶片的背面沉积氮化硅层；
[0047] 第二晶片组240,靠近所述第一晶片组230,其中的晶片的背面沉积氧化硅层；
[0048] 多个控片，包括第一控片251、第二控片252和第三控片253,分别置于所述晶舟的 上部、中部和下部；
[0049] 多个挡片，包括侧挡片261和附加挡片262、263,所述侧挡片261分别置于所述第 一控片251的上部和所述第三控片253的下部，附加挡片262将所述第一晶片组230和所 述第二晶片组240隔开，附加挡片263置于所述第三控片253的上部。
[0050] 需要说明的是，在所述坚直放置的晶舟220中，晶片、控片、挡片的正面朝上，背面 朝下。
[0051] 需要说明的是，在晶片制造过程中，控片（MonitorWafer)的主要作用是：监控机 台的稳定性和重复性。机台从安装到正式投入生产后，需要不定期地对机台的稳定性和重 复性进行监控，从而需要使用控片。控片的使用方法通常有两种，一种是在正式制造晶片产 品之前，先用控片来做实验，实验后测试控片，根据测试结果来判断机台是否正常，这种测 试叫做离线（offline)测试；另一种是随晶片一起进入机台，晶片制作工艺完成后测试控 片来判断此次作业是否正常，这种测试叫做在线（online)测试。本发明所述的控片用于 后一种测试方法。
[0052] 为了保持工艺的稳定性和统一性，在晶片的制造过程中还会采用挡片（Drnnmy Wafer)，分别置于晶舟220的上部和下部，用于稳定气流和平衡炉管210温度。在本发明实 施例中，所述侧挡片261(SideDummyWafer)至少为两片，分别置于所述第一控片251的 上部和所述第三控片253的下部，即晶舟220的最上端和最下端，最上端侧挡片261的背 面正对晶片的正面，最下端侧挡片261的背面正对晶舟220。所述附加挡片（ExtraDummy Wafer)至少为两片，优选地，所述附加挡片多于两片，附加挡片262置于第一晶片组230和 第二晶片组240的中间，用于隔开第一晶片组230和第二晶片组240,其他附加挡片263置 于第三控片253的上部，用于在第一晶片组230和第二晶片组240中的晶片、控片不足以装 满晶舟220时作为补充。
[0053] 在本发明实施例中，第一控片251置于晶舟220最上端侧挡片261的下面，第三控 片253置于晶舟220最下端侧挡片261的上面，所述第一控片251和第三控片253的背面 分别与所述侧挡片261相邻，第二控片252置于晶舟220的中间部位且位于上述单片附加 挡片262的上面。
[0054] 所述第一控片251、第二控片252、第三控片253和侧挡片261的正面为氧化硅层， 背面为氮化硅层。优选地，所述第一控片251、第二控片252、第三控片253和侧挡片261的 背面依次沉积氧化硅层和氮化硅层。
[0055] 考虑到硅与氮化硅之间的应力系数差别较大，过厚的氮化硅层直接沉积在硅表面 会造成硅片表面龟裂而报废，而氧化硅的应力系数在两者之间，因此，在第一控片251、第二 控片252、第三控片253和侧挡片261的娃衬底的背面先沉积一层氧化娃，再沉积一层氮化 硅，从而氧化硅可以有效地缓解硅和氮化硅之间的应力作用差异。
[0056] 在本发明实施例中，第一控片251、第二控片252、第三控片253和侧挡片261的结 构相同，正面均为氧化硅，背面均为氮化硅，而附加挡片262、263的结构与这四者不同，其 正面和反面均为氧化硅层。第一控片251、第二控片252、第三控片253和侧挡片261的正 面的氧化硅层以