CN113410126B - 热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种热氧化工艺中自动调控氧化膜厚度的方法和系统，所述热氧化工艺中自动调控氧化膜厚度的方法，包括：采集硅氧化膜的目标形成厚度、形成硅氧化膜的基准大气压、在所述基准大气压下硅氧化膜达到所述目标形成厚度的基准时间、前一批次硅氧化膜的形成厚度、前二批次硅氧化膜的形成厚度以及当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压；基于采集的结果、压力修正系数以及厚度修正系数计算得到用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间；以及，根据所述目标氧化时间执行所述热氧化工艺，以形成当前批次的硅氧化膜。本发明具有节省人力，并可以实时调节硅氧化膜厚度，保证产品膜厚不偏离目标厚度的优点。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法及系统。
背景技术
半导体制造技术的基础之一热氧化工艺。硅片上的氧化物可以通过热生长或者淀积的方法产生。在升温环境里，通过外部供给高纯氧气使之与硅衬底反应，可以在硅片上得到一层热生长的氧化层。氧化层具有保护器件免划伤和隔离沾污、限制带电载流子场区隔离、栅氧或储存器单元结构中的介质材料、掺杂中的注入掩蔽、金属导电层的介质层等功能，而有效实现这些功能，氧化层即硅氧化膜需要一定的厚度，因此需要控制硅氧化膜的厚度。
目前通用的做法是根据前面产品批次硅氧化膜的厚度来手动调控工艺菜单的氧化时间，这样既浪费大量的人力，也无法做到实时的调节，造成产品膜厚偏离目标厚度。
发明内容
本发明的目的在于提供热氧化工艺中自动调控氧化膜厚度的方法和系统，以解决传统调控方法浪费人力，无法做到实时调节，造成产品膜厚偏离目标厚度的问题。
对于热氧化工艺，在为温度、气体流量等工艺参数一定的情况下，其生长出的氧化膜膜厚与外界大气压有正强相关性，在高的大气压下，其生长的氧化膜也越厚。
为了解决上述问题，本发明基于此原理提出了一种热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法，包括：
采集硅氧化膜的目标形成厚度、形成硅氧化膜的基准大气压、在所述基准大气压下硅氧化膜达到所述目标形成厚度的基准时间、前一批次硅氧化膜的形成厚度、前二批次硅氧化膜的形成厚度以及当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压；
基于采集的结果、压力修正系数以及厚度修正系数计算得到用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间；以及，
根据所述目标氧化时间执行所述热氧化工艺，以形成当前批次的硅氧化膜。
优选的，在所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法中，所述压力修正系数通过计算达到硅氧化膜的一目标膜厚度时，氧化时间差值与压力差值之比得到。
优选的，在所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法中，所述厚度修正系数通过计算固定大气压下，氧化时间差值与在形成的硅氧化膜的厚度的差值之比得到。
优选的，在所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法中，采用如下公式计算得到所述目标氧化时间：
Timecurrent＝Timebase+(Atmbase-Atmcurrent)*C1+[(THKTarget-(THKpre1+THKpre2)/2)*C2
其中：Timecurrent表示所述用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间，Timebase表示所述基准时间，Atmbase表示所述形成硅氧化膜的基准大气压，Atmcurrent表示所述当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压，THKTarget表示所述硅氧化膜的目标形成厚度，THKpre1表示所述前一批次硅氧化膜的形成厚度，THKpre2表示所述前二批次硅氧化膜的形成厚度，C1表示所述压力修正系数，C2表示所述厚度修正系数。
优选的，在所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法中，在得到用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间之后，所述方法还包括：
测量并保存当前批次硅氧化膜的形成厚度，用于后一批次、后二批次硅氧膜的厚度的调控。
本发明还提供一种热氧化工艺机台，包括：处理器和存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的方法。
本发明还提供一种热氧化工艺中自动调整控硅氧化膜厚度的系统，包括：上述的热氧化工艺机台。
优选的，在所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统中，还包括大气压监测装置，膜厚测量装置，其中，
所述大气压监测装置用于实时检测车间的大气压数值；
所述膜厚测量装置用于测量硅氧化形成膜度的数值。
优选的，在所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统中，还包括热氧化炉，所述热氧化炉的工艺菜单的工艺参数根据所述大气压监测装置测得的数值和所述膜厚测量装置测得的数值自动更新以自动调整氧化时间而控制不同批次硅氧化膜的形成厚度。
本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现上述的方法。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
通过利用在为温度、气体流量等工艺参数一定的情况下，其生长出的氧化膜膜厚与外界大气压有正强相关性的原理，设计出自动调控硅氧化膜厚度的方法，节省人力，并可以实时调节硅氧化膜厚度，保证产品膜厚不偏离目标厚度。
附图说明
本领域技术人员可知，以下的附图仅仅列举出本发明的一些实施例，在不付出创造性劳动的前提下，本领域技术人员还可以根据这些附图获得其他同一性质的实施例(附图)。
图1是相同工艺参数下氧化膜厚度与大气压的线性关系图；
图2是本发明热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法一实施例的流程图；
图3是本发明一实施例热氧化工艺机台的结构框图；
图4是本发明一实施例热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统的结构框图。
其中：附图标记如下：
热氧化工艺机台-100；存储器-101；处理器-102；大气压监测装置-200；膜厚测量装置-300；热氧化炉-400。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的低压线性稳压器压降电压的测试方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如图1所示，对于热氧化工艺，在为温度、气体流量等工艺参数一定的情况下，其生长出的氧化膜膜厚(图1中Avg)与外界大气压(图1中Pressure)有正强相关性，在高的大气压下，其生长的氧化膜也越厚。
如图2所示，本实施例根据此原理提供一种热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法，包括如下步骤：
S1，采集硅氧化膜的目标形成厚度、硅氧化膜进行氧化的基准大气压、在所述基准大气压下硅氧化膜达到所述目标形成厚度的基准时间、前一批次硅氧化膜的形成厚度、前二批次硅氧化膜的形成厚度以及当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压；
S2，基于采集的结果、压力修正系数以及厚度修正系数计算得到用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间；以及，
S3，根据所述目标氧化时间执行所述热氧化工艺，以形成当前批次的硅氧化膜。以下对上述各步骤作进一步详细说明。
步骤S1中，所述硅氧化膜的目标形成厚度THKTarget可理解为热氧化工艺系统初始上线时设定的基础量。在第一批次硅氧化膜形成过程中，也即系统初始上线时，因为没有所述前一批次硅氧化膜的形成厚度THKpre1以及前二批次硅氧化膜的形成厚度THKpre2，所以用硅氧化膜的目标形成厚度THKTarget代替，即在本实施例中，系统读取到的当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压Atmcurrent为1010hPa。
由于大气压力全年波动范围为990hPa-1040hPa，故在一具体实施方式中，形成硅氧化膜的基准大气压Atmbase可取中间值1015hPa，相应的，在所述基准大气压下硅氧化膜达到所述目标形成厚度的基准时间Timebase设置为3028s-(1015hpa-1005hpa)*2s/hPa＝3008s＝00:50:08(时:分:秒)。但需说明的是，所述形成硅氧化膜的基准大气压Atmbase的具体设置不构成对本申请的限制，例如，在另外一些实施例中，根据实际需要，也可以将所述形成硅氧化膜的基准大气压Atmbase设置为1013hPa、1011hPa等。
步骤S2中，所述压力修正系数C1可通过计算达到硅氧化膜的一目标膜厚度时，氧化时间差值与压力差值之比得到。
以某工艺菜单为例，硅氧化膜的目标形成厚度THKTarget为分别收集00:50:28以及00:50:00两个工艺时间下的大气压力和厚度的数据，并作出压力与时间的相关性。当硅氧化膜厚度达到目标形成厚度THKTarget/>时，00:50:28以及00:50:00分别对应的压力为1005hPa和1019hPa，那么时间与压力的修正系数C1为(3028s-3000s)/(1019hPa-1005hPa)＝2s/hPa。
所述厚度修正系数C2通过计算固定大气压下，氧化时间差值与形成的硅氧化膜的厚度的差值之比得到。以上述工艺菜单为例，在大气压固定为1015hPa时，工艺时间为00:50:28形成的膜厚为而工艺时间为00:50:00形成的膜厚为/>那么硅氧化膜厚度与时间的修正系数/>
故在一具体实施方式中，可将形成硅氧化膜的基准大气压Atmbase设置为1015hPa,基准时间Timebase设置为00:50:08,压力修正系数C1设置为2s/hPa，厚度修正系数C2设置为硅氧化膜的目标形成厚度THKTarget为/>
步骤S3中，具体可采用如下公式计算用以形成当前批次的硅氧化膜的所述目标氧化时间：
Timecurrent＝Timebase+(Atmbase-Atmcurrent)*C1+[(THKTarget-(THKpre1+THKpre2)/2)*C2
其中：Timecurrent表示所述用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间，Timebase表示所述基准时间，Atmbase表示所述形成硅氧化膜的基准大气压，Atmcurrent表示所述当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压，THKTarget表示所述硅氧化膜的目标形成厚度，THKpre1表示所述前一批次硅氧化膜的形成厚度，THKpre2表示所述前二批次硅氧化膜的形成厚度，C1表示所述压力修正系数，C2表示所述厚度修正系数。
利用上述公式，得到当前批次硅氧化膜的目标氧化时间：Timecurrent＝3008+(1015-1010)*2+[300-(300+300)/2]*6.2＝3008+10+0＝3018s＝00:50:18。
在步骤S3中，在开始第一批次产品进行热氧化时，系统软件将步骤S2计算得到的当前批次硅氧化膜的目标氧化时间Timecurrent发送给机台，并按照给出的氧化时间进行氧化，以形成当前批次的硅氧化膜。
在步骤S3执行完毕后，测量并保存当前批次硅氧化膜的形成厚度，用于下一批次硅氧化膜的厚度的调控。在本实施例中，通过测量装置测量得到当前批次硅氧化膜的厚度为该数据会被保存。
在第二批次硅氧化膜形成过程中，即在第二次循环中，执行步骤S1，此时采集的前一批次硅氧化膜的形成厚度THKpre1即为第一批次步骤S3执行完毕后，测量并保存的硅氧化膜的形成厚度，为而前二批次硅氧化膜的形成厚度THKpre2，依旧用用硅氧化膜的目标形成厚度THKTarget代替。
氧化炉在执行相同工艺菜单第二批次作业时，步骤S1中，系统读取当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压Atmcurrent为1008hPa。
继续执行步骤S2，利用上述公式，得到前批次的目标氧化时间Timecurrent为：Timecurrent＝Timebase+(Atmbase-Atmcurrent)*C1+[(THKTarget-(THKpre1+THKpre2)/2)*C2＝3008+(1015-1008)*2+[300-(302+300)/2]*6.2＝3008+14-6.2＝3015.8s＝00:50:16(秒数取整数)。
继续执行步骤S3，在开始第二批次产品进行热氧化时，系统软件将步骤S2计算得到的当前批次硅氧化膜的目标氧化时间Timecurrent发送给机台，并按照给出的氧化时间进行氧化，以形成当前批次的硅氧化膜。
在步骤S3执行完毕后，测量并保存当前批次硅氧化膜的形成厚度，用于下一批次硅氧化膜的厚度的调控。
在本实施例中，测得当前批次硅氧化膜的形成厚度为并将此作为第三批产品中步骤S1的前一批次硅氧化膜的形成厚度THKpre1。而先前批次测量并保存的硅氧化膜的形成厚度/>将作为第三批产品中步骤S1的前二批次硅氧化膜的形成厚度THKpre2。
后续批次依次按照此方法执行作业，具体循环次数由产品批次所决定。
本实施例还提供一种热氧化工艺机台，如图3所示，所述热氧化工艺机台包括：存储器101和处理器102，其中存储器101用于存放计算机程序；处理器102，用于执行存储器101上所存放的程序时，实现如下步骤：
采集硅氧化膜的目标形成厚度、形成硅氧化膜的基准大气压、在所述基准大气压下硅氧化膜达到所述目标形成厚度的基准时间、前一批次硅氧化膜的形成厚度、前二批次硅氧化膜的形成厚度以及当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压；
基于采集的结果、压力修正系数以及厚度修正系数计算得到用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间；以及，
根据所述目标氧化时间执行所述热氧化工艺，以形成当前批次的硅氧化膜。
关于该方法各个步骤的具体实现以及相关解释内容可以参见上述图2所示的方法实施方式，在此不做赘述。
另外，处理器102执行存储器101上所存放的程序而实现的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度方法的其他实现方式，与前述方法实施方式部分所提及的实现方式相同，这里也不再赘述。
所述存储器101可用于存储所述计算机程序，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述电子设备的各种功能。
所述存储器101可以包括包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所称处理器102可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。
如图4所示，本实施例还提供一种热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统，包括：热氧化工艺机台100，热氧化工艺机台100与前述方法实施方式中的热氧化工艺机台相同，此处不再赘述。
进一步的，本实施例提供的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统还可包括：大气压监测装置200和膜厚测量装置300，其中：
所述大气压监测装置200能够实时检测车间的大气压数值，例如可以测得当前批次作业前的实时大气压Atmcurrent；所述膜厚测量装置300能够测量晶圆膜厚数值，例如可以测得当前批次硅氧化膜的厚度。
更进一步的，本实施例提供的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统还可包括：热氧化炉400，所述热氧化炉400的工艺菜单的工艺参数能够进行根据所述大气压监测装置测得的数值和所述膜厚测量装置测得的数值自动更新，以自动调整氧化时间而控制不同批次硅氧化膜的形成厚度，例如工艺菜单可以通过扩展认证协议(EAP)获取工艺参数，进行自动更新。
本实施例还提供一种可读存取介质，所述可读取介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如下步骤：采集硅氧化膜的目标形成厚度、形成硅氧化膜的基准大气压、在所述基准大气压下硅氧化膜达到所述目标形成厚度的基准时间、前一批次硅氧化膜的形成厚度、前二批次硅氧化膜的形成厚度以及当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压；基于采集的结果、压力修正系数以及厚度修正系数计算得到用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间；以及，根据所述目标氧化时间执行所述热氧化工艺，以形成当前批次的硅氧化膜。
所述可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备，例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。
综上所述，本发明提供的热氧化工艺中自动调控氧化膜厚度的方法和系统，基于热氧化工艺，在为温度、气体流量等工艺参数一定的情况下，其生长出的氧化膜膜厚与外界大气压有正强相关性，在高的大气压下，其生长的氧化膜也越厚的原理，通过自动化设备，解决了传统调控方法浪费人力，无法做到实时调节，造成产品膜厚偏离目标厚度的问题，得到了预期的结果，节省人力，并可以实时调节硅氧化膜厚度，保证产品膜厚不偏离目标厚度。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法，其特征在于，包括：
采集硅氧化膜的目标形成厚度、形成硅氧化膜的基准大气压、在所述基准大气压下硅氧化膜达到所述目标形成厚度的基准时间、前一批次硅氧化膜的形成厚度、前二批次硅氧化膜的形成厚度以及当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压；
基于采集的结果、压力修正系数以及厚度修正系数计算得到用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间；以及，
根据所述目标氧化时间执行所述热氧化工艺，以形成当前批次的硅氧化膜；
其中，采用如下公式计算得到所述目标氧化时间：
Timecurrent＝Timebase+(Atmbase-Atmcurrent)*C1+[(THKTarget-(THKpre1+THKpre2)/2)]*C2
其中：Timecurrent表示所述用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间，Timebase表示所述基准时间，Atmbase表示所述形成硅氧化膜的基准大气压，Atmcurrent表示所述当前批次硅氧化膜开始形成前的实时大气压，THKTarget表示所述硅氧化膜的目标形成厚度，THKpre1表示所述前一批次硅氧化膜的形成厚度，THKpre2表示所述前二批次硅氧化膜的形成厚度，C1表示所述压力修正系数，C2表示所述厚度修正系数。
2.如权利要求1所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法，其特征在于，所述压力修正系数通过计算达到硅氧化膜的一目标膜厚度时，氧化时间差值与压力差值之比得到。
3.如权利要求1所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法，其特征在于，所述厚度修正系数通过计算固定大气压下，氧化时间差值与形成的硅氧化膜的厚度的差值之比得到。
4.如权利要求1所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的方法，其特征在于，在得到用以形成当前批次的硅氧化膜的目标氧化时间之后，所述方法还包括：
测量并保存当前批次硅氧化膜的形成厚度，用于后一批次、后二批次硅氧膜的厚度的调控。
5.一种热氧化工艺机台，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1～4任一项所述的方法。
6.一种热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统，其特征在于，包括：如权利要求5所述的热氧化工艺机台。
7.如权利要求6所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统，其特征在于，还包括大气压监测装置，膜厚测量装置，其中，
所述大气压监测装置用于实时检测车间的大气压数值；
所述膜厚测量装置用于测量硅氧化形成膜度的数值。
8.如权利要求7所述的热氧化工艺中自动调控硅氧化膜厚度的系统，其特征在于，还包括热氧化炉，所述热氧化炉的工艺菜单的工艺参数根据所述大气压监测装置测得的数值和所述膜厚测量装置测得的数值自动更新以自动调整氧化时间而控制不同批次硅氧化膜的形成厚度。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1～4任一项所述的方法。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532500A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Hitachi Ltd | 大気圧による酸化・拡散処理条件の制御方法 |
| JPH0855145A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-27 | Fujitsu Ltd | 半導体プロセスシミュレーション方法及びそのための装置 |
| JPH10256213A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Hitachi Ltd | 半導体基板の清浄化方法および半導体装置 |
| JPH11186249A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | 半導体プロセス制御装置及び制御方法 |
| JP2004342805A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Ｆａｓｌ Ｊａｐａｎ 株式会社 | 熱酸化膜の形成方法及び熱酸化装置 |
| JP2005129560A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Toshiba Corp | トンネル接合を有する素子の製造方法および製造装置 |
| JP2009164359A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体製造システム及び半導体装置の製造方法 |
| CN101517716A (zh) * | 2006-09-29 | 2009-08-26 | 东京毅力科创株式会社 | 硅氧化膜的形成方法、等离子体处理装置和存储介质 |
| CN103811335A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-05-21 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 氧化硅薄膜制备方法、氧化膜厚度控制装置及氧化炉 |
| CN105931975A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-09-07 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 用于炉管热氧化生长工艺的膜厚监控装置及方法 |
| CN107331613A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-11-07 | 上海华力微电子有限公司 | 一种磷酸刻蚀工艺中精确控制氧化膜厚度的方法 |
| CN109727843A (zh) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 东京毅力科创株式会社 | 形成硅氧化膜的方法及装置 |
-
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Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532500A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Hitachi Ltd | 大気圧による酸化・拡散処理条件の制御方法 |
| JPH0855145A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-27 | Fujitsu Ltd | 半導体プロセスシミュレーション方法及びそのための装置 |
| JPH10256213A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Hitachi Ltd | 半導体基板の清浄化方法および半導体装置 |
| JPH11186249A (ja) * | 1997-12-24 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | 半導体プロセス制御装置及び制御方法 |
| JP2004342805A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Ｆａｓｌ Ｊａｐａｎ 株式会社 | 熱酸化膜の形成方法及び熱酸化装置 |
| JP2005129560A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Toshiba Corp | トンネル接合を有する素子の製造方法および製造装置 |
| CN101517716A (zh) * | 2006-09-29 | 2009-08-26 | 东京毅力科创株式会社 | 硅氧化膜的形成方法、等离子体处理装置和存储介质 |
| JP2009164359A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体製造システム及び半導体装置の製造方法 |
| CN103811335A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-05-21 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 氧化硅薄膜制备方法、氧化膜厚度控制装置及氧化炉 |
| CN105931975A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-09-07 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 用于炉管热氧化生长工艺的膜厚监控装置及方法 |
| CN107331613A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-11-07 | 上海华力微电子有限公司 | 一种磷酸刻蚀工艺中精确控制氧化膜厚度的方法 |
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