一种硅片氧化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种硅片氧化装置，包括箱体以及置于所述箱体内侧：用于放置硅片并使所述硅片双侧表面裸露的放置单元；用于对所述硅片表面进行加热的加热单元；用于对所述硅片表面进行氧化的氧化单元；和用于对所述硅片冷却的降温单元；所述放置单元被设置于所述箱体底部，所述加热单元、所述氧化单元和所述降温单元均位于所述放置单元的上方。本实用新型专利技术提出的氧化装置，结构设计合理且易于控制，仅需要向箱体内通入真空压缩空气和发射紫外线光，即可形成易于氧化硅片表面的臭氧，整个操作过程未使用任何化学试剂，且也不污染空气，而且在硅片表面是非破坏性的，快速准确地在较短的时间内完成对硅片正面的氧化工作，形成所需的氧化层二氧化硅。

【技术实现步骤摘要】
一种硅片氧化装置
本技术属于半导体硅片测试
，尤其是涉及一种硅片氧化装置。
技术介绍
硅片表面质量直接影响硅片中少数载流子寿命，快速、精准地在硅片表面形成一层氧化层，为后续硅片表面钝化处理打好基础，可有效降低表面复合效应对少数载流子寿命测试的影响。现有硅片表面的自然氧化层不稳定，存在较多悬挂键，通常需要对硅片表面进行预处理形成稳定、致密性较好氧化层，便于测试。相比于传统的化学方法，如何快速、精准地在硅片表面形成一层氧化层，且无需使用化学试剂进行处理，不仅保证硅片表面质量，而且减少作业流程，提高测试效率、节约测试时间并降低能耗，是高质量、低成本加工硅片的关键。
技术实现思路
本技术提供一种硅片氧化装置，尤其是适用于抛光硅片的少数载流子寿命测试，解决了现有技术采用化学试剂对硅片表面进行处理，导致预处理时间长、准确性差且污染环境的技术问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种硅片氧化装置，包括箱体以及置于所述箱体内侧：用于放置硅片并使所述硅片双侧表面裸露的放置单元；用于对所述硅片表面进行加热的加热单元；用于对所述硅片表面进行氧化的氧化单元；和用于对所述硅片冷却的降温单元；所述放置单元被设置于所述箱体底部，所述加热单元、所述氧化单元和所述降温单元均位于所述放置单元的上方。进一步的，所述放置单元包括若干悬空设置的卡托和置于所述卡托下方且用于支撑所述卡托的短柱，且相邻所述短柱均相互独立设置。进一步的，所述卡托为L型结构。进一步的，所述短柱与所述卡托数量相同，且所述卡托为橡胶托。进一步的，所述加热单元包括至少一个红外线灯和用于监控所述硅片表面温度的温度传感器，所述红外线灯被设于所述箱体顶部；所述温度传感器被设置在所述硅片的正上方。进一步的，所述红外线灯为两个，分设于所述温度传感器两侧且相对于所述温度传感器对称设置。进一步的，所述氧化单元至少包括一个可发射短波长的紫外线灯和用于向所述箱体通入真空压缩空气的空气管，所述紫外线灯被设于所述箱体顶部；所述空气管被置于所述箱体侧面。进一步的，所述紫外线灯发出的紫外线波长为200-280nm。进一步的，所述降温单元包括用于向所述箱体通入氮气的氮气管，所述氮气管被设置于所述箱体侧面。进一步的，所述氮气管与所述空气管并排设置。与现有技术相比，采用本技术设计的氧化装置，结构设计合理，且易于控制，可快速准确地在较短时间内对硅片双侧表面进行氧化，并在硅片双侧表面分别形成一层二氧化硅氧化层，整个操作过程不仅无需采用化学试剂，而且在硅片表面是非破坏性的；氧化层一致性好；氧化时间短且效率高，无污染，能源用量少。附图说明图1是本技术一实施例的氧化装置的结构示意图；图2是本技术一实施例的氧化装置的俯视图；图3是本技术一实施例的氧化方法的流程图。图中：10、箱体11、箱门20、放置单元21、卡托22、短柱30、加热单元31、红外线灯32、温度传感器40、氧化单元41、紫外线灯42、空气管50、降温单元51、氮气管60、硅片具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例提出一种硅片氧化装置，如图1和图2所示，包括密闭的箱体10以及置于箱体10内侧的：用于放置硅片60并使硅片60双侧表面裸露的放置单元20、用于对硅片60表面进行加热的加热单元30、用于对硅片60正面进行氧化的氧化单元40和用于对硅片60表面冷却的降温单元50，其中，放置单元20被设置于箱体10的底部，加热单元30、氧化单元40和降温单元50均位于放置单元20的上方。具体地，放置单元20包括若干均匀分布且悬空设置的卡托21和置于卡托21下方且用于支撑卡托21的短柱22，短柱22与卡托21的数量相同；相邻短柱22均相互独立设置且稳定不动，卡托21为L型结构，开口朝向硅片60一侧设置，若干卡托21围成一个与硅片60的外缘相适配的圆环，也即是硅片60的外边缘周围与卡托21相配合，使得硅片60悬空水平放置且双侧两个表面均裸露设置，便于硅片60双侧表面被氧化。优选地，卡托21为橡胶托，数量至少为三个。在整个过程中，硅片60被静止地放置在卡托21上。采用机械手抓取硅片60的方式将硅片60放置在卡托21上，待硅片60放置平稳后，等待预加热。进一步的，加热单元30包括至少一个用于加热的红外线灯31和用于监控硅片60表面温度的温度传感器32，红外线灯31设置在箱体10顶部，温度传感器32被设置在硅片60的正上方。在本实施例中，红外线灯31为两个，分设于温度传感器32的两侧且相对于温度传感器32对称设置。在预加热过程中，当硅片60静置稳定地放置在预设的位置处时，系统控制两个红外线灯31开启加热，红外线灯31直接照射在硅片60的表面，由于硅片60较薄，受热温度均匀，当硅片60表面温度在0.4-0.6min内从室温加热至400-500℃，将硅片60加热至易于被氧化生成二氧化硅氧化层的温度。当温度被加热至400-500℃时，系统受到温度传感器32测试的温度数值，控制红外线灯31保持这一温度。同时，在预加热过程中，氧化单元40中紫外线灯41和空气管42也开始工作，向箱体10内通入真空压缩空气，真空压缩空气中含有氧气，氧气吸收紫外线灯42发射的短波紫外线生成臭氧。提前预通入真空压缩空气主要目的是为了保证足够的氧气被生成易于与硅片60表面中的硅发生反应的臭氧；相应地，降温单元50中停止真空压缩空气的通入。进一步的，氧化单元40至少包括一个可发射短波长紫外线的紫外线灯41和用于向箱体10通入真空压缩空气的空气管42，其中，紫外线灯41被设于箱体10顶部，空气管42被置于箱体10的侧面，且空气管42高于卡托21的最高位置。优选地，紫外线灯41的数量为两个，相对于硅片60的圆心轴线位置对称设置，且垂直于于红外线灯31设置；紫外线灯31发射出的紫外线波长为200-280nm的短波，可完全保证空气管42通入的真空压缩空气中的氧气被生成臭氧。臭氧在400-500℃的温度下易于与硅片60表面的硅反应，臭氧在箱体10内可自由地与硅片60的上下两侧表面上的硅氧化，使硅片60的双侧表面形成一层厚度为3-5mm的二氧化硅氧化层，氧化层的厚度测试可通过其它检测仪器检验，此为本申请非重点，在此省略。二氧化硅氧化层更有利于后续电荷沉积钝化，无需现有技术中对环境污染较大的化学钝化，不仅节约钝化时间而且钝化效果好，均匀一致性好。在预加热时，紫外线灯41与红外线灯31同步打开，同时空气管42也向箱体10通入真空压缩空气；预加热完成后，需要对温度进行保温，即使硅片60的表面温度稳定在400-500℃的温度范围内3-8min；在预加热和温度阶段内，通过空气管42向箱体10内通入真空压缩空气，其中，通入真空压缩空气的流量与其在预加热过程中一样，一直为1.2-1.8L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅片氧化装置，其特征在于，包括箱体以及置于所述箱体内侧：/n用于放置硅片并使所述硅片双侧表面裸露的放置单元；/n用于对所述硅片表面进行加热的加热单元；/n用于对所述硅片表面进行氧化的氧化单元；/n和用于对所述硅片冷却的降温单元；/n所述放置单元被设置于所述箱体底部，所述加热单元、所述氧化单元和所述降温单元均位于所述放置单元的上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅片氧化装置，其特征在于，包括箱体以及置于所述箱体内侧：
用于放置硅片并使所述硅片双侧表面裸露的放置单元；
用于对所述硅片表面进行加热的加热单元；
用于对所述硅片表面进行氧化的氧化单元；
和用于对所述硅片冷却的降温单元；
所述放置单元被设置于所述箱体底部，所述加热单元、所述氧化单元和所述降温单元均位于所述放置单元的上方。


2.根据权利要求1所述的一种硅片氧化装置，其特征在于，所述放置单元包括若干悬空设置的卡托和置于所述卡托下方且用于支撑所述卡托的短柱，且相邻所述短柱均相互独立设置。


3.根据权利要求2所述的一种硅片氧化装置，其特征在于，所述卡托为L型结构。


4.根据权利要求3所述的一种硅片氧化装置，其特征在于，所述短柱与所述卡托数量相同，且所述卡托为橡胶托。


5.根据权利要求1-4任一项所述的一种硅片氧化装置，其特征在于，所述加热单元包括至少一个红外线灯和用于监...

【专利技术属性】
技术研发人员：由佰玲，邓春星，周迎朝，董楠，原宇乐，苗向春，武卫，刘建伟，刘园，孙晨光，王彦君，祝斌，刘姣龙，裴坤羽，常雪岩，杨春雪，谢艳，袁祥龙，张宏杰，刘秒，吕莹，徐荣清，
申请(专利权)人：天津中环领先材料技术有限公司，中环领先半导体材料有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12