[发明专利]用于鉴别半导体晶片在热处理期间的错误位置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在利用红外发射器加热的对于红外辐射可透射的加工室 内进行热处理期间鉴别半导体晶片的错误位置的方法，其中半导体晶片 位于旋转的基座的圆形凹槽(pocket)内，并借助红外发射器及控制系统 将半导体晶片保持在预定的温度，利用高温计测定热辐射，求得测量信 号的波动振幅，若该振幅超过预定的最大值，则认为半导体晶片的位置 错误。

背景技术

热处理例如用于在高温下快速热处理半导体晶片(快速热退火 “RTA”或一般的快速热加工“RTP”)，或者用于化学气相沉积(CVD)， 尤其是用于在经抛光的半导体晶片上沉积外延层。

在此，半导体晶片通常支承在称作基座的支架上。基座具有边缘区 域以及位于该边缘区域以内的凹槽。凹槽的深度通常大致对应于待处理 的半导体晶片的厚度。在沉积期间，基座旋转，因此位于其上的半导体 晶片也旋转，以确保对整个晶片表面实施尽可能均匀的处理。

必须注意确保半导体晶片在沉积外延层期间完全位于基座的凹槽 内。现有技术已知用于判断这是否实际上是该情况的许多可能性。例如 US 6,217,212B1所述，为此目的可以使用指向半导体晶片表面的高温计。 若半导体晶片没有完全位于凹槽内，则由于倾斜放置的旋转的半导体晶 片的垂直摇摆和角度改变，高温计检测到以比较高的振 幅振荡的信号，信号的频率对应于基座旋转的频率。不同的是，在半导 体晶片完全位于凹槽内的情况下，该振幅明显较小。

凹槽通常比半导体晶片大几毫米。WO 02/065510A1教导，重要的 是将半导体晶片定位在基座的凹槽的中心，以避免半导体晶片上的温度 不均匀性。所提供的解决方案是用于确保半导体晶片位于凹槽中的确定 的中心位置处的垫片。由此还避免放置晶片之后半导体晶片在基座上浮 动(Verschwimmen)。但是，垫片导致加工气体的局部涡流，这在半导 体晶片与垫片相邻接的区域内导致外延层的局部厚度不均匀。

在一个可选择的方案中，对于利用边缘夹持器由机器人手臂夹持的 半导体晶片在将其送入反应器内的过程中利用照相机进行追踪，并在特 定的时间点将其实际位置与预定的理论位置加以比较。基于该比较的结 果，调节后续的机器人移动，以补偿所确定的偏差。这在US 2003/0231950 A1中有所描述。但是，该方案的缺点在于，仅确保将半导体晶片正确地 放置在通常3个穿过基座而突出的销钉上。然而，在降低销钉并将半导 体晶片放置在基座上时，例如由于其在基座与半导体晶片之间的气垫上 的浮动或者由于销钉在下降时产生的振荡，晶片的位置同样会发生改变。 根据US 2003/0231950A1无法确定由此类原因导致的半导体晶片的错误 位置。

发明内容

因此，本发明的目的在于，确定半导体晶片在基座的凹槽内的实际 位置，从而可以确定及消除可能产生的错误及其原因。

该目的是通过在利用红外发射器加热的对于红外辐射可透射的加工 室内进行热处理期间鉴别半导体晶片的错误位置的方法而实现的，其中 半导体晶片位于旋转的基座的圆形凹槽内，并借助红外发射器及控制系 统将半导体晶片保持在预定的温度，利用高温计测定热辐射，求得测量 信号的波动振幅，若该振幅超过预定的最大值，则认为半导体晶片的位 置错误，其特征在于，高温计的取向使得由高温计检测的测量斑部分地 位于半导体晶片上并且部分地位于半导体晶片以外的基座上，而错误位 置是基座的凹槽内的偏心位置。

下面依据附图更详细地阐述本发明。

附图说明

图1所示为具有理想地位于凹槽中心位置的半导体晶片的基座的截 面图。

图2所示为具有位于凹槽的偏心位置的半导体晶片的基座的截面 图。

图3所示为具有位于凹槽的偏心位置的半导体晶片的基座的俯视 图。

图4所示为用于根据本发明确定半导体晶片的错误位置的排列方式 的示意图。

图5所示为在半导体晶片理想地位于凹槽中心位置的情况下温度信 号的时间曲线。

图6所示为在半导体晶片位于凹槽的偏心位置的情况下温度信号的 时间曲线。

具体实施方式