[发明专利]快速退火处理中晶片位置校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种快速退火处理中晶片位置校正方法。

背景技术

半导体制造工艺涉及快速退火处理(RTP)，例如，在离子注入之后进行RTP，以修复离子注入所带来的晶格损伤。图1为现有技术中RTP装置的剖面结构示意图。如图1所示，该装置主要包括：腔室101、热发生器102、外缘圆环(edgering)103和机械臂(图未示出)。其中，热发生器102和外缘圆环103都位于腔室101内部，热发生器102用于提供高温热源以对晶片W进行加热，外缘圆环103用于承载晶片W，且外缘圆环103可在外部部件(图未示出)的驱动下发生转动，从而带动晶片W发生旋转，机械臂位于腔室101外部，在开始进行RTP时伸入腔室101内部，并将晶片W放置于腔室101内的外缘圆环103之上，然后机械臂再伸出腔室101。

需要说明的是，现有技术中RTP装置可能还包括其他组成部分，由于其他组成部分与本发明无关，故不再一一详述。

如图1中的上图所示，在理想情况下，所放置的晶片W位于外缘圆环103的中心，也就是说，在任意剖面中，外缘圆环103的中轴线L1与晶片W的中轴线L2重合。然而，在实际应用中，机械臂难以精确地将晶片W恰好放置在外缘圆环103的中心，也就是说，至少在一个剖面中，外缘圆环103的中轴线L1与晶片W的中轴线L2不重合。如图1中的下图所示，在图示剖面中，晶片W与理想位置相比向右发生了偏移，外缘圆环103的中轴线L1与晶片W的中轴线L2不重合。

如图1中的上图所示，当晶片W被放置于外缘圆环103之上时，晶片W的底部中靠近边缘的部分和外缘圆环103接触，晶片W的底部的其他部分暴露于空气(也可能是其他用于退火处理的气体，例如氮气)中，通常外缘圆环103的主要成分为碳，碳相比于空气具有较高的导热性，如果热发生器102在整个晶片W上方都提供相同的热能，则晶片W边缘的温度必然低于晶片中间的温度。在实际应用中，热发生器102通常具有温度补偿功能，具体地说，热发生器102是以外缘圆环103的中心为对称中心进行温度补偿，例如，热发生器102在靠近外缘圆环103中心的区域将会提供较小的热能，热发生器102在外缘圆环103的周边区域将会提供较大的热能，以此对晶片W边缘的温度进行补偿，使得整个晶片W受热均匀。另外，即使实际应用中使用的热发生器102不具有温度补偿功能、只能在整个晶片W上方都提供相同的热能，在晶片W边缘部分可不制作任何半导体器件，保证了容纳半导体器件的区域受热均匀。可见，采用现有技术中的RTP装置，只要将晶片W放置于理想位置(即晶片W的中心和外缘圆环103的中心重合)，能够使得晶片W的受热均匀。

然而，如图1中的下图所示，当晶片W与理想位置相比向右发生了偏移时，晶片W的右边区域与外缘圆环103具有比较大的接触面积，晶片W的左边区域与外缘圆环103具有比较小的接触面积，则晶片W右边区域的平均温度低于晶片W左边区域的温度，使得晶片W受热不均。即使热发生器102具有温度补偿功能，由于热发生器102是以外缘圆环103的中心为对称中心进行温度补偿的，晶片W还是会出现受热不均的现象。

可见，当晶片W与理想位置相比发生偏移时，则会导致晶片W受热不均，受热不均会导致同一片晶片在温度不同的区域具有不同的性能，在实际生产过程中，需要对晶片W的位置进行校正，使得晶片W被调整至理想位置。

在现有技术中，通常采用以下方法对晶片W的位置进行校正。

步骤一，采用机械臂将控片放置于腔室101内部的外缘圆环103上，然后对控片进行RTP。

步骤二，当RTP结束后，采用4探针技术在控片表面均匀选取多个点，以测量每个点处的电阻值Rs。

步骤三，由于电阻值Rs与温度值之间具有一定的线性关系，例如，当电阻值Rs等于a时，温度值为b，而当电阻值Rs等于10a时，温度值为10b，因此，可依据预先已知的线性关系，计算所选取的多个点中每一点所对应的温度值。

步骤四，若位于某一直径上的两点的温度之差的绝对值大于3℃，则视为控片沿该直径方向发生了偏移。如图1的下图所示，若P点的温度与Q点的温度值之差大于3℃，则视为控片与理想位置相比向右发生了偏移。

步骤五，根据步骤四所确定的偏移方向，对机械臂进行调整，例如，如果发现控片与理想位置相比向右发生了偏移，则对机械臂进行调整，使得机械臂向左稍偏移。