[实用新型]用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体工艺设备，一种用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备。

背景技术

IC(Integrated Circuit，集成电路)已经从在单个硅晶圆上制备的少数互连的器件发展成为数以百万计的器件。当今IC提供的性能和复杂度远高于设计之初。为了在复杂度——即在给定的芯片面积上能够封装的器件数目的方面获得进步，被称为器件的“几何尺寸”的最小器件线宽(Feature)尺寸伴随每一代IC而变得更小，现在制造的半导体器件具有小于1/4微米的线宽。

逐渐提高的电路密度不仅改进了IC的复杂度和性能，并且为消费者提供了较低成本的零部件。IC制造设备可以花费几亿甚至几十亿美元。每个制造设备将有一定的晶圆生产量，而在每个晶圆上将有一定数量的IC。因此，通过使IC的个体器件变得更小，可以在每个晶圆上制备更多的器件，从而提高制造设备的产量。然而将器件做得更小非常具有挑战性，因为在IC制造过程中使用的每道工艺都有一个限度，也就是说，一个给定的工艺通常只能做到某一线宽尺寸，之后要么需要改变工艺，要么需要改变器件布局。在制造集成电路过程退火工艺是当今主流工艺，对晶圆的一致性有很大的影响。

退火主要有两大作用，一是在离子注入的过程使晶圆的晶格损伤，变成非晶态或产生缺陷，退火可以使受损的晶格吸收能量回到原来的位置，达到晶圆的一致性；二是在快速热处理阶段，几十秒钟之内使硅片的温度由室温升到1000多摄氏度，迅速激活注入杂质，然后退火扩散，可以达到想要得方块电阻和结深，并且具有良好的一致性和低扩散性。

以前的工艺对结深的要求不是很高，对退火温度要求并不高，时间没有严格的要求。然后随着器件进入了纳米，对结要求是越来越浅，坡度要求越来越陡，质量要求也越来越高，同时为了减小退火时的杂质再分布，要求退火的时间越来越短，温度也越来越高。进而退火工艺从快速退火、尖峰退火甚至发展到了毫秒退火，对退工工艺的技术要求也越来越高。

在退火过程中，晶圆的一致性受硬件和工艺因素的影响，例如氦气流的均匀性、掺杂物、控制器以及晶圆位置的偏移量等，在这些因素中，晶圆的位置起着关键而敏感的作用。用于在退火工艺放置晶圆的工艺设备对晶圆的一致性有重要的作用，所述工艺设备包括用于放置所述晶圆的放置环和用于放置所述放置环的支撑圆筒，所述放置环和所述支撑圆筒的水平位置对晶圆的一致性也有着重要的影响。

图1为现有技术中，用于在退火过程中放置晶圆的工艺设备，参考图1。现有技术中，用于放置晶圆的工艺设备包括放置环103、支撑圆筒101、磁悬浮圆筒105、反射平台107和支撑台109；所述晶圆放置于所述放置环103上，所述放置环103放置于所述支撑圆筒101上，所述反射平台107与反应腔(图中未标示出)相连，所述反射平台107悬置于所述磁悬浮圆筒105正上方；所述支撑圆筒105悬置于所述反射平台107正上方；所述支撑台109固定连接于所述磁悬浮圆筒105上方，并悬置于所述放置环103上方。图2为现有技术中所述工艺设备的放置环与支撑圆筒的结构示意图，请参考图2，所述放置环103与所述支撑圆筒101为非一体成型，在制造过程中会出现水平误差，例如所述放置环103或所述支撑圆筒101的形状为一边略高一边略低，那么所述放置环103放置在所述支撑圆筒101上时，所述晶圆的位置会处于非水平状态，这就会影响晶圆一致性。实验中我们发现，所述放置环与所述支撑圆筒的放置位置对晶圆的均匀性(Average，Aver.)、标准型(Standard，std.)和温度范围(TemperatureRange，Tem.range)都有比较大的影响，因此放置环放置在支撑圆筒的位置对晶圆的一致性有很大的影响。而在每次进行退火工艺时，所述放置环都要人为地放置在所述支撑圆筒上，进而每次所述放置环都是随意的、并非以固定的位置关系放置在所述支撑圆筒上的，故所述放置环与所述支撑筒的位置关系不确定性会造成每次退火后晶圆的一致性有较大的差别，对后续制作工艺产生影响，降低晶圆的质量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是改进现有技术中晶圆退火时，所述放置环与所述支撑筒的位置关系的不确定性对晶圆一致性的影响，提供一种能够准确调节并记录放置环与所述支撑圆筒位置关系的、进而在退火工艺中提高晶圆一致性的工艺设备。