[发明专利]一种快速退火装置的监控方法有效

专利信息
申请号: 201410164077.2 申请日: 2014-04-22
公开(公告)号: CN104018228A 公开(公告)日: 2014-09-03
发明(设计)人: 倪棋梁;陈宏璘;龙吟 申请(专利权)人: 上海华力微电子有限公司
主分类号: C30B33/02 分类号: C30B33/02;H01L21/324;H01L21/477
代理公司: 上海申新律师事务所 31272 代理人: 吴俊
地址: 201210 上海市浦*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 快速 退火 装置 监控 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及半导体制造领域,尤其涉及一种快速退火装置的监控方法。

背景技术

先进的集成电路制造工艺一般都包含几百步的工序,包括光刻、刻蚀、清洗、薄膜生长和离子注入等几大主要的工艺模块,从开始的原料投入到最后产品的出货要经过2到3个月的生产周期。芯片上一个器件的基本结构,包括有源区、栅极和接触孔,但是要使得这个器件能够正常的工作,必须在其有源区中注入一定量的载流子,在生产过程中是通过离子注入的方式引入多种不同剂量和类型的离子。但是,只是在晶圆上注入离子还不能使器件正常工作,必须通过快速退火工艺激活注入到硅晶格中的离子。快速退火工艺是用极快的速度升温达到目标温度(1000℃左右)后,并在目标温度下短暂地持续,快速的升温过程和短暂的持续时间能够在晶格缺陷的修复、激活杂质和最小化杂质扩散三者之间取得优化。如图1所示为快速退火装置的图形,其工作原理是在腔体的上面有几百个可以加热的小灯泡,通过将热量辐射到下面的晶圆来进行退火工艺。但是,加热的灯泡在经过一段的时间之后,其加热的效果会衰减或有的由于质量问题可能会提前失效,造成器件最终电学性能的失效。目前并没有一个很好的方法来监控加热装置中灯泡衰减,而是规定一定的使用寿命进行更换。

中国专利(CN1548591A)公开了一种快速热退火的方法,其制程是在快速热退火装置中对一晶圆进行第一快速热退火步骤,并监测一制程参数,判断该制程参数的实测值是否超出一第一制程参数范围,其中第一制程参数范围是为第一快速热退火制程正常进行时的制程参数加减一第一预定数值,接着进行一第二快速热退火步骤,并监测该制程参数,判断制程参数的实测值是否超出一第二制程参数范围,其中该第二制程参数范围是为此制程参数加减一第二预定数值,且第一制程参数范围大于第二制程参数范围。该发明制程能够在快速热退火步骤的初期检测出该快速热退火制程的制程稳定性;并能够在热退火制程不稳定时,在快速热退火步骤的初期就停止快速热退火制程,而可避免晶圆报废。

中国专利(CN102912448A)公开了一种用于半导体硅片快速退火的装置,包括承接热处理炉出来半导体硅片的支撑支架,与支撑支架固定相连的移动滑板,与移动滑板配合的滑动导轨,该装置还包括一设于滑动导轨上的接触式开关及受该接触式开关控制开关的冷却风扇,当半导体硅片随移动滑板移动到处于冷却风扇风流中部位置时,接触式开关控制冷却风扇开启。本发明提供的半导体硅片快速退火装置能够有效实现快速退火,能够用于实际半导体硅片的加工和制造过程中的热处理退火环节,具有结构简单,操作简便,效率较高的优点。

上述两项专利均未能解决如何有效监控晶圆生产中快速退火装置中灯泡老化的问题。

发明内容

鉴于上述问题,本发明提供一种快速退火装置的监控方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为:

提供一晶圆衬底;

于所述晶圆衬底上形成若干有源区结构,且相邻的所述有源区结构之间通过沟槽隔开;

继续于所述沟槽中填充氧化物,并进行平坦化工艺;

由于负载效应,所述有源区结构的部分侧壁暴露;

将有源区结构部分侧壁暴露的晶圆衬底放入快速退火装置,以进行快速退火处理;

继续对完成所述快速退火工艺的晶圆衬底进行缺陷检测,根据缺陷检测的结果监控所述快速退火装置的加热效果。

上述的快速退火装置的监控方法,其中,所述晶圆衬底上所述相邻有源区结构之间的最小间隔距离为100μm。

上述的快速退火装置的监控方法,其中,所述有源区结构的线宽为最小线宽。

上述的快速退火装置的监控方法,其中,采用化学机械研磨进行所述平坦化的工艺。

上述的快速退火装置的监控方法,其中,当所述快速退火装置的部分加热效果衰减时,完成所述快速退火工艺的晶圆衬底的对应位置的有源区结构侧壁的硅发生气化,以使得该有源区结构产生损伤形成缺陷。

上述的快速退火装置的监控方法,其中,对完成所述快速退火工艺的晶圆衬底进行缺陷检测的步骤包括:采用光学缺陷检测设备对所述完成快速退火工艺的晶圆衬底上横向排列的芯片进行行扫描得到第一信号数据,通过比对所述第一信号数据来确定缺陷的位置。

上述的快速退火装置的监控方法,其中,对完成所述快速退火工艺的晶圆衬底进行缺陷检测的步骤包括:采用光学缺陷检测设备对所述完成快速退火工艺的晶圆衬底上纵向排列的芯片进行列扫描得到第二信号数据,通过比对所述第二信号数据来确定缺陷的位置。

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