專利名稱：量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法
量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，尤其涉及一種量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法。背景技術(shù)：
目前，外延設(shè)備的溫度測(cè)試主要有兩種，一種是使用高溫紅外線測(cè)溫，通過(guò)石英罩 特殊的觀測(cè)點(diǎn)，來(lái)測(cè)試指定區(qū)域的溫度；一種是采用熱電阻，將溫感電阻放置在外延腔體的 規(guī)定位置進(jìn)行溫度測(cè)量。這兩種方法測(cè)量外延腔體的溫度只能抽測(cè)幾個(gè)位置的溫度，無(wú)法 準(zhǔn)確測(cè)量外延腔體內(nèi)所有區(qū)域的溫度分布。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種能準(zhǔn)確測(cè)量外延腔體內(nèi)所有區(qū)域溫度分布的量測(cè)外延設(shè) 備腔體溫度的方法。一種量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，包括生長(zhǎng)氧化層；離子注入；在外延設(shè)備腔體內(nèi)進(jìn)行退火工藝處理；經(jīng)氧化層全剝處理并測(cè)量預(yù)定的方塊電阻分布；根據(jù)測(cè)得的方塊電阻阻值及溫度與電阻關(guān)系獲取對(duì)應(yīng)的溫度分布，來(lái)量測(cè)外延設(shè) 備的溫度。優(yōu)選地，所述晶圓為P型片。優(yōu)選地，所述晶圓襯底電阻率為15 25歐姆·厘米。優(yōu)選地，所述氧化層厚度為250人 450 A。優(yōu)選地，所述離子注入的能量為80千電子伏，劑量為每平方厘米6X IO13個(gè)原子。優(yōu)選地，所述退火工藝的退火溫度為1070°C 1150°C。優(yōu)選地，所述溫度與電阻關(guān)系采用擬合曲線的方法獲得。優(yōu)選地，所述測(cè)量方塊電阻阻值分布采用4探針?lè)?，測(cè)49點(diǎn)。上述量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，采用在晶圓上注入離子并在外延設(shè)備腔體內(nèi) 退火，去掉所有的氧化層后再測(cè)量預(yù)定的方塊電阻分布然后獲取對(duì)應(yīng)的溫度分布，獲取了 外延設(shè)備腔體內(nèi)各個(gè)區(qū)域的整體溫度分布，從而比較準(zhǔn)確的測(cè)量出外延設(shè)備腔體內(nèi)所有區(qū) 域的溫度分布，能更全面地監(jiān)控外延設(shè)備腔體的溫度；且采用在沒(méi)有摻雜的晶圓上注入離 子，再在外延設(shè)備腔體中進(jìn)行退火工藝處理，則晶圓的方塊電阻只受外延設(shè)備的影響，測(cè)量 方塊電阻阻值更加準(zhǔn)確，則獲得對(duì)應(yīng)的溫度值也更加準(zhǔn)確，獲取的外延設(shè)備腔體溫度的分 布也更加準(zhǔn)確。另外，采用穩(wěn)定的注入條件，使溫度與電阻線性關(guān)系固定，測(cè)量的溫度的可信度和 準(zhǔn)確度高，且操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)全面。
圖1為一實(shí)施例中一種量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法流程圖；圖2為一實(shí)施例中溫度與方塊電阻阻值對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；圖3為一實(shí)施例中晶圓各個(gè)區(qū)域溫度分布圖。
具體實(shí)施方式圖1為一實(shí)施例中一種量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法流程圖，包括如下步驟步驟S10，生長(zhǎng)氧化層。準(zhǔn)備一晶圓，使用襯底電阻率為15 25歐姆·厘米(ohm · cm)的P型片，然后在 該晶圓上生長(zhǎng)氧化層。氧化層厚度可為250人~450 A，本實(shí)施例中，氧化層厚度為350 A。步驟S20，離子注入。在生長(zhǎng)了氧化層的晶圓上進(jìn)行離子注入。因在高阻襯底上注入P+離子，在高溫過(guò) 程中P+離子激活釋放出電子e-，溫度越高釋放出的電子e-越多，方塊電阻阻值越低。一個(gè) 實(shí)施例中，進(jìn)行P+離子注入時(shí)，能量為80千電子伏(KeV)，劑量/濃度為每平方厘米6 X IO13 個(gè)原子，且注入的均勻性要好。步驟S30，在外延設(shè)備腔體內(nèi)進(jìn)行退火工藝處理。注入離子后，對(duì)晶圓在外延設(shè)備腔體內(nèi)進(jìn)行高溫退火工藝處理，退火溫度為 1070°C 1150°C。在退火工藝處理中，注入的離子隨溫度的不同，激活程度不同，則釋放出 的電子e-數(shù)量不同，晶圓方塊電阻值不同。步驟S40，經(jīng)氧化層全剝處理并測(cè)量預(yù)定的方塊電阻分布。測(cè)量預(yù)定的方塊電阻具體過(guò)程是先對(duì)生長(zhǎng)的氧化層進(jìn)行全部去掉處理，可以采 用蝕刻工藝處理。然后測(cè)量預(yù)定的方塊電阻阻值，采用4探針?lè)ǎ瑴y(cè)49點(diǎn)，從而得出方塊電 阻的分布。步驟S50，根據(jù)測(cè)得的方塊電阻阻值及溫度與電阻關(guān)系獲取對(duì)應(yīng)的溫度分布，來(lái)量 測(cè)外延設(shè)備的溫度。獲得預(yù)定的方塊電阻阻值分布后，根據(jù)測(cè)得方塊電阻阻值及溫度與電 阻關(guān)系得出對(duì)應(yīng)的溫度分布，從而獲得了晶圓各個(gè)區(qū)域的溫度分布。其中，溫度與電阻關(guān)系是通過(guò)在試驗(yàn)條件固定的前提下，得出大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再 通過(guò)溫度拉偏或曲線擬合的方法找出溫度與電阻的線性關(guān)系，這樣任何溫度都有唯一的方 塊電阻阻值與之對(duì)應(yīng)。在保證注入條件穩(wěn)定的情況下，最終的預(yù)定的方塊電阻阻值只與實(shí) 際溫度有關(guān)，且呈一固定線性關(guān)系。并且，需要保證此線性關(guān)系具有重復(fù)性。因此，定期測(cè) 量晶圓方塊電阻阻值可以起到校準(zhǔn)溫度的效果。這樣采用在沒(méi)有摻雜的晶圓上注入離子的方法，再經(jīng)過(guò)退火處理工藝，方塊電阻 阻值變化只受外延腔體設(shè)備及退火溫度的影響，測(cè)量的準(zhǔn)確度較高。圖2為一實(shí)施例中溫度與方塊電阻阻值對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。本實(shí)施例中，可以看 出1150°C對(duì)應(yīng)的方塊電阻阻值為510歐姆，通過(guò)曲線擬合的方法，擬合的曲線方程為y =-1. 31X+2022. 6。圖3為一實(shí)施例中晶圓各個(gè)區(qū)域的溫度分布圖，可以看出晶圓方塊電阻 阻值的均勻性反映出晶圓各個(gè)區(qū)域的溫度分布。上述量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，采用在晶圓上注入離子并在外延設(shè)備腔體內(nèi) 退火，去掉所有的氧化層后再測(cè)量預(yù)定的方塊電阻分布然后獲取對(duì)應(yīng)的溫度分布，獲取了外延設(shè)備腔體內(nèi)各個(gè)區(qū)域的整體溫度分布，從而比較準(zhǔn)確的測(cè)量出外延設(shè)備腔體內(nèi)所有區(qū) 域的溫度分布，能更全面地監(jiān)控外延設(shè)備腔體的溫度；且采用在沒(méi)有摻雜的晶圓上注入離 子，再在外延設(shè)備腔體中進(jìn)行退火工藝處理，則晶圓的方塊電阻只受外延設(shè)備的影響，測(cè)量 方塊電阻阻值更加準(zhǔn)確，則獲得對(duì)應(yīng)的溫度值也更加準(zhǔn)確，獲取的外延設(shè)備腔體溫度的分 布也更加準(zhǔn)確。另外，采用穩(wěn)定的注入條件，使溫度與電阻線性關(guān)系固定，測(cè)量的溫度的可信度和 準(zhǔn)確度高，且操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)全面。另外，上述量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，操作標(biāo)準(zhǔn)，可以作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的工藝監(jiān) 控項(xiàng)目，適合用于大生產(chǎn)的設(shè)備。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，包括 生長(zhǎng)氧化層；離子注入；在外延設(shè)備腔體內(nèi)進(jìn)行退火工藝處理； 經(jīng)氧化層全剝處理并測(cè)量預(yù)定的方塊電阻分布；根據(jù)測(cè)得的方塊電阻阻值及溫度與電阻關(guān)系獲取對(duì)應(yīng)的溫度分布，來(lái)量測(cè)外延設(shè)備的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，其特征在于所述晶圓為P 型片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，其特征在于所述晶圓襯底 電阻率為15 25歐姆·厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，其特征在于所述氧化層厚 度為250人 450 L·
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，其特征在于所述離子注入 的能量為80千電子伏，劑量為每平方厘米6X IO13個(gè)原子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，其特征在于所述退火工藝 的退火溫度為1070°C 1150°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，其特征在于 所述溫度與電阻關(guān)系采用擬合曲線的方法獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，其特征在于所述測(cè)量方塊 電阻阻值分布采用4探針?lè)?，測(cè)49點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，包括生長(zhǎng)氧化層；離子注入；在外延設(shè)備腔體內(nèi)進(jìn)行退火工藝處理；經(jīng)氧化層全剝處理并測(cè)量預(yù)定的方塊電阻分布；根據(jù)測(cè)得的方塊電阻阻值及溫度與電阻關(guān)系獲取對(duì)應(yīng)的溫度分布，來(lái)量測(cè)外延設(shè)備的溫度。上述量測(cè)外延設(shè)備腔體溫度的方法，采用注入離子并在外延設(shè)備腔體內(nèi)退火，測(cè)量預(yù)定的方塊電阻分布，然后獲取對(duì)應(yīng)溫度分布，獲取了外延設(shè)備腔體內(nèi)各個(gè)區(qū)域的整體溫度分布，從而能更全面地監(jiān)控外延設(shè)備腔體的溫度。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102087953SQ20091018870
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者吳俊 , 張?jiān)? 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司