專利名稱：量測外延設備腔體溫度的方法
量測外延設備腔體溫度的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體工藝，尤其涉及一種量測外延設備腔體溫度的方法。背景技術：
目前，外延設備的溫度測試主要有兩種，一種是使用高溫紅外線測溫，通過石英罩 特殊的觀測點，來測試指定區(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)定位置進行溫度測量。這兩種方法測量外延腔體的溫度只能抽測幾個位置的溫度，無法 準確測量外延腔體內所有區(qū)域的溫度分布。

發(fā)明內容基于此，有必要提供一種能準確測量外延腔體內所有區(qū)域溫度分布的量測外延設 備腔體溫度的方法。一種量測外延設備腔體溫度的方法，包括生長氧化層；離子注入；在外延設備腔體內進行退火工藝處理；經(jīng)氧化層全剝處理并測量預定的方塊電阻分布；根據(jù)測得的方塊電阻阻值及溫度與電阻關系獲取對應的溫度分布，來量測外延設 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，所述溫度與電阻關系采用擬合曲線的方法獲得。優(yōu)選地，所述測量方塊電阻阻值分布采用4探針法，測49點。上述量測外延設備腔體溫度的方法，采用在晶圓上注入離子并在外延設備腔體內 退火，去掉所有的氧化層后再測量預定的方塊電阻分布然后獲取對應的溫度分布，獲取了 外延設備腔體內各個區(qū)域的整體溫度分布，從而比較準確的測量出外延設備腔體內所有區(qū) 域的溫度分布，能更全面地監(jiān)控外延設備腔體的溫度；且采用在沒有摻雜的晶圓上注入離 子，再在外延設備腔體中進行退火工藝處理，則晶圓的方塊電阻只受外延設備的影響，測量 方塊電阻阻值更加準確，則獲得對應的溫度值也更加準確，獲取的外延設備腔體溫度的分 布也更加準確。另外，采用穩(wěn)定的注入條件，使溫度與電阻線性關系固定，測量的溫度的可信度和 準確度高，且操作簡單、數(shù)據(jù)全面。
圖1為一實施例中一種量測外延設備腔體溫度的方法流程圖；圖2為一實施例中溫度與方塊電阻阻值對應關系圖；圖3為一實施例中晶圓各個區(qū)域溫度分布圖。
具體實施方式圖1為一實施例中一種量測外延設備腔體溫度的方法流程圖，包括如下步驟步驟S10，生長氧化層。準備一晶圓，使用襯底電阻率為15 25歐姆·厘米(ohm · cm)的P型片，然后在 該晶圓上生長氧化層。氧化層厚度可為250人~450 A，本實施例中，氧化層厚度為350 A。步驟S20，離子注入。在生長了氧化層的晶圓上進行離子注入。因在高阻襯底上注入P+離子，在高溫過 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 實施例中，進行P+離子注入時，能量為80千電子伏(KeV)，劑量/濃度為每平方厘米6 X IO13 個原子，且注入的均勻性要好。步驟S30，在外延設備腔體內進行退火工藝處理。注入離子后，對晶圓在外延設備腔體內進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量預定的方塊電阻分布。測量預定的方塊電阻具體過程是先對生長的氧化層進行全部去掉處理，可以采 用蝕刻工藝處理。然后測量預定的方塊電阻阻值，采用4探針法，測49點，從而得出方塊電 阻的分布。步驟S50，根據(jù)測得的方塊電阻阻值及溫度與電阻關系獲取對應的溫度分布，來量 測外延設備的溫度。獲得預定的方塊電阻阻值分布后，根據(jù)測得方塊電阻阻值及溫度與電 阻關系得出對應的溫度分布，從而獲得了晶圓各個區(qū)域的溫度分布。其中，溫度與電阻關系是通過在試驗條件固定的前提下，得出大量的實驗數(shù)據(jù)，再 通過溫度拉偏或曲線擬合的方法找出溫度與電阻的線性關系，這樣任何溫度都有唯一的方 塊電阻阻值與之對應。在保證注入條件穩(wěn)定的情況下，最終的預定的方塊電阻阻值只與實 際溫度有關，且呈一固定線性關系。并且，需要保證此線性關系具有重復性。因此，定期測 量晶圓方塊電阻阻值可以起到校準溫度的效果。這樣采用在沒有摻雜的晶圓上注入離子的方法，再經(jīng)過退火處理工藝，方塊電阻 阻值變化只受外延腔體設備及退火溫度的影響，測量的準確度較高。圖2為一實施例中溫度與方塊電阻阻值對應關系圖。本實施例中，可以看 出1150°C對應的方塊電阻阻值為510歐姆，通過曲線擬合的方法，擬合的曲線方程為y =-1. 31X+2022. 6。圖3為一實施例中晶圓各個區(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區(qū)域的溫度分布。上述量測外延設備腔體溫度的方法，采用在晶圓上注入離子并在外延設備腔體內 退火，去掉所有的氧化層后再測量預定的方塊電阻分布然后獲取對應的溫度分布，獲取了外延設備腔體內各個區(qū)域的整體溫度分布，從而比較準確的測量出外延設備腔體內所有區(qū) 域的溫度分布，能更全面地監(jiān)控外延設備腔體的溫度；且采用在沒有摻雜的晶圓上注入離 子，再在外延設備腔體中進行退火工藝處理，則晶圓的方塊電阻只受外延設備的影響，測量 方塊電阻阻值更加準確，則獲得對應的溫度值也更加準確，獲取的外延設備腔體溫度的分 布也更加準確。另外，采用穩(wěn)定的注入條件，使溫度與電阻線性關系固定，測量的溫度的可信度和 準確度高，且操作簡單、數(shù)據(jù)全面。另外，上述量測外延設備腔體溫度的方法，操作標準，可以作為一項長期的工藝監(jiān) 控項目，適合用于大生產(chǎn)的設備。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種量測外延設備腔體溫度的方法，包括 生長氧化層；離子注入；在外延設備腔體內進行退火工藝處理； 經(jīng)氧化層全剝處理并測量預定的方塊電阻分布；根據(jù)測得的方塊電阻阻值及溫度與電阻關系獲取對應的溫度分布，來量測外延設備的溫度。
2.根據(jù)權利要求1所述的量測外延設備腔體溫度的方法，其特征在于所述晶圓為P 型片。
3.根據(jù)權利要求2所述的量測外延設備腔體溫度的方法，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)權利要求1所述的量測外延設備腔體溫度的方法，其特征在于所述氧化層厚 度為250人 450 L·
5.根據(jù)權利要求1所述的量測外延設備腔體溫度的方法，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個原子。
6.根據(jù)權利要求1所述的量測外延設備腔體溫度的方法，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)權利要求1至6中任一項所述的量測外延設備腔體溫度的方法，其特征在于 所述溫度與電阻關系采用擬合曲線的方法獲得。
8.根據(jù)權利要求1所述的量測外延設備腔體溫度的方法，其特征在于所述測量方塊 電阻阻值分布采用4探針法，測49點。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種量測外延設備腔體溫度的方法，包括生長氧化層；離子注入；在外延設備腔體內進行退火工藝處理；經(jīng)氧化層全剝處理并測量預定的方塊電阻分布；根據(jù)測得的方塊電阻阻值及溫度與電阻關系獲取對應的溫度分布，來量測外延設備的溫度。上述量測外延設備腔體溫度的方法，采用注入離子并在外延設備腔體內退火，測量預定的方塊電阻分布，然后獲取對應溫度分布，獲取了外延設備腔體內各個區(qū)域的整體溫度分布，從而能更全面地監(jiān)控外延設備腔體的溫度。
文檔編號H01L21/00GK102087953SQ20091018870
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權日2009年12月3日
發(fā)明者吳俊 , 張元 申請人:無錫華潤上華半導體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司