專利名稱：快速熱處理設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造方法，特別地，涉及一種半導(dǎo)體制造過(guò)程中對(duì)快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
快速熱退火(rapid thermal anneal, RTA)是半導(dǎo)體制造過(guò)程中的常見工藝步驟，而為了獲得最佳工藝效果，對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)(monitor)，并進(jìn)而及時(shí)調(diào)控，這對(duì)于所有的快速熱退火設(shè)備(RTAtool)來(lái)說(shuō)，都是必不可少的。目前，業(yè)界對(duì)于快速熱退火設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)的常見方法是首先，將裸晶圓(bare wafer)置于標(biāo)準(zhǔn)的并且狀態(tài)穩(wěn)定的離子注入設(shè)備(IMP tool)中，對(duì)其進(jìn)行離子注入，接著，將離子注入后的裸晶圓移入快速 熱退火設(shè)備，進(jìn)行快速退火處理，最后，測(cè)量裸晶圓的電阻率(resistivity，Rs)或者熱波(thermalwave,Tff)數(shù)據(jù)。如果快速熱退火設(shè)備是穩(wěn)定的，那么測(cè)量得到的裸晶圓的電阻率或者熱波數(shù)值也會(huì)是穩(wěn)定。參見附圖1，顯示了常規(guī)方法的流程。裸晶圓100先進(jìn)行離子注入，然后通過(guò)快速熱退火處理，測(cè)量電阻率或者熱波數(shù)據(jù)，將測(cè)得數(shù)值送入統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(Statistical Process Control, SPC)設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制。但是，上述方法也存在一些問(wèn)題。首先，不能及時(shí)地監(jiān)測(cè)快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)，原因在于，常規(guī)的監(jiān)測(cè)進(jìn)度為24小時(shí)或48小時(shí)一次，由于快速熱退火設(shè)備的高生產(chǎn)率，在兩次常規(guī)的監(jiān)測(cè)之間，會(huì)有成幾千片甚至上萬(wàn)片的晶圓被處理，而這些晶圓被處理時(shí)的快速熱退火設(shè)備狀態(tài)并未被監(jiān)測(cè)。另外，監(jiān)測(cè)所用的裸晶圓與用于制造集成電路的產(chǎn)品晶圓(product wafer)是有所不同的，也就是說(shuō),監(jiān)測(cè)晶圓與產(chǎn)品晶圓對(duì)于快速熱退火設(shè)備的敏感程度并不相同，因而，監(jiān)測(cè)所用的裸晶圓并不能準(zhǔn)確反映快速熱退火設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)。因此，需要開發(fā)出一種新的針對(duì)于快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，能夠及時(shí)并且準(zhǔn)確地獲得有關(guān)快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以使各批次晶圓的快速熱退火工藝結(jié)果穩(wěn)定、一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，采用產(chǎn)品晶圓對(duì)快速熱退火設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)并且準(zhǔn)確地獲得有關(guān)快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，保證快速熱退火工藝的穩(wěn)定性和一致性。本發(fā)明提供一種快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，包括提供多個(gè)產(chǎn)品晶圓，所述產(chǎn)品晶圓用于制造所需要的集成電路，每個(gè)所述產(chǎn)品晶圓均具有多個(gè)管芯；所述管芯包括焊盤區(qū)域，所述焊盤區(qū)域用于將所述管芯與外部電路電連接；將多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓置于離子注入設(shè)備中，進(jìn)行離子注入；在進(jìn)行離子注入之后，將多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓置于快速熱退火設(shè)備中，對(duì)多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓進(jìn)行快速熱退火處理；
在快速熱退火處理后，進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量步驟；其中，所述數(shù)據(jù)測(cè)量步驟包括在進(jìn)行快速熱退火后，取出多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓中的任意一個(gè)或多個(gè)，測(cè)量取出的所述產(chǎn)品晶圓的管芯內(nèi)的所述焊盤區(qū)域的熱波數(shù)據(jù)，接著，將所述熱波數(shù)據(jù)送入統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制設(shè)備，通過(guò)對(duì)所述熱波數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，從而監(jiān)測(cè)所述快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)。在本發(fā)明的方法中，多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓分不同批次進(jìn)行快速熱退火，在每一個(gè)批次快速熱退火后，均進(jìn)行所述數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。
在本發(fā)明的方法中，多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓分不同批次進(jìn)行快速熱退火，在每5個(gè)或10個(gè)批次快速熱退火后，進(jìn)行一次所述數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。在本發(fā)明的方法中，在所述快速熱退火設(shè)備每連續(xù)運(yùn)行2、3或4小時(shí)后，進(jìn)行一次所述數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)產(chǎn)品晶圓進(jìn)行離子注入工藝后，再對(duì)其進(jìn)行快速熱退火處理，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品晶圓上的管芯內(nèi)焊盤區(qū)域進(jìn)行熱波數(shù)據(jù)測(cè)量，并將熱波數(shù)據(jù)送入SPC設(shè)備進(jìn)行處理，從而能夠及時(shí)并且準(zhǔn)確地了解快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)，進(jìn)而能根據(jù)需要對(duì)快速熱退火設(shè)備進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)控，使各批次晶圓的快速熱退火工藝結(jié)果穩(wěn)定、一致。


圖I對(duì)于快速熱退火設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)的常規(guī)方法流程；圖2本發(fā)明對(duì)于快速熱退火設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法流程；圖3本發(fā)明對(duì)于快速熱退火設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)的測(cè)量細(xì)節(jié)。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖并結(jié)合示意性的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案的特征及其技術(shù)效果。本發(fā)明提供一種快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，監(jiān)測(cè)方法的流程參見附圖2，測(cè)量細(xì)節(jié)參見附圖3，監(jiān)測(cè)方法具體包括如下步驟首先，提供多個(gè)產(chǎn)品晶圓200。產(chǎn)品晶圓(product wafer) 200用于制造所需要的集成電路(IC)，準(zhǔn)備進(jìn)行離子注入；同時(shí)，每個(gè)產(chǎn)品晶圓200均具有多個(gè)管芯201，多個(gè)管芯201被縱橫交錯(cuò)的劃片槽分隔開。管芯201內(nèi)還具有多個(gè)焊盤區(qū)域202，焊盤區(qū)域202用于將管芯201與外部電路進(jìn)行電連接。接著，將多個(gè)廣品晶圓200直于尚子注入設(shè)備(IMP tool)中，進(jìn)彳丁尚子注入。該離子注入設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)并且狀態(tài)穩(wěn)定的，因而其也需要進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)和控制，以便獲得穩(wěn)定的離子注入結(jié)果，否則，會(huì)對(duì)快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。接著，在進(jìn)行離子注入之后，將產(chǎn)品晶圓200置于快速熱退火(RTA)設(shè)備中，進(jìn)行快速熱退火處理?？焖贌嵬嘶鸬臅r(shí)長(zhǎng)由半導(dǎo)體器件參數(shù)和快速熱退火設(shè)備工藝參數(shù)所確定；快速熱退火工藝所需要的批次由產(chǎn)品晶圓200的數(shù)量以及快速熱退火的批處理能力所決定。在快速熱退火處理后，進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。參見附圖3，數(shù)據(jù)測(cè)量步驟具體包括取出任意一個(gè)產(chǎn)品晶圓200，測(cè)量取出的產(chǎn)品晶圓200的管芯201內(nèi)焊盤區(qū)域202的熱波數(shù)據(jù)(TW)，接著，將所述熱波數(shù)據(jù)送入統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC)設(shè)備，通過(guò)對(duì)所述熱波數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，從而監(jiān)測(cè)快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)。為了測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確地反映快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)，可以在取出的晶圓上選擇上中下左右五個(gè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量。為了最及時(shí)地獲得有關(guān)快速熱退火設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)，可以在每一批次的快速熱退火工藝完成后，均取出一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品晶圓200進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，雖然這樣會(huì)比較浪費(fèi)流程時(shí)間。若為了在數(shù)據(jù)收集的及時(shí)性和整個(gè)工藝流程的耗時(shí)之間取得平衡，可以根據(jù)快速熱退火設(shè)備和工藝流程的具體情況設(shè)置進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量步驟的頻率，例如，在連續(xù)進(jìn)行5或10個(gè)快速熱退火批次之后，進(jìn)行一次數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。其中，關(guān)于測(cè)量批次的選擇，可以考慮產(chǎn)品的重要性和晶圓廠的產(chǎn)能，按晶圓批次編號(hào)的尾數(shù)進(jìn)行選擇，如選擇編號(hào)尾數(shù)為0的批次，就是每10個(gè)批次測(cè)量一批次；選擇0、5，就是每5個(gè)批測(cè)量一批次；全選0 9，就是所有的產(chǎn)品都測(cè)量。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，快速熱退火設(shè)備通常會(huì)每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，可以選擇在離子注入設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2、3或4小時(shí)之后，進(jìn)行一次數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。同時(shí)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)量小的晶圓廠或者半導(dǎo)體行業(yè)不景氣時(shí)，可能長(zhǎng)時(shí)間不生產(chǎn)硅片，所以也可以考慮按時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，如 每批次都進(jìn)行測(cè)量，或者每?jī)商爝M(jìn)行一次數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。本發(fā)明中，對(duì)產(chǎn)品晶圓進(jìn)行離子注入工藝后，再對(duì)其進(jìn)行快速熱退火處理，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品晶圓上的管芯內(nèi)焊盤區(qū)域進(jìn)行熱波數(shù)據(jù)測(cè)量，并將熱波數(shù)據(jù)送入SPC設(shè)備進(jìn)行處理。由于本發(fā)明是對(duì)產(chǎn)品晶圓而不是對(duì)裸晶圓進(jìn)行檢測(cè)，所以比傳統(tǒng)方法更加直接地實(shí)現(xiàn)了能夠及時(shí)并且準(zhǔn)確地了解快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)，進(jìn)而能根據(jù)需要對(duì)快速熱退火設(shè)備進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)控，使各批次晶圓的快速熱退火工藝結(jié)果穩(wěn)定、一致。盡管已參照上述示例性實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知曉無(wú)需脫離本發(fā)明范圍而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出各種合適的改變和等價(jià)方式。此外，由所公開的教導(dǎo)可做出許多可能適于特定情形或材料的修改而不脫離本發(fā)明范圍。因此，本發(fā)明的目的不在于限定在作為用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式而公開的特定實(shí)施例，而所公開的器件結(jié)構(gòu)及其制造方法將包括落入本發(fā)明范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括 提供多個(gè)產(chǎn)品晶圓，所述產(chǎn)品晶圓用于制造所需要的集成電路，每個(gè)所述產(chǎn)品晶圓均具有多個(gè)管芯； 所述管芯包括焊盤區(qū)域，所述焊盤區(qū)域用于將所述管芯與外部電路電連接； 將多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓置于離子注入設(shè)備中，進(jìn)行離子注入； 在進(jìn)行離子注入之后，將多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓置于快速熱退火設(shè)備中，對(duì)多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓進(jìn)行快速熱退火處理； 在快速熱退火處理后，進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量步驟； 其中，所述數(shù)據(jù)測(cè)量步驟包括 在進(jìn)行快速熱退火后，取出多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓中的任意一個(gè)或多個(gè)，測(cè)量取出的所述產(chǎn)品晶圓的管芯內(nèi)的所述焊盤區(qū)域的熱波數(shù)據(jù)，接著，將所述熱波數(shù)據(jù)送入統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制設(shè)備，通過(guò)對(duì)所述熱波數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，從而監(jiān)測(cè)所述快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓分不同批次進(jìn)行快速熱退火，在每一個(gè)批次快速熱退火后，均進(jìn)行所述數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。
3.如權(quán)利要求I所述的快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，多個(gè)所述產(chǎn)品晶圓分不同批次進(jìn)行快速熱退火，在每5個(gè)或10個(gè)批次快速熱退火后，進(jìn)行一次所述數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。
4.如權(quán)利要求I所述的快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在所述快速熱退火設(shè)備每連續(xù)運(yùn)行2、3或4小時(shí)后，進(jìn)行一次所述數(shù)據(jù)測(cè)量步驟。
全文摘要
一種快速熱退火設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，對(duì)產(chǎn)品晶圓進(jìn)行離子注入，再對(duì)其進(jìn)行快速熱退火處理，然后，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品晶圓上的管芯內(nèi)焊盤區(qū)域進(jìn)行熱波數(shù)據(jù)測(cè)量，并將熱波數(shù)據(jù)送入SPC設(shè)備進(jìn)行處理，從而能夠及時(shí)并且準(zhǔn)確地了解快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)，進(jìn)而能根據(jù)需要對(duì)快速熱退火設(shè)備進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)控，使各批次晶圓的快速熱退火工藝結(jié)果穩(wěn)定、一致。
文檔編號(hào)H01L21/66GK102751208SQ20111009582
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月17日
發(fā)明者李俊峰, 李春龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所