[發(fā)明專利]燈故障檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810000075.4
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN101217843A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐勒格·V·塞雷布里安諾夫;亞歷山大·戈?duì)柖?/a>;約瑟夫·邁克爾·拉尼什
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料股份有限公司
• 主分類號(hào): H05B37/03
• 分類號(hào): H05B37/03
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐金國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式主要涉及在諸如硅晶圓的襯底上薄膜的熱處理。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于為所述熱處理產(chǎn)生輻射的燈組檢測燈故障應(yīng)用的方法和裝置。

背景技術(shù)

快速熱處理(RTP)是一種允許快速加熱和冷卻諸如硅晶圓的襯底的熱處理技術(shù)。典型的最高處理溫度可從約450℃到約1100℃范圍變化并在晶圓冷卻開始之前應(yīng)用約15到120秒。采用的特定最高溫度和加熱時(shí)間取決于晶圓處理的類型。RTP晶圓處理應(yīng)用包括退火、摻雜劑活化、快速熱氧化和硅化等等。表現(xiàn)RTP的快速加熱至相對高溫度之后快速冷卻提供更精確的晶圓處理控制。例如，摻雜劑的離子注入后RTP退火允許晶體損傷修復(fù)同時(shí)使由于較短加熱時(shí)間而導(dǎo)致?lián)诫s原子的擴(kuò)散最小化。晶體損傷可在注入的原子從其原始位置移動(dòng)之前得到修復(fù)。采用更長加熱和冷卻循環(huán)的其他熱處理技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)退化過程中的可比的摻雜擴(kuò)散控制。

在MOS柵極中使用的氧化物越來越薄的趨勢導(dǎo)致了一些器件應(yīng)用需要小于100埃的氧化物厚度。所述薄氧化物需要在氧氣氣氛中較快加熱和冷卻晶圓表面來生長所述薄氧化物層。RTP系統(tǒng)可提供該控制級(jí)別，并用于快速熱氧化處理。RTP技術(shù)使用允許快速加熱和冷卻的輻射加熱原理。典型地，該輻射通過定位在晶圓表面上方的成陣列放置的諸多燈提供。來自諸多燈的輻射加熱晶圓表面并在幾秒內(nèi)使其達(dá)到處理溫度。由于燈是供電的，因此它們可被快速開啟和斷開。短的加熱時(shí)間允許晶圓表面的加熱而基本上不加熱RTP腔室。當(dāng)燈的電源斷開時(shí)，這允許晶圓表面的快速冷卻。快速的加熱和冷卻循環(huán)還降低工藝需要的熱預(yù)算。減少的循環(huán)次數(shù)還可用于降低總處理時(shí)間并增加晶圓產(chǎn)量。RTP中采用的短的加熱循環(huán)的結(jié)果是在整個(gè)晶圓表面上存在的溫度梯度可能不利地影響晶圓處理。因此，在RTP中，在處理期間監(jiān)控整個(gè)晶圓表面的溫度并保證晶圓表面中和之上的溫度均勻性很重要。因此，燈放置和單獨(dú)燈的控制和監(jiān)控很重要從而可控制輻射輸出以有助于保證在整個(gè)晶圓表面上的溫度均勻性。

圖1示出RTP系統(tǒng)10的局部剖面正交視圖。硅碳化物晶圓支撐環(huán)24支撐在旋轉(zhuǎn)石英圓筒22上。晶圓支撐環(huán)具有可將晶圓(未示出)放置在其中的袋(pocket)32。燈頭14面向晶圓支撐環(huán)。燈頭包括形成面向晶圓的燈組的幾百個(gè)鎢鹵素?zé)?。用于所述燈的通常額定值是500W到650W的范圍，并且鎢鹵素?zé)舭l(fā)射較強(qiáng)的紅外光。燈26的燈泡部分42在圖3中示出。管狀燈泡通常由石英組成，填充有含鹵素氣體，并然后圍繞兩個(gè)外部燈絲引線50和52密封。在密封后保持端頭46。包含在密封的燈泡內(nèi)是螺旋繞線的鎢燈絲44，一端連接至燈絲引線52并且另一端連接至側(cè)臂支架48。最常見形式的燈故障是數(shù)個(gè)匝數(shù)的螺旋燈絲短路。參見圖1，每個(gè)燈容納在密封在晶圓冷卻不銹鋼罩18內(nèi)的不銹鋼套16中。燈泡延伸過套16和罩18并到前板30中，該前板具有與燈組匹配的一排通孔。反射器20嵌入在每個(gè)通孔中。薄石英窗口28放置在反射器20的開口端和晶圓上方的腔室空間12之間。

圖2是前板30的另一視圖，其更清楚示出燈如何排列。在該例子中，燈26是六邊形排列。中心燈26A放置在晶圓旋轉(zhuǎn)軸34上。將晶圓旋轉(zhuǎn)使得其可實(shí)現(xiàn)更均勻輻射分布。燈組圖形和晶圓旋轉(zhuǎn)是在整個(gè)晶圓表面上產(chǎn)生輻射和溫度更均勻分布的一種方法。然而，該方法單獨(dú)通常不能產(chǎn)生所需的溫度均勻性，并因此通?？刂仆呐帕袇^(qū)中的燈，例如，15個(gè)區(qū)，從而可調(diào)整每個(gè)區(qū)的燈功率來補(bǔ)償晶圓中心和邊緣的熱效應(yīng)以產(chǎn)生更均勻的徑向溫度分布。