[發明專利]監測晶圓冷卻溫度的方法

在審

• 申請號: 201910223165.8
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109887870A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 黃家明
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/66;H01L21/266
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛異榮;吳敏

一種監測晶圓冷卻溫度的方法，包括：提供第一測試晶圓；在所述第一測試晶圓的表面形成第一絕緣層；對所述第一絕緣層底部的第一測試晶圓進行第一離子注入工藝，在進行第一離子注入工藝的過程中，對第一測試晶圓進行冷卻處理工藝；進行所述第一離子注入工藝后，采用光學法測試所述第一絕緣層的厚度，得到第一測試厚度，第一測試厚度隨第一離子注入工藝時第一測試晶圓的溫度的減小而增大。所述方法的監測精度較高且可操作性強。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種監測晶圓冷卻溫度的方法。

背景技術

離子注入工藝是半導體制造領域普遍的一種工藝。離子注入工藝在離子注入機臺中進行，所述離子注入機臺包括離子注入腔室、位于離子注入腔室內的晶圓托盤和位于離子注入腔室內的離子發生裝置。離子注入工藝包括：將晶圓放置于所述晶圓托盤上，離子發生裝置發射離子至位于晶圓托盤上的晶圓中。

在進行離子注入工藝的過程中，離子與晶圓發生碰撞會產生熱量。為了避免晶圓的溫度過高，需要采用冷卻系統對晶圓進行冷卻降溫。而隨著工藝制程越來越先進，進行離子注入工藝時要求冷卻系統對晶圓的溫度控制能力較高，避免晶圓的溫度波動過大。為了實現對晶圓的溫度有效控制，需要準確獲取離子注入工藝時晶圓的溫度。

目前，離子注入工藝時晶圓溫度的監測方法的精度較低，或者可操作性較低，這就會對晶圓的生產造成很大的風險。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種監測晶圓冷卻溫度的方法，以提高監測精度，且增強監測的可操作性。

為解決上述問題，本發明提供一種監測晶圓冷卻溫度的方法，包括：提供第一測試晶圓；在所述第一測試晶圓的表面形成第一絕緣層；對所述第一絕緣層底部的第一測試晶圓進行第一離子注入工藝，在進行第一離子注入工藝的過程中，對第一測試晶圓進行冷卻處理工藝；進行所述第一離子注入工藝后，采用光學法測試所述第一絕緣層的厚度，得到第一測試厚度，第一測試厚度隨第一離子注入工藝時第一測試晶圓的溫度的減小而增大。

可選的，所述第一絕緣層的材料為氧化硅。

可選的，形成所述第一絕緣層的工藝為熱氧化工藝。

可選的，所述第一絕緣層的材料為氮化硅。

可選的，形成所述第一絕緣層的工藝為沉積工藝。

可選的，在進行第一離子注入工藝之前，所述第一絕緣層的厚度為80埃～120埃。

可選的，所述第一離子注入工藝的參數包括：采用的離子為砷離子，注入能量為100KeV～200KeV，注入劑量為1E15atom/cm²～1E16atom/cm²。

可選的，在進行第一離子注入工藝之后，采用橢圓偏振儀測試第一絕緣層的厚度，以獲取第一測試厚度。

可選的，所述第一測試晶圓的數量為若干個；在各第一測試晶圓表面分別沉積第一絕緣層；逐個對所述若干第一測試晶圓進行第一離子注入工藝，在進行所述第一離子注入工藝的過程中，對所述第一測試晶圓進行冷卻處理工藝；所述冷卻處理工藝給不同的第一測試晶圓提供不同的冷卻條件；分別獲取各第一測試晶圓表面第一絕緣層的第一測試厚度；分別獲取各第一測試晶圓表面第一絕緣層的第一測試厚度后，對所述若干的第一測試晶圓進行電學性能測試，從若干第一測試晶圓中獲取滿足工藝要求的若干目標測試晶圓；根據各目標測試晶圓表面第一絕緣層的第一測試厚度，建立上限厚度和下限厚度。