[發明專利]快速熱退火設備的腔體的漏氧及溫度監控的方法及系統

在審

• 申請號: 202010120728.3
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN113314434A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 歸劍;王海紅
• 申請（專利權）人: 上海先進半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;張冉

本發明公開了一種快速熱退火設備的腔體的漏氧及溫度監控的方法及系統，其中方法包括以下步驟：將放入Ti片的腔體升溫至723℃～727℃，保持50至70秒；測量Ti片的方塊電阻的阻值和方塊電阻阻值的均勻性；判斷Ti片的方塊電阻的阻值是否大于等于3.3Ω/方塊且小于等于10Ω/方塊，并且判斷所述Ti片的方塊電阻的阻值的均勻性是否大于等于2.65％且小于等于26％；若是則腔體不漏氧且溫度準確。本發明使用一片Ti片SPC快速升溫至工藝溫度保持短暫時間，測量Ti片的方塊電阻的阻值和方塊電阻阻值的均勻性即可得出結果；測試時間短，檢測工藝簡單有效，能夠及時發現腔體是否漏氧，準確監控腔體溫度，保證工藝質量。

技術領域

本發明涉及半導體器件制造領域，特別涉及一種快速熱退火設備的腔體的漏氧及溫度監控的方法及系統。

背景技術

在200mm(毫米)半導體工藝流程中，RTP(快速熱工藝)工藝廣泛應用于ImplantAnneal(植入退火)，Titanium Silicidation(鈦的硅化工藝)，BPSG Reflow ContactAnneal(BPSG回流接觸退火)等等高溫退火工藝中，在這些高溫退火工藝尤其是后道快速高溫退火工藝的過程中，對快速熱退火設備的腔體的不漏氧及腔體溫度的控制要求相當的嚴格。目前的快速熱退火設備的腔體漏氧和腔體溫度的監控需要以下步驟：

第1步，離線高溫通氧SPC(統計過程控制)監控溫度。腔體通氧升溫至1050℃(攝氏度)，通過監測腔體內Ti(鈦)片的方塊電阻的阻值情況和方塊電阻的阻值的均勻性可以監控腔體溫度控制準確性是否達標。

第2步，腔體去氧步驟。如圖1所示，在高溫通氧SPC完成后需要通大量的N₂(氮氣)來凈化腔體，保證腔體內的氧氣被凈化干凈；腔體去氧過程需要1小時左右。

第3步，離線Ti片的SPC監控漏氧。使用至少10片Ti的dummy(先導片)將腔體內氧氣徹底去除，這個過程需要1.5小時左右；然后測量腔體內Ti片的厚度、方塊電阻的阻值和方塊電阻的阻值的均勻性，以監控腔體漏氧是否達標，這個過程需要1小時左右。

第4步，腔體釋放。對腔體的溫度控制準確性和漏氧情況檢測完畢后，釋放腔體以備工藝流程中使用。

這樣的一套檢測流程相對復雜，每一次檢測要花費4～5個小時，業界迫切需要簡潔、可靠的腔體溫度控制準確性和漏氧狀態的檢測方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中快速熱退火設備的腔體的漏氧及溫度控制的準確度的檢測工藝相對復雜、檢測時間長的缺陷，提供一種快速熱退火設備的腔體的漏氧及溫度監控的方法及系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明提供一種快速熱退火設備的腔體的漏氧及溫度監控的方法，該方法包括以下步驟：

S1、將放入Ti片的所述腔體升溫至723℃～727℃，保持50至70秒；

S2、測量所述Ti片的方塊電阻的阻值和所述方塊電阻的阻值的均勻性；

S3、判斷所述Ti片的所述方塊電阻的阻值是否大于等于3.3Ω(歐姆)/方塊且小于等于10Ω/方塊，并且判斷所述Ti片的所述方塊電阻的阻值的均勻性是否大于等于2.65％且小于等于26％；若是則所述腔體不漏氧且溫度準確。

較佳地，步驟S1中將所述腔體升溫至725℃，保持60秒。

較佳地，步驟S3中判斷所述Ti片的所述方塊電阻的阻值是否等于6Ω/方塊，并且判斷所述Ti片的所述方塊電阻的阻值的均勻性是否等于11.6％；若是則所述腔體不漏氧且溫度準確。

本發明還提供一種快速熱退火設備的腔體的漏氧及溫度監控的系統，該系統包括升溫模塊、測量模塊和判斷模塊；