[發明專利]溫度監測方法

在審

• 申請號: 202110834111.2
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113571398A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 黃家明
• 申請（專利權）人: 廣州粵芯半導體技術有限公司
• 主分類號: H01J37/244
• 分類號: H01J37/244;H01J37/317;H01J37/32;H01L21/66
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 羅磊

本發明提供了一種溫度監測方法，用于監測離子注入機臺的晶圓托盤的溫度，包括：獲取離子注入機臺正常工作情況下，用于晶圓托盤冷卻的制冷機設置的第一溫度范圍；在所述第一溫度范圍內，調節所述制冷機的溫度至至少兩個溫度節點，以在不同的溫度節點下分別對不同樣本晶圓進行離子注入工藝，并以熱波測量所述樣本晶圓表面以獲得所述樣本晶圓的熱波值，確定熱波值的標準范圍；選取所述第一溫度范圍中一設定溫度，在與所述樣本晶圓相同的工藝參數的條件下，對測試晶圓進行離子注入工藝，并以熱波測量所述測試晶圓表面以獲得所述測試晶圓的熱波值；根據所述測試晶圓的熱波值與所述熱波值的標準范圍的關系，判斷所述晶圓托盤的溫度是否異常。

技術領域

本發明涉及集成電路制造技術領域，尤其涉及一種溫度監測方法。

背景技術

隨著半導體技術向大規模集成電路(Large Scale Integrated circuit，LSI)或超大規模集成電路(Very Large Scale Integrated circuit，VLSI)發展，半導體器件尺寸越來越小，對離子注入的精準度要求越來越高，同時對離子注入時晶圓的溫度控制要求也越來越高。晶圓的溫度不僅受離子注入的束流影響，還受到晶圓托盤的冷卻效果的影響。

晶圓托盤的冷卻通常采用水冷方式，參閱圖1，所述晶圓托盤1內設置有冷卻管路，所述冷卻管路連接一循環管路2并最終接入制冷機3，所述制冷機3將水降溫，再通過所述循環管路2將冷卻后的水傳送至所述晶圓托盤1，并通過調節制冷機1的溫度設定控制循環管路2中的水溫，從而調整晶圓托盤3的溫度，使其符合制程要求。然而，在進行離子注入的過程中，離子注入機臺的反應腔內形成一個高電壓高真空的環境，此時，設置于所述反應腔內的晶圓托盤的溫度無法直接測量，從而無法確認晶圓托盤的溫度是否符合制程要求。同時，循環管路或晶圓托盤內部的冷卻管路出現堵塞或漏水等異常情況也會對晶圓托盤的溫度造成影響，因此，需要一種方法在離子注入過程中監測晶圓托盤的溫度。

目前常用溫度試紙對晶圓托盤的溫度進行監測，具體的監控方法包括：參閱圖2，將五片溫度試紙41分別粘貼在一晶圓4表面的不同位置處，通過離子注入機臺的傳送單元將所述晶圓4放置在晶圓托盤上并進行離子注入工藝，觀察完成離子注入后的晶圓4表面的溫度試紙41的顏色變化情況，從而判斷所述晶圓托盤的溫度是否符合制程要求。參閱圖3，所述溫度試紙41包括四個溫度閾值不同的測試區域T1-T4(參閱表1)，當環境溫度超過所述測試區域的溫度閾值時，所述測試區域變色。

表1.不同測試區域的溫度閾值：

測試區域	溫度閾值
T1	71℃
T2	77℃
T3	82℃
T4	88℃