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温度监控晶圆、方法及装置制造方法及图纸

技术编号:42408518 阅读:13 留言:0更新日期:2024-08-16 16:27
本发明专利技术提供一种晶圆退火工艺的温度监控晶圆、方法及装置。所述温度监控晶圆,应用于监测热退火设备的温度,包括:基底晶圆;外延层,形成在所述基底晶圆的表面;金属层,覆盖所述外延层的表面,经过热退火后,所述金属层能够与所述外延层反应形成金属硅化物。根据本发明专利技术实施例的温度监控晶圆在进行热退火工艺后,通过测量金属层的方块电阻,结合金属层的方块电阻与退火温度的对应关系,确定热退火设备的实际温度,从而实现了对晶圆退火工艺温度的监控,提高了监控晶圆可重复利用的次数,保证热退火工艺的稳定性和重复性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体加工,特别涉及一种温度监控晶圆、晶圆退火工艺的温度监控方法、晶圆退火工艺的温度监控装置。


技术介绍

1、半导体制作中经常会用到高温退火工艺(例如快速热退火(rapid thermalprocess,简称rtp)等),温度是高温退火工艺中重要的指标,如果不及时监控退火工艺实际工作温度是否满足设定温度的精度要求,当温度出现大的偏差时,会造成整管产品电学参数的失效,从而造成成品率的降低。为确保机台工艺稳定以及确保器件热处理温度无异常,日常测机需要对高温退火工艺实际温度进行监控,例如通常需要使用温度监控晶圆确认例如一些快速热退火的新机台的温控匹配基线(match baseline)水平。

2、然而目前的温度监控晶圆对于一些较低温度范围(低于800℃的退火温度)难以有效监控工艺腔实际退火温度变化情况。


技术实现思路

1、在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为了解决上述问题而提出了本专利技术。根据本专利技术一方面,提供了一种温度监控晶圆,包括:基底晶圆;外延层,形成在所述基底晶圆的表面;金属层,覆盖所述外延层的表面,经过热退火后,所述金属层能够与所述外延层反应形成金属硅化物。

3、在本专利技术的一个实施例中,所述金属层的厚度范围为

4、在本专利技术的一个实施例中,所述金属层包括以下膜层中的至少一种:钛层、镍层、钛层和镍层的合金。

5、在本专利技术的一个实施例中,所述外延层的厚度范围为3um-5um。

6、在本专利技术的一个实施例中,所述外延层为半导体材料,所述半导体材料包括硅。

7、在本专利技术的一个实施例中,所述温度监控晶圆适于监测范围为630℃-730℃的热退火温度。

8、根据本专利技术另一方面,提供了另一种温度监控晶圆,包括:基底晶圆;金属层,覆盖所述基底晶圆的表面,经过热退火后,所述金属层能够与所述基底晶圆形成金属硅化物,其中,所述金属层的厚度范围为

9、根据本专利技术另一方面,提供了一种晶圆退火工艺的温度监控方法,包括:将前述温度监控晶圆置于晶圆退火设备的炉腔内,并在设定温度下进行退火工艺,以使至少部分所述金属层形成为金属硅化物;获取所述温度监控晶圆的金属层的方块电阻;根据所述方块电阻与退火温度的对应关系,确定实际退火温度;基于所述实际退火温度和所述设定温度的差异,确定所述晶圆退火设备的控温状态。

10、在本专利技术的一个实施例中,所述晶圆退火设备的设定温度范围为630℃-730℃。

11、根据本专利技术另一方面,提供了一种晶圆退火工艺的温度监控装置,包括:前述的温度监控晶圆,用于被置于晶圆退火设备的炉腔内,并在设定温度下进行退火工艺,以使至少部分所述金属层形成为金属硅化物;方块电阻测量仪,用于测量退火后的所述温度监控晶圆上的所述金属层的方块电阻;处理器,用于获取所述方块电阻,并基于所述方块电阻与退火温度的对应关系,确定所述实际退火温度;基于所述实际退火温度和所述设定温度的差异,确定所述晶圆退火设备的控温水平。

12、根据本专利技术实施例的温度监控晶圆通过在基底晶圆上生长金属层,所述金属层在进行热退火工艺后,与所述外延层反应形成金属硅化物,改变晶圆金属层的方块电阻。通过测量金属层的方块电阻,结合金属层的方块电阻与退火温度的对应关系,确定热退火设备的实际温度,从而实现了对低于800℃的晶圆退火工艺温度的有效监控,并且通过设置外延层提高了监控晶圆可重复利用的次数,保证热退火工艺的稳定性和重复性。

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【技术保护点】

1.一种温度监控晶圆,其特征在于,应用于监测热退火设备的温度,包括:

2.如权利要求1所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述金属层的厚度范围为

3.如权利要求1所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述金属层包括以下膜层中的至少一种:钛层、镍层、钛层和镍层的合金。

4.如权利要求1所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述外延层的厚度范围为3um-5um。

5.如权利要求1所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述外延层为半导体材料,所述半导体材料包括硅。

6.如权利要求1至5中任一项所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述温度监控晶圆适于监测范围为630℃-730℃的热退火温度。

7.一种温度监控晶圆,其特征在于,应用于监测热退火设备的温度,包括:

8.一种晶圆退火工艺的温度监控方法,其特征在于,包括:

9.如权利要求8所述的温度监控方法,其特征在于,所述晶圆退火设备的设定温度范围为630℃-730℃。

10.一种晶圆退火工艺的温度监控装置,其特征在于,包括:

【技术特征摘要】

1.一种温度监控晶圆,其特征在于,应用于监测热退火设备的温度,包括:

2.如权利要求1所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述金属层的厚度范围为

3.如权利要求1所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述金属层包括以下膜层中的至少一种:钛层、镍层、钛层和镍层的合金。

4.如权利要求1所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述外延层的厚度范围为3um-5um。

5.如权利要求1所述的温度监控晶圆,其特征在于,所述外延层为半导体材料,所述半导体材料...

【专利技术属性】
技术研发人员:尹维明金熠刘鹏
申请(专利权)人:芯联集成电路制造股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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