一种利用热波仪测量温度的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102184877A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102184877A(43)申请公布日2011.09.14(21)申请号201110057878.5(22)申请日2011.03.11(71)申请人中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所地址710054陕西省西安市太乙路189号(72)发明人张思申仲维续张晓雷贺金良(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.H01L21/66(2006.01)H01L21/265(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种利用热波仪测量温度的方法(57)摘要本发明公开了一种利用热波仪测量温度的方法。在半导体制造工艺中，离子注入会破坏单晶硅片的晶格结构，通过热波仪可以量测出这种损伤值，称之为TW(ThermalWave)值。而经过一定的温度退火后会修复这种晶格的损伤，故会造成TW值的衰减。更重要的是，这种衰减的程度跟温度高低直接相关。根据这个关系，让一个注入后的单晶硅片在进入待测温机台工艺前后各量测一次，前值我们称之为TW0，后值称之为TW1，然后计算衰减率：TW衰减率＝(1-TW1/TW0)*100％，这个衰减率对应固定的温度，与基础数据对比，从而可以得出晶片所进入机台的温度。本发明的优点在于操作简单，省时，成本低，工艺模拟性强，对机台环境无破坏性，适用性广，可对半导体工厂内薄膜，刻蚀，合金炉管机台进行温度测量。CN102847ACCNN110218487702184881A权利要求书1/1页1.一种利用热波仪测量温度的方法，其特征方法在于：(1)取新单晶片1片；(2)在离子注入机注B以得到损伤度，注入能量在25-60KeV，剂量在1E13-5E13/cm2之间；(3)用热波仪测量注入后的热波信号值TW0；(4)将晶片传入机台内模拟正常工艺以得到真实值；对有膜质沉积的工艺，需晶片背面进入；(5)用热波仪测量传出晶片的损伤后值，该损伤后值记为TW1；(6)计算热波仪热波信号值TW衰减率，并与基础数据对比得出所测量机台的温度；TW衰减率＝(1-TW1/TW0)*100％；(7)用过的硅晶片回收，测量结束。2CCNN110218487702184881A说明书1/5页一种利用热波仪测量温度的方法技术领域：[0001]本发明属于半导体领域，涉及一种测温方法，尤其是一种利用热波仪测量温度的方法。背景技术：[0002]半导体制造中，工艺对温度的准确性和稳定性有严格的要求，因此对温度的测量校准显得非常重要，现有的温度测量方法除设备本身温度控制模块外，主要是使用ThermalCouple(热偶，以下简称TC)Wafer(晶片)，这种方式虽可得到比较准确的温度，但在实际应用中有一些不可回避的缺点：[0003](1)费时，TCWafer校正通常要用手动方式把Wafer放进去，并把导线引出来。对于封闭的腔体，需要停机打开腔体，特别是部分高真空机台，需要真空重建，通常需要数小时，这在半导体生产中是一个很大的时间消耗。[0004](2)适用性差，因为导线的限制，部分类型的机器不能使用此方式，如密封性要求高的真空腔体。[0005](3)工艺模拟性不强。对大部分CVD(chemicalvapordeposition化学气相沉积)，PVD(physicalvapordeposition物理气相沉积)机器，只能简单的测量设定温度，无法测量在工艺加工过程中的温度，因为工艺的加工会对TCWafer造成伤害.；另外，对Wafer在ProcessChamber中的移动，也不能模拟，如Chamber之间的转换(PVD)；Wafer在承片台中的移动(如NOVELLUS公司生产的C1型化学气相沉积机器)，Wafer在工艺过程中的移动。[0006](4)成本较高；一片TCWafer通常需要数千美金。发明内容：[0007]本发明作为一种温度监控的补充手段，能有效的弥补上述监控方式的不足，并增强了工艺模拟性。作为一种离线监控方式，可广泛的应用于半导体芯片生产过程中，可快速实现对机台温度状况的正常与否的判断。[0008]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用热波仪测量温度的方法。背景如下：[0009]离子注入会破坏晶片表面硅的原本完整的晶格结构，在某一范围内，离子植入量越大，硅晶格结构的损伤程度就越大。TW值作为一个间接反映晶片的离子植入量的测量参数，它所直接测量并反映的是晶片某一部分区域的硅的晶格损伤程度。而经过一定的温度退火后会修复这种晶格的损伤，故会造成TW值的衰减.更重要的是，这种衰减的程度跟一定范围内的温度直接相关。[0010]本发明方法如下：[0011](1)取新单晶片1片；[0012](