專利名稱：快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造方法，特別地，涉及一種半導(dǎo)體制造過程中對快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
快速熱退火(rapid thermal anneal,RTA)是半導(dǎo)體制造過程中的常見工藝步驟，而為了獲得最佳工藝效果，對設(shè)備的狀態(tài)進行監(jiān)測(monitor) 并進而及時調(diào)控，這對于所有的快速熱退火設(shè)備(RTAtool)來說，都是必不可少的。而對快速熱退火設(shè)備進行監(jiān)測的一個重要方面是對快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度進行監(jiān)測，原因在于，若快速熱退火設(shè)備發(fā)生泄露，例如有氧氣進入，則產(chǎn)品晶圓(product wafer)會被氧化,其特性會發(fā)生人們所不期望的改變。氧氣的進入對于產(chǎn)品晶圓上硅化物的形成影響尤甚，比如鎳的硅化物或鈷的硅化物，這些硅化物的電阻率會由于氧氣泄漏而產(chǎn)生很大的變化，因而造成整個產(chǎn)品晶圓的報廢。由于快速熱退火設(shè)備的腔室中溫度很高，通常對氧氣濃度的監(jiān)測方法是在快速熱退火設(shè)備的氣流管道上安裝氧氣傳感器，參見附圖1，快速熱退火設(shè)備的腔室I的氣流管道
2上安裝了氧氣傳感器3，用以探測氣流中的氧氣濃度。然而，上述方法并不能反映腔室內(nèi)真實的氧氣濃度，因而也就無法準(zhǔn)確、真實地監(jiān)測快速熱退火設(shè)備的狀態(tài)。因此，需要開發(fā)出一種新的快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法，能夠準(zhǔn)確地獲得快速熱退火設(shè)備腔室內(nèi)氧氣濃度的數(shù)據(jù)，以保證產(chǎn)品晶圓通過快速熱退火處理后可具有預(yù)期的電性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法，采用裸晶圓(barewafer)對快速熱退火設(shè)備進行監(jiān)測，從而能夠準(zhǔn)確地獲得有關(guān)快速熱退火設(shè)備腔室內(nèi)氧氣濃度的數(shù)據(jù)，保證快速熱退火工藝的有效性。本發(fā)明提供一種快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法，包括提供產(chǎn)品晶圓，所述產(chǎn)品晶圓用于制造所需要的半導(dǎo)體集成電路；提供裸晶圓，所述裸晶圓表面具有自然氧化層；將所述產(chǎn)品晶圓和所述裸晶圓共同置于快速熱退火設(shè)備中，進行快速熱退火處理；其中在進行快速熱退火處理之前，測量所述裸晶圓表面的所述自然氧化層的厚度，記為第一厚度；快速熱退火的氣氛為氮氣；在快速熱退火處理之后，測量所述裸晶圓表面具有的氧化層的厚度，記為第二厚度；根據(jù)第一厚度與第二厚度的差值，測出通過快速熱退火處理在所述裸晶圓表面所增加的氧化層厚度，進而監(jiān)測所述快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度。在本發(fā)明的方法中，還包括提供氧氣傳感器，所述氧氣傳感器置于所述快速熱退火設(shè)備的氣流通道內(nèi)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于通過引入裸晶圓來監(jiān)測快速熱退火設(shè)備中的氧氣濃度，在進行快速熱退火處理之前，測量裸晶圓表面的自然氧化層的厚度，在快速熱退火處理之后，再測量裸晶圓表面具有的氧化層的厚度，通過兩次厚度的差值來測出所增加的氧化層厚度，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測快速熱退火設(shè)備中的氧氣濃度，進而能根據(jù)測得的結(jié)果對快速熱退火設(shè)備進行隨時的調(diào)控，保證快速熱退火工藝的有效性和穩(wěn)定性。


圖I對于快速熱退火設(shè)備進行氧氣濃度監(jiān)測的常見方法；圖2本發(fā)明對于快速熱退火設(shè)備進行氧氣濃度監(jiān)測的一個方法流程。
具體實施例方式以下參照附圖并結(jié)合示意性的實施例來詳細說明本發(fā)明技術(shù)方案的特征及其技 術(shù)效果。本發(fā)明提供一種快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法，監(jiān)測方法的流程參見附圖2，監(jiān)測方法具體包括如下步驟首先，提供產(chǎn)品晶圓(未示出)，產(chǎn)品晶圓用于制造所需要的半導(dǎo)體集成電路；提供裸晶圓10，裸晶圓10的表面具有自然氧化層20。將產(chǎn)品晶圓和裸晶圓10共同置于快速熱退火設(shè)備I中，進行快速熱退火處理。其中，快速熱退火的氣氛為氮氣。為了對快速熱退火設(shè)備I中的氧氣濃度進行監(jiān)測，在進行快速熱退火處理之前，測量裸晶圓10表面的自然氧化層20的厚度，記為第一厚度hi ;并且，在快速熱退火處理之后，測量裸晶圓10表面所具有的氧化層30的厚度，記為第二厚度h2 ;根據(jù)第一厚度h與第二厚度h2的差值，測出通過快速熱退火處理在裸晶圓10表面所增加的氧化層厚度，進而監(jiān)測所述快速熱退火設(shè)備I的腔室內(nèi)氧氣濃度。在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中，還包括提供氧氣傳感器3，氧氣傳感器2置于快速熱退火設(shè)備I的氣流通道2內(nèi)。使裸晶圓10表面氧化層測量用以監(jiān)測氧氣濃度的方法與氧氣傳感器2監(jiān)測氧氣濃度的方法相結(jié)合，可以準(zhǔn)確并且及時地監(jiān)測整個快速熱退火設(shè)備I各處的氧氣濃度，從而避免產(chǎn)品晶圓受到泄漏氧氣的影響。本發(fā)明中，通過引入裸晶圓來監(jiān)測快速熱退火設(shè)備中的氧氣濃度，在進行快速熱退火處理之前，測量裸晶圓表面的自然氧化層的厚度，在快速熱退火處理之后，再測量裸晶圓表面具有的氧化層的厚度，通過兩次厚度的差值來測出所增加的氧化層厚度，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測快速熱退火設(shè)備的腔室內(nèi)真實的氧氣濃度，進而能根據(jù)測得的結(jié)果對快速熱退火設(shè)備進行隨時的調(diào)控，保證快速熱退火工藝的有效性和穩(wěn)定性。盡管已參照上述示例性實施例說明本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知曉無需脫離本發(fā)明范圍而對本發(fā)明技術(shù)方案做出各種合適的改變和等價方式。此外，由所公開的教導(dǎo)可做出許多可能適于特定情形或材料的修改而不脫離本發(fā)明范圍。因此，本發(fā)明的目的不在于限定在作為用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施方式而公開的特定實施例，而所公開的器件結(jié)構(gòu)及其制造方法將包括落入本發(fā)明范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法，其特征在于，所述監(jiān)測方法包括 提供產(chǎn)品晶圓，所述產(chǎn)品晶圓用于制造所需要的半導(dǎo)體集成電路； 提供裸晶圓，所述裸晶圓表面具有自然氧化層； 將所述產(chǎn)品晶圓和所述裸晶圓共同置于快速熱退火設(shè)備中，進行快速熱退火處理； 其中 在進行快速熱退火處理之前，測量所述裸晶圓表面的所述自然氧化層的厚度，記為第一厚度；快速熱退火的氣氛為氮氣；在快速熱退火處理之后，測量所述裸晶圓表面具有的氧化層的厚度，記為第二厚度；根據(jù)第一厚度與第二厚度的差值，測出通過快速熱退火處理在所述裸晶圓表面所增加的氧化層厚度，進而監(jiān)測所述快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度。
2.如權(quán)利要求I所述的快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法，其特征在于，還提供氧氣傳感器，所述氧氣傳感器置于快速熱退火設(shè)備的氣流通道內(nèi)。
全文摘要
一種快速熱退火設(shè)備中氧氣濃度的監(jiān)測方法，通過引入裸晶圓來監(jiān)測快速熱退火設(shè)備中的氧氣濃度，在進行快速熱退火處理之前，測量裸晶圓表面的自然氧化層的厚度，在快速熱退火處理之后，再測量裸晶圓表面具有的氧化層的厚度，通過兩次厚度的差值來測出所增加的氧化層厚度，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測快速熱退火設(shè)備中真實的氧氣濃度，進而能根據(jù)測得的結(jié)果對快速熱退火設(shè)備進行隨時的調(diào)控，保證快速熱退火工藝的有效性和穩(wěn)定性。
文檔編號H01L21/66GK102751211SQ20111009705
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月17日
發(fā)明者李俊峰, 李春龍 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所