[发明专利]快速热退火方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造，特别是涉及一种对监控晶圆的快速热退火方法。

背景技术

在晶圆的生产过程中，一般都会涉及质量控制（quality control，QC），使晶圆产品的各项参数保持在正常状态。质量控制过程中会用到监控晶圆（monitor wafer），通过对监控晶圆进行半导体工艺操作后检测其参数发现半导体制程中的问题。

在对炉管机台的监控中，通过检测监控晶圆表面氧化层厚度是否达标可以发现问题。另外，对晶圆表面电阻的检测也能够作为日常监控的参考。晶圆表面电阻的检测通常在离子注入之后，并且要采用快速热退火方法对离子激活。

然而传统的能够使晶圆加热均匀的热退火机台通常都不能对太薄的监控晶圆进行快速热退火，主要是因为该种热退火机台会对薄片的监控晶圆报警，导致热退火失败。

如果不能对监控晶圆在快速热退火中进行均匀加热，则检测到的晶圆表面电阻不能正确反映离子注入的效果，其参考性较低。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够对监控晶圆均匀加热的快速热退火方法。

一种快速热退火方法，用于对晶圆进行快速热退火处理，包括如下步骤：采用晶圆静止型热退火机台对监控晶圆进行初步热退火处理；采用晶圆转动型热退火机台对进行所述初步热退火处理后的监控晶圆进行完全热退火处理。

在其中一个实施例中，所述初步热退火处理的步骤具体包括：将监控晶圆送入所述晶圆静止型热退火机台；设定第一退火温度并启动加热；通入气流调整加热均匀性；从到达所述第一退火温度时起维持所述第一退火温度第一退火时间。

在其中一个实施例中，所述完全热退火处理的步骤具体包括：在持续所述第一退火时间后，将所述第一退火温度的监控晶圆从所述晶圆静止型热退火机台中转移到所述晶圆转动型热退火机台中；设定第二退火温度并启动加热；转动所述监控晶圆并通入气流调整加热均匀性；从到达所述第二退火温度时起维持所述第二退火温度第二退火时间。

在其中一个实施例中，所述第一退火温度为450~550摄氏度，所述第一退火时间为5秒。

在其中一个实施例中，所述第一退火温度为500摄氏度，所述第一退火时间为5秒。

在其中一个实施例中，所述第二退火温度和第二退火时间分别为监控晶圆在快速热退火工艺中的主工艺温度和时间。

在其中一个实施例中，所述第二退火温度为1000摄氏度，所述第二退火时间为10秒。

在其中一个实施例中，所述通入的气流为氮气流。

在其中一个实施例中，所述晶圆静止型热退火机台为Mattson机台，所述晶圆转动型热退火机台为AMAT机台。

上述快速热退火方法，采用晶圆静止型热退火机台做初步热退火处理减少在晶圆转动型热退火机台中的时间，继而在具有更优的加热均匀性的晶圆转动型热退火机台中进行热退火处理的主工艺阶段，既保证了加热的均匀性，又避免了监控晶圆引起晶圆转动型热退火机台报警。

附图说明

图1为一实施例的快速热退火方法流程图。

具体实施方式

快速热退火方法在半导体制程中具有多种作用，其中一项就是离子注入后的晶圆进行处理以激活离子。

在半导体制程中，利用监控晶圆参与半导体工艺流程继而检测监控晶圆的各项参数以发现半导体工艺流程中的问题，然后对半导体工艺流程进行调整从而达到质量控制的目的。

本实施例即提供一种快速热退火方法，其对监控晶圆进行加热均匀的快速热退火处理，以更好地体现离子注入工艺的效果，使监控晶圆提供的参数更具价值。

如图1所述，一实施例的快速热退火方法，包括如下步骤。

步骤S101：采用晶圆静止型热退火机台对监控晶圆进行初步热退火处理。晶圆静止型热退火机台通常是型号较为老旧的机台，例如Mattson机台，其对晶圆进行热退火处理时，仅能采用通入气流的方式达到均匀加热的目的。可以理解，这种加热方式所达到的均匀加热的效果并非最好。

影响晶圆离子激活程度的工序主要取决于主工艺阶段的温度和时间。因此晶圆静止型热退火机台仍然可以对监控晶圆做初步热退火处理以更好地满足后期的主工艺处理。

本实施例中，初步热退火处理的步骤包括：

步骤A1：将监控晶圆送入所述晶圆静止型热退火机台。

步骤A2：设定第一退火温度并启动加热。第一热退火温度为450~550摄氏度，优选为500摄氏度。

步骤A3：通入气流调整加热均匀性。所述气流优选为氮气（N₂）流。