炉管温度校准方法技术

本发明专利技术提供一种炉管温度校准方法，包括：提供待校准的炉管，所述炉管内放置有若干个温度测量仪，温度测量仪用于测量炉管的温度；于炉管内放置若干个已完成离子注入的衬底，若干个衬底与若干个温度测量仪对应设置；开启炉管以对衬底进行热退火处理；测量衬底的离子注入层电阻，通过测量得到的离子注入层电阻得到炉管内对应衬底所在位置的温度，依得到的温度与温度测量仪测得的温度对炉管进行温度校准。本发明专利技术可以最大程度减少人为干扰，降低人力成本，且可准确反映实际的工艺温度，提高校准的准确性；同时因无需使用贵金属材质的标准热电偶进行校准，可极大降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
炉管温度校准方法
本专利技术涉及半导体制造技术，特别是涉及一种炉管温度校准方法。
技术介绍
炉管设备(furnace)是半导体芯片制造过程中广泛使用的设备，主要用于薄膜沉积和退火等工艺。现在的炉管大多可以同时进行多片晶圆的工艺处理，即多片(通常以批次为单位，一个批次为25片)晶圆被放入炉管内以同时进行薄膜沉积和/或热处理。由于其极高的处理效率，使得炉管设备的应用越来越广泛。但其极高的处理效率下也隐藏着巨大的风险，一旦设备本身出现故障，则整个批次的晶圆都可能报废，造成极大的经济损失，因而对炉管设备的定期保养非常重要，需定期对炉管设备的各项参数进行检测和校准以确保设备始终保持在良好的工作状态。这其中，炉管设备的温度参数是非常重要的管控对象。温度直接影响薄膜沉积厚度，而薄膜厚度的片间均匀性和片内均匀性对半导体器件性能的影响非常大，且随着半导体器件尺寸的日益缩小，这种影响与日俱增，因而在薄膜沉积或退火工艺前对炉管温度进行校准是设备管理人员的重要工作。现有的炉管温度校准工作通常是由工作人员手动进行。在炉管空载状态下，工作人员将铂金或铂铑等贵金属材质的标准热电偶升入炉管的炉膛内检测炉管内的实际温度，根据测量的实际温度对炉管进行温度校准。这种完全由人工操作的校准方法存在不少问题。比如，由于完全依赖工作人员的手动操作，而工作人员的水平不一，难以确保校准工作的稳定性和均一性；不同的炉管设备通常需要使用不同型号的标准热电偶进行校准，对备件管理提出了很高的要求；此外，高温校准过程中标准热电偶表面的贵金属有可能被融化而导致标准热电偶的失效，故标准热电偶的使用通常是一次性的，导致成本的攀升；另外，由于校准在完全空载的状态下进行，因而校准时测量的温度并不能如实反映工艺温度，使得校准后的结果仍无法完全满足工艺要求。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种炉管温度校准方法，用于解决现有的炉管温度校准方法中存在的校准偏差大、对校准热电偶的要求高、校准成本高以及校准结果不能完全满足工艺要求等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种炉管温度校准方法，所述炉管温度校准方法包括步骤：提供待校准的炉管，所述炉管内放置有若干个温度测量仪，所述温度测量仪用于测量所述炉管的温度；于所述炉管内放置若干个已完成离子注入的衬底，若干个所述衬底与若干个所述温度测量仪对应设置；开启所述炉管以对若干个所述衬底进行热退火处理；测量所述衬底的离子注入层电阻，通过测量得到的所述离子注入层电阻得到所述炉管内对应所述衬底所在位置的温度，依得到的温度与所述温度测量仪测得的温度对所述炉管进行温度校准。可选地，所述温度测量仪包括热电偶。可选地，所述温度测量仪与所述衬底的数量均包括5个，所述衬底与所述温度测量仪一一对应设置。可选地，所述炉管包括立式炉管，所述温度测量仪沿所述炉管的高度方向自上而下均匀间隔放置。可选地，所述衬底的离子注入剂量大于等于2×1015/cm3。可选地，所述衬底的注入离子包括硼、磷和砷中的一种或多种。可选地，测量所述衬底的离子注入层电阻的方法包括四点探针测试法。可选地，所述热退火的时间介于10min～200min之间。可选地，对所述衬底进行离子注入之前还包括于所述衬底表面形成氧化膜的步骤，离子注入所述氧化膜所在的表面。更可选地，所述氧化膜的厚度介于50～200A之间，形成所述氧化膜的方法包括热氧化法和气相沉积方法中的一种或多种。可选地，依据公式T＝Rs/k得到所述炉管内对应所述衬底所在位置的温度T，其中，Rs为所述衬底经热退火后的离子注入层电阻，k为所述衬底的离子注入层电阻与热退火温度的比例系数。更可选地，对所述若干个衬底进行热退火处理的温度介于600℃～1100℃之间。如上所述，本专利技术的炉管温度校准方法，具有以下有益效果：本专利技术将进行离子注入后的衬底放入待校准的炉管内进行退火，通过测量退火后的衬底的离子注入层电阻以得到炉管内的实际温度并依该温度对炉管进行温度校准，可以最大程度减少人为干扰，降低人力成本，且可准确反映实际的工艺温度，提高校准的准确性；同时因无需使用贵金属材质的标准热电偶进行校准，可极大降低生产成本。附图说明图1显示为本专利技术的炉管温度校准方法的流程图。图2显示为本专利技术的炉管校准方法中衬底放入待校准炉管内的示意图。图3显示为不同剂量的硼掺杂离子电激活比例与退火温度的关系示意图。图4显示为硼离子注入层与硼硅离子注入层经相同条件的退火后的方块电阻随退火温度的变化曲线；其中，曲线①为硼离子注入层退火后的方块电阻随退火温度的变化曲线，曲线②为硼硅离子注入层退火后的方块电阻随退火温度的变化曲线。元件标号说明炉管1温度测量仪21衬底22步骤S01～S04具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。且需要特别说明的是，本说明书中在采用“介于……之间”的方式描述数值时均包括端点值。请参考图1，本专利技术的目的在于提供一种炉管温度校准方法，用于解决现有的炉管温度校准方法中存在的校准偏差大、对校准热电偶的要求高、校准成本高以及校准结果不能完全满足工艺要求等问题。本专利技术的炉管温度校准方法包括：步骤S01：提供待校准的炉管1，所述炉管1内放置有若干个温度测量仪21，所述温度测量仪21用于测量所述炉管1的温度；步骤S02：于所述炉管1内放置若干个已完成离子注入的衬底22，若干个所述衬底22与若干个所述温度测量仪21对应设置；步骤S03：开启所述炉管1以对若干个所述衬底22进行热退火处理；步骤S04：测量所述衬底22的离子注入层电阻，通过测量得到的所述离子注入层电阻得到所述炉管1内对应所述衬底22所在位置的温度，依得到的温度与所述温度测量仪21测得的温度对所述炉管1进行温度校准。本专利技术的炉管温度校准方法，将进行离子注入后的衬底22放入待校准的炉管1内进行退火，通过测量退火后的衬底22的离子注入层电阻以得到炉管1内的实际温度并依该温度对炉管1进行温度校准，可以最大程度减少人为干扰，降低人力成本，且可准确反映实际的工艺温度，提高校准的准确性；同时因无需使用贵金属材质的标准热电偶进行校准，可极大降低生产成本。接下来将结合附图对本专利技术的炉管温度校准方法做更详细的说明。首先请参考图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炉管温度校准方法，其特征在于，至少包括步骤：/n提供待校准的炉管，所述炉管内放置有若干个温度测量仪，所述温度测量仪用于测量所述炉管的温度；/n于所述炉管内放置若干个已完成离子注入的衬底，若干个所述衬底与若干个所述温度测量仪对应设置；/n开启所述炉管以对若干个所述衬底进行热退火处理；/n测量所述衬底的离子注入层电阻，通过测量得到的所述离子注入层电阻得到所述炉管内对应所述衬底所在位置的温度，依得到的温度与所述温度测量仪测得的温度对所述炉管进行温度校准。/n

【技术特征摘要】
1.一种炉管温度校准方法，其特征在于，至少包括步骤：
提供待校准的炉管，所述炉管内放置有若干个温度测量仪，所述温度测量仪用于测量所述炉管的温度；
于所述炉管内放置若干个已完成离子注入的衬底，若干个所述衬底与若干个所述温度测量仪对应设置；
开启所述炉管以对若干个所述衬底进行热退火处理；
测量所述衬底的离子注入层电阻，通过测量得到的所述离子注入层电阻得到所述炉管内对应所述衬底所在位置的温度，依得到的温度与所述温度测量仪测得的温度对所述炉管进行温度校准。


2.根据权利要求1所述的炉管温度校准方法，其特征在于：所述温度测量仪包括热电偶。


3.根据权利要求1所述的炉管温度校准方法，其特征在于：所述温度测量仪与所述衬底的数量均包括5个，所述衬底与所述温度测量仪一一对应设置。


4.根据权利要求1所述的炉管温度校准方法，其特征在于：所述炉管包括立式炉管，所述温度测量仪沿所述炉管的高度方向自上而下均匀间隔放置。


5.根据权利要求1所述的炉管温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾超超，刘佑铭，
申请(专利权)人：芯恩青岛集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37