进程监视器及进程监视方法技术

光检测仪分别检测来自退火中的半导体部件的辐射光的、彼此不同的多个波长区域的强度。处理装置根据由光检测仪检测到的多个波长区域的强度来求出因退火而改变的有关半导体部件的物理量。由此，能够在不损伤半导体部件的情况下测量因退火而改变的有关半导体部件的物理量。的物理量。的物理量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】进程监视器及进程监视方法


[0001]本专利技术涉及一种求出半导体部件的因退火而改变的物理量的进程监视器及进程监视方法。

技术介绍

[0002]以往，作为掌握注入有掺杂剂并进行了活化退火的半导体晶片的活化状态的面内分布的方法的一例，进行了表面电阻的测定。根据表面电阻的面内分布可以评价掺杂剂的活化状态。
[0003]以往技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2007
‑
81348号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术课题
[0007]表面电阻的测定中通常使用四探针法。利用四探针法进行的表面电阻的测定在退火后利用与活化退火装置不同的装置进行。因此，表面电阻的测定成为脱机作业，因而费时费力。并且，必须使探针接触半导体晶片，因此半导体晶片会受到损伤。并且，为了判定退火结果的好坏，要求测定退火中的半导体晶片的温度。
[0008]本专利技术的目的在于提供一种能够在不损伤半导体部件的情况下测量因退火而改变的有关半导体部件的物理量的进程监视器及进程监视方法。
[0009]用于解决技术课题的手段
[0010]根据本专利技术的一观点，提供一种进程监视器，其具有：
[0011]光检测仪，分别检测出来自退火中的半导体部件的辐射光的、彼此不同的多个波长区域的强度；及
[0012]处理装置，根据由所述光检测仪检测到的多个波长区域的强度来求出因退火而改变的有关所述半导体部件的物理量。
[0013]根据本专利技术的另一观点，提供一种进程监视方法，其中，
[0014]对半导体部件进行退火，
[0015]分别测定来自退火中的所述半导体部件的辐射光的、彼此不同的多个波长区域的强度，
[0016]根据测定结果来求出因退火而改变的有关所述半导体部件的物理量。
[0017]专利技术效果
[0018]通过检测来自半导体部件的辐射光来求出因退火而改变的半导体部件的物理量，因此不会损伤半导体部件。而且，通过分别测定多个波长区域的辐射光的强度，能够提高物理量的测量精确度。
附图说明
[0019]图1是搭载有基于实施例的进程监视器的激光退火装置的概略图。
[0020]图2中(A)是表示光检测仪及配置于辐射光的路径上的光学零件的一结构例的概略图，图2中(B)是表示光检测仪及配置于辐射光的路径上的光学零件的另一结构例的概略图。
[0021]图3是表示从激光光源输出的脉冲激光束的脉冲及光检测仪的两个受光部的输出信号波形的一例的图表。
[0022]图4中(A)及(B)是表示使激光束入射于半导体晶片的情况下的深度方向上的温度分布的一例的图表。
[0023]图5中(A)～(D)是表示将脉冲激光束的脉冲宽度设为恒定并改变脉冲能量的情况下的深度方向上的温度分布的图表。
[0024]图6是将描绘了两个受光部的输出值的一例的分布图相对于脉冲能量进行了曲线拟合的图表。
[0025]图7是表示使用搭载有基于实施例的进程监视器的激光退火装置来对半导体晶片进行激光退火的步骤的流程图。
具体实施方式
[0026]参考图1～图7，对基于实施例的进程监视器及进程监视方法进行说明。
[0027]图1是搭载有基于实施例的进程监视器的激光退火装置的概略图。该激光退火装置包括激光光学系统10、腔室30、光检测仪20、处理装置40、存储装置41、输出装置42及输入装置43。进程监视器的功能通过光检测仪20及处理装置40等来实现。
[0028]激光光学系统10包括激光光源11、均匀化光学系统12及折返镜13。激光光源11输出红外区域的激光束。作为激光光源11，例如可以使用激发波长为808nm的激光二极管。均匀化光学系统12将从激光光源11输出过来的激光束的光束分布均匀化。折返镜13将通过了均匀化光学系统12的激光束朝向下方反射。
[0029]在腔室30的顶板上设置有使激光束透过的窗32，在腔室30内配置有工作台31。在工作台31上保持有退火对象物(即，半导体晶片35)。在半导体晶片35的表层部注入有掺杂剂。关于掺杂剂的注入，例如利用离子注入法来进行。在进行退火之前，该掺杂剂不会被活化。作为半导体晶片35，例如可以使用硅晶片。作为掺杂剂，例如可以使用磷(P)、砷(As)及硼(B)等。
[0030]从激光光学系统10输出的激光束透过分光镜25及窗32而入射于保持在工作台31上的半导体晶片35。根据需要，在激光束的路径上还可以配置反射镜、透镜等。半导体晶片35的表面上的激光束的光束点具有沿一个方向长的长条形状，例如，长度为约3mm～5mm、宽度为约0.1mm～0.3mm。通过使激光束入射于半导体晶片35，在光束点的位置，半导体晶片35的表层部被加热。处理装置40控制工作台31以使半导体晶片35沿平行于其表面的两个方向移动。通过使光束点在半导体晶片35的表面上沿其宽度方向进行扫描且沿长度方向进行副扫描，能够对半导体晶片35上表面的几乎整个区域进行激光退火。
[0031]若激光束入射于半导体晶片35，则入射位置的表层部被加热，掺杂剂被活化。从被加热的部分放射出辐射光。从半导体晶片35放射出的辐射光的一部分被分光镜25反射而入
射于光检测仪20。分光镜25例如使比1μm短的波长区域的光透过，使比1μm长的波长区域的光反射。根据需要，在从半导体晶片35至光检测仪20为止的辐射光的路径上还可以配置透镜、光学滤波器等。关于光检测仪20及辐射光的路径上的光学零件，将在后面参考图2中(A)及(B)进行说明。
[0032]处理装置40与脉冲激光束的每次照射同步地获取从光检测仪20输出的检测信号。而且，将所获取的检测信号的大小(输出值)与半导体晶片35的面内位置建立对应关联后存储于存储装置41。作为一例，可以对应于脉冲激光束的每次照射而获得与辐射光的强度的经时变化相对应的输出值的时间波形。存储于存储装置41中的输出值例如是脉冲激光束的每次照射的时间波形的峰值。
[0033]用于指示进程监视器及激光退火装置的动作的各种命令或数据通过输入装置43输入于处理装置40。处理装置40将基于进程监视器的监视结果输出至输出装置42。
[0034]图2中(A)是表示光检测仪20及配置于辐射光的路径上的光学零件的一结构例的概略图。从与入射于半导体晶片35的表面的脉冲激光束的光束点37相对应的区域放射出辐射光。放射出的辐射光通过两片透镜26后入射于光检测仪20。例如，两片透镜26中的一个配置于分光镜25(图1)与半导体晶片35之间，另一个则配置于分光镜25与光检测仪20之间。两片透镜26构成成像光学系统，该成像光学系统使半导体晶片35的表面上的光束点37在配置有光检测仪20的位置成像。即，半导体晶片35的表面与光检测仪20的受光面具有物面与像面的关系。
[0035]光检测仪20包括分别检测辐射光的强度的两个受光部21。两个受光部21在光束点37的像38的长度方向上位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种进程监视器，其特征在于，具有：光检测仪，分别检测出来自退火中的半导体部件的辐射光的、彼此不同的多个波长区域的强度；及处理装置，根据由所述光检测仪检测到的多个波长区域的强度来求出因退火而改变的有关所述半导体部件的物理量。2.根据权利要求1所述的进程监视器，其特征在于，所述光检测仪检测来自因激光束的入射而表层部被加热的所述半导体部件的辐射光，所述处理装置求出所述半导体部件的最表面的到达温度作为因退火而改变的有关所述半导体部件的物理量。3.根据权利要求2所述的进程监视器，其特征在于，所述半导体部件的表面上的激光束的光束点具有沿一个方向长的长条形状，所述光检测仪包括分别检测多个波长区域的辐射光的强度的多个受光部，所述进程监视器还具有使所述半导体部件的表面成像的成像光学系统，所述多个受光部在所述半导体部件的表面上的光束点的被所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中哲平，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：