CN100530528C - 进行rta控温测量的方法及其所用的测控晶片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种进行RTA控温测量的方法，该方法包括步骤：制备两种测控晶片，一种为低辐射率测控晶片，另一种为高辐射率测控晶片；同时应用低辐射率测控晶片和高辐射率测控晶片对RTA设备进行测量。本发明还公开了一种上述方法中用的测控晶片，它通过改变晶片背面材质而形成。本发明的方法可兼顾辐射率低/高两端，更容易发现RTA设备辐射率测算出现的问题，能更好地维护设备的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及芯片制造技术领域，尤其涉及一种进行RTA(RapidThermal Annealing，快速热退火)控温测量的方法。本发明还涉及进行RTA控温测量专用的测控晶片。
背景技术
业界现行通用的监测RTA设备稳定性的方法是，用经过离子植入的晶片(简称“测控晶片”)，在RTA设备上作快速热处理，对掺杂的离子进行激活，然后测量快速热处理后晶片的薄层电阻值。通过测得电阻值来反映RTA控温的准确性和稳定性。测量阻值越高，则说明RTA温度越低，反之亦然。
这种监测方式存在严重不足。因为RTA设备的测温是通过测量晶片背面辐射率的方式来间接测量的，辐射率测量的准确性直接影响RTA系统测温的准确性。然而产品晶片和测控晶片背面的辐射率不同，产品晶片由于前层制成的不同，造成晶片背面覆盖的物质不同，所以晶片背面的辐射率也各异，通常在0.4到0.95的范围内，而测控晶片背面性质比较单一，辐射率比较恒定(通常在0.7到0.8的范围内)。所以现有方法只能监测某一辐射率下RTA系统的温度测算的准确性，不能反映晶背辐射率多变的产品晶片上温度测量的准确性。
现有RTA测控方法对应的辐射率与温度关系曲线如图1所示，在图中，正常的辐射率温度关系曲线由黑线表示，当辐射率温度关系曲线发生偏移时(图中灰线所示)，往往在辐射率的高端(辐射率为0.95附近时)和低端(辐射率为0.4附近时)温度偏移会最严重，此时如果应用现有方法，用辐射率为0.6到0.7范围内测控晶片进行测量，则不会发现该问题。当该RTA设备加工产品晶片(辐射率范围0.4到0.95)时，此问题才会显现出来，导致大量的产品因为温度测控不准确而报废。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种进行RTA控温测量的方法，该方法可兼顾辐射率低/高两端，并能更加容易地发现RTA设备辐射率测算出现的问题。为此，本发明还要提供一种进行RTA控温测量专用的测控晶片。
为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现：
一种进行RTA控温测量的方法，包括如下步骤：
(1)制备两种测控晶片，一种为低辐射率测控晶片，另一种为高辐射率测控晶片；
(2)同时应用步骤(1)的低辐射率测控晶片和高辐射率测控晶片对RTA设备进行测量。
一种上述方法中用的测控晶片，该测控晶片是通过改变晶片背面材质而形成。
本发明的进行RTA控温测量的方法，通过两种高/低不同辐射率的测控晶片，对RTA温度测控进行全面观测，能更好地维护设备的稳定。
附图说明
图1是现有RTA测控方法对应的辐射率与温度关系曲线图；
图2是本发明方法对应的辐射率与温度关系曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
本发明的进行RTA控温测量的方法，首先研制两种新的晶背辐射率不同的测控晶片，一种通过在晶片背面增加Si Nitride(氮化硅)层，使其辐射率可以降低到0.35，该种晶片为低辐射率测控晶片，其制备过程如下表1所示；另一种通过在晶片背面增加POLY层，使其辐射率可以升高到0.95，这种晶片为高辐射率测控晶片，其制备过程如下表2所示。
表1低辐射率测控晶片制备流程
| 制备步骤编号 | 步骤描述 |
| 10 | 应用N型掺杂的晶片，电阻率范围：0.1-10ohm-cm |
| 20 | 对该测控晶片进行刻字，刻好晶片编号 |
| 30 | 清洗测控晶片表面微粒沾污 |
| 40 | 在测控晶片上生长3000A的氧化硅层 |
| 50 | 在测控晶片上沉积1500A的氮化硅层 |
| 60 | 应用化学机械抛光清除掉晶片正面的1500A氮化硅层 |
| 70 | 应用HF清除掉晶片表面的3000A氧化硅层 |
| 80 | 对测控晶片进行B离子注入，注入能量30Kev，注入剂量1E15 |
| 90 | 清洗测控晶片表面微粒沾污 |
| 100 | 低辐射率测控晶片完成制备，可以应用 |
| 110 | 完成应用后将测控晶片报废掉 |
表2高辐射率测控晶片制备流程
| 制备步骤编号 | 步骤描述 |
| 10 | 应用N型掺杂的晶片，电阻率范围：0.1-10ohm-cm |
| 20 | 对该测控晶片进行刻字，刻好晶片编号 |
| 30 | 清洗测控晶片表面微粒沾污 |
| 40 | 在测控晶片上生长1000A的氧化硅层 |
| 50 | 在测控晶片上沉积2000A的多晶硅层 |
| 60 | 应用化学机械抛光清除掉晶片正面的2000A多晶硅层 |
| 70 | 应用HF清除掉晶片表面的1000A氧化硅层 |
| 80 | 对测控晶片进行B离子注入，注入能量30Kev，注入剂量1E15 |
| 90 | 清洗测控晶片表面微粒沾污 |
| 100 | 高辐射率测控晶片完成制备，可以应用 |
| 110 | 完成应用后将测控晶片报废掉 |
在对RTP设备进行日常监控测量时，同时应用一片低辐射率测控晶片和一片高辐射率测控晶片。因为这两种测控晶片的辐射率范围可以覆盖所有产品晶片的辐射率范围，且可兼顾辐射率低/高两端，所以当RTP设备辐射率测算出现问题时，本发明的方法可以很容易的发现问题。
用高/低辐射率测控晶片对RTA设备进行测量的具体步骤过程如表3所示。
表3用高/低辐射率测控晶片对RTA设备进行测量步骤表
| 步骤代码 | 步骤描述 |
| 1 | 分别应用高/低辐射率测控晶片在RTP设备上进行反应，反应条件：925度，20秒 |
| 2 | 对反应后的晶片测量其薄层电阻值 |
| 3 | 根据测得的薄层电阻值计算设备控温准确性(薄层电阻值每偏高2.3个单位，则RTP反应温度偏低1度，反之亦然。) |
图2所示为本发明方法对应的辐射率与温度关系曲线图，当辐射率温度关系曲线发生偏移时(图中灰线所示)，由于本发明方法在辐射率低端和高端分别做测控，所以很容易发现辐射率温度关系曲线的偏移，这样就可避免产品晶片因温度测控不准而报废。
Claims (2)
1.一种进行RTA控温测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备两种测控晶片，一种为通过在晶片背面增加氮化硅层，使其辐射率降低至0.35的低辐射率测控晶片，另一种为通过在晶片背面增加多晶硅层，使其辐射率升高至0.95的高辐射率测控晶片；
(2)同时应用步骤(1)的低辐射率测控晶片和高辐射率测控晶片对RTA设备进行测量。
2.一种权利要求1所述方法中用的测控晶片，其特征在于，所述测控晶片是通过改变晶片背面材质而形成；其中在晶片背面增加氮化硅层，形成辐射率降低至0.35的低辐射率测控晶片；而在晶片背面增加多晶硅层，形成辐射率升高至0.95的高辐射率测控晶片。
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