CN103887204B - 一种与激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法 - Google Patents

Abstract

一种激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法，其在完成对一批硅片激光退火工艺后，采用第一方阻监控程式监测所有硅片的方块电阻；根据所有硅片相应的第一方阻图，判断该批次被监测硅片边缘处是否重复出现某一相同位置放置方向区域的阻值较高现象；如果是将硅片第一缺口位置方向，沿逆时针旋转一个锐角到第二缺口位置方向，再次监测硅片的方块电阻，形成该批硅片中所有硅片的第二方阻图；比较该批硅片所有硅片相应的第一和第二方阻图，如果该批硅片的边缘处，原来阻值较高的位置方向区域，同样沿逆时针旋转一个锐角，则该批硅片具有质量问题或者是机台探针具有接触问题；否则，该批硅片放置在机台上的作业位置需要校准。

Description

一种与激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法。

背景技术

目前，半导体器件的设计向高密度、高集成度的方向迅速发展，对半导体设备处理设备提出了越来越高的要求。半导体处理设备由于结构复杂、系统庞大，且其产品（晶圆）价值高。因此，在半导体制造工艺中，精准排除硅片质量因素一直是本领域技术人员努力的方向。

激光退火（Laser Annealing）是一种微秒级退火工艺，其利用激光光束快速地在硅片表面进行扫描，从而达到硅片上某一微分区域的快速退火的作用。请传阅图1，图1为现有技术中激光退火机的激光光束扫描图，如图1所示，激光扫描的方式比较特别，一般都是弧形扫描，这种扫描方式被验证更利于硅片上某一微分区域的散热，从而降低硅片的翘曲率。

请参阅图2，图2所示为图1中激光光束每一次扫描的激光能量曲线示意图。如图所示，在激光束进入硅片前，现有程式将能量降低，等进入硅片边缘一定距离后，再升至正常作业能量；在激光束即将离开硅片前，预先降低能量，再保持至移出硅片。因此，硅片的作业位置对硅片边缘的方块电阻阻值有直接的影响。在硅片的边缘处，因为热量集中不容易散发，所以容易导致破片。

方块电阻又称膜电阻，是用于间接表征薄膜膜层、玻璃镀膜膜层等样品上的真空镀膜的热红外性能的测量值，方块电阻的大小与样品尺寸无关。通常，业界采用铜棒法和四探针法测试方阻。例如，四探针法的探头由四根探针阻成，要求四根探针头部的距离相等。四根探针由四根引联接到方阻测试仪上，当探头压在导电薄膜材料上面时，方阻仪就能立即显示出材料的方阻值，具体原理是外端的两根探针产生电流场，内端上两根探针测试电流场在这两个探点上形成的电势，即方阻越大，产生的电势也越大。

然而，在激光退火工艺中，上述测试方法虽然精度比较高，但在测量过程中，还是要受到一些其它因素的影响。能影响精准量测硅片质量的因素主要包括以下两点：

①、量测机台本身问题，如被监控硅片出现中心位置偏差现象；

②、量测机台的探针问题，如施加在被监控硅片探针的压力不均衡。

也就是说，如果一个原本合格的硅片，其测试结果显示该硅片质量也有可能不合格，反之，如果一个原本补合格的硅片，其测试结果显示该硅片质量也有可能是合格的，上述两种情况均对量测的精准性产生了干扰。因此，精准排除干扰被监控硅片质量因素时本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法，其利用同一批次的硅片，采用调整的监控程式作业（即通过利用旋转的验证程式），经过对比方块电阻检测结果达到排除硅片质量因素的方法，进而进行下一步作业位置检查的效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法，在完成对一批所述硅片激光光束扫描退火工艺后，所述方法具体包括：

步骤S1：采用第一方阻监控程式监测所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第一方块电阻图；

步骤S2：根据所有硅片相应的第一方块电阻图，判断该批次被监测硅片边缘处是否重复出现某一相同位置放置方向区域的阻值较高，造成阻值均匀性较差这种现象，如果是，执行步骤S3；

步骤S3：将第一方阻监控程式中设置的所述硅片第一缺口位置放置方向，沿逆时针旋转一个锐角到所述硅片第二缺口位置放置方向，采用第二方阻监控程式监测所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第二方块电阻图；

步骤S4：比较该批硅片所有硅片相应的第一方块电阻图和第二方块电阻图，如果该批硅片的边缘处，原来阻值较高的位置放置方向区域，同样沿逆时针旋转一个锐角，则认为该批硅片具有质量问题，或者是机台探针具有接触问题；否则，认为放置在机台上的该批硅片作业位置需要校准。

优选地，所述锐角的取值角度范围为30～60度。

优选地，所述锐角的取值角度为45度。

优选地，所述步骤S4中，区分该批硅片具有质量问题或者是机台探针具有接触问题的步骤包括：

步骤S41：更换机台探针，采用第三方阻监控程式监测该批硅片所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第三方块电阻图；

步骤S42：根据该批硅片所有硅片相应的第三方块电阻图，判断该批硅片的边缘处是否还是具有阻值较高的位置放置方向区域，如果是，则认为是认为该批硅片具有质量问题，否则，是机台探针具有接触问题。

从上述技术方案可以看出，本发明一种激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法，利用同一批次的硅片，调整使用检验硅片质量的验证程式，经过对比方块电阻检测结果达到排除硅片质量因素的方法，即能快速有效的排查激光退火工艺均匀性问题是否是硅片质量的因素。

附图说明

图1为现有技术中激光退火机的激光光束扫描图

图2为图1中激光光束每一次扫描的激光能量曲线示意图

图3为本发明激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法的流程示意图

图4为本发明实施例步骤S2中监控片的方块电阻图

图5为本发明实施例步骤S3中阻值高点同时旋转的方块电阻图

图6为本发明实施例步骤S3中阻值高点未同时旋转的方块电阻图

具体实施方式

下面结合附图3-6，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

请参阅图3，图3为本发明激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素方法的流程示意图。在对一批硅片进行激光光束扫描退火工艺时，会导致硅片边缘处某区域的阻值较高，造成阻值均匀性较差等问题。激光退火的日常工艺监控是排除该种问题的方法。

为满足工艺过程中对排除硅片质量因素的高要求，本发明旨在查看硅片位置是否正确之前，如果同一批次的监控硅片重复出现这种现象，需要首先排查硅片质量的因素，然后，再查看硅片的作业位置。即根据现有技术中的方阻监控程式，来设置另一个用来检验硅片质量的验证程式。该方法可以具体包括如下步骤：

步骤S1：采用第一方阻监控程式监测所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第一方块电阻图。具体地，该第一方阻监控程式可以采用现有技术中的四探针法测试方阻。

步骤S2：根据所有硅片相应的第一方块电阻图，判断该批次被监测硅片边缘处是否重复出现某一相同位置放置方向区域的阻值较高，造成阻值均匀性较差这种现象，如果是，执行下面的步骤S3。

请参阅图4，图4为本发明实施例步骤S2中监控片的方块电阻图。也就是说，如果该批硅片中大多数硅片的第一方块电阻图重复出现某一相同位置放置方向区域的阻值较高，那么有两种可能，一种可能是硅片有质量问题，另一种可能是硅片质量没有问题，该现象是由机台中心校准问题影响或机台探针由于压力不同而产生的接触干扰问题。如果不是，显然可以用现有技术中的判断方法进行硅片质量的判断，例如，如果所有硅片相应的第一方块电阻图显示该批次被监测硅片边缘处没有出现某一相同位置放置方向区域的阻值较高的现象，那么，在该批硅片的质量合格；反之，如图4所示，该批次不同的被监测硅片边缘处有出现阻值较高位置的方向区域不同，则很显然，该批次硅片中呈现具有阻值较高区域的硅片质量不合格。

步骤S3：将第一方阻监控程式中设置的所述硅片第一缺口位置放置方向，沿逆时针旋转一个锐角到所述硅片第二缺口位置放置方向，采用第二方阻监控程式监测所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第二方块电阻图。在本实施例中，该锐角的取值角度范围为30～60度。较佳地，该锐角的取值角度为45度。

步骤S4：比较该批硅片所有硅片相应的第一方块电阻图和第二方块电阻图，如果该批硅片的边缘处，原来阻值较高的位置放置方向区域，同样沿逆时针旋转一个锐角，则认为该批硅片具有质量问题，或者是机台探针具有接触问题；否则，认为放置在机台上的该批硅片作业位置需要校准。

请参阅图5，图5为本发明实施例步骤S3中该批次硅片边缘处高阻值点同时旋转的方块电阻图；则可以认为该批硅片具有质量问题，或者是机台探针具有接触问题。如图所示，在本实施例中，将第一方阻监控程式中设置的硅片缺口放置方向从6点钟位置逆时针旋转45度换到3点钟位置，然后，再进行激光退火工艺并采用第二方阻监控程式进行监控，如果阻值的高点同样出现在了旋转45度以后的地方，则说明是硅片质量的元素。

请参阅图6，图6为本发明实施例步骤S3中该批次硅片边缘处阻值高点未同时旋转的方块电阻图。在本实施例中，将第一方阻监控程式中设置的硅片缺口放置方向从6点钟位置逆时针旋转45度换到3点钟位置，然后，再进行激光退火工艺并采用第二方阻监控程式进行监控，如果阻值的高点仍然出现在10点钟位置，则说明不是硅片质量的原因，则可以认为放置在机台上的该批硅片作业位置需要校准，下一步需要进行硅片作业位置的检查。

在本发明一些较佳的实施例中，为进一步区分上述步骤S4中，该批硅片是具有质量问题或者是机台探针具有接触问题的步骤可以包括：

步骤S41：更换机台探针，采用第三方阻监控程式监测该批硅片所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第三方块电阻图；

步骤S42：根据该批硅片所有硅片相应的第三方块电阻图，判断该批硅片的边缘处是否还是具有阻值较高的位置放置方向区域，如果是，则认为是认为该批硅片具有质量问题，否则，是机台探针具有接触问题。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种激光退火工艺问题相关的排除硅片质量因素的方法，其特征在于，在完成对一批所述硅片激光光束扫描退火工艺后，所述方法具体包括：

步骤S1：采用第一方阻监控程式监测所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第一方块电阻图；

步骤S2：根据所有硅片相应的第一方块电阻图，判断该批次被监测硅片边缘处是否重复出现某一相同位置放置方向区域的阻值较高，造成阻值均匀性较差这种现象，如果是，执行步骤S3；

步骤S3：将第一方阻监控程式中设置的所述硅片第一缺口位置放置方向，沿逆时针旋转一个锐角到所述硅片第二缺口位置放置方向，采用第二方阻监控程式监测所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第二方块电阻图；

步骤S4：比较该批硅片所有硅片相应的第一方块电阻图和第二方块电阻图，如果该批硅片的边缘处，原来阻值较高的位置放置方向区域，同样沿逆时针旋转一个锐角，则认为该批硅片具有质量问题，或者是机台探针具有接触问题；否则，认为放置在机台上的该批硅片作业位置需要校准。

2.如权利要求1所述的排除硅片质量因素的方法，其特征在于，所述锐角的取值角度范围为30～60度。

3.如权利要求1所述的排除硅片质量因素的方法，其特征在于，所述锐角的取值角度为45度。

4.如权利要求1所述的排除硅片质量因素的方法，其特征在于，所述步骤S4中，区分该批硅片具有质量问题，或者是机台探针具有接触问题的步骤包括：

步骤S41：更换机台探针，采用第三方阻监控程式监测该批硅片所述硅片的方块电阻，以分别形成该批硅片中所有硅片的第三方块电阻图；

步骤S42：根据该批硅片所有硅片相应的第三方块电阻图，判断该批硅片的边缘处是否还是具有阻值较高的位置放置方向区域，如果是，则认为是认为该批硅片具有质量问题，否则，是机台探针具有接触问题。