CN106856181A - 监测基座温度均匀性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种监测基座温度均匀性的方法，在晶圆表面形成二氧化硅，将晶圆放置在基座上进行升温，同时通入氢气，借助于氢气的还原作用与二氧化硅进行反应，改变二氧化硅薄膜的光学特性，温度越高的区域还原反应速率越快，二氧化硅薄膜的光学特性改变的越多，由此推算出温度均匀性，此外，晶圆表面形成的二氧化硅可以通过湿法刻蚀去除，解决晶圆回收问题，并且不会对反应腔室造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及了一种监测基座温度均匀性的方法。
背景技术
在半导体制造过程中，晶圆通常需要放置在反应腔室中的基座上进行相应的薄膜沉积、刻蚀等工艺，由于反应需要在一定温度下进行，通常情况下温度由基座提供，通过基座对晶圆进行加热。随着晶圆的尺寸越来越大，基座也随着变大，但是由基座提供的温度均匀性会存在一定的偏差。温度的不同，导致反应结果的不同，直接影响晶圆的良率。因此，基座在高温下(大于1000摄氏度)时，通常需要对其进行温度均匀性进行监测。
请参考图1，图1为现有技术中对反应腔室内温度进行监测的系统结构示意图，其中，晶圆20放置在基座10上，两者均位于反应腔室30内，在反应腔室30外设有多个红外灯管40，所述反应腔室30上设有一石英窗口31，在所述石英窗口31处设有一高温计32，用于监测反应腔室30内的温度，在所述反应腔室30的一侧还设有一温差热电偶33。然而，高温计32通过石英窗口31的读值很容易受到镀膜层的影响导致读值不准确；不同的位置也会导致温差热电偶33的读值不同，并且，上述方案中只能够进行单点的温度监测。
此外，在现有技术中，通常会采用4点探针测试法对温度均匀性进行测试。4点探针测试法首先是对晶圆的表面植入施体或者受体；接着，将晶片传送到反应腔室，放置在基座上；接着，升温至制程所需的温度，植入的施体或者受体在高温下会被激活然后扩散，从而影响晶圆表面的电阻率；卸载晶圆，采用4点探针测试晶圆表面的电阻率，推算出温度的均匀性。
然而，首先，4点探针测试法是一种破坏性的方法，其会对晶圆造成破坏性的伤害，导致晶圆回收困难，其次，额外植入的施体或者受体会影响反应腔室的清洁，对反应腔室造成污染。因此，需要提出一种可以监测基座温度均匀性的方法，以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种监测基座温度均匀性的方法，能够全面的对温度均匀性进行监测，并且晶圆易回收，不会对反应腔室造成污染。
为了实现上述目的，本发明提出了一种监测基座温度均匀性的方法，包括步骤：
提供晶圆，在所述晶圆上形成至少一层二氧化硅；
将所述晶圆放置在基座上；
升至制程所需的温度，并向反应腔室通入氢气；
卸载晶圆，测试晶圆表面二氧化硅光学特性的变化，获得温度的均匀性。
进一步的，在所述的监测基座温度均匀性的方法中，测试晶圆表面的二氧化硅光学特性的变化包括步骤：
在晶圆表面形成至少一层二氧化硅之后，对所述二氧化硅的光学特性进行第一次测量；
在晶圆经过升温和通入氢气反应后，对所述二氧化硅的光学特性进行第二次测量，由第一次测量和第二次测量的差值获得光学特性的变化。
进一步的，在所述的监测基座温度均匀性的方法中，所述二氧化硅为2层。
进一步的，在所述的监测基座温度均匀性的方法中，所述二氧化硅采用化学气相沉积形成。
进一步的，在所述的监测基座温度均匀性的方法中，所述二氧化硅的厚度范围是50埃～500埃。
进一步的，在所述的监测基座温度均匀性的方法中，所述制程所需的温度大于等于1000摄氏度。
进一步的，在所述的监测基座温度均匀性的方法中，测试晶圆表面若干点处的二氧化硅光学特性的变化，获得晶圆表面二氧化硅光学特性变化的均匀性。
进一步的，在所述的监测基座温度均匀性的方法中，所述光学特性包括折射率及消光系数。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：在晶圆表面形成二氧化硅，将晶圆放置在基座上进行升温，同时通入氢气，借助于氢气的还原作用与二氧化硅进行反应，改变二氧化硅薄膜的光学特性，温度越高的区域还原反应速率越快，二氧化硅薄膜的光学特性改变的越多，由此推算出温度均匀性，此外，晶圆表面形成的二氧化硅可以通过湿法刻蚀去除，解决晶圆回收问题，并且不会对反应腔室造成污染。
附图说明
图1为现有技术中监测反应腔室内温度的系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例中监测基座温度均匀性的方法的流程图；
图3为本发明一实施例中用于测试温度均匀性的晶圆的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的监测基座温度均匀性的方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图2，在本实施例中，提出了一种监测基座温度均匀性的方法，包括步骤：
S100：提供晶圆，在所述晶圆上形成至少一层二氧化硅；
S200：将所述晶圆放置在基座上；
S300：升至制程所需的温度，并向反应腔室通入氢气；
S400：卸载晶圆，测试晶圆表面二氧化硅光学特性的变化，获得温度的均匀性。
具体的，请参考图3，在晶圆20的表面形成至少一层二氧化硅60，在本实施例中，形成了2层二氧化硅60，所述二氧化硅60采用化学气相沉积(CVD)形成，所述二氧化硅的厚度范围是50埃～500埃，例如是300埃。
升至制程所需的温度，并向反应腔室通入氢气；通常情况下，所述制程所需的温度大于等于1000摄氏度，在温度小于1000摄氏度时，温度的均匀性对反应不会造成较大的差异，因此，优选在温度大于等于1000摄氏度时对温度均匀性进行测试。通入的氢气会在高温下与晶圆表面的二氧化硅进行还原反应，会改变二氧化硅的光学特性，并且温度越高的区域还原反应速率越快，二氧化硅薄膜光学特性改变的越多，可以由此推算出温度均匀性。
其中，测试晶圆表面的二氧化硅厚度的变化包括步骤：
在晶圆20表面形成至少一层二氧化硅60之后，对所述二氧化硅60的光学特性进行第一次测量；
在晶圆20经过升温和通入氢气反应后，对所述二氧化硅60的光学特性进行第二次测量，由第一次测量和第二次测量的差值获得光学特性的变化，进而推算出温度的均匀性。具体的，还可以是测试晶圆表面若干点处的二氧化硅光学特性的变化，从而获得晶圆表面二氧化硅光学特性变化的均匀性，进而获得温度的均匀性。
在本实施例中，所述二氧化硅的光学特性可以为消光系数或者是折射率，该光线特性均会随着二氧化硅与氢气的改变而改变。
综上，在本发明实施例提供的监测基座温度均匀性的方法中，在晶圆表面形成二氧化硅，将晶圆放置在基座上进行升温，同时通入氢气，借助于氢气的还原作用与二氧化硅进行反应，改变二氧化硅薄膜的光学特性，温度越高的区域还原反应速率越快，二氧化硅薄膜的光学特性改变的越多，由此推算出温度均匀性，此外，晶圆表面形成的二氧化硅可以通过湿法刻蚀去除，解决晶圆回收问题，并且不会对反应腔室造成污染。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种监测基座温度均匀性的方法，其特征在于，包括步骤：
提供晶圆，在所述晶圆上形成至少一层二氧化硅；
将所述晶圆放置在基座上；
升至制程所需的温度，并向反应腔室通入氢气；
卸载晶圆，测试晶圆表面二氧化硅光学特性的变化，获得温度的均匀性。
2.如权利要求1所述的监测基座温度均匀性的方法，其特征在于，测试晶圆表面的二氧化硅光学特性的变化包括步骤：
在晶圆表面形成至少一层二氧化硅之后，对所述二氧化硅的光学特性进行第一次测量；
在晶圆经过升温和通入氢气反应后，对所述二氧化硅的光学特性进行第二次测量，由第一次测量和第二次测量的差值获得光学特性的变化。
3.如权利要求1所述的监测基座温度均匀性的方法，其特征在于，所述二氧化硅为2层。
4.如权利要求1所述的监测基座温度均匀性的方法，其特征在于，所述二氧化硅采用化学气相沉积形成。
5.如权利要求1所述的监测基座温度均匀性的方法，其特征在于，所述二氧化硅的厚度范围是50埃～500埃。
6.如权利要求1所述的监测基座温度均匀性的方法，其特征在于，所述制程所需的温度大于等于1000摄氏度。
7.如权利要求1所述的监测基座温度均匀性的方法，其特征在于，测试晶圆表面若干点处的二氧化硅光学特性的变化，获得晶圆表面二氧化硅光学特性变化的均匀性。
8.如权利要求1所述的监测基座温度均匀性的方法，其特征在于，所述光学特性包括折射率及消光系数。
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