CN107275208B - 晶圆退火的热量补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶圆退火的热量补偿方法，在晶圆的栅极上形成侧墙，对于每个晶圆，测量所述侧墙的厚度，并根据所述侧墙厚度的变化ΔD时，在晶圆尖峰退火时，对晶圆进行温度补偿，补偿温度ΔT＝a×ΔD+b，其中a、b为侧墙厚度变化ΔD以及尖峰退火温度变化Δt对电性参数的影响系数。由于每个晶圆在制作时，其侧墙厚度并不一致，因此本发明针对每个晶圆侧墙厚度的变化，制定了温度补偿公式ΔT＝a×ΔD+b，从而针对不同的晶圆、不同的侧墙厚度，补偿不同的温度，从而保证不同的晶圆受热一致，使得该种工艺制作下来的半导体器件的电性参数稳定在一定范围内，方便后续的测试和应用。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种晶圆退火的热量补偿方法。
背景技术
随着半导体工业的发展，集成电路向体积小、速度快、低功耗方向发展。半导体器件的特征尺寸不断按比例缩小，掺杂元素在退火后的横向和纵向扩散程度也相应减小，结深需要变浅。为了控制掺杂元素的扩散，业界普遍采用尖峰退火。尖峰退火是将晶圆快速升到900℃到1200℃的温度，然后快速降温，其主要作用在于激活掺杂元素，尖峰退火在高温滞留时间很短，整个过程约1.5秒，所以使用尖峰退火工艺可以得到较浅的结深。但是，正因为尖峰退火时间短，退火过程受到一些干扰，就会造成晶圆中掺杂元素的结深分布不均匀。
在集成电路制造过程中，时常出现：由于前程制造工艺影响，造成后续晶圆制造工艺出现波动的情况。例如：隔离侧墙氮化硅厚度的变化会改变晶圆的热辐射大小；在一定条件下，氮化硅越厚，晶圆的热辐射能力越大，后续尖峰退火时，晶圆热量流失大，实际吸收的热量会减小，造成半导体器件的电性参数变化。
发明内容
本发明提供一种晶圆退火的热量补偿方法，在尖峰退火时，根据隔离侧墙氮化硅的厚度对晶圆进行热量补偿，保证不同晶圆受热一致，半导体器件的电性参数稳定。
为达到上述目的，本发明提供一种晶圆退火的热量补偿方法，在晶圆的栅极上形成侧墙，对于每个晶圆，测量所述侧墙的厚度，并根据所述侧墙厚度的变化ΔD时，在晶圆尖峰退火时，对晶圆进行温度补偿，补偿温度ΔT＝a×ΔD+b，其中a、b为侧墙厚度变化ΔD以及尖峰退火温度变化Δt对电性参数的影响系数。
作为优选，所述a、b通过一下步骤得到：
步骤一：收集电性参数R随侧墙厚度变化ΔD时的变化值ΔR，收集n组数据分别为(ΔR1,ΔD1)、(ΔR2,ΔD2)、(ΔR3,ΔD3)…(ΔRn,ΔDn)，通过对n组数据线性回归计算，可以得到电性参数ΔR＝c×ΔD+d，其中c和d由线性回归计算得到；
步骤二：收集电性参数R随尖峰退火温度变化Δt时的变化值ΔR，收集m组数据分别为(ΔR1,Δt1)、(ΔR2,Δt2)、(ΔR3,Δt3)…(ΔRm,Δtm)，通过对m组数据线性回归计算，可以得到电性参数ΔR＝e×Δt+f，其中e和f由线性回归计算得到；
步骤三：结合步骤一和步骤二：当侧墙厚度变化ΔD时，对电性参数的影响，等效于尖峰退火温度变化时，对电性参数的影响，那么当侧墙厚度变化值ΔD，需要对晶圆进行温度补偿ΔT＝-Δt，所以
作为优选，n＝>3，且m＝>3。
作为优选，所述尖峰退火温度变化Δt范围为-100℃≤Δt≤100℃。
作为优选，所述侧墙厚度变化ΔD范围为
作为优选，所述侧墙材料为氮化硅。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种晶圆退火的热量补偿方法，在晶圆的栅极上形成侧墙，对于每个晶圆，测量所述侧墙的厚度，并根据所述侧墙厚度的变化ΔD时，在晶圆尖峰退火时，对晶圆进行温度补偿，补偿温度ΔT＝a×ΔD+b，其中a、b为侧墙厚度变化ΔD以及尖峰退火温度变化Δt对电性参数的影响系数。由于每个晶圆在制作时，其侧墙厚度并不一致，因此本发明针对每个晶圆侧墙厚度的变化，制定了温度补偿公式ΔT＝a×ΔD+b，从而针对不同的晶圆、不同的侧墙厚度，补偿不同的温度，从而保证不同的晶圆受热一致，使得该种工艺制作下来的半导体器件的电性参数稳定在一定范围内，方便后续的测试和应用。
附图说明
图1为本发明提供的晶圆结构示意图；
图2为本发明提供的晶圆退火的热量补偿方法流程图。
图中：100-栅极、200-氮化硅侧墙、300-衬底。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
请参照图1和图2，本发明提供本发明提供一种晶圆退火的热量补偿方法，在晶圆衬底300上形成有栅极100，在栅极100上形成氮化硅侧墙200，对于每个晶圆，测量氮化硅侧墙200的厚度，并根据氮化硅侧墙200厚度的变化ΔD时，在晶圆尖峰退火时，对晶圆进行温度补偿，补偿温度ΔT＝a×ΔD+b，其中尖峰退火温度变化Δt范围为-100℃≤Δt≤100℃，氮化硅侧墙200厚度变化ΔD范围为此外a、b通过一下步骤得到：
步骤一：收集电性参数R随氮化硅侧墙200厚度变化ΔD时的变化值ΔR，收集n(n＝>3)组数据分别为(ΔR1,ΔD1)、(ΔR2,ΔD2)、(ΔR3,ΔD3)…(ΔRn,ΔDn)，通过对n组数据线性回归计算，可以得到电性参数ΔR＝c×ΔD+d，其中c和d由线性回归计算得到；
步骤二：收集电性参数R随尖峰退火温度变化Δt时的变化值ΔR，收集m(m＝>3)组数据分别为(ΔR1,Δt1)、(ΔR2,Δt2)、(ΔR3,Δt3)…(ΔRm,Δtm)，通过对m组数据线性回归计算，可以得到电性参数ΔR＝e×Δt+f，其中e和f由线性回归计算得到；
步骤三：结合步骤一和步骤二：当氮化硅侧墙200厚度变化ΔD时，对电性参数的影响，等效于尖峰退火温度变化时，对电性参数的影响，那么当氮化硅侧墙200厚度变化值ΔD，需要对晶圆进行温度补偿ΔT＝-Δt，所以
具体地，假设收集电性参数R随氮化硅侧墙200厚度变化的变化值ΔR得到6组数据分别为：(-6,1)、(-22,3)、(-41,6)、(8，-1)、(21，-3)、(43，-6)。通过对6组数据线性回归计算，可以得到，c＝-7.03，d＝0.5；
假设收集电性参数R随尖峰退火温度变化的变化值ΔR，得到6组数据分别为：(12,0.5)、(62,2.5)、(133,5)、(-13,-0.5)、(-63,-2.5)、(-132,-5)。通过对6组数据线性回归计算，可以得到，e＝26.19，f＝0.05。
那么可计算得到：a＝0.39，b＝0.02。
所以，晶圆温度补偿ΔT与氮化硅薄膜厚度的变化值ΔD为：ΔT＝0.27×ΔD+0.06。
例如当某片晶圆的氮化硅侧墙200厚度变化了时，经过上述逻辑计算出，尖峰退火温度补偿ΔT＝1.4℃，则在晶圆尖峰退火时，对晶圆补偿1.4℃以补偿氮化硅侧墙200厚度变化造成的热量流失。
综上所述，本发明提供一种晶圆退火的热量补偿方法，在晶圆的栅极100上形成氮化硅侧墙200，对于每个晶圆，测量氮化硅侧墙200的厚度，并根据氮化硅侧墙200厚度的变化ΔD时，在晶圆尖峰退火时，对晶圆进行温度补偿，补偿温度ΔT＝a×ΔD+b，其中a、b为侧墙厚度变化ΔD以及尖峰退火温度变化Δt对电性参数的影响系数。由于每个晶圆在制作时，其侧墙厚度并不一致，因此本发明针对每个晶圆侧墙厚度的变化，制定了温度补偿公式ΔT＝a×ΔD+b，从而针对不同的晶圆、不同的侧墙厚度，补偿不同的温度，从而保证不同的晶圆受热一致，使得该种工艺制作下来的半导体器件的电性参数稳定在一定范围内，方便后续的测试和应用。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种晶圆退火的热量补偿方法，其特征在于，在晶圆的栅极上形成侧墙，对于每个晶圆，测量所述侧墙的厚度，并根据所述侧墙厚度变化ΔD，在晶圆尖峰退火时，对晶圆进行温度补偿，补偿温度ΔT＝a×ΔD+b，其中a、b分别为侧墙厚度变化ΔD、尖峰退火温度变化Δt对电性参数的影响系数；
所述a、b通过以 下步骤得到：
步骤一：收集电性参数R随侧墙厚度变化ΔD变化时的变化值ΔR，收集n组数据分别为(ΔR1,ΔD1)、(ΔR2,ΔD2)、(ΔR3,ΔD3)…(ΔRn,ΔDn)，通过对n组数据线性回归计算，可以得到电性参数ΔR＝c×ΔD+d，其中c和d由线性回归计算得到；
步骤二：收集电性参数R随尖峰退火温度变化Δt变化时的变化值ΔR，收集m组数据分别为(ΔR1,Δt1)、(ΔR2,Δt2)、(ΔR3,Δt3)…(ΔRm,Δtm)，通过对m组数据线性回归计算，可以得到电性参数ΔR＝e×Δt+f，其中e和f由线性回归计算得到；
步骤三：结合步骤一和步骤二：当侧墙厚度变化ΔD，对电性参数的影响，等效于尖峰退火温度变化时，需要对晶圆进行温度补偿ΔT＝-Δt，所以
2.如权利要求1所述的晶圆退火的热量补偿方法，其特征在于，n≥3，且m≥3。
3.如权利要求1所述的晶圆退火的热量补偿方法，其特征在于，所述尖峰退火温度变化Δt范围为-100℃≤Δt≤100℃。
4.如权利要求1所述的晶圆退火的热量补偿方法，其特征在于，所述侧墙厚度变化ΔD范围为
5.如权利要求1所述的晶圆退火的热量补偿方法，其特征在于，所述侧墙材料为氮化硅。
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