CN114520162A - 一种扩散设备及其加热控制方法 - Google Patents

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CN114520162A CN202011301161.6A CN202011301161A CN114520162A CN 114520162 A CN114520162 A CN 114520162A CN 202011301161 A CN202011301161 A CN 202011301161A CN 114520162 A CN114520162 A CN 114520162A
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李殷廷
李亭亭
项金娟
田光辉
丁云凌
王佳
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Zhenxin Beijing Semiconductor Co Ltd
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Zhenxin Beijing Semiconductor Co Ltd
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Abstract

本公开提供一种扩散设备及其加热控制方法，该扩散设备包括：扩散炉体，用于放置待扩散加工的晶圆，扩散炉体内自上而下划分成多个加热区域；多个加热装置，用于给扩散炉体加热，依照扩散炉体的高度方向设置在扩散炉体的侧壁上，且加热装置与加热区域一一对应设置；多个监测装置，与多个加热装置一一对应设置，用于监测加热装置中加热电阻的阻值，并将加热电阻的阻值发送给报警装置；报警装置，用于将加热电阻的阻值与预设阻值进行比较，若比较结果符合预设条件则报警。本公开的扩散设备，通过对加热电阻的阻值进行监测，在品质事故发生前可以感知风险，从而将工艺不良风险在事前予以排除，避免损失。

Description

一种扩散设备及其加热控制方法
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，具体涉及一种扩散设备及其加热控制方法、计算机可读存储介质。
背景技术
在半导体器件的制备工艺中，扩散工艺是最主要的掺杂工艺，它是在高温条件下，将磷、硼等原子扩散到晶圆内，从而改变和控制半导体内杂质的类型、浓度和分布，以便建立起不同的电特性区域。现有的扩散工艺绝大部分都是以批次型处理方式进行的，即将多个批次的上百片晶圆同时放入扩散炉中进行扩散处理，由此可以极大提高生产效率。但潜在的风险是，一旦设备出现故障或工艺出现异常，受到影响的晶圆数量也是成倍增加，因而对半导体扩散设备的管理需格外严格，要尽力将潜在的易引起工艺不良的风险在事前予以排除。
现有技术中，扩散设备的温度控制器本身没有可以确认加热电阻是否正常的监测装置；可能发生加热电阻断线或缠绕长所致的电阻问题引起半导体品质不良，发生品质事故后才能进行原因分析与电阻确认，造成一定的损失。
发明内容
本公开的目的是提供一种扩散设备及其加热控制方法、计算机可读存储介质。
本公开第一方面提供一种扩散设备，包括：
扩散炉体，用于对放置其中的晶圆进行扩散加工，所述扩散炉体内自上而下划分成多个加热区域；
多个加热装置，用于给所述扩散炉体加热，依照所述扩散炉体的高度方向设置在所述扩散炉体的侧壁上，且所述加热装置与所述加热区域一一对应设置；
多个监测装置，与多个所述加热装置一一对应设置，用于监测所述加热装置中加热电阻的阻值，并将所述加热电阻的阻值发送给报警装置；
所述报警装置，用于将所述加热电阻的阻值与预设阻值进行比较，若比较结果符合预设条件则报警。
根据本公开的一些实施方式中，所述扩散设备还包括：
多个温度测量装置，依照所述扩散炉体的高度方向设置，且所述温度测量装置与所述加热区域一一对应设置，用于测量对应的所述加热区域的温度。
根据本公开的一些实施方式中，所述温度测量装置包括热电偶。
根据本公开的一些实施方式中，所述扩散设备还包括：
温度控制器，与所述多个温度测量装置和报警装置连接，用于根据所述温度测量装置测得的温度值或者报警装置发送的报警信息，对所述加热装置进行控制。
根据本公开的一些实施方式中，所述扩散设备还包括：
电源，所述电源与多个加热装置及温度控制器连接。
本公开第二方面提供一种扩散设备的加热控制方法，包括：
利用监测装置监测扩散炉体的至少一个加热装置中加热电阻的阻值，并将所述加热电阻的阻值发送给报警装置；
所述报警装置将所述加热电阻的阻值与预设阻值进行比较，若比较结果符合预设条件则报警。
根据本公开的一些实施方式中，所述方法还包括：
利用温度测量装置测量扩散炉体中对应的加热区域的温度；
根据温度测量装置测得的温度值或者报警装置发送的报警信息，使用温度控制器对加热装置进行控制。
根据本公开的一些实施方式中，所述预设条件包括：
若所述比较结果中加热电阻的阻值与预设阻值相比为无穷大值，则加热电阻断裂。
根据本公开的一些实施方式中，所述预设条件包括：
若所述比较结果中加热电阻的阻值大于预设阻值，且不是无穷大值，则加热电阻变形。
本公开第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如第二方面所述的方法。
本公开与现有技术相比的优点在于：
1、通过对加热电阻的阻值进行监测，在品质事故发生前可以感知引起工艺不良的风险；
2、可以帮助用户将潜在的易引起工艺不良的风险在事前予以排除，避免损失。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本公开的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1A示出了现有温度测量装置的示意图；
图1B示出了现有加热器中缠绕的加热电阻发生断线的示意图；
图2示出了本公开所提供的一种扩散设备的示意图；
图3示出了本公开所提供的一种扩散设备的加热控制方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
为了解决现有技术中存在的问题，本公开实施例提供一种半导体晶圆的刻蚀方法、一种半导体结构的制作方法、一种半导体存储器及一种电子设备，下面结合附图进行说明。
现有技术中，如图1A所示只是通过温度控制器及温度测量装置对扩散炉体的各个不同类型的加热区域进行监测，而对扩散设备加热器中加热电阻的阻值未进行监测，加热器中缠绕的加热电阻可能会发生断线或缠绕较长导致变形等电阻问题，电阻问题影响扩散工艺的品质，导致半导体出现品质事故。如图1B所示为加热器中缠绕的加热电阻发生断线的示意图。
为解决现有技术存在的问题，本公开提供一种扩散设备及其加热控制方法。
图2示出了本公开所提供的一种扩散设备的示意图，如图2所示，该扩散设备包括：扩散炉体100、多个加热装置200、多个监测装置300、报警装置400。其中，
扩散炉体100，用于对放置其中的晶圆进行扩散加工，扩散炉体内自上而下划分成多个加热区域(未示出)；
多个加热装置200，用于给扩散炉体100加热，多个加热装置200依照扩散炉体100的高度方向设置在扩散炉体100的侧壁上，且加热装置200与加热区域一一对应设置；
多个监测装置300，与多个加热装置200一一对应设置，用于监测加热装置200中加热电阻的阻值，并将加热电阻的阻值发送给报警装置400；
报警装置400，用于将加热电阻的阻值与预设阻值进行比较，若比较结果符合预设条件则报警。
具体的，预设条件可以是加热电阻的阻值变化超出预设范围(可能是加热电阻断线等故障引起阻值变化较大)，若阻值在预设范围内则认为不会影响晶圆扩散工艺的品质，若阻值超出预设范围则认为可能会影响晶圆扩散工艺的品质，因此报警。
本公开实施例中的扩散设备，可以在工艺前及工艺中，若发现加热装置中加热电阻出现异常(如断线、阻值变化较大)，则进行报警，使得用户可以将潜在的易引起工艺不良的风险在事前予以排除。
根据本公开的一些实施方式中，如图2所示，上述扩散设备还可以包括：
多个温度测量装置500，多个温度测量装置500依照扩散炉体的高度方向设置，且与加热区域一一对应设置，用于测量对应的加热区域的温度。
根据本公开的一些实施方式中，温度测量装置500可以是热电偶，当然也可以是其它温度测量装置，本申请对此不做限定。
根据本公开的一些实施方式中，上述扩散设备还可以包括：
温度控制器600，与多个温度测量装置500、多个加热装置200和报警装置400连接，用于根据温度测量装置500测得的温度值或者报警装置400发送的报警信息，对加热装置200进行控制。
根据本公开的一些实施方式中，上述扩散设备还可以包括：
电源，该电源与多个加热装置及温度控制器连接。
具体的，可以将供电电源连接于温度控制器600与多个加热装置200之间，当温度控制器600收到报警装置400发送的报警信息时，可以切断加热装置200的供电，以避免工艺不良的发生。
本公开与现有技术相比的优点在于：
1、通过多加热电阻的阻值进行监测，在品质事故发生前可以感知引起工艺不良的风险；
2、可以帮助用户将潜在的易引起工艺不良的风险在事前予以排除，避免损失。
本公开实施例还提供了一种扩散设备的加热控制方法，该方法基于上述实施例中的扩散设备。
图3示出了本公开所提供的一种扩散设备的加热控制方法的流程图，如图3所示，该扩散设备的加热控制方法，包括以下步骤：
步骤S101：利用监测装置监测扩散炉体的至少一个加热装置中加热电阻的阻值，并将加热电阻的阻值发送给报警装置；
步骤S102：报警装置将加热电阻的阻值与预设阻值进行比较，若比较结果符合预设条件则报警。
具体的，预设条件可以是加热电阻的阻值变化超出预设范围(可能是加热电阻断线等故障引起阻值变化较大)，若阻值在预设范围内则认为不会影响晶圆扩散工艺的品质，若阻值超出预设范围则认为可能会影响晶圆扩散工艺的品质，因此报警。
根据本公开的一些实施方式中，上述预设条件包括：
若比较结果中加热电阻的阻值与预设阻值相比为无穷大值，则加热电阻断裂。
根据本公开的一些实施方式中，上述预设条件包括：
若比较结果中加热电阻的阻值大于预设阻值，且不是无穷大值，则加热电阻变形。
本公开实施例中的扩散设备的加热控制方法，可以在工艺前及工艺中，若发现加热装置中加热电阻出现异常(如断线、阻值变化较大)，则进行报警，使得用户可以将潜在的易引起工艺不良的风险在事前予以排除。
根据本公开的一些实施方式中，上述扩散设备的加热控制方法还可以包括：
利用温度测量装置测量扩散炉体中对应的加热区域的温度；
根据温度测量装置测得的温度值或者报警装置发送的报警信息，使用温度控制器对加热装置进行控制。
本公开与现有技术相比的优点在于：
1、通过多加热电阻的阻值进行监测，在品质事故发生前可以感知引起工艺不良的风险；
2、可以帮助用户将潜在的易引起工艺不良的风险在事前予以排除，避免损失。
本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令可被处理器执行以实现上述扩散设备的加热控制方法。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (9)

1.一种扩散设备，其特征在于，包括：
扩散炉体，用于对放置其中的晶圆进行扩散加工，所述扩散炉体内自上而下划分成多个加热区域；
多个加热装置，用于给所述扩散炉体加热，依照所述扩散炉体的高度方向设置在所述扩散炉体的侧壁上，且所述加热装置与所述加热区域一一对应设置；
多个监测装置，与多个所述加热装置一一对应设置，用于监测所述加热装置中加热电阻的阻值，并将所述加热电阻的阻值发送给报警装置；
所述报警装置，用于将所述加热电阻的阻值与预设阻值进行比较，若比较结果符合预设条件则报警。
2.根据权利要求1所述的扩散设备，其特征在于，所述扩散设备还包括：
多个温度测量装置，依照所述扩散炉体的高度方向设置，且所述温度测量装置与所述加热区域一一对应设置，用于测量对应的所述加热区域的温度。
3.根据权利要求2所述的扩散设备，其特征在于，所述温度测量装置包括热电偶。
4.根据权利要求2或3所述的扩散设备，其特征在于，所述扩散设备还包括：
温度控制器，与所述多个温度测量装置和报警装置连接，用于根据所述温度测量装置测得的温度值或者报警装置发送的报警信息，对所述加热装置进行控制。
5.根据权利要求4所述的扩散设备，其特征在于，所述扩散设备还包括：
电源，所述电源与多个加热装置及温度控制器连接。
6.一种扩散设备的加热控制方法，其特征在于，包括：
利用监测装置监测扩散炉体的至少一个加热装置中加热电阻的阻值，并将所述加热电阻的阻值发送给报警装置；
所述报警装置将所述加热电阻的阻值与预设阻值进行比较，若比较结果符合预设条件则报警。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用温度测量装置测量扩散炉体中对应的加热区域的温度；
根据温度测量装置测得的温度值或者报警装置发送的报警信息，使用温度控制器对加热装置进行控制。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：
若所述比较结果中加热电阻的阻值与预设阻值相比为无穷大值，则加热电阻断裂。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：
若所述比较结果中加热电阻的阻值大于预设阻值，且不是无穷大值，则加热电阻变形。
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