CN115901016A - 退火炉温度计校准方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种退火炉温度计校准方法及装置，属于半导体制造技术领域。退火炉温度计校准方法，包括：确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，所述第一关系曲线为硅片氧化膜厚度与温度之间的对应关系曲线；获取所述退火炉内、所述待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度；根据所述第一关系曲线确定与所述第一氧化膜厚度对应的温度值；根据所述温度值对所述待校准的温度计的示数进行校准。本发明的技术方案能够对退火炉的温度计进行校准，进而利用温度计可以对退火工艺过程中的温度进行准确监测。
Description
5技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种退火炉温度计校准方法及装置。
背景技术
0在半导体领域，硅片是集成电路的原料。相比经抛光处理的硅片，经外延处理的外延硅片具有表面缺陷少和电阻率可控等特性，因此被广泛用于高集成化的集成电路(Integrated Circuit，IC)元件和金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,MOSFET)中。
外延硅片在生产加工过程中会采用最为广泛的低温退火工艺，其加工温度5通常在650℃与1000℃之间，温度作为低温退火工艺的重要参数，对产品质量有显著影响。但现有退火炉的温度计在使用一段时间后存在示数不准确的问题，导致不能对退火工艺过程中的温度进行准确监测。
发明内容
0为了解决上述技术问题，本发明提供一种退火炉温度计校准方法及装置，
能够对退火炉的温度计进行校准，进而利用温度计可以对退火工艺过程中的温度进行准确监测。
为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：
一种退火炉温度计校准方法，包括：5确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，所述第一关系曲线为硅片氧化膜厚度与温度之间的对应关系曲线；
获取所述退火炉内、所述待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度；
根据所述第一关系曲线确定与所述第一氧化膜厚度对应的温度值；
根据所述温度值对所述待校准的温度计的示数进行校准。
一些实施例中，所述待校准的温度计的位置处存在多个硅片，所述第一氧化膜厚度为所述多个硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。
一些实施例中，所述方法还包括：
建立所述退火炉的多个基准温度计的第一关系曲线，建立每个所述基准温度计的第一关系曲线包括：
在退火炉内所述基准温度计所在位置放置多个测试硅片；
向所述退火炉内通入氧气，在所述测试硅片上沉积氧化膜；
获取所述基准温度计的示数作为基准温度，根据所述测试硅片上氧化膜的厚度确定基准厚度；
根据多组测试数据建立所述基准温度计的第一关系曲线，每组所述测试数据包括所述测试硅片上氧化膜的基准厚度和对应的基准温度。
一些实施例中，所述待校准的温度计对应的第一关系曲线为距离所述待校准的温度计最近的基准温度计的第一关系曲线。
一些实施例中，所述基准厚度为所述多个测试硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。
本发明实施例还提供了一种退火炉温度计校准装置，包括：
确定模块，用于确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，所述第一关系曲线为硅片氧化膜厚度与温度之间的对应关系曲线；
获取模块，用于获取所述退火炉内、所述待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度；
处理模块，用于根据所述第一关系曲线确定与所述第一氧化膜厚度对应的温度值；
校准模块，用于根据所述温度值对所述待校准的温度计的示数进行校准。
一些实施例中，所述待校准的温度计的位置处存在多个硅片，所述第一氧化膜厚度为所述多个硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。
一些实施例中，所述装置还包括：
建立模块，用于建立所述退火炉的多个基准温度计的第一关系曲线，建立每个所述基准温度计的第一关系曲线包括：
在退火炉内所述基准温度计所在位置放置多个测试硅片；
向所述退火炉内通入氧气，在所述测试硅片上沉积氧化膜；
获取所述基准温度计的示数作为基准温度，根据所述测试硅片上氧化膜的厚度确定基准厚度；
根据多组测试数据建立所述基准温度计的第一关系曲线，每组所述测试数据包括所述测试硅片上氧化膜的基准厚度和对应的基准温度。
一些实施例中，所述待校准的温度计对应的第一关系曲线为距离所述待校准的温度计最近的基准温度计的第一关系曲线。
一些实施例中，所述基准厚度为所述多个测试硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。
本发明的有益效果是：
本实施例中，确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，获取退火炉内、待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度，根据第一关系曲线确定与第一氧化膜厚度对应的温度值，根据温度值对待校准的温度计的示数进行校准，本实施例通过氧化膜的厚度能够精确地确定退火炉的腔体内的实际温度，进而对退火炉的温度计进行校准，使测量温度更接近实际温度值，利用校准后的温度计可以对退火工艺过程中的温度进行准确监测。本实施例避免了拆卸、安装退火炉的腔体内的零部件，因而避免了拆装所带来的产能下降和频繁的工艺验证。
附图说明
图1表示本发明实施例退火炉温度计校准方法的流程示意图；
图2表示本发明实施例退火炉的结构示意图；
图3表示本发明实施例第一关系曲线的示意图；
图4表示本发明实施例退火炉温度计校准装置的结构框图。
附图标记
1回风组件，2石英晶舟，3硅片，4温度计，5隔热层，6气体管路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供一种退火炉温度计校准方法及装置，能够对退火炉的温度计进行校准，进而利用温度计可以对退火工艺过程中的温度进行准确监测。
本发明实施例提供一种退火炉温度计校准方法，如图1所示，包括：
步骤101：确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，所述第一关系曲线为硅片氧化膜厚度与温度之间的对应关系曲线；
步骤102：获取所述退火炉内、所述待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度；
步骤103：根据所述第一关系曲线确定与所述第一氧化膜厚度对应的温度值；
步骤104：根据所述温度值对所述待校准的温度计的示数进行校准。
本实施例中，确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，获取退火炉内、待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度，根据第一关系曲线确定与第一氧化膜厚度对应的温度值，根据温度值对待校准的温度计的示数进行校准，本实施例通过氧化膜的厚度能够精确地确定退火炉的腔体内的实际温度，进而对退火炉的温度计进行校准，使测量温度更接近实际温度值，利用校准后的温度计可以对退火工艺过程中的温度进行准确监测。本实施例避免了拆卸、安装退火炉的腔体内的零部件，因而避免了拆装所带来的产能下降和频繁的工艺验证。
如图2所示，在退火炉内设置有石英晶舟2，石英晶舟2承载有多个硅片3；另外，在退火炉内沿竖直方向设置有多个温度计4，可以从多个温度计4中选择部分或全部温度计作为基准温度计。
本实施例预先建立退火炉的多个基准温度计的第一关系曲线。具体地，建立每个所述基准温度计的第一关系曲线包括：在退火炉内所述基准温度计所在位置放置多个测试硅片；如图2所示，通过气体管路6向所述退火炉内通入氧气，其中，在退火炉底部设置有隔热层5，通过回风组件1可以使得氧气均匀分布在退火炉内；在所述测试硅片上沉积氧化膜；获取所述基准温度计的示数作为基准温度，根据所述测试硅片上氧化膜的厚度确定基准厚度；根据多组测试数据建立所述基准温度计的第一关系曲线，每组所述测试数据包括所述测试硅片上氧化膜的基准厚度和对应的基准温度。
如图3所示，每组测试数据对应图3中的一个箭头，将多组测试数据进行拟合，得到如虚线所示的曲线作为第一关系曲线。
其中，在每个基准温度计旁设置有多个测试硅片，可以将多个测试硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值作为基准厚度，以提升基准厚度的精度。比如，基准温度计旁设置有10个测试硅片，基准温度计的示数为S1时，测试硅片1的氧化膜厚度为d1、测试硅片2的氧化膜厚度为d2、测试硅片3的氧化膜厚度为d3、…、测试硅片10的氧化膜厚度为d10，则可以将(d1+d2+…+d10)/10作为与S1对应的基准厚度。或者，根据测试硅片与基准温度计的距离为每一测试硅片分配不同的权值，距离基准温度计越近，则对应的权值越大，计算d1、d2、…、d10的加权平均值作为与S1对应的基准厚度，将S1与其对应的基准厚度作为一组测试数据。
之后可以获取基准温度计的示数为S2时对应的基准厚度、获取基准温度计的示数为S3时对应的基准厚度、…、获取基准温度计的示数为Sn时对应的基准厚度，得到n组测试数据，利用n组测试数据进行拟合即可得到基准温度计对应的第一关系曲线。
采用相同的方法，可以得到多个基准温度计对应的第一关系曲线，在退火炉工作一段时间后，可以利用多个基准温度计对应的第一关系曲线对温度计的示数进行校准。
在确定待校准的温度计对应的第一关系曲线时，可以选择距离所述待校准的温度计最近的基准温度计的第一关系曲线作为待校准的温度计对应的第一关系曲线。一些实施例中，待校准的温度计本身为基准温度计，即待校准的温度计与距离最近的基准温度计之间的距离为0，则可以将待校准的温度计本身的第一关系曲线作为待校准的温度计对应的第一关系曲线。一些实施例中，待校准的温度计不是基准温度计，可以根据待校准的温度计与基准温度计之间的距离，选择距离所述待校准的温度计最近的基准温度计的第一关系曲线作为待校准的温度计对应的第一关系曲线。
一些实施例中，所述待校准的温度计的位置处存在多个硅片，所述第一氧化膜厚度为所述多个硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。比如，待校准的温度计旁设置有10个硅片，硅片1的氧化膜厚度为d11、硅片2的氧化膜厚度为d12、硅片3的氧化膜厚度为d13、…、硅片10的氧化膜厚度为d110，则可以将(d11+d12+…+d110)/10作为第一氧化膜厚度。或者，根据硅片与待校准的温度计的距离为每一硅片分配不同的权值，距离待校准的温度计越近，则对应的权值越大，计算d11、d12、…、d110的加权平均值作为第一氧化膜厚度。
本发明实施例还提供了一种退火炉温度计校准装置，如图4所示，包括：
确定模块21，用于确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，所述第一关系曲线为硅片氧化膜厚度与温度之间的对应关系曲线；
获取模块22，用于获取所述退火炉内、所述待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度；
处理模块23，用于根据所述第一关系曲线确定与所述第一氧化膜厚度对应的温度值；
校准模块24，用于根据所述温度值对所述待校准的温度计的示数进行校准。
本实施例中，确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，获取退火炉内、待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度，根据第一关系曲线确定与第一氧化膜厚度对应的温度值，根据温度值对待校准的温度计的示数进行校准，本实施例通过氧化膜的厚度能够精确地确定退火炉的腔体内的实际温度，进而对退火炉的温度计进行校准，使测量温度更接近实际温度值，利用校准后的温度计可以对退火工艺过程中的温度进行准确监测。本实施例避免了拆卸、安装退火炉的腔体内的零部件，因而避免了拆装所带来的产能下降和频繁的工艺验证。
一些实施例中，所述待校准的温度计的位置处存在多个硅片，所述第一氧化膜厚度为所述多个硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。比如，待校准的温度计旁设置有10个硅片，硅片1的氧化膜厚度为d11、硅片2的氧化膜厚度为d12、硅片3的氧化膜厚度为d13、…、硅片10的氧化膜厚度为d110，则可以将(d11+d12+…+d110)/10作为第一氧化膜厚度。或者，根据硅片与待校准的温度计的距离为每一硅片分配不同的权值，距离待校准的温度计越近，则对应的权值越大，计算d11、d12、…、d110的加权平均值作为第一氧化膜厚度。
一些实施例中，所述装置还包括：
建立模块，用于建立所述退火炉的多个基准温度计的第一关系曲线，建立每个所述基准温度计的第一关系曲线包括：在退火炉内所述基准温度计所在位置放置多个测试硅片；向所述退火炉内通入氧气，在所述测试硅片上沉积氧化膜；获取所述基准温度计的示数作为基准温度，根据所述测试硅片上氧化膜的厚度确定基准厚度；根据多组测试数据建立所述基准温度计的第一关系曲线，每组所述测试数据包括所述测试硅片上氧化膜的基准厚度和对应的基准温度。
如图3所示，每组测试数据对应图3中的一个箭头，将多组测试数据进行拟合，得到如虚线所示的曲线作为第一关系曲线。
在确定待校准的温度计对应的第一关系曲线时，可以选择距离所述待校准的温度计最近的基准温度计的第一关系曲线作为待校准的温度计对应的第一关系曲线。一些实施例中，待校准的温度计本身为基准温度计，即待校准的温度计与距离最近的基准温度计之间的距离为0，则可以将待校准的温度计本身的第一关系曲线作为待校准的温度计对应的第一关系曲线。一些实施例中，待校准的温度计不是基准温度计，可以根据待校准的温度计与基准温度计之间的距离，选择距离所述待校准的温度计最近的基准温度计的第一关系曲线作为待校准的温度计对应的第一关系曲线。
其中，在每个基准温度计旁设置有多个测试硅片，可以将多个测试硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值作为基准厚度，以提升基准厚度的精度。比如，基准温度计旁设置有10个测试硅片，基准温度计的示数为S1时，测试硅片1的氧化膜厚度为d1、测试硅片2的氧化膜厚度为d2、测试硅片3的氧化膜厚度为d3、…、测试硅片10的氧化膜厚度为d10，则可以将(d1+d2+…+d10)/10作为与S1对应的基准厚度。或者，根据测试硅片与基准温度计的距离为每一测试硅片分配不同的权值，距离基准温度计越近，则对应的权值越大，计算d1、d2、…、d10的加权平均值作为与S1对应的基准厚度，将S1与其对应的基准厚度作为一组测试数据。
之后可以获取基准温度计的示数为S2时对应的基准厚度、获取基准温度计的示数为S3时对应的基准厚度、…、获取基准温度计的示数为Sn时对应的基准厚度，得到n组测试数据，利用n组测试数据进行拟合即可得到基准温度计对应的第一关系曲线。
采用相同的方法，可以得到多个基准温度计对应的第一关系曲线，在退火炉工作一段时间后，可以利用多个基准温度计对应的第一关系曲线对温度计的示数进行校准。
需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种退火炉温度计校准方法，其特征在于，包括：
确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，所述第一关系曲线为硅片氧化膜厚度与温度之间的对应关系曲线；
获取所述退火炉内、所述待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度；
根据所述第一关系曲线确定与所述第一氧化膜厚度对应的温度值；
根据所述温度值对所述待校准的温度计的示数进行校准。
2.根据权利要求1所述的退火炉温度计校准方法，其特征在于，所述待校准的温度计的位置处存在多个硅片，所述第一氧化膜厚度为所述多个硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。
3.根据权利要求1所述的退火炉温度计校准方法，其特征在于，所述方法还包括：
建立所述退火炉的多个基准温度计的第一关系曲线，建立每个所述基准温度计的第一关系曲线包括：
在退火炉内所述基准温度计所在位置放置多个测试硅片；
向所述退火炉内通入氧气，在所述测试硅片上沉积氧化膜；
获取所述基准温度计的示数作为基准温度，根据所述测试硅片上氧化膜的厚度确定基准厚度；
根据多组测试数据建立所述基准温度计的第一关系曲线，每组所述测试数据包括所述测试硅片上氧化膜的基准厚度和对应的基准温度。
4.根据权利要求3所述的退火炉温度计校准方法，其特征在于，所述待校准的温度计对应的第一关系曲线为距离所述待校准的温度计最近的基准温度计的第一关系曲线。
5.根据权利要求3所述的退火炉温度计校准方法，其特征在于，所述基准厚度为所述多个测试硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。
6.一种退火炉温度计校准装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定退火炉的待校准的温度计对应的第一关系曲线，所述第一关系曲线为硅片氧化膜厚度与温度之间的对应关系曲线；
获取模块，用于获取所述退火炉内、所述待校准的温度计的位置处的硅片的第一氧化膜厚度；
处理模块，用于根据所述第一关系曲线确定与所述第一氧化膜厚度对应的温度值；
校准模块，用于根据所述温度值对所述待校准的温度计的示数进行校准。
7.根据权利要求6所述的退火炉温度计校准装置，其特征在于，所述待校准的温度计的位置处存在多个硅片，所述第一氧化膜厚度为所述多个硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。
8.根据权利要求6所述的退火炉温度计校准装置，其特征在于，所述装置还包括：
建立模块，用于建立所述退火炉的多个基准温度计的第一关系曲线，建立每个所述基准温度计的第一关系曲线包括：
在退火炉内所述基准温度计所在位置放置多个测试硅片；
向所述退火炉内通入氧气，在所述测试硅片上沉积氧化膜；
获取所述基准温度计的示数作为基准温度，根据所述测试硅片上氧化膜的厚度确定基准厚度；
根据多组测试数据建立所述基准温度计的第一关系曲线，每组所述测试数据包括所述测试硅片上氧化膜的基准厚度和对应的基准温度。
9.根据权利要求8所述的退火炉温度计校准装置，其特征在于，所述待校准的温度计对应的第一关系曲线为距离所述待校准的温度计最近的基准温度计的第一关系曲线。
10.根据权利要求8所述的退火炉温度计校准装置，其特征在于，所述基准厚度为所述多个测试硅片的氧化膜厚度的算术平均值或加权平均值。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 710000 room 1-3-029, No. 1888, Xifeng South Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi Province Applicant after: Xi'an Yisiwei Material Technology Co.,Ltd. Applicant after: XI'AN ESWIN SILICON WAFER TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 710000 room 1-3-029, No. 1888, Xifeng South Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi Province Applicant before: Xi'an yisiwei Material Technology Co.,Ltd. Applicant before: XI'AN ESWIN SILICON WAFER TECHNOLOGY Co.,Ltd. |