TW578241B - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Description

(1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於半導體裝置的製造技術，特別是關於適 用於採用RTP(快速熱處理：Rapid Thermal Processing)方 式的半導體晶圓的熱處理製程之有效技術。 【先前技術】 伴隨著半導體裝置的最小設計法則（design ruies)縮小 ’例如〇 · 1 // m以下的淺接合的形成被要求。淺接合可藉 由以更低的加速能量對基板淺淺地離子植入雜質而形成， 惟爲/在離子植入後使被離子植入的雜質再排列活化於晶 格點’或者使因離子植入所發生的結晶損傷回復等，需對 基板實施熱處理。 因此，取代相對地緩慢升降溫度的批（batch)式的熱處 理裝置，使用可令升溫速度爲每秒1 (TC以上的RTP裝置 於熱處理製程，形成離子植入與熱處理產生的淺接合。 在RTP裝置爲了謀求半導體晶圓的面內溫度的均句 性（uniformity)，對熱處理方法或裝置實施各種工夫。 例如在日本特開平6-26〇426號公報揭示令放射溫度計 的測溫位置爲晶圓的外周部且離晶圓半徑的7〇%以上的部 分的複數個不同位置，並且使複數個測定點間的溫度差在 升溫過程以及高溫保持時在5度以內而加熱的方法以及裝 置。 而且’在美國專利第5 9 2 0 7 9 7號揭不在加熱處理直徑 -6 - (2) (2) 與周邊 用放射 果到燈 (closed 裝置， 圓實施 因在構 的波長 測波長 有在以 ，無法 過程中 環控制 5 5 0 0 °C 溫與保 3 00mm的半導體晶圓時，藉由控制晶圓的中心部 部的溫度差於3 °C以謀求應力的降低的技術。 而且，在例如進行燈加熱的RTP裝置採用使 溫度計監控（monitor)半導體晶圓的溫度，反饋其結 功率以控制半導體晶圓的溫度之所謂的閉環控制 loop control) 〇 【發明內容】 本發明者檢討使用加熱源具備鹵素燈的RTP 對直徑爲3 00m m(以下記爲直徑3 00mm)的半導體晶 熱處理的方法。 在半導體晶圓的溫度未滿5 0 (TC的溫度區域， 成半導體晶圓的矽單晶的光的吸收爲1〜5 // m左右 區域相對地弱，故發生具有0.8〜2.5 // m左右的檢 的放射溫度計檢測出擾亂（d i s t u r b a n c e)光，例如具 約]# m爲尖峰的紅外區域分布的波長的鹵素燈光 正確地監控半導體晶圓的溫度的問題。 因此，在半導體晶圓的溫度未滿5 00 °C的升溫 ，採用預先設定燈功率加熱半導體晶圓之所謂的開 (open loop control)。然後在半導體晶圓的溫度爲义 的時點切換成上述閉環控制以進行5 00 °C以上的升 持最終預定溫度預定時間的主處理。 但是，RTP處理中因使半導體晶圓旋轉以確保半導體 晶圓的面內溫度的均勻性，故半導體晶圓發生翹曲的情形 (3) 有在RTP處理中半導體晶圓自裝置的載物台（stage)離開 使半導體晶圓破裂的情況。 直徑300mm的半導體晶圓其升溫中的面內溫度容易 變的不均勻，與直徑2〇〇mm以下的半導體晶圓比較，半 導體晶圓的翹曲量的絕對値大。而且在進行開環控制的未 滿5 0 0 °C的升溫過程中，與進行閉環控制的5 0 0 °C以上的升 溫過程、主處理過程或降溫過程比較，半導體晶圓的面內 溫度容易變的不均勻。 因此，RTP處理直徑3 00mm的半導體晶圓的情形特別 是在進行開環控制的未滿5 00 °C的升溫過程中起因於半導 體晶圓的翹曲的半導體晶圓的破裂的問題變的顯著。 本發明的目的是提供在RTP裝置中可防止直徑300mm 的半導體晶圓的破裂的技術。 本發明的前述以及其他目的與新穎的特徵可由本說明 書的記述以及添付圖面而明暸。 在本案中所揭示的發明之中，若簡單地說明代表的發 明的槪要的話，如以下所示。 本發明是對直徑3 0 0 m m的半導體晶圓實施由升溫過 程與保持最終預定溫度預定時間的主處理過程與降溫過程 構成的RTP處理時，半導體晶圓的溫度藉由放射溫度計 測定，在未滿5 0 0 °C的升溫過程中，進行令半導體晶圓的 面內溫度差爲未滿90 °C的開環控制，在5 00 °C以上的升溫 過程以及主處理過程中進行閉環控制。 本發明是對直徑3 0 0 m ιώ的半導體晶圓實施由升溫過 -8- (4) 程與保持最終預定溫度預定時間的主處理過程與降溫過程 構成的RTP處理時，藉由具有第一檢測波長的第一放射 溫度計測定未滿5 0 0 °C的升溫過程中的半導體晶圓的溫度 ’藉由具有與第一檢測波長不同的第二檢測波長的第二放 射溫度計測定5 0 0 °C以上的升溫過程中的半導體晶圓的溫 度，在各個溫度區域中進行閉環控制。 【實施方式】 【較佳實施例之詳細說明】 以下根據圖面詳細說明本發明的實施形態。此外，在 用以說明發明的實施形態的全圖中，對具有同一功能的構 件附加同一符號，省略其重複說明。 (實施形態1) 圖1是顯示用以說明本發明的一實施形態的半導體晶 圓以及RTP裝置所具備的放射溫度計的配置的槪略圖。 此外，雖然未圖示但舉例說明此RTP裝置的加熱源具有 在以約1 # m爲尖峰的紅外區域分布的波長的鹵素燈。 在RTP裝置E1沿著半導體晶圓SW 1的半徑約略等 間隔具備五個放射溫度計T 1〜T 5，其檢測波長例如0.8〜2.5 // πι左右。而且，對應放射溫度計T 1〜T 5的位置區分半導 體晶圓SW 1爲五個的各個區域可藉由鹵素燈獨立進行溫 度控制。半導體晶圓SW 1的直徑爲3 0 0mm，爲了提高半 導體晶圓SW 1的面內溫度的均勻性，在RTP處理中是使 -9- (5) 半導體晶圓sw 1旋轉。 在圖1雖然舉例說明具備放射溫度計T]〜T5的RTP裝 置Ε 1，惟該數目並非限定於五個，令半導體晶圓S W 1 的面內溫度差爲預定範圍內所需的數目的放射溫度計可在 RTP裝置Ε 1具備。而且，對於放射溫度計的配置並非限 定於如圖1所示的等間隔配置。 此外，半導體晶圓SW 1的面內溫度差是指在放射溫 度計Τ1〜Τ5中測定的溫度的最大差，此溫度差可藉由改變 鹵素燈的燈功率的設定條件而調整。 圖2是顯示藉由圖1所示的五個放射溫度計測定的RTP 處理中的直徑3 00mm的半導體晶圓的溫度分布的一例的 圖。 在半導體晶圓SW 1的溫度爲5 00 °c以上的升溫過程 以及1 l〇〇°C的主處理過程使用五個放射溫度計T1〜T5測定 半導體晶圓SW 1的溫度，藉由將其結果反饋到鹵素燈的 燈功率以進行半導體晶圓SW 1的溫度控制（閉環控制）。 據此，可得到大致均勻的半導體晶圓S W 1的面內溫度。 相對於此，因在半導體晶圓SW 1的溫度未滿5 00 °c 的升溫過程中，放射溫度計T 1〜T 5檢測擾亂光例如鹵素燈 光，無法正確地監控半導體晶圓SW 1的溫度，故預先設 定鹵素燈的燈功率，依照此被設定的燈功率使半導體晶圓 SW 1被加熱（開環控制）。因此，半導體晶圓SW 1容易 發生面內溫度差。 圖3是顯示進行開環控制的未滿5 〇〇°C的升溫過程中的 -10- (6) 直徑3 Ο 0 m m的半導體晶圓的面內溫度差的一例的圖。圖 中貫線表不第一半導體晶圓的面內溫度差，一*點虛線表不 第二半導體晶圓的面內溫度差。對於第一以及第二半導體 晶圓的溫度測定使用前述圖1所示的五個放射溫度計，第 一以及第二半導體晶圓的溫度以約20秒5 00 °C左右來設定 鹵素燈的燈功率，惟在第一半導體晶圓與第二半導體晶圓 鹵素燈的燈功率的設定條件互異。 面內溫度差被抑制於未滿50°C的第二半導體晶圓不會 破裂，以約20秒達到5 00 °C左右，然後切換成閉環控制被 升溫以實施1 1〇〇 °C的主處理。 相對於此，第一半導體晶圓在面內溫度差爲約90°C的 時點（約1 2秒）由RTP裝置的載物台上脫離而破裂。之後的 面內溫度差的大變動是因放射溫度計直接測定鹵素燈光所 顯示出的。 因此，可考慮在進行開環控制的未滿5 00 °C的升溫過 程中若半導體晶圓的面內溫度差爲90 °C以上的話，由於在 半導體晶圓發生的翹曲使半導體晶圓容易由RTP裝置的 載物台脫離。故對於防止直徑3 00mm的半導體晶圓的破 裂，在進行開環控制的未滿5 〇 〇 t的升溫過程中需令半導 體晶圓的面內溫度差爲未滿90 °C。 在進行開環控制的未滿5〇〇t的升溫過程中令半導體 晶圓的面內溫度差爲未滿9(TC的方法例如可舉例說明以下 的二個方法。 第一方法爲使用與放射溫度計不同的溫度計例如熱·; -11 - (7) 偶，預先求出2〇〇〜5 00 °C左右的溫度區域中的半導體晶圓 與複數個鹵素燈的燈功率的關係，藉由洽當化各個鹵素燈 的燈功率條件，令半導體晶圓的面內溫度差爲未滿90 °C的 方法。溫度測定用的半導體晶圓可使用例如埋入有熱電偶 的半導體晶圓等。在此方法可相對地增大未滿5 0 0 °C以及 5 0 0 t以上的兩溫度區域中的半導體晶圓的升溫速度到例 如每秒1 (TC以上。 第二方法爲藉由慢慢地提高複數個鹵素燈的燈功率， 相對地縮小插入RTP裝置的反應室內的半導體晶圓的未 滿5 0 0 °c的溫度區域中的升溫速度到例如未滿每秒]〇 °c， 令半導體晶圓的面內溫度差爲未滿9〇°C的方法。在此方法 可令所有的鹵素燈的燈功率條件爲相同。而且，5 00 t以 上的溫度區域中的半導體晶圓的升溫速度可相對地增大到 例如每秒l〇°C以上。 第三方法爲藉由自放射溫度計的測定値扣除鹵素燈光 的貢獻份求出半導體晶圓的溫度，令半導體晶圓的面內溫 度差爲未滿90 °C的方法。放射溫度計的測定値中的鹵素燈 光的貢獻份有晶圓溫度依存性’惟預先求出其特性結合到 溫度控制系統之中。藉由此方法即使在未滿5 〇 〇 °c的溫度 區域中也能求出晶圓面內溫度差。 其次，使用圖4〜圖8所示的半導體基板的主要部位剖 面圖說明適用本發明於 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補式金氧半導體）裝置的製造方 法的一例。 -12- (8) (8)578241 首先如圖4所示，準備由例如p型的矽單晶構成的半 導體基板1。半導體基板1爲例如被加工成直徑3 0 0 m m的 圓形的薄板狀的半導體晶圓。其次，在半導體基板I的元 件分離區域形成元件分離溝槽後，藉由回蝕（etcll back)或 CMP(Chemical Mechanical Polishing:化學機械硏磨）法硏 磨在半導體基板 1 上以 CVD(Chemical Vapor Deposition: 化學氣相沉積）法沉積的氧化矽膜，藉由使氧化矽膜殘留 於元件分離溝槽的內部以形成元件分離部2。 其次，以光阻圖案（resist pattern)爲罩幕（mask)對半 導體基板1離子植入雜質，形成p井3以及η井4。對p井3 離子植入顯示Ρ型導電型的雜質例如硼，對η井4離子植 入顯示η型導電型的雜質例如磷。然後，對各井區域離子 植入用以控制 MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor:金屬-絕緣體-半導體場效電晶體） 的啓始値（t h r e s h ο 1 d )的雜質也可以。 其次，使用加熱源具備鹵素燈的單片式RTP裝置， 形成成爲閘絕緣5的厚度2 n m左右的氧化矽膜於半導體基 板1的表面。 首先’將半導體基板1插入單片式RTP裝置的反應室 內，藉由令半導體基板1的面內溫度差爲未滿9 0 °C的開環 控制，使半導體基板1的溫度升溫到5 00 °C左右。然後，在 半導體基板1的溫度爲約5 00 °C的時點切換成閉環控制，更 進一步使半導體基板1升溫到9 0 0 °C。接著，在9 0 0 °C的溫 度對半導體基板1實施預定時間的熱氧化處理後，切斷鹵 -13- (9) 素燈的燈功率使半導體基板1降溫。接著半導體基板1的溫 度在例如1 5 0〜2 0 0 °C左右的時點由單片式R Τ P裝置的反應 室內取出半導體基板1。 其次如圖5所示，依次沉積成爲閘電極的多晶矽膜以 及成爲蓋（cap)絕緣膜的氧化矽膜形成疊層膜後，以光阻 圖案爲罩幕蝕刻上述疊層膜形成閘電極6以及蓋絕緣膜7。 其次，對P井3離子植入顯示η型導電性的雜質例如 砷，在Ρ井3上的閘電極6的兩側形成η型擴張區域8 a。η 型擴張區域8a是對閘電極6自對準地（self-aligned)形成。 同樣地，對η井4離子植入顯示p型導電性的雜質例如氟 化硼，在η井4上的閘電極6的兩側形成ρ型擴張區域9 a。 P型擴張區域9a是對閘電極6自對準地形成。 然後，在半導體基板1上以CVD法沉積氧化矽膜後， 藉由對此氧化矽膜進行非等向性蝕刻（anisotropic etch)， 在閘電極6的側壁形成側壁間隙壁（sidewall space〇10。 其次，對P井3離子植入顯示η型導電性的雜質例如 砷，在Ρ井3上的閘電極6的兩側形成η型擴散區域8b。η 型擴散區域Sb是對閘電極6以及側壁間隙壁1 0自對準地形 成，由η型擴張區域8a以及η型擴散區域8b構成的η型 半導體區域8是作爲η通道（channel)MISFETQn的源極/汲 極的功能。 同樣地，對η井4離子植入顯示ρ型導電性的雜質例 如氟化硼，在η井4上的閘電極6的兩側形成ρ型擴散區域 9b。ρ型擴散區域9b是對閘電極6以及側壁間隙壁1 0自對 -14- (10) (10)578241 擊地形成，由P型擴張區域9a以及p型擴散區域9b構成 的p型半導體區域9是作爲p通道MISFETQp的源極/汲極 的功能。 接著使用單片式RTP裝置對半導體基板1實施離子打 入到半導體基板1的雜質的活化用的熱處理。 首先將半導體基板1插入單片式RTP裝置的反應室內 ，藉由令半導體基板1的面內溫度差爲未滿90 〇c的開環控 制使半導體基板1的溫度上升到5 0 0 °C左右。然後，在半導 體基板1的溫度爲約5 0 0 °C的時點切換成閉環控制，更進一 步使半導體基板】升溫到I 0 0 0 °C。接著，在1 0 0 0 °C的溫度 對半導體基板1實施預定時間的主處理後，切斷鹵素燈的 燈功率使半導體基板1降溫。接著半導體基板1的溫度在例 如1 50〜2 0 0°C左右的時點由單片式RTP裝置的反應室內取 出半導體基板1。 其次如圖6所示，在半導體基板1上藉由例如濺鍍 (s p u 11 e r)法沉積厚度]0〜2 〇 n m左右的鈷膜]〗a。接著使用 單片式RTP裝置對半導體基板1實施熱處理，在構成n通 道MISFETQn的源極/汲極的η型半導體區域8以及構成ρ 通道MISFETQp的源極/汲極的ρ型半導體區域9的表面選 擇性地形成厚度3 0 η ιώ左右的金屬矽化物（s i 1 i c i d e)層1 1。 首先將半導體基板1插入單片式RTP裝置的反應室內 ’藉由令半導體基板1的面內溫度差爲未滿90 t的開環控 制使半導體基板1的溫度上升到接近5 0 0 °C。然後，切換成 閉環控制令半導體基板1的溫度爲5 00 °C，在5 00。(：的溫度 -15- (11) 對半導體基板1實施預定時間的主處理後，切斷鹵素燈的 燈功率使半導體基板1降溫。接著半導體基板1的溫度在例 如1 50〜2 0 0 °c左右的時點由單片式RTP裝置的反應室內取 出半導體基板1。 其次如圖7所示除去未反應的鈷膜n &，接著使用單片 式RTP裝置對半導體基板1實施金屬矽化物層11的低電阻 化用的熱處理。 首先將半導體基板1插入單片式rTP裝置的反應室內 ，藉由令半導體基板1的面內溫度差爲未滿90艺的開環控 制使半導體基板1的溫度上升到5 〇 〇艽左右。然後，在半導 體基板]的溫度爲約5 0 0 °C的時點切換成閉環控制，更進一 步使半導體基板1升溫到8 0 0 °C。接著，在8 0 0 °C的溫度對 半導體基板1實施預定時間的主處理後，切斷鹵素燈的燈 功率使半導體基板〗降溫。接著半導體基板1的溫度在例如 150〜200°C左右的時點由單片式RTp裝置的反應室內傳出 半導體基板1。 其次如圖8所示，在半導體基板1上形成氧化矽膜12後 藉由例如以C MP法硏磨此氧化矽膜1 2以平坦化其表面。 接著藉由以光阻圖案爲罩幕的蝕刻對氧化矽膜1 2形成連接 孔（contact hole)13。此連接孔13是形成於η型半導體區域 S或ρ型半導體區域9上等的必要部分。 接著在包含連接孔]3內部的半導體基板1的全面以例 如C VD法形成氮化鈦膜，更以例如CVD法形成埋入連接 孔]3的鎢膜後，藉由CMP法除去連接孔1 3以外的區域的 -16- (12) (12)578241 氮化鈦膜以及鎢’在連接孔1 3的內部形成以鎢膜爲主導體 層的插塞（P 1 u g ) 1 4。 其次’在半導體基板1上形成例如鎢膜後藉由以光阻 圖案爲罩幕的蝕刻加工鎢膜，形成第一配線層的配線〗5。 鎢膜可藉由例如C VD法或濺鍍法形成。 其次，在形成覆蓋配線1 5的絕緣膜例如氧化矽膜後， 藉由以例如CMP法硏磨其絕緣膜，形成表面被平坦化的 層間絕緣膜（interlayer dielectric film)16。其次藉由以光 阻圖案爲罩幕的蝕刻對層間絕緣膜1 6的預定區域形成連接 孔17。 接著在包含連接孔1 7內部的半導體基板1的全面形成 阻障金屬層（barrier metal layer)，然後形成埋入連接孔17 的銅膜。阻障金屬層例如爲氮化鈦膜、鉅膜或氮化鉬膜等 ，以例如CVD法或濺鍍法形成。銅膜是作爲主導體層的 功能，例如可以電鍍法形成。在利用電鍍法的銅膜的形成 前可利用例如CVD法或濺鍍法形成作爲種子（seed)層的薄 的銅膜。然後藉由CMP法除去連接孔1 7以外的區域的銅 膜以及阻障金屬層，在連接孔1 7的內部形成插塞]8。 其次在半導體基板1上形成中止（s t ο p p e r)絕緣膜1 9， 然後形成配線形成用的絕緣膜20。中止絕緣膜I 9例如以氮 化矽膜，絕緣膜20例如以氧化矽膜，藉由以光阻圖案爲罩 幕的蝕刻在中止絕緣膜1 9以及絕緣膜2 0的預定區域形成配 線溝槽2 1。 接著在包含配線溝槽2 1內部的半導體基板1的全面形 -17- (13) 成阻障金屬層，然後形成埋入配線溝槽2 1的銅膜。然後藉 由CMP法除去配線溝槽2 1以外的區域的銅膜以及阻障金 屬層，在配線溝槽2 1的內部形成以銅膜爲主導體層的第二 配線層的配線22。更進一步藉由形成上層的配線大致完成 CMOS裝置，惟其圖示以及說明省略。 此外，在本實施形態1雖然說明在進行開環控制的未 滿5〇〇 °C的升溫過程中若半導體晶圓的面內溫度差爲90 °C 以上的話，起因於在半導體晶圓發生的翹曲會使半導體晶 圓容易破裂，但仍可考慮在進行閉環控制的50(TC以上的 升溫過程、主處理過程或降溫過程中若半導體晶圓的面內 溫度差也爲9 0 °C以上的話，起因於在半導體晶圓發生的翹 曲會使半導體晶圓容易破裂。因此，即使在進行閉環控制 的5 〇〇ΐ以上的升溫過程、主處理過程或降溫過程中也需 令半導體晶圓的面內溫度差爲未滿90 °C。 而且，在本實施形態1中雖然以大致等間隔配置五個 放射溫度計T 1〜T 5，惟使互相的距離不同而配置也可以。 而且，在本實施形態1中雖然說明本發明適用於 CMOS裝置的製造方法的情形，惟對任何半導體裝置 (semiconductor device)的製造方法均可適用，可獲得同樣 的效果。 如此，如果依照本實施形態1，使用具備放射溫度計 的RTP裝置對直徑3 00mm的半導體晶圓實施熱處理的情 形，因藉由在半導體晶圓的溫度爲未滿5 0 0 °C的升溫過程 中進行令半導體晶圓的面內溫度差爲未滿90 °C的開環控制 -18- (14) ，在半導體晶圓的溫度爲5 Ο 0 °C以上的升溫過程以及 理過程中進行閉環控制，在半導體晶圓很難發生翹曲 可防止半導體晶圓由RTP裝置的載物台脫離，防止 體晶圓的破裂。 (實施形態2) 圖9是用以說明本發明的其他實施形態的半導體 以及RTP裝置的剖面槪略圖。 RTP裝置E2其鹵素燈RA是作爲加熱機構而具備 且在RTP處理中具有使半導體晶圓SW2旋轉的功能 此RTP裝置E2可加熱處理直徑3 00mm的半導體晶圓 〇 再者，在RTP裝置E2具備檢測波長互異的兩種 放射溫度計（第一群放射溫度計T6〜T 10、第二群放射 計T11〜T 15)，可進行藉由利用第一群放射溫度計T6 的閉環控制的半導體晶圓的未滿5 00 °C的溫度控制與 利用第二群放射溫度計T ] 1〜T 1 5的閉環控制的半導體 的5 00°C以上的溫度控制。 即第一群放射溫度計T6〜T 1 0的檢測波長爲例如 ]〜5 // m左右的波長區域的波長，藉由放射溫度計T 6 可不受擾亂光例如鹵素燈RA的光的影響而測定半導 圓SW2的200〜500 °C左右的溫度。而且，第二群放射 計 ΤΙ 1〜T15的檢測波長爲例如〇·8〜2.5 // m左右，可 5 〇 〇 °C以上的溫度。 主處 ，故 半導 晶圓 ，而 。在 SW2 類的 溫度 -T 1 0 藉由 晶圓 去除 〜T 1 0 體晶 溫度 測定 -19- (15) 因此，半導體晶圓S W 2的溫度爲未滿5 Ο 0 °c的 程使用第一群放射溫度計T6〜T 1 0測定半導體晶圓 溫度，而且半導體晶圓S W 2的溫度爲5 0 0 °C以上的 程以及主處理過程使用第二群放射溫度計T 1 1〜T 1 5 導體晶圓SW2，藉由將各個結果反饋到鹵素燈的燈 進行半導體晶圓SW2的溫度控制。據此，因可得到 晶圓S W 2的均勻的面內溫度，故可防止翹曲防止半 圓S W 2的破裂。 在圖9雖然舉例說明具備第一群放射溫度計T6 及第二群放射溫度計ΤΠ〜T1 5的RTP裝置E2，惟 並非分別限定於五個，令半導體晶圓SW2的面內溫 預定範圍內所需的數目的第一群以及第二群的放射 可在RTP裝置E2具備。 以上根據發明的實施形態具體地說明了由本發 創作的發明，惟本發明並非限定於前述發明的實施 當然在不脫離其要旨的範圍可進行種種的變更。 例如在前述實施形態雖然說明使用鹵素燈的燈 式的RTP裝置，惟對其他加熱方式例如雷射加熱 電子束加熱方式、離子束加熱方式等的RTP裝置 用，可得到同樣的效果。 [發明的功效] 如果簡單地說明藉由在本案中所揭示的發明之 的發明所獲得的功效的話，如以下所示。 升溫過 SW2的 升溫過 測定半 功率以 半導體 導體晶 〜T1 0以 其數目 度差爲 溫度計 明者所 形態， 加熱方 方式、 能適 中代表 -20- (16) 使用放射溫度計測定半導體晶圓的溫度，在半導體晶 圓的溫度爲未滿5 0 0 °C的升溫過程中進行令半導體晶圓的 面內溫度差爲未滿90 °C的開環控制，在半導體晶圓的溫度 爲5 0 0 °C以上的升溫過程以及主處理過程中進行閉環控制 。而且，在半導體晶圓的溫度爲未滿5 0 0 °C的溫度區域與 5 00 °C以上的溫度區域使用檢測波長不同的放射溫度計測 疋半導體晶圓的溫度’在各個溫度區域中進行閉環控制。 據此，因即使對直徑3 00mm的半導體晶圓實施RTP處理 ，在半導體晶圓很難發生翹曲，故可防止半導體晶圓由 RTP裝置的載物台脫離，防止半導體晶圓的破裂。 【圖式之簡單說明】 圖1是顯示用以說明本發明的一實施形態的半導體晶 圓以及RTP裝置所具備的放射溫度計的配置的槪略圖。 圖2是顯示藉由圖1所示的五個放射溫度計測定的RTP 處理中的直徑3 0 0 m πι的半導體晶圓的溫度分布的一例的 圖。 圖3是顯示進行開環控制的未滿5 0 0 °C的升溫過程中的 直徑3 00mm的半導體晶圓的面內溫度差的一例的圖。 圖4是依製程順序顯示適用本發明於CMOS裝置的製 造方法的一例的半導體基板的主要部位剖面圖。 圖5是依製程順序顯示適用本發明於CMO S裝置的製 造方法的一例的半導體基板的主要部位剖面圖。 圖6是依製程順序顯示適用本發明於CMOS裝置的製 -21 - (17) (17)578241 造方法的一例的半導體基板的主要部位剖面圖。 圖7是依製程順序顯示適用本發明於CMOS裝置的製 造方法的一例的半導體基板的主要部位剖面圖。 圖8是依製程順序顯示適用本發明於C Μ 0 S裝置的製 造方法的一例的半導體基板的主要部位剖面圖。 圖9是顯示用以說明本發明的其他實施形態的半導體 晶圓以及RTP裝置的剖面槪略圖。 [符號說明] 1 :半導體基板 2 :元件分離部 3 : ρ井 4 : η井 5 :閘絕緣膜 6 :閘電極 7 :蓋絕緣膜 8 : η型半導體區域 8a : η型擴張區域 8b : η型擴散區域 9 : ρ型半導體區域 9 a : ρ型擴張區域 9b : ρ型擴散區域 ]〇 :側壁間隙壁 U :金屬矽化物層 •22- (18) (18)578241 1 1 a :鈷膜 1 2 :氧化砂膜 1 3 :連接孔 1 4 :插塞 1 5 :配線 1 6 :層間絕緣膜 1 7 :連接孔 1 8 :插塞 1 9 :中止絕緣膜 20 :絕緣膜 2 1 :配線溝槽 22: 配線

E ] : RTP裝置 E2 : RTP裝置 S W 1 :半導體晶圓 SW2 :半導體晶圓 RA :鹵素燈 T1〜T] 5 :放射溫度計 Qn ： η 通道 MISFET Qp ： p 通道 MISFET -23-

Claims (1)

1. 578241 ⑴ 拾、申請專利範園 1 . 一種半導體裝置的製造方法，藉由單片方式對直徑 3 00mm的半導體晶圓實施由升溫過程與保持最終預定溫 度預時間的主處理過程與降溫過程構成的熱處理，其特 徵爲： 在該熱處理中’令該半導體晶圓的面內溫度差爲未滿 9 0°C 〇 2 ·如申請專利範圍第丨項所述之半導體裝置的製造方 法’其中該升溫過程中的升溫速度爲每秒丨〇它以上。 3 . —種半導體裝置的製造方法，藉由單片方式對直徑 3 0 0 m m的半導體晶圓實施由升溫過程與保持最終預定溫 度預定時間的主處理過程與降溫過程構成的熱處理，其特 徵爲： 該半導體晶圓的溫度是藉由放射溫度計測定，在該半 導體晶圓的溫度未滿5 0 0 °c的該升溫過程中，令該半導體 晶圓的面內溫度差爲未滿9 0 °C。 4 .如申請專利範圍第3項所述之半導體裝置的製造方 法，其中在該半導體晶圓的溫度未滿5〇〇。(：的該升溫過程 中開環控制被進行。 5 .如申請專利範圍第4項所述之半導體裝置的製造方 法，其中在該半導體晶圓的溫度爲5 〇 0 °C以上的該升溫過 程以及該主處理過程中閉環控制被進行。 6 .如申請專利範圍第4項所述之半導體裝置的製造方 法，其中使用與該放射溫度計不同的溫度計預先求(出該半 -24- (2) 導Ik晶圓的溫度未滿5 〇 〇 °c的該升溫過程中的開環控制的 設定條件。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置的製造方 法，其中該升溫過程中的升溫速度爲每秒；[〇艺以上。 8 _如申請專利範圍第4項所述之半導體裝置的製造方 法’其中該半導體晶圓的溫度未滿5 〇 〇它的該升溫過程中 的升温速度比該半導體晶圓的溫度爲5 〇 〇艺以上的該升溫 過程中的升溫速度還小。 9 .如申請專利範圍第8項所述之半導體裝置的製造方 法’其中該半導體晶圓的溫度未滿5 〇 〇 〇c的該升溫過程中 的升溫速度爲未滿每秒lot，該半導體晶圓的溫度爲500 °C以上的該升溫過程中的升溫速度爲每秒；! 〇它以上。 10.—種半導體裝置的製造方法，藉由單片方式對直 徑3 00mm的半導體晶圓實施由升溫過程與保持最終預定 溫度預定時間的主處理過程與降溫過程構成的熱處理，其 特徵爲： 該半導體晶圓的溫度未滿5 0 0 °C的該升溫過程中的該 半導體晶圓的溫度是藉由具有第一檢測波長的第一放射溫 度計測定，該半導體晶圓的溫度爲5 00。(：以上的該升溫過 程中的該半導體晶圓的溫度是藉由具有與該第一檢測波長 不同的第二檢測波長的第二放射溫度計測定。 ]1 ·如申請專利範圍第]〇項所述之半導體裝置的製造 方法，其中該升溫過程中的升溫速度爲每秒1 〇°C以上。 1 2.如申請專利範圍第1 〇項所述之半導體裝置的製造 -25·. (3) (3)578241 方法，其中在該半導體晶圓的溫度未滿5 00 °C的該升溫過 程以及該半導體晶圓的溫度爲5 00 t以上的該升溫過程中 閉環控制分別被進行。 -26-