[发明专利]温度监测方法

说明书

本发明提供了一种温度监测方法，用于监测离子注入机台的晶圆托盘的温度，包括：获取离子注入机台正常工作情况下，用于晶圆托盘冷却的制冷机设置的第一温度范围；在所述第一温度范围内，调节所述制冷机的温度至至少两个温度节点，以在不同的温度节点下分别对不同样本晶圆进行离子注入工艺，并以热波测量所述样本晶圆表面以获得所述样本晶圆的热波值，确定热波值的标准范围；选取所述第一温度范围中一设定温度，在与所述样本晶圆相同的工艺参数的条件下，对测试晶圆进行离子注入工艺，并以热波测量所述测试晶圆表面以获得所述测试晶圆的热波值；根据所述测试晶圆的热波值与所述热波值的标准范围的关系，判断所述晶圆托盘的温度是否异常。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种温度监测方法。

背景技术

随着半导体技术向大规模集成电路(Large Scale Integrated circuit，LSI)或超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated circuit，VLSI)发展，半导体器件尺寸越来越小，对离子注入的精准度要求越来越高，同时对离子注入时晶圆的温度控制要求也越来越高。晶圆的温度不仅受离子注入的束流影响，还受到晶圆托盘的冷却效果的影响。

晶圆托盘的冷却通常采用水冷方式，参阅图1，所述晶圆托盘1内设置有冷却管路，所述冷却管路连接一循环管路2并最终接入制冷机3，所述制冷机3将水降温，再通过所述循环管路2将冷却后的水传送至所述晶圆托盘1，并通过调节制冷机1的温度设定控制循环管路2中的水温，从而调整晶圆托盘3的温度，使其符合制程要求。然而，在进行离子注入的过程中，离子注入机台的反应腔内形成一个高电压高真空的环境，此时，设置于所述反应腔内的晶圆托盘的温度无法直接测量，从而无法确认晶圆托盘的温度是否符合制程要求。同时，循环管路或晶圆托盘内部的冷却管路出现堵塞或漏水等异常情况也会对晶圆托盘的温度造成影响，因此，需要一种方法在离子注入过程中监测晶圆托盘的温度。

目前常用温度试纸对晶圆托盘的温度进行监测，具体的监控方法包括：参阅图2，将五片温度试纸41分别粘贴在一晶圆4表面的不同位置处，通过离子注入机台的传送单元将所述晶圆4放置在晶圆托盘上并进行离子注入工艺，观察完成离子注入后的晶圆4表面的温度试纸41的颜色变化情况，从而判断所述晶圆托盘的温度是否符合制程要求。参阅图3，所述温度试纸41包括四个温度阈值不同的测试区域T1-T4(参阅表1)，当环境温度超过所述测试区域的温度阈值时，所述测试区域变色。

表1.不同测试区域的温度阈值：

测试区域	温度阈值
T1	71℃
T2	77℃
T3	82℃
T4	88℃