专利名称：用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体工艺设备，一种用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备。
背景技术：
ICdntegrated Circuit，集成电路)已经从在单个硅晶圆上制备的少数互连的器件发展成为数以百万计的器件。当今IC提供的性能和复杂度远高于设计之初。为了在复杂度一即在给定的芯片面积上能够封装的器件数目的方面获得进步，被称为器件的“几何尺寸”的最小器件线宽(Feature)尺寸伴随每一代IC而变得更小，现在制造的半导体器件具有小于1/4微米的线宽。逐渐提高的电路密度不仅改进了 IC的复杂度和性能，并且为消费者提供了较低成本的零部件。IC制造设备可以花费几亿甚至几十亿美元。每个制造设备将有一定的晶圆生产量，而在每个晶圆上将有一定数量的IC。因此，通过使IC的个体器件变得更小，可以在每个晶圆上制备更多的器件，从而提高制造设备的产量。然而将器件做得更小非常具有挑战性，因为在IC制造过程中使用的每道工艺都有一个限度，也就是说，一个给定的工艺通常只能做到某一线宽尺寸，之后要么需要改变工艺，要么需要改变器件布局。在制造集成电路过程退火工艺是当今主流工艺，对晶圆的一致性有很大的影响。退火主要有两大作用，一是在离子注入的过程使晶圆的晶格损伤，变成非晶态或产生缺陷，退火可以使受损的晶格吸收能量回到原来的位置，达到晶圆的一致性；二是在快速热处理阶段，几十秒钟之内使硅片的温度由室温升到1000多摄氏度，迅速激活注入杂质，然后退火扩散，可以达到想要得方块电阻和结深，并且具有良好的一致性和低扩散性。以前的工艺对结深的要求不是很高，对退火温度要求并不高，时间没有严格的要求。然后随着器件进入了纳米，对结要求是越来越浅，坡度要求越来越陡，质量要求也越来越高，同时为了减小退火时的杂质再分布，要求退火的时间越来越短，温度也越来越高。进而退火工艺从快速退火、尖峰退火甚至发展到了毫秒退火，对退工工艺的技术要求也越来越高。在退火过程中，晶圆的一致性受硬件和工艺因素的影响，例如氦气流的均勻性、掺杂物、控制器以及晶圆位置的偏移量等，在这些因素中，晶圆的位置起着关键而敏感的作用。用于在退火工艺放置晶圆的工艺设备对晶圆的一致性有重要的作用，所述工艺设备包括用于放置所述晶圆的放置环和用于放置所述放置环的支撑圆筒，所述放置环和所述支撑圆筒的水平位置对晶圆的一致性也有着重要的影响。图1为现有技术中，用于在退火过程中放置晶圆的工艺设备，参考图1。现有技术中，用于放置晶圆的工艺设备包括放置环103、支撑圆筒101、磁悬浮圆筒105、反射平台 107和支撑台109 ；所述晶圆放置于所述放置环103上，所述放置环103放置于所述支撑圆筒101上，所述反射平台107与反应腔(图中未标示出)相连，所述反射平台107悬置于所述磁悬浮圆筒105正上方；所述支撑圆筒105悬置于所述反射平台107正上方；所述支撑台109固定连接于所述磁悬浮圆筒105上方，并悬置于所述放置环103上方。图2为现有技术中所述工艺设备的放置环与支撑圆筒的结构示意图，请参考图2，所述放置环103与所述支撑圆筒101为非一体成型，在制造过程中会出现水平误差，例如所述放置环103或所述支撑圆筒101的形状为一边略高一边略低，那么所述放置环103放置在所述支撑圆筒101 上时，所述晶圆的位置会处于非水平状态，这就会影响晶圆一致性。实验中我们发现，所述放置环与所述支撑圆筒的放置位置对晶圆的均勻性(Average，Aver.)、标准 型(Standard， std.)和温度范围(TemperatureRange，Tem. range)都有比较大的影响，因此放置环放置在支撑圆筒的位置对晶圆的一致性有很大的影响。而在每次进行退火工艺时，所述放置环都要人为地放置在所述支撑圆筒上，进而每次所述放置环都是随意的、并非以固定的位置关系放置在所述支撑圆筒上的，故所述放置环与所述支撑筒的位置关系不确定性会造成每次退火后晶圆的一致性有较大的差别，对后续制作工艺产生影响，降低晶圆的质量。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是改进现有技术中晶圆退火时，所述放置环与所述支撑筒的位置关系的不确定性对晶圆一致性的影响，提供一种能够准确调节并记录放置环与所述支撑圆筒位置关系的、进而在退火工艺中提高晶圆一致性的工艺设备。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于在退火工艺中放置晶圆工艺设备，用于退火工艺中放置晶圆，所述工艺设备位于反应腔内，包括放置环和支撑圆筒，所述晶圆放置于所述放置环上，所述放置环放置于所述支撑圆筒上，所述放置环的边缘设有第一刻度标记，所述支撑圆筒的边缘设有第二刻度标记，所述第一刻度标记与所述第二刻度标记相匹配。进一步的，还包括磁悬浮圆筒、反射平台和支撑台；所述反射平台与反应腔室相连，所述反射平台悬置于所述磁悬浮圆筒正上方；所述支撑圆筒悬置于所述反射平台正上方；所述支撑台固定连接于所述磁悬浮圆筒顶部，并悬置于所述放置环上方。较佳的，所述放置环和所述支撑圆筒的刻度标记均为角度刻度，最小测量精度为 0. 5° 或者 1°。进一步的，所述放置环的材质为碳化硅。进一步的，所述支撑圆筒的材质为碳化硅。进一步的，所述放置环边缘还设置多个缺角标记。进一步的，所述放置环边缘还设置多个销钉标记。进一步的，所述支撑圆筒边缘还设置多个缺角标记。进一步的，所述支撑圆筒边缘还设置多个销钉标记。综上所述，本实用新型中所述工艺设备，可以较准确地调节所述工艺设备中所述放置环与所述支撑圆筒的位置关系，从而在退火工艺中提高晶圆的一致性。本实用新型中的工艺设备在原有基础上做以改进，改进工艺简单，成本较低，便于实现。
图1为现有技术中用于退火工艺中放置晶圆的工艺设备的结构示意图。[0021]图2为现有技术中所述工艺设备的放置环与支撑圆筒的结构示意图。图3为本实用新型一实施例中用于退火工艺中放置晶圆的工艺设备的结构示意图。图4为本实用新型一实施例中所述工艺设备的放置环与支撑圆筒的结构示意图。图5 图7为本实用新型中改进的所述工艺设备的放置环的三个实施例的结构示意图。图8 图9为本实用新型中改进的所述工艺设备的支撑圆筒的三个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。本实用新型的核心思想是通过提供一种工艺设备，该工艺设备包括放置环和支撑圆筒，在所述放置环和所述支撑圆筒上设置刻度标记，从而可以较准确地调节所述放置环与所述支撑圆筒的位置关系，进而在退火工艺中提高晶圆的一致性。图3为本实用新型一实施例中用于退火工艺中放置晶圆的工艺设备的结构示意图。请参考图3并结合上述核心思想，本实用新型提供一种在退火工艺中提高晶圆一致性的工艺设备，所述工艺设备位于反应腔内，包括放置环203和支撑圆筒201，所述晶圆放置于所述放置环203上，所述放置环203放置于所述支撑圆筒201上，所述放置环203的边缘设有第一刻度，所述支撑圆筒201的边缘设有第二刻度。所述第一刻度标记与所述第二刻度标记相匹配。进一步的，所述工艺设备还包括磁悬浮圆筒205、反射平台207和支撑台209 ；所述反射平台207与反应腔室相连，所述反射平台207悬置于所述磁悬浮圆筒205正上方；所述支撑圆筒209悬置于所述反射平台207正上方；所述支撑台209固定连接于所述磁悬浮圆筒205顶部，并悬置于所述放置环203上方。在本实用新型一实施例中，所述工艺设备位于所述反应腔内，所述磁悬浮圆筒205、所述支撑圆筒201、所述放置环203均通过所述反应腔室的磁场力作用，旋转于所述反应腔中。同时放置于所述放置环203上的晶圆跟随所述放置环203旋转，提高晶圆受热的均勻性。在本实用新型中，所述放置环203和所述支撑圆筒201的刻度可以为其他非标准刻度，只要能进行调整、记录的刻度标记方式均为本实用新型的思想范围内。其中较佳的，所述放置环203和所述支撑圆筒201的刻度均为角度刻度，最小测量精度为0. 5°或者 1 °，这种标记方式常见，更便于厂商制作且更便于调整和记录。所述放置环203的材质为碳化硅(SiC)，所述支撑圆筒201的材质为碳化硅。主要原因为碳化硅耐高温，热容小，快速热处理的影响较小。图5 图7为本实用新型中改进的所述工艺设备的放置环的三个实施例的结构示意图。请参考图5 图，可选的，所述放置环203边缘还包括多个缺角标记，所述缺角标记可以为三个或更多，所述缺角标记可以为孔洞，或其他类缺角标记，所述缺角标记图案的最大长度小于所述放置环边缘的宽度；所述放置环203边缘还可以包括多个销钉标记，所述销钉标记可以为三个或更多。在刻度标记外增加多个其他类标记，便于操作者更快速的进行调节。图8 图9为本实用新型中改进的所述工艺设备的支撑圆筒的三个实施例的结构示意图。请参考图8和图9，可选的，同样地，所述支撑圆筒201边缘还包括多个缺角标记， 所述缺角标记可以为三个或更多，所述缺角标记可以为三角形凹角，也可以为孔洞，或其他类缺角标记，所述缺角标记图案的最大长度小于所述支撑圆筒201边缘的宽度；所述支撑圆筒203边缘还可以包括多个销钉标记，所述销钉标记可以为三个或更多。同样在刻度标记外增加多个其他类标记，便于操作者更快速的进行调节。所述工艺设备的使用方法如下，表一为退火工艺中所述支撑环203与所述支撑圆筒201的位置关系对所述晶圆一致性的影响，参考表一，将晶圆放置于所述支撑环203上， 并将支撑环203放置于所述支撑圆筒201上，调节所述支撑环203与所述支撑圆筒201的水平位置关系，并记录所述支撑圆筒201第一刻度标记上“0”刻度处对应的所述支撑环203 上第二刻度标记的刻度数，同时安装好所述工艺设备其他部件，将所述工艺设备置于所述反应腔内进行退火工艺，工艺结束后检测所述晶圆的一致性，重复几次上述过程，每次所述支撑环203与所述支撑圆筒201的水平位置关系均不同，得出最佳的晶圆一致性对应的位置关系，并记录为最佳刻度。以后在每次进行退火前，将所述放置环203放置于所述支撑圆筒201上时，将所述最佳刻度值对应于所述第一刻度标记的位置上。
权利要求1.一种用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，所述工艺设备位于反应腔内，包括放置环和支撑圆筒，所述晶圆放置于所述放置环上，所述放置环放置于所述支撑圆筒上，其特征在于，所述放置环的边缘设有第一刻度标记，所述支撑圆筒的边缘设有第二刻度标记，所述第一刻度标记与所述第二刻度标记相匹配。
2.如权利要求1所述的用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，其特征在于，还包括磁悬浮圆筒、反射平台和支撑台；所述反射平台与反应腔室相连，所述反射平台悬置于所述磁悬浮圆筒正上方；所述支撑圆筒悬置于所述反射平台正上方；所述支撑台固定连接于所述磁悬浮圆筒顶部，并悬置于所述放置环上方。
3.如权利要求1所述的用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，其特征在于，所述放置环和所述支撑圆筒的刻度标记均为角度刻度，最小测量精度为0.5°或者Γ。
4.如权利要求1所述的用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，其特征在于，所述放置环的材质为碳化硅。
5.如权利要求1所述的用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，其特征在于，所述支撑圆筒的材质为碳化硅。
6.如权利要求1所述的用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，其特征在于，所述放置环边缘还设置多个缺角标记。
7.如权利要求1所述的用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，其特征在于，所述放置环边缘还设置多个销钉标记。
8.如权利要求1所述的用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，其特征在于，所述支撑圆筒边缘还设置多个缺角标记。
9.如权利要求1所述的用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，其特征在于，所述支撑圆筒边缘还设置多个销钉标记。
专利摘要本实用新型提供一种用于在退火工艺中放置晶圆的工艺设备，用于退火工艺中放置晶圆，所述工艺设备位于反应腔内，包括放置环和支撑圆筒，所述晶圆放置于所述放置环上，所述放置环放置于所述支撑圆筒上，所述放置环的边缘设有第一刻度标记，所述支撑圆筒的边缘设有第二刻度标记，所述第一刻度标记与所述第二刻度标记相匹配。本实用新型中所述工艺设备，可以较准确地调节所述工艺设备中所述放置环与所述支撑圆筒的位置关系，从而在退火工艺中提高晶圆的一致性。
文档编号H01L21/68GK201946582SQ20102026600
公开日2011年8月24日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者何永根 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司