JP2001228026A - 放射温度測定方法 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来に比べてより精度良くかつ安定に基板の温
度を測定することのできる放射温度測定方法を提供す
る。 【解決手段】Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１を有するウエ
ハＷに、Ｓｉ層１０を透過しＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１
０とＳｉＯ2 層１１の界面）で反射する波長の光を、反
射率測定器２１から照射して反射率を測定し、この反射
率と、放射温度測定器２２によって測定されたウエハＷ
の上記波長における放射量とから、ウエハＷの温度を算
出する。
度を測定することのできる放射温度測定方法を提供す
る。 【解決手段】Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１を有するウエ
ハＷに、Ｓｉ層１０を透過しＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１
０とＳｉＯ2 層１１の界面）で反射する波長の光を、反
射率測定器２１から照射して反射率を測定し、この反射
率と、放射温度測定器２２によって測定されたウエハＷ
の上記波長における放射量とから、ウエハＷの温度を算
出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
スにおける半導体ウエハ（以下、半導体ウエハを単に
「ウエハ」という。）あるいはＬＣＤ基板等の基板の温
度測定方法に係り、特に基板からの放射量を測定してそ
の温度を算出する放射温度測定方法に関する。
スにおける半導体ウエハ（以下、半導体ウエハを単に
「ウエハ」という。）あるいはＬＣＤ基板等の基板の温
度測定方法に係り、特に基板からの放射量を測定してそ
の温度を算出する放射温度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置やＬＣＤの製造プロセスにお
いては、回路パターンの高集積化に伴って微細加工が必
要とされるようになりつつあり、各種の処理、例えば、
エッチング処理や薄膜形成処理において、その処理精度
を向上させることが要求されている。
いては、回路パターンの高集積化に伴って微細加工が必
要とされるようになりつつあり、各種の処理、例えば、
エッチング処理や薄膜形成処理において、その処理精度
を向上させることが要求されている。
【０００３】また、エッチング処理や薄膜形成処理にお
いては、処理速度等の処理状態が、基板の温度によって
変化するので、高精度な処理を行うためには、基板の温
度を正確に測定する必要がある。
いては、処理速度等の処理状態が、基板の温度によって
変化するので、高精度な処理を行うためには、基板の温
度を正確に測定する必要がある。
【０００４】このような基板の温度測定方法の一つとし
て、従来から、放射温度計を使用した放射温度測定方法
が知られている。この放射温度測定方法では、基板から
放射される所定波長の光の強度を測定し、この測定結果
と基板の放射率に基づいて温度を算出するものであり、
非接触で、離れた場所から温度を測定できるという利点
がある。
て、従来から、放射温度計を使用した放射温度測定方法
が知られている。この放射温度測定方法では、基板から
放射される所定波長の光の強度を測定し、この測定結果
と基板の放射率に基づいて温度を算出するものであり、
非接触で、離れた場所から温度を測定できるという利点
がある。
【０００５】上記の放射温度測定方法で、ウエハ等の温
度を測定する場合、ウエハの表面には、種々の薄膜が多
層に形成され、薄膜内で光の干渉等が起こるため、ウエ
ハの裏面側からの光の強度を測定する放射温度測定方法
が、例えば特開平１０−３２１５３９号公報に開示され
ている。この方法では、シリコンウエハの裏面側を滑ら
かにし、ここから放射される波長０．１〜１μｍの光を
測定して、温度を測定している。
度を測定する場合、ウエハの表面には、種々の薄膜が多
層に形成され、薄膜内で光の干渉等が起こるため、ウエ
ハの裏面側からの光の強度を測定する放射温度測定方法
が、例えば特開平１０−３２１５３９号公報に開示され
ている。この方法では、シリコンウエハの裏面側を滑ら
かにし、ここから放射される波長０．１〜１μｍの光を
測定して、温度を測定している。
【０００６】なお、シリコンウエハの温度測定におい
て、上記０．１〜１μｍの波長の光を用いているのは、
波長０．１〜１μｍにおいて、シリコンの透過率が０と
なり、反射率＋放射率＝１の関係が成り立つからであ
る。
て、上記０．１〜１μｍの波長の光を用いているのは、
波長０．１〜１μｍにおいて、シリコンの透過率が０と
なり、反射率＋放射率＝１の関係が成り立つからであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、従来
の放射温度測定方法では、例えば、シリコンウエハの温
度を測定する場合、シリコンウエハの裏面側から放射さ
れる波長０．１〜１μｍの光を測定して、温度を測定し
ている。
の放射温度測定方法では、例えば、シリコンウエハの温
度を測定する場合、シリコンウエハの裏面側から放射さ
れる波長０．１〜１μｍの光を測定して、温度を測定し
ている。
【０００８】しかしながら、例えば、半導体装置の製造
プロセスにおいて、化学気相成長法（ＣＶＤ）等により
ウエハの表面に薄膜を形成した場合に、ウエハ表面に薄
膜が形成されるとともに、ウエハ裏面にも薄膜が多少形
成されてしまうことがある。また、ウエハが各処理工程
を搬送される間に、ウエハ裏面が汚れたり傷が付くなど
して、その表面粗さが変化することもある。
プロセスにおいて、化学気相成長法（ＣＶＤ）等により
ウエハの表面に薄膜を形成した場合に、ウエハ表面に薄
膜が形成されるとともに、ウエハ裏面にも薄膜が多少形
成されてしまうことがある。また、ウエハが各処理工程
を搬送される間に、ウエハ裏面が汚れたり傷が付くなど
して、その表面粗さが変化することもある。
【０００９】このため、たとえウエハの裏面側であって
も、その表面の状態が各処理工程を経る毎に変化し、そ
の変化もウエハ毎に一定でないため、その放射率が変動
し、安定して精度良い温度測定を行うことができないと
いう問題があった。
も、その表面の状態が各処理工程を経る毎に変化し、そ
の変化もウエハ毎に一定でないため、その放射率が変動
し、安定して精度良い温度測定を行うことができないと
いう問題があった。
【００１０】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、従来に比べてより精度良くかつ安定
に基板の温度を測定することのできる放射温度測定方法
を提供しようとするものである。
になされたもので、従来に比べてより精度良くかつ安定
に基板の温度を測定することのできる放射温度測定方法
を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、少な
くとも第１の層と、この第１の層と界面を形成する第２
の層とを有する基板からの熱輻射の放射量を測定し、こ
の測定量に基づいて、前記基板の温度を算出する放射温
度測定方法において、前記第１の層を透過し、前記第２
の層で反射される波長の光の放射量を前記第１の層側か
ら測定し、前記基板の温度を算出することを特徴とす
る。
くとも第１の層と、この第１の層と界面を形成する第２
の層とを有する基板からの熱輻射の放射量を測定し、こ
の測定量に基づいて、前記基板の温度を算出する放射温
度測定方法において、前記第１の層を透過し、前記第２
の層で反射される波長の光の放射量を前記第１の層側か
ら測定し、前記基板の温度を算出することを特徴とす
る。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の放射温
度測定方法において、前記第１の層側から、前記第１の
層を透過し、前記第２の層で反射される波長の光を照射
し、前記第２の層からの反射光を測定して、前記第１の
層と前記第２の層の界面の反射率を求めて、この反射率
から放射率を算出することを特徴とする。
度測定方法において、前記第１の層側から、前記第１の
層を透過し、前記第２の層で反射される波長の光を照射
し、前記第２の層からの反射光を測定して、前記第１の
層と前記第２の層の界面の反射率を求めて、この反射率
から放射率を算出することを特徴とする。
【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
放射温度測定方法において、前記基板が半導体ウエハで
あることを特徴とする。
放射温度測定方法において、前記基板が半導体ウエハで
あることを特徴とする。
【００１４】請求項４の発明は、請求項３記載の放射温
度測定方法において、前記半導体ウエハが、ＳＯＩウエ
ハであることを特徴とする。
度測定方法において、前記半導体ウエハが、ＳＯＩウエ
ハであることを特徴とする。
【００１５】請求項５の発明は、請求項３記載の放射温
度測定方法において、前記半導体ウエハの裏面側から放
射量を測定することを特徴とする。
度測定方法において、前記半導体ウエハの裏面側から放
射量を測定することを特徴とする。
【００１６】請求項６の発明は、請求項１乃至５のいず
れか１項記載の放射温度測定方法において、前記第１の
層および前記第２の層は、Ｓｉ、ＳｉＯ2 、ＳｉＯＮ、
ＳｉＮ、ＴｉＳｉ、ドーピング層のいずれか異なる２層
であることを特徴とする。
れか１項記載の放射温度測定方法において、前記第１の
層および前記第２の層は、Ｓｉ、ＳｉＯ2 、ＳｉＯＮ、
ＳｉＮ、ＴｉＳｉ、ドーピング層のいずれか異なる２層
であることを特徴とする。
【００１７】請求項７の発明は、請求項３乃至５のいず
れか１項記載の放射温度測定方法において、前記第１の
層がＳｉ層であり、前記第２の層がＳｉＯ2 層であるこ
とを特徴とする。
れか１項記載の放射温度測定方法において、前記第１の
層がＳｉ層であり、前記第２の層がＳｉＯ2 層であるこ
とを特徴とする。
【００１８】請求項８の発明は、請求項１乃至７のいず
れか１項記載の放射温度測定方法において、前記波長
が、４μｍ以上であることを特徴とする。
れか１項記載の放射温度測定方法において、前記波長
が、４μｍ以上であることを特徴とする。
【００１９】本発明によれば、基板裏面に薄膜が形成さ
れたり汚れるなどして、その状態が変化した場合でも、
基板内部の安定した界面を使用することによって、精度
良くかつ安定に基板の温度を測定することができる。
れたり汚れるなどして、その状態が変化した場合でも、
基板内部の安定した界面を使用することによって、精度
良くかつ安定に基板の温度を測定することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照して、本発明の
放射温度測定方法をＳＯＩウエハの温度測定に適用した
実施の形態について説明する。
放射温度測定方法をＳＯＩウエハの温度測定に適用した
実施の形態について説明する。
【００２１】図１に示すように、ＳＯＩ（シリコン オ
ン インシュレータ）ウエハであるウエハＷは、最下層
であるＳｉ層１０と、このＳｉ層１０の上層であるＳｉ
Ｏ2層１１と、このＳｉＯ2 層１１の上層であるＳｉ層
１２との３層構造となるように構成されている。
ン インシュレータ）ウエハであるウエハＷは、最下層
であるＳｉ層１０と、このＳｉ層１０の上層であるＳｉ
Ｏ2層１１と、このＳｉＯ2 層１１の上層であるＳｉ層
１２との３層構造となるように構成されている。
【００２２】そして、本実施の形態においては、第１の
層としてのＳｉ層１０を透過し、第２の層としてのＳｉ
Ｏ2 層１１（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との界面）で
反射される波長の光を用いて、ウエハＷの裏面側（Ｓｉ
層１０側）から、ウエハＷの温度Ｔを測定する。
層としてのＳｉ層１０を透過し、第２の層としてのＳｉ
Ｏ2 層１１（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との界面）で
反射される波長の光を用いて、ウエハＷの裏面側（Ｓｉ
層１０側）から、ウエハＷの温度Ｔを測定する。
【００２３】図２は、光の波長（横軸）とＳｉおよびＳ
ｉＯ2 の透過率（縦軸）との関係を表すグラフである。
同図に点線で示されるように波長が約１μｍ以下の場
合、Ｓｉの透過率は、ほぼ零であるので、Ｓｉを透過す
る光を選択するためには、波長が約１μｍより長い光を
選択する必要がある。
ｉＯ2 の透過率（縦軸）との関係を表すグラフである。
同図に点線で示されるように波長が約１μｍ以下の場
合、Ｓｉの透過率は、ほぼ零であるので、Ｓｉを透過す
る光を選択するためには、波長が約１μｍより長い光を
選択する必要がある。
【００２４】また、同図に実線で示されるようにＳｉＯ
2 の透過率は、波長が約０．２μｍから約４μｍの間で
高くなっているので、ＳｉＯ2 を透過せず、ＳｉＯ2 の
表面で反射する光を選択するためには、波長が、約０．
２μｍ以下または約４μｍ以上の光を選択する必要があ
る。
2 の透過率は、波長が約０．２μｍから約４μｍの間で
高くなっているので、ＳｉＯ2 を透過せず、ＳｉＯ2 の
表面で反射する光を選択するためには、波長が、約０．
２μｍ以下または約４μｍ以上の光を選択する必要があ
る。
【００２５】したがって、Ｓｉ層１０を透過し、ＳｉＯ
2 層１１（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との界面）で反
射される波長の光としては、波長が約４μｍ以上の光を
用いる必要がある。
2 層１１（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との界面）で反
射される波長の光としては、波長が約４μｍ以上の光を
用いる必要がある。
【００２６】なお、他の物質からなる層、例えばＳｉＯ
Ｎ層、ＳｉＮ層、ＴｉＳｉ層、ドーピング層を、第１の
層及び第２の層として温度測定を行う場合も、上記と同
様にして、使用する光の波長を選択することができる。
Ｎ層、ＳｉＮ層、ＴｉＳｉ層、ドーピング層を、第１の
層及び第２の層として温度測定を行う場合も、上記と同
様にして、使用する光の波長を選択することができる。
【００２７】次に、上記ウエハＷの温度測定に使用する
測定装置について説明すると、図１に示すように、例え
ば、放射温度測定装置２０の如き構成の測定装置を使用
することができる。
測定装置について説明すると、図１に示すように、例え
ば、放射温度測定装置２０の如き構成の測定装置を使用
することができる。
【００２８】この放射温度測定装置２０は、ウエハＷの
反射率を測定するための反射率測定器２１と、ウエハＷ
の放射量（放射エネルギ−）を測定し、反射率測定器２
１によって測定された反射率から得られる放射率に基づ
いてウエハＷの温度を算出する放射温度測定器２２とか
ら構成されている。
反射率を測定するための反射率測定器２１と、ウエハＷ
の放射量（放射エネルギ−）を測定し、反射率測定器２
１によって測定された反射率から得られる放射率に基づ
いてウエハＷの温度を算出する放射温度測定器２２とか
ら構成されている。
【００２９】上記反射率測定器２１は、ウエハＷの裏面
側からＳｉ層１０を介してＳｉＯ2層１１に光を照射す
るための発光素子等からなる光照射部２１ａと、ＳｉＯ
2 層１１（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との界面）から
の反射光を受光して電気信号に変換するための受光素子
等からなる反射光受光部２１ｂと、この反射光受光部２
１ｂからの信号に基づいてＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１０
とＳｉＯ2 層１１との界面）の反射率を演算する反射率
演算部２１ｃとから構成されている。
側からＳｉ層１０を介してＳｉＯ2層１１に光を照射す
るための発光素子等からなる光照射部２１ａと、ＳｉＯ
2 層１１（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との界面）から
の反射光を受光して電気信号に変換するための受光素子
等からなる反射光受光部２１ｂと、この反射光受光部２
１ｂからの信号に基づいてＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１０
とＳｉＯ2 層１１との界面）の反射率を演算する反射率
演算部２１ｃとから構成されている。
【００３０】また、上記放射温度測定器２２は、ウエハ
Ｗ（主にＳｉＯ2 層１１）から放射された放射光を受光
して電気信号に変換し放射エネルギ−に比例した電気信
号を出力する受光素子等からなる放射光受光部２２ａ
と、放射光受光部２２ａからの電気信号と、反射率測定
器２１で測定された反射率（反射率から求められる放射
率）からウエハＷの温度を算出する温度演算部２２ｂと
から構成されている。
Ｗ（主にＳｉＯ2 層１１）から放射された放射光を受光
して電気信号に変換し放射エネルギ−に比例した電気信
号を出力する受光素子等からなる放射光受光部２２ａ
と、放射光受光部２２ａからの電気信号と、反射率測定
器２１で測定された反射率（反射率から求められる放射
率）からウエハＷの温度を算出する温度演算部２２ｂと
から構成されている。
【００３１】そして、上記放射温度測定装置２０を用い
て、次のようにウエハＷの温度を測定する。
て、次のようにウエハＷの温度を測定する。
【００３２】まず、反射率測定器２１の光照射部２１ａ
により、前述した波長を有する光を、ウエハＷの裏面側
から、Ｓｉ層１０を介してＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１０
とＳｉＯ2 層１１との界面）に照射する。
により、前述した波長を有する光を、ウエハＷの裏面側
から、Ｓｉ層１０を介してＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１０
とＳｉＯ2 層１１との界面）に照射する。
【００３３】そして、ＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１０とＳ
ｉＯ2 層１１との界面）で反射され、Ｓｉ層１０を介し
て反射光受光部２１ｂに入射した光を測定することによ
り、上記波長域（約４μｍ以上）における予め定めた所
定波長λの光の反射率を、反射率演算部２１ｃにおいて
算出する。
ｉＯ2 層１１との界面）で反射され、Ｓｉ層１０を介し
て反射光受光部２１ｂに入射した光を測定することによ
り、上記波長域（約４μｍ以上）における予め定めた所
定波長λの光の反射率を、反射率演算部２１ｃにおいて
算出する。
【００３４】なお、一般に反射率ρは、入射光の強度
（光束）をΦ1 、反射光の強度（光束）をΦ2 として、 ρ＝Φ2 ／Φ1 によって表される。
（光束）をΦ1 、反射光の強度（光束）をΦ2 として、 ρ＝Φ2 ／Φ1 によって表される。
【００３５】次に、上記反射率を求めた所定波長λの光
について、ウエハＷから放射された放射光の放射量を放
射光受光部２２ａによって測定する。
について、ウエハＷから放射された放射光の放射量を放
射光受光部２２ａによって測定する。
【００３６】この放射量は、前述したとおり、Ｓｉ層１
０における透過率が高い（放射率が低い）波長の光のも
のであるから、主にＳｉＯ2 層１１からの放射量を示す
ものである。
０における透過率が高い（放射率が低い）波長の光のも
のであるから、主にＳｉＯ2 層１１からの放射量を示す
ものである。
【００３７】そして、上記放射光受光部２２ａによって
測定された放射量と、前述した反射率測定器２１で測定
された反射率（反射率から求められる放射率）とから、
温度演算部２２ｂにおいて、ウエハＷの温度を算出す
る。
測定された放射量と、前述した反射率測定器２１で測定
された反射率（反射率から求められる放射率）とから、
温度演算部２２ｂにおいて、ウエハＷの温度を算出す
る。
【００３８】なお、前述した反射率ρと放射率εと透過
率τの間には、次のような関係があり、 ρ＋ε＋τ＝１ 透過率τを０とすると、 ρ＋ε＝１ となり、反射率ρから放射率εを求めることができる。
そして、ステファン−ボルツマンの式、 Ｅ＝εσＴ4 （Ｅは全放射エネルギ−、σは定数） により、放射エネルギ−Ｅと放射率εから温度Ｔを算出
することができる。
率τの間には、次のような関係があり、 ρ＋ε＋τ＝１ 透過率τを０とすると、 ρ＋ε＝１ となり、反射率ρから放射率εを求めることができる。
そして、ステファン−ボルツマンの式、 Ｅ＝εσＴ4 （Ｅは全放射エネルギ−、σは定数） により、放射エネルギ−Ｅと放射率εから温度Ｔを算出
することができる。
【００３９】以上説明した本願発明の実施の形態によれ
ば、ウエハＷのＳｉ層１０を透過し、ＳｉＯ2 層１１
（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との界面）で反射される
波長の光を用いて、ウエハＷの裏面側（Ｓｉ層１０側）
から、ウエハＷの温度Ｔを測定するので、ウエハＷの裏
面に薄膜が形成されたり、汚れたり、傷が付いたりして
その表面状態が変化した場合でも、ウエハＷの内部に形
成されその状態が変化しないＳｉ層１０とＳｉＯ2 層１
１との安定した界面からの光を用いて温度を測定するこ
とができ、従来に比べてより精度良く、安定した温度測
定を行うことができる。
ば、ウエハＷのＳｉ層１０を透過し、ＳｉＯ2 層１１
（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との界面）で反射される
波長の光を用いて、ウエハＷの裏面側（Ｓｉ層１０側）
から、ウエハＷの温度Ｔを測定するので、ウエハＷの裏
面に薄膜が形成されたり、汚れたり、傷が付いたりして
その表面状態が変化した場合でも、ウエハＷの内部に形
成されその状態が変化しないＳｉ層１０とＳｉＯ2 層１
１との安定した界面からの光を用いて温度を測定するこ
とができ、従来に比べてより精度良く、安定した温度測
定を行うことができる。
【００４０】また、上記実施の形態においては、従来シ
リコンウエハの温度測定に用いられていた１μｍ以下の
短い波長に比べて放射量の多い、４μｍ以上の波長の光
を使用することによって、Ｓ／Ｎ比を向上させることが
でき、従来に比べてより精度良く温度測定を行うことが
できる。
リコンウエハの温度測定に用いられていた１μｍ以下の
短い波長に比べて放射量の多い、４μｍ以上の波長の光
を使用することによって、Ｓ／Ｎ比を向上させることが
でき、従来に比べてより精度良く温度測定を行うことが
できる。
【００４１】なお、前述したとおり反射率測定器２１
は、ＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との
界面）の反射率を測定して、この反射率から放射率を求
めるためのものであるので、放射率が既知であり、放射
率が変化しないものの場合は、反射率測定器２１を省略
して、放射温度測定器２２による放射量の測定のみによ
って温度測定を行うことができる。
は、ＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１０とＳｉＯ2 層１１との
界面）の反射率を測定して、この反射率から放射率を求
めるためのものであるので、放射率が既知であり、放射
率が変化しないものの場合は、反射率測定器２１を省略
して、放射温度測定器２２による放射量の測定のみによ
って温度測定を行うことができる。
【００４２】また、上記実施の形態においては、ウエハ
Ｗの裏面側（Ｓｉ層１０側）から温度測定を行う場合に
ついて説明したが、ウエハＷの表面側（Ｓｉ層１２側）
からも同様に温度測定を行うことができる。この場合、
第１の層としてのＳｉ層１２を透過し、第２の層として
のＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１２とＳｉＯ2 層１１との界
面）からの光を測定する。
Ｗの裏面側（Ｓｉ層１０側）から温度測定を行う場合に
ついて説明したが、ウエハＷの表面側（Ｓｉ層１２側）
からも同様に温度測定を行うことができる。この場合、
第１の層としてのＳｉ層１２を透過し、第２の層として
のＳｉＯ2 層１１（Ｓｉ層１２とＳｉＯ2 層１１との界
面）からの光を測定する。
【００４３】さらに、上記実施の形態では、ＳＯＩウエ
ハの温度測定を行う場合について説明したが、内部に異
なる物質からなる層の界面が形成されていれば、ＳＯＩ
ウエハ以外の通常のウエハを使用することも可能であ
る。例えば、図３は、シャロ−トレンチアイソレ−ショ
ン（ＳＴＩ）のために、Ｓｉ層３０部分に底部が平坦な
溝を形成してその溝にＳｉＯ2 層３１を形成したウエハ
Ｗの断面構造を概略的に示したものであるが、このよう
な構成の場合、ＳｉＯ2 層３１の底部と、Ｓｉ層３０と
の間に平坦な界面が形成されるので、この界面の部分か
らの光を、ウエハＷの裏面側等から測定することによっ
て、上述したＳＯＩウエハの場合と同様に温度測定を行
うことができる。
ハの温度測定を行う場合について説明したが、内部に異
なる物質からなる層の界面が形成されていれば、ＳＯＩ
ウエハ以外の通常のウエハを使用することも可能であ
る。例えば、図３は、シャロ−トレンチアイソレ−ショ
ン（ＳＴＩ）のために、Ｓｉ層３０部分に底部が平坦な
溝を形成してその溝にＳｉＯ2 層３１を形成したウエハ
Ｗの断面構造を概略的に示したものであるが、このよう
な構成の場合、ＳｉＯ2 層３１の底部と、Ｓｉ層３０と
の間に平坦な界面が形成されるので、この界面の部分か
らの光を、ウエハＷの裏面側等から測定することによっ
て、上述したＳＯＩウエハの場合と同様に温度測定を行
うことができる。
【００４４】さらにまた、上記実施の形態では、第１の
層をＳｉ層１０および第２の層をＳｉＯ2 層１１とした
が、第１の層をＳｉＯ2 層および第２の層をＳｉ層とす
ることも可能であり、第１の層および第２の層を、他の
物質からなる層、例えば、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＴｉＳ
ｉ、ドーピング層等のうちのいずれか異なる２層とする
ことも可能である。
層をＳｉ層１０および第２の層をＳｉＯ2 層１１とした
が、第１の層をＳｉＯ2 層および第２の層をＳｉ層とす
ることも可能であり、第１の層および第２の層を、他の
物質からなる層、例えば、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＴｉＳ
ｉ、ドーピング層等のうちのいずれか異なる２層とする
ことも可能である。
【００４５】次に、図４を参照して、本発明の放射温度
測定方法を、平行平板型プラズマエッチング装置におけ
る基板の温度測定に適用した場合の装置構成について説
明する。
測定方法を、平行平板型プラズマエッチング装置におけ
る基板の温度測定に適用した場合の装置構成について説
明する。
【００４６】図４に示すように、エッチング装置４１
は、基板例えばウエハＷをエッチング処理するためのエ
ッチング室４２を備えており、このエッチング室４２内
には、その上部に上部電極４３が配設され、この上部電
極４３と対向するように下部に下部電極４４が配設され
ている。
は、基板例えばウエハＷをエッチング処理するためのエ
ッチング室４２を備えており、このエッチング室４２内
には、その上部に上部電極４３が配設され、この上部電
極４３と対向するように下部に下部電極４４が配設され
ている。
【００４７】下部電極４４には、処理すべきウエハＷが
載置されるようになっており、接地された上部電極４３
との間に、高周波電源４５から整合器４６を介して高周
波電力を印加することができるよう構成されている。
載置されるようになっており、接地された上部電極４３
との間に、高周波電源４５から整合器４６を介して高周
波電力を印加することができるよう構成されている。
【００４８】また、上記下部電極４４には、開口部４７
が設けられており、この開口部４７を介して、エッチン
グ室４２の外部からウエハＷの裏面側からの光を前述し
たように放射温度測定装置２０によって測定することに
よって、ウエハＷの温度を測定するよう構成されてい
る。
が設けられており、この開口部４７を介して、エッチン
グ室４２の外部からウエハＷの裏面側からの光を前述し
たように放射温度測定装置２０によって測定することに
よって、ウエハＷの温度を測定するよう構成されてい
る。
【００４９】さらに、エッチング室４２には、エッチン
グガスをエッチング室４２内に導入するための図示しな
いガス導入手段およびエッチング室４２内を減圧排気
し、所定の圧力に維持するための図示しない排気手段が
設けられている。
グガスをエッチング室４２内に導入するための図示しな
いガス導入手段およびエッチング室４２内を減圧排気
し、所定の圧力に維持するための図示しない排気手段が
設けられている。
【００５０】上記エッチング装置４１では、エッチング
室４２内の下部電極４４上に処理すべきウエハＷを載置
し、エッチング室４２内に導入したエッチングガスを上
部電極４３と下部電極４４との間に印加した高周波電力
によりプラズマ化してウエハＷのエッチング処理を行
う。この際に、放射温度測定装置２０によって、ウエハ
Ｗの温度を前述したようにして測定しつつエッチング処
理を行うことにより、より精度良く安定にウエハＷの温
度を制御することができ、エッチング処理をより高精度
に再現性良く行うことができる。
室４２内の下部電極４４上に処理すべきウエハＷを載置
し、エッチング室４２内に導入したエッチングガスを上
部電極４３と下部電極４４との間に印加した高周波電力
によりプラズマ化してウエハＷのエッチング処理を行
う。この際に、放射温度測定装置２０によって、ウエハ
Ｗの温度を前述したようにして測定しつつエッチング処
理を行うことにより、より精度良く安定にウエハＷの温
度を制御することができ、エッチング処理をより高精度
に再現性良く行うことができる。
【００５１】なお、上述したエッチング装置における基
板の温度測定だけでなく、同様にして化学気相成長装
置、プラズマＣＶＤ装置、枚葉ＣＶＤ装置、熱処理装
置、レジスト塗布および現像処理等における塗布現像装
置の基板の温度測定等に適用することができる。
板の温度測定だけでなく、同様にして化学気相成長装
置、プラズマＣＶＤ装置、枚葉ＣＶＤ装置、熱処理装
置、レジスト塗布および現像処理等における塗布現像装
置の基板の温度測定等に適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】以上、詳説したように、本発明によれ
ば、従来に比べてより精度良くかつ安定に基板の温度を
測定することができる。
ば、従来に比べてより精度良くかつ安定に基板の温度を
測定することができる。
【図１】本発明の実施の形態を説明するための図。
【図２】光の波長とＳｉおよびＳｉＯ2 の透過率の関係
を表すグラフ。
を表すグラフ。
【図３】本発明の放射温度測定方法をシャロ−トレンチ
アイソレ−ションを使用したウエハにおける温度測定に
適用した実施の形態を説明するための図。
アイソレ−ションを使用したウエハにおける温度測定に
適用した実施の形態を説明するための図。
【図４】本発明の放射温度測定方法を平行平板型プラズ
マエッチング装置における温度測定に適用した実施の形
態を説明するための図。
マエッチング装置における温度測定に適用した実施の形
態を説明するための図。
Ｗ………ウエハ １０……Ｓｉ層 １１……ＳｉＯ2 層 １２……Ｓｉ層 ２０……放射温度測定装置 ２１……反射率測定器 ２２……放射温度測定器 ２１ａ…光照射部 ２１ｂ…反射光受光部 ２１ｃ…反射率演算部 ２２ａ…放射光受光部 ２２ｂ…温度演算部
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも第１の層と、この第１の層と
界面を形成する第２の層とを有する基板からの熱輻射の
放射量を測定し、この測定量に基づいて、前記基板の温
度を算出する放射温度測定方法において、 前記第１の層を透過し、前記第２の層で反射される波長
の光の放射量を前記第１の層側から測定し、前記基板の
温度を算出することを特徴とする放射温度測定方法。 - 【請求項２】 前記第１の層側から、前記第１の層を透
過し、前記第２の層で反射される波長の光を照射し、前
記第２の層からの反射光を測定して、前記第１の層と前
記第２の層の界面の反射率を求めて、この反射率から放
射率を算出することを特徴とする請求項１記載の放射温
度測定方法。 - 【請求項３】 前記基板が半導体ウエハであることを特
徴とする請求項１又は２記載の放射温度測定方法。 - 【請求項４】 前記半導体ウエハが、ＳＯＩウエハであ
ることを特徴とする請求項３記載の放射温度測定方法。 - 【請求項５】 前記半導体ウエハの裏面側から放射量を
測定することを特徴とする請求項３記載の放射温度測定
方法。 - 【請求項６】 前記第１の層および前記第２の層は、Ｓ
ｉ、ＳｉＯ2 、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＴｉＳｉ、ドーピン
グ層のいずれか異なる２層であることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれか１項記載の放射温度測定方法。 - 【請求項７】 前記第１の層がＳｉ層であり、前記第２
の層がＳｉＯ2 層であることを特徴とする請求項３乃至
５のいずれか１項記載の放射温度測定方法。 - 【請求項８】 前記波長が、４μｍ以上であることを特
徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の放射温度
測定方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2000038707A JP4166400B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 放射温度測定方法 |
| US09/784,011 US20010014111A1 (en) | 2000-02-16 | 2001-02-16 | Method for measuring radiation temperature, equipment for measuring radiation temperature and equipment for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000038707A JP4166400B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 放射温度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228026A true JP2001228026A (ja) | 2001-08-24 |
| JP4166400B2 JP4166400B2 (ja) | 2008-10-15 |
Family
ID=18562403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000038707A Expired - Fee Related JP4166400B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 放射温度測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010014111A1 (ja) |
| JP (1) | JP4166400B2 (ja) |
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| JP2002313781A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 基板処理装置 |
| US7037733B2 (en) | 2001-10-30 | 2006-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for measuring temperature, annealing method and method for fabricating semiconductor device |
| US6976782B1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-12-20 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for in situ substrate temperature monitoring |
| US20060090703A1 (en) | 2004-11-01 | 2006-05-04 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method, system and program |
| US7543981B2 (en) * | 2006-06-29 | 2009-06-09 | Mattson Technology, Inc. | Methods for determining wafer temperature |
| GB2478269A (en) * | 2009-12-18 | 2011-09-07 | Surrey Nanosystems Ltd | Nanomaterials growth system and method |
| JP5781803B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2015-09-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度制御方法及びプラズマ処理システム |
| CN102564610B (zh) * | 2011-12-28 | 2014-03-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于能量法的半透明材料高温辐射率测量装置及扣除背景辐射的修正方法 |
-
2000
- 2000-02-16 JP JP2000038707A patent/JP4166400B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-16 US US09/784,011 patent/US20010014111A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010014111A1 (en) | 2001-08-16 |
| JP4166400B2 (ja) | 2008-10-15 |
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