JPH01181436A - 半導体製造装置の温度測定方法 - Google Patents
半導体製造装置の温度測定方法Info
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- JPH01181436A JPH01181436A JP283988A JP283988A JPH01181436A JP H01181436 A JPH01181436 A JP H01181436A JP 283988 A JP283988 A JP 283988A JP 283988 A JP283988 A JP 283988A JP H01181436 A JPH01181436 A JP H01181436A
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Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は半導体基板を熱処理する場合の熱処理温度測定
方法に関するものである。
方法に関するものである。
〈従来の技術〉
一般に、半導体製造装置中でウェハ基板を熱処理する場
合の基板温度測定方法としては（１）熱電対による方法
と、（２）赤外線温度計による方法とが主に実施されて
いる。
合の基板温度測定方法としては（１）熱電対による方法
と、（２）赤外線温度計による方法とが主に実施されて
いる。
（１）熱電対による方法
第３図は拡散炉内の温度を熱電対で測定する方法を説明
するための要部断面図である。拡散炉石。
するための要部断面図である。拡散炉石。
英管１内に石英保護管２で覆われた熱電対３を載置する
。前記石英保護管２は熱電対２が石英管１内を汚染する
のを防止する。石英管１端部に設けられたガス注入口４
から石英管１内に窒素ガスを注入しながら保護管２を介
し熱電対３によって石英管１内の雰囲気温度を測定する
。
。前記石英保護管２は熱電対２が石英管１内を汚染する
のを防止する。石英管１端部に設けられたガス注入口４
から石英管１内に窒素ガスを注入しながら保護管２を介
し熱電対３によって石英管１内の雰囲気温度を測定する
。
（２）赤外線温度計による方法
第４図はエピタキシャル成長装置内のウェハ基板の温度
を赤外線温度計で測定する方法を説明するための要部断
面図である。物体は自身の温度に依存した赤外線を放射
しており、この放射される赤外線の波長を測定すること
によシ物体の温度がわかる。本方法はこれを利用したも
ので、エピタキシャル成長装置５内の基台６上にウェハ
基板７が載置され、装置５に設けられた覗き窓８を介し
てウェハ基板７から放射される赤外線を赤外線温度計９
で検知する。前記覗き窓８として石英板或いはガラス板
が一般に用いられる。
を赤外線温度計で測定する方法を説明するための要部断
面図である。物体は自身の温度に依存した赤外線を放射
しており、この放射される赤外線の波長を測定すること
によシ物体の温度がわかる。本方法はこれを利用したも
ので、エピタキシャル成長装置５内の基台６上にウェハ
基板７が載置され、装置５に設けられた覗き窓８を介し
てウェハ基板７から放射される赤外線を赤外線温度計９
で検知する。前記覗き窓８として石英板或いはガラス板
が一般に用いられる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
上記（１）熱電対による方法では、熱電対自身の測定精
度は高いが装置内の雰囲気温度を測定するため、装置の
種類や処理条件に対する依存度が高く、ウェハ基板自体
の温度については正確に測ることができないという問題
点がある。
度は高いが装置内の雰囲気温度を測定するため、装置の
種類や処理条件に対する依存度が高く、ウェハ基板自体
の温度については正確に測ることができないという問題
点がある。
また上記（２）赤外線温度計による方法では、ウェハ基
板自身の温度を測定できるという点では上記熱電対によ
る方法よりも優れている。しかし、真空を利用した装置
や危険ガスを利用した装置ではウェハ基板は石英容器内
等に密閉されており、覗き窓材料或いは装置内雰囲気等
により赤外線吸収が生じる念め、正確なウェハ基板の温
度測定は困難であるという問題点がある。また覗き窓が
ないなど外部からウェハ基板を直接光ることができない
構造の装置では測定不能である。
板自身の温度を測定できるという点では上記熱電対によ
る方法よりも優れている。しかし、真空を利用した装置
や危険ガスを利用した装置ではウェハ基板は石英容器内
等に密閉されており、覗き窓材料或いは装置内雰囲気等
により赤外線吸収が生じる念め、正確なウェハ基板の温
度測定は困難であるという問題点がある。また覗き窓が
ないなど外部からウェハ基板を直接光ることができない
構造の装置では測定不能である。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は上述する問題点を解決するためになされたもの
で、第１導電型半導体基板主面上に絶縁膜を形成した後
、所望量の第２導電型不純物を導入し、前記第１導電型
半導体基板を熱処理する工程と、 前記第１導電型半導体基板主面上の前記絶縁膜を除去し
、第１導電型半導体基板のシート抵抗を測定する工程と
か、らなる半導体製造装置の温度測定方法を提供するも
のである。
で、第１導電型半導体基板主面上に絶縁膜を形成した後
、所望量の第２導電型不純物を導入し、前記第１導電型
半導体基板を熱処理する工程と、 前記第１導電型半導体基板主面上の前記絶縁膜を除去し
、第１導電型半導体基板のシート抵抗を測定する工程と
か、らなる半導体製造装置の温度測定方法を提供するも
のである。
く作 用〉
シート抵抗ρ３は次式で近似することができる。
ン
テイ、４はクーロン電荷、ＸｊはＰ−Ｎ接合深さを表し
てお夛、シート抵抗ρ３は不純物分布の１つの関数とし
て測定される。
てお夛、シート抵抗ρ３は不純物分布の１つの関数とし
て測定される。
一方、拡散の状態は次式で近似することができる０
ここでｔは熱処理時間（ｓｅｃｔ、 ｘは表面からの深
さ、Ｎ（ｘ、ｔ）は時間ｔ（ｓｅｃＪ熱処理後の深さＸ
における不純物濃度、Ｑは個体中の全不純物数、Ｄは拡
散係数を表しており、拡散係数りは不純物の種類と温度
に依存し、不純物濃度Ｎ（ｘ、りは最も高い熱処理温度
での状態が残される。
さ、Ｎ（ｘ、ｔ）は時間ｔ（ｓｅｃＪ熱処理後の深さＸ
における不純物濃度、Ｑは個体中の全不純物数、Ｄは拡
散係数を表しており、拡散係数りは不純物の種類と温度
に依存し、不純物濃度Ｎ（ｘ、りは最も高い熱処理温度
での状態が残される。
したがって上記（１）式で近似される不純物分布と上記
（２）式とから拡散係数りを算出することが可能である
。この時、不純物の種類が特定できるため、熱処理温度
を決定できる。
（２）式とから拡散係数りを算出することが可能である
。この時、不純物の種類が特定できるため、熱処理温度
を決定できる。
このようにシート抵抗を測定することにより、被熱処理
物自体の熱処理温度を算出することが可能になる。
物自体の熱処理温度を算出することが可能になる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を詳述するが、本発明はこれに限
定されるものではない。
定されるものではない。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を説明するた
めの要部断面図である。先ず、第１図（ａ）の如くＮ型
シリコンエピタキシャルウェハ１０主面上にシリコン酸
化膜及びシリコン窒化膜を順次成膜して絶縁膜１１を形
成する。次いで前記ウェハ１０主面上にＰ型不純物であ
るボロンをドーズ量１×１０１４〔α〕、エネルギー１
８０ＫｅＶにてイオン注入して第１図（ｂ）の如く不純
物層１２を形成する。イオン注入を行なったウエノ・１
０をチップ１０ａ状にダイシングし、測定すべき装置内
に載置して所望温度で熱処理を行ない、上記注入不純物
を拡散させ拡散層１２ａを形成する０この後、第１図（
ｄ）の如くテップ１０ａ上の絶縁膜１１を除去し、チッ
プ１０ａのシート抵抗を４探針比抵抗測定器により測定
する。
めの要部断面図である。先ず、第１図（ａ）の如くＮ型
シリコンエピタキシャルウェハ１０主面上にシリコン酸
化膜及びシリコン窒化膜を順次成膜して絶縁膜１１を形
成する。次いで前記ウェハ１０主面上にＰ型不純物であ
るボロンをドーズ量１×１０１４〔α〕、エネルギー１
８０ＫｅＶにてイオン注入して第１図（ｂ）の如く不純
物層１２を形成する。イオン注入を行なったウエノ・１
０をチップ１０ａ状にダイシングし、測定すべき装置内
に載置して所望温度で熱処理を行ない、上記注入不純物
を拡散させ拡散層１２ａを形成する０この後、第１図（
ｄ）の如くテップ１０ａ上の絶縁膜１１を除去し、チッ
プ１０ａのシート抵抗を４探針比抵抗測定器により測定
する。
第２図はボロンを注入したウエノ・処理温度に対するウ
ェハシート抵抗値を示す。同図からも明らかなようにシ
ート抵抗値とウエノ・処理温度とはほぼ直線的な関係に
あることがわかる。
ェハシート抵抗値を示す。同図からも明らかなようにシ
ート抵抗値とウエノ・処理温度とはほぼ直線的な関係に
あることがわかる。
上記第２図においてウエノ・処理温度は１０５０℃から
１２００℃の範囲で記載されているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、測定温度範囲はイオン・イン
プランテーションによる不純物ドーピング量を変えるか
、或いは導入不純物の種類を変えることによシ種々変更
することが可能である。この時、より低温を測るときは
ドーピング量を多くするか或いは拡散係数の大きい不純
物を選択するとよく、またより高温を測るときはドーピ
ング量ヲ少なくするか或いは拡散係数の小さい金属等の
不純物を選択するとよい。
１２００℃の範囲で記載されているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、測定温度範囲はイオン・イン
プランテーションによる不純物ドーピング量を変えるか
、或いは導入不純物の種類を変えることによシ種々変更
することが可能である。この時、より低温を測るときは
ドーピング量を多くするか或いは拡散係数の大きい不純
物を選択するとよく、またより高温を測るときはドーピ
ング量ヲ少なくするか或いは拡散係数の小さい金属等の
不純物を選択するとよい。
上記本実施例において不純物導入の際イオン・インプラ
ンテーションを用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、比較的低温の処理であれば拡散デポジショ
ンを用いてもよい。
ンテーションを用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、比較的低温の処理であれば拡散デポジショ
ンを用いてもよい。
また上記本実施例において基板上の絶縁膜としてシリコ
ン酸化膜とシリコン窒化膜とを用いたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、基板から不純物が飛散する
ことなく、また水蒸気中などの酸化性雰囲気や水素など
の還元性雰囲気で比較的高温の処理温度を測定するとき
に基板が保護できるならばその絶縁膜を適用してよい。
ン酸化膜とシリコン窒化膜とを用いたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、基板から不純物が飛散する
ことなく、また水蒸気中などの酸化性雰囲気や水素など
の還元性雰囲気で比較的高温の処理温度を測定するとき
に基板が保護できるならばその絶縁膜を適用してよい。
更に上記本実施例においてＮ型シリコンエピタキシャル
ウェハにボロンを導入したが、本発明はこれに限定され
るものではなく他のＰ型不純物を用いても、或いはＰ型
シリコンエピタキシャルウェハにＮ型不純物を導入して
もよい。またウェハはエピタキシャルウェハに限定され
るものではなく、比抵抗が正確に得られるならば市販の
ウニ・・・でもよいっ 本発明を利用することにより従来正確なウニ・・処理温
度の測定が困難であったエピタキシャル成長装置、減圧
ＣＶＤ装置、或いはプラズマＣＶＤ装置等の半導体製造
装置におけるウェハ自体の正確な熱処理温度測定が可能
となる。
ウェハにボロンを導入したが、本発明はこれに限定され
るものではなく他のＰ型不純物を用いても、或いはＰ型
シリコンエピタキシャルウェハにＮ型不純物を導入して
もよい。またウェハはエピタキシャルウェハに限定され
るものではなく、比抵抗が正確に得られるならば市販の
ウニ・・・でもよいっ 本発明を利用することにより従来正確なウニ・・処理温
度の測定が困難であったエピタキシャル成長装置、減圧
ＣＶＤ装置、或いはプラズマＣＶＤ装置等の半導体製造
装置におけるウェハ自体の正確な熱処理温度測定が可能
となる。
〈発明の効果ン
本発明により、被熱処理物自体の熱処理温度を精度よく
測定することが可能になるため、ウェハ処理プロセスの
安定化を図ることが可能になる。
測定することが可能になるため、ウェハ処理プロセスの
安定化を図ることが可能になる。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を示す要部断
面図、第２図はウェハ処理温度とシート抵抗との相関関
係図、第３図及び第４図は従来例を示す断面図である。
面図、第２図はウェハ処理温度とシート抵抗との相関関
係図、第３図及び第４図は従来例を示す断面図である。
Claims (1)
- １、第１導電型半導体基板主面上に絶縁膜を形成した後
、所望量の第２導電型不純物を導入し、前記第１導電型
半導体基板を熱処理する工程と、前記第１導電型半導体
基板主面上の前記絶縁膜を除去し、第１導電型半導体基
板のシート抵抗を測定する工程とからなることを特徴と
する半導体製造装置の温度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP283988A JPH01181436A (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 半導体製造装置の温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP283988A JPH01181436A (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 半導体製造装置の温度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01181436A true JPH01181436A (ja) | 1989-07-19 |
Family
ID=11540579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP283988A Pending JPH01181436A (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 半導体製造装置の温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01181436A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5578504A (en) * | 1993-07-16 | 1996-11-26 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for determination of resistivity of N-type silicon epitaxial layer |
| JP2008218612A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 半導体基板の熱処理温度測定方法 |
-
1988
- 1988-01-09 JP JP283988A patent/JPH01181436A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5578504A (en) * | 1993-07-16 | 1996-11-26 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for determination of resistivity of N-type silicon epitaxial layer |
| JP2008218612A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 半導体基板の熱処理温度測定方法 |
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