KR100657138B1 - Temperature correction method of CVD TiN apparatus - Google Patents

Temperature correction method of CVD TiN apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR100657138B1
KR100657138B1 KR1020030036000A KR20030036000A KR100657138B1 KR 100657138 B1 KR100657138 B1 KR 100657138B1 KR 1020030036000 A KR1020030036000 A KR 1020030036000A KR 20030036000 A KR20030036000 A KR 20030036000A KR 100657138 B1 KR100657138 B1 KR 100657138B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
temperature correction
resistance
wafer
correction
Prior art date
Application number
KR1020030036000A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040105296A (en
Inventor
한재원
Original Assignee
동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동부일렉트로닉스 주식회사 filed Critical 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority to KR1020030036000A priority Critical patent/KR100657138B1/en
Publication of KR20040105296A publication Critical patent/KR20040105296A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100657138B1 publication Critical patent/KR100657138B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • 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
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process

Abstract

산화막, 티타늄 금속막, 알루미늄 금속막이 순차 형성된 온도 보정용 웨이퍼의 초기 저항을 측정하는 단계; 온도를 알고 있는 장치에서 온도 보정용 웨이퍼를 380 내지 450℃ 범위에서 시험 열처리하는 단계; 시험 열처리에 의해 저항이 변한 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 측정한 후 시험 열처리 온도와 변화 저항의 함수 관계에 의한 온도 보정식을 계산하는 단계; 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치에 초기 저항이 측정된 산화막, 티타늄 금속막, 알루미늄 금속막이 순차 형성된 온도보정용 웨이퍼를 장착하는 단계; 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치에서 온도 보정용 웨이퍼를 380 내지 450℃ 범위에서 보정 열처리하는 단계; 보정 열처리에 의해 저항이 변한 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 측정하는 단계; 온도 보정식에 의해 보정 열처리에 의해 변화된 저항에 따른 실제 온도를 계산한 후 실제 온도를 이용하여 온도 보정이 필요한 장치의 온도를 보정하는 단계를 포함하는 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법.Measuring an initial resistance of the temperature correction wafer in which an oxide film, a titanium metal film, and an aluminum metal film are sequentially formed; Test heat-treating the temperature correction wafer in the range of 380 to 450 ° C. in a device having a known temperature; Calculating a temperature correction equation based on a function relationship between the test heat treatment temperature and the change resistance after measuring the change resistance of the temperature correction wafer whose resistance is changed by the test heat treatment; Mounting a temperature compensation wafer in which an oxide film, a titanium metal film, and an aluminum metal film, of which an initial resistance is measured, are sequentially formed on a CVD TiN device requiring temperature correction; Correcting heat treatment of the temperature correction wafer in the range of 380 to 450 ° C. in a CVD TiN apparatus requiring temperature correction; Measuring a change resistance of the temperature correction wafer whose resistance is changed by the correction heat treatment; Compensating the temperature of the device requiring the temperature correction using the actual temperature after calculating the actual temperature according to the resistance changed by the correction heat treatment by the temperature correction formula.

산화막, 온도 보정용 웨이퍼, CVD TiN, TiAl3Oxide, Temperature Compensation Wafer, CVD TiN, TiAl3

Description

ＣＶＤ ＴｉＮ 장치의 온도 보정 방법{Temperature correction method of CVD TiN apparatus} Temperature correction method of CVD TiN apparatus {Temperature correction method of CVD TiN apparatus}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법의 순서도이고,1 is a flow chart of a temperature correction method of a CVD TiN device according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법에 사용되는 온도 보정용 웨이퍼의 단면도이고, 2 is a cross-sectional view of a temperature correction wafer used in a temperature correction method of a CVD TiN device according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2의 온도 보정용 웨이퍼에 열처리에 의해 TiAl3 가 형성되는 것을 도시한 도면이고,3 is a diagram illustrating that TiAl 3 is formed by heat treatment on the temperature correction wafer of FIG. 2;

도 4는 400 내지 450°범위에서 열처리 온도와 저항 변화값의 그래프를 도시한 도면이다. 4 is a graph showing a heat treatment temperature and a resistance change value in a range of 400 to 450 °.

도 5는 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치인 TCVN02 및 TCVN03의 각각의 챔버 2 및 3을 온도 보정용 웨이퍼의 여러 지점에서 저항 변화값을 측정한 결과를 도시한 도면이다.FIG. 5 shows the results of measuring resistance change values at various points of the temperature correction wafers of chambers 2 and 3 of TCVN02 and TCVN03, which are CVD TiN devices requiring temperature correction.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 ; 웨이퍼 20 ; 산화막10; Wafer 20; Oxide film

30 ; 티타늄 금속막 40 ; 알루미늄 금속막30; Titanium metal film 40; Aluminum metal film

50 ; TiAl3 50; TiAl 3

본 발명은 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature correction method of a CVD TiN device.

일반적으로 반도체 소자를 제조하는 거의 모든 공정에 히터(Heater)가 사용되며, 반도체 제조 공정 중 웨이퍼의 온도는 가장 중요한 공정 변수 중 하나이다. 특히, 박막을 증착(deposition)하는 공정에서 히터의 온도는 정확하고 균일해야 한다. 예컨대 CVD TiN 증착은 웨이퍼의 온도에 따라 증착률이 변하고 증착되는 박막의 질도 변한다.Generally, a heater is used in almost all processes of manufacturing a semiconductor device, and the temperature of the wafer is one of the most important process variables in the semiconductor manufacturing process. In particular, the temperature of the heater in the deposition process of the thin film should be accurate and uniform. For example, CVD TiN deposition changes the deposition rate according to the wafer temperature and the quality of the deposited film.

종래의 웨이퍼의 온도 측정은 히터 블록(Heater block)에 열전대 측정기(Thermocouple gauge)를 넣고 한 지점이나 두 지점의 온도를 읽어서 공정 온도를 조절하고 있으며, 공정 중 정확한 웨이퍼의 온도를 측정하는 것은 불가능하다. 열전대 웨이퍼(Thermocouple wafer, TC)를 이용하여 온도를 측정하는 방법을 사용하기도 하지만, 일부 장치에만 국한되어 사용 가능하다. 특히 CVD 공정, 즉, 진공을 사용하는 공정은 TC 웨이퍼를 이용한 온도 측정이 불가능하다. 또한, 공정이 진행 중인 실제 웨이퍼의 온도를 측정하고자 하는 것인데, 히터 블록의 온도만 측정 가능하다는 문제점이 있다.In conventional wafer temperature measurement, a thermocouple gauge is placed in a heater block, and the process temperature is controlled by reading the temperature at one or two points, and it is impossible to accurately measure the wafer temperature during the process. . Although thermocouple wafers (TC) are used to measure temperature, they are limited to some devices. In particular, the CVD process, i.e., the process using vacuum, cannot measure temperature using a TC wafer. In addition, it is intended to measure the temperature of the actual wafer during the process, there is a problem that only the temperature of the heater block can be measured.

그리고, 히터 블록의 한 지점이나 두 지점의 온도만 알 수 있으며 웨이퍼 전 체의 온도 및 온도의 균일성 등을 측정할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, only one or two points of the temperature of the heater block can be known, and there is a problem in that the temperature of the entire wafer and the temperature uniformity cannot be measured.

또한, 표준화된 온도 보정 장치 및 방법이 없기 때문에 장치간의 차이를 알 수 없으며, 장치간의 온도 차이에 의한 공정 실행 시의 차이를 판단할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, since there is no standardized temperature correction device and method, there is a problem in that the difference between devices cannot be known, and the difference in process execution due to the temperature difference between devices cannot be determined.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 온도 보정용 웨이퍼를 이용하여 CVD TiN 장치의 온도를 보정하여 온도를 정확히 측정하는 방법을 제공하는 데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a method for accurately measuring temperature by correcting a temperature of a CVD TiN device using a temperature correction wafer.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법은 산화막, 티타늄 금속막, 알루미늄 금속막이 순차 형성된 온도 보정용 웨이퍼의 초기 저항을 측정하는 단계; 온도를 알고 있는 장치에서 상기 온도 보정용 웨이퍼를 380 내지 450℃ 범위에서 시험 열처리하는 단계; 상기 시험 열처리에 의해 저항이 변한 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 측정한 후 시험 열처리 온도와 변화 저항의 함수 관계에 의한 온도 보정식을 계산하는 단계; 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치에 초기 저항이 측정된 산화막, 티타늄 금속막, 알루미늄 금속막이 순차 형성된 온도보정용 웨이퍼를 장착하는 단계; 상기 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치에서 온도 보정용 웨이퍼를 380 내지 450℃ 범위에서 보정 열처리하는 단계; 상기 보정 열처리에 의해 저항이 변한 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 측정하는 단계; 상기 온도 보정식에 의해 상기 보정 열처리에 의해 변화된 저항에 따른 실제 온도를 계산 한 후 실제 온도를 이용하여 상기 온도 보정이 필요한 장치의 온도를 보정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The temperature correction method of the CVD TiN device of the present invention for achieving the above object comprises the steps of measuring the initial resistance of the temperature correction wafer formed sequentially the oxide film, titanium metal film, aluminum metal film; Test heat treating the temperature correction wafer in a range of 380 to 450 ° C. in a device having a known temperature; Calculating a temperature correction equation based on a function relationship between the test heat treatment temperature and the change resistance after measuring the change resistance of the temperature correction wafer whose resistance is changed by the test heat treatment; Mounting a temperature compensation wafer in which an oxide film, a titanium metal film, and an aluminum metal film, of which an initial resistance is measured, are sequentially formed on a CVD TiN device requiring temperature correction; Correcting heat treatment of the temperature correction wafer in the range of 380 to 450 ° C. in the CVD TiN apparatus requiring the temperature correction; Measuring a change resistance of the temperature correction wafer whose resistance is changed by the correction heat treatment; It is preferable to include the step of correcting the temperature of the device requiring the temperature correction using the actual temperature after calculating the actual temperature according to the resistance changed by the correction heat treatment by the temperature correction formula.

또한, 상기 산화막은 500 내지 1000Å 두께의 열 산화막 또는 TEOS 산화막 중 어느 하나인 것이 바람직하다. In addition, the oxide film is preferably any one of a thermal oxide film or a TEOS oxide film having a thickness of 500 to 1000 kPa.

또한, 상기 티타늄 금속막의 두께는 100 내지 1000Å이며, 상기 알루미늄 금속막의 두께는 200 내지 6000Å인 것이 바람직하다. In addition, the titanium metal film has a thickness of 100 to 1000 kPa, and the aluminum metal film has a thickness of 200 to 6000 kPa.

또한, 상기 온도 보정용 웨이퍼의 저항은 4단자 방법으로 측정하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to measure the resistance of the said temperature correction wafer by the 4-terminal method.

또한, 상기 온도 보정용 웨이퍼를 시험 열처리하는 단계는 온도를 알고 있는 장치에서 온도의 변화에 따라 상기 온도 보정용 웨이퍼에 TiAl3를 형성하도록 하여 상기 온도 보정용 웨이퍼의 초기 저항을 변화시키는 것이 바람직하다. In the test heat treatment of the temperature correcting wafer, it is preferable to change the initial resistance of the temperature correcting wafer by forming TiAl 3 on the temperature correcting wafer according to a change in temperature in a device having a known temperature.

또한, 상기 온도 보정식은 여러 온도에 따른 상기 변화 저항과 상기 초기 저항과의 차이값인 저항 변화값을 피팅하여 온도와 상기 저항 변화값 사이의 함수 관계로 표현되는 것이 바람직하다. The temperature correction equation may be expressed as a function relationship between temperature and the resistance change value by fitting a resistance change value that is a difference between the change resistance and the initial resistance according to various temperatures.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법의 순서도가 도시되어 있다. 1 is a flow chart of a temperature correction method of a CVD TiN device according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 CVD TiN 장치의 온도 보정 방 법을 상세히 설명한다.Referring to the drawings, the temperature correction method of the CVD TiN device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

우선, 온도 보정용 웨이퍼를 제작한다.(S100)First, a wafer for temperature correction is produced (S100).

도 2에는 온도 보정용 웨이퍼의 단면도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 온도 보정용 웨이퍼는 웨이퍼(10)에 산화막(SiO2)(20)이 형성되어 있고, 이러한 산화막(20) 위에 티타늄 금속막(30)이 증착되어 있다. 그리고, 티타늄 금속막(30) 위에 알루미늄 금속막(40)이 증착되어 있다. 2 is a cross-sectional view of the temperature correction wafer. As illustrated in FIG. 2, an oxide film (SiO 2 ) 20 is formed on the wafer 10, and a titanium metal film 30 is deposited on the oxide film 20. The aluminum metal film 40 is deposited on the titanium metal film 30.

웨이퍼(10)란 반도체 집적 회로 장치의 제조에 사용하는 단결정 실리콘 기판(일반적으로 거의 원반형), SOS(Silicon On Sappahire) 기판, 유리 기판 그 밖의 절연, 반절연 또는 반도체 기판 등 또는 이들을 복합한 기판을 말한다. The wafer 10 is a single crystal silicon substrate (generally almost disk-shaped), a silicon on sappahire (SOS) substrate, a glass substrate or other insulated, semi-insulated or semiconductor substrates used in the manufacture of semiconductor integrated circuit devices, or a combination thereof. Say.

그리고, 산화막(20)은 열 산화막 또는 TEOS 산화막 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 열 산화막의 두께는 500 내지 1000Å 인 것이 바람직하고, TEOS 산화막의 두께는 5000 내지 15000Å 인 것이 바람직하다. TEOS(Tetraethoxysilane) 산화막이란 산화 실리콘막으로서, 패시베이션(passivation)막으로 형성되는 보호막에 포함되어 절연재료로 사용되는 것을 말한다. 일반적으로, TEOS 산화막의 유전율(ε)이 약 4.1∼4.2 이하인 것을 저유전율의 절연막이라 한다. 본 발명의 일 실시예로는 열 산화막의 두께는 1,000Å이고, TEOS 산화막의 두께는 10,000Å이 되도록 형성한다. The oxide film 20 is preferably any one of a thermal oxide film and a TEOS oxide film. The thickness of the thermal oxide film is preferably 500 to 1000 kPa, and the thickness of the TEOS oxide film is preferably 5000 to 15000 kPa. A TEOS (Tetraethoxysilane) oxide film is a silicon oxide film, which is included in a protective film formed of a passivation film and used as an insulating material. In general, the dielectric constant? Of the TEOS oxide film is about 4.1 to 4.2 or less. In one embodiment of the present invention, the thickness of the thermal oxide film is 1,000 kPa, and the thickness of the TEOS oxide film is 10,000 kPa.

티타늄 금속막(30)의 두께는 100 내지 1000Å인 것이 바람직하고, 알루미늄 금속막(40)의 두께는 200 내지 6000Å인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예로 는 티타늄 금속막의 두께는 500Å이 되도록 DC 2kW를 사용하여 스퍼터링 방법으로 증착한다. 알루미늄 금속막의 두께는 500Å이 되도록 DC 5kW 사용하여 스퍼터링 방법으로 증착한다. It is preferable that the thickness of the titanium metal film 30 is 100-1000 kPa, and it is preferable that the thickness of the aluminum metal film 40 is 200-6000 kPa. In one embodiment of the present invention, the titanium metal film is deposited by sputtering using DC 2kW to have a thickness of 500 kW. The aluminum metal film is deposited by sputtering using DC 5kW to have a thickness of 500 kW.

이러한 온도 보정용 웨이퍼를 제조하는 방법은 우선, 웨이퍼(10)에 산화막(20)을 형성한다. 그리고, 산화막(20) 위에 티타늄 금속막(30)을 증착하고, 티타늄 금속막(30) 위에 알루미늄 금속막(40)을 증착한다. 티타늄 금속막(30)은 스퍼터링이나 CVD 방법 중 어느 하나로 증착하는 것이 바람직하며, 알루미늄 금속막(40)은 스퍼터링 방법으로 증착하는 것이 바람직하다. In the method for manufacturing the temperature correction wafer, first, an oxide film 20 is formed on the wafer 10. The titanium metal film 30 is deposited on the oxide film 20, and the aluminum metal film 40 is deposited on the titanium metal film 30. The titanium metal film 30 is preferably deposited by any one of sputtering and CVD methods, and the aluminum metal film 40 is preferably deposited by the sputtering method.

그리고, 이러한 티타늄 금속막(30)을 증착하는 단계와 알루미늄 금속막(40)을 증착하는 단계 사이에 진공을 유지하는 것이 바람직하다. 티타늄 금속막(30)과 알루미늄 금속막(40)의 계면에 대기압에서 형성되는 자연 산화막이 존재할 경우, 이러한 자연 산화막이 확산 장벽막으로 작용하여 후술할 TiAl3가 제대로 형성되지 못하고, 따라서, 저항의 변화도 정확하게 온도를 나타내지 못하기 때문이다. In addition, it is preferable to maintain a vacuum between the deposition of the titanium metal film 30 and the deposition of the aluminum metal film 40. When there is a natural oxide film formed at atmospheric pressure at the interface between the titanium metal film 30 and the aluminum metal film 40, such a natural oxide film acts as a diffusion barrier film and TiAl 3 , which will be described later, cannot be formed properly, and thus, This is because the change does not accurately represent the temperature.

티타늄 금속막(30) 및 알루미늄 금속막(40)을 증착하는 단계의 압력은 10E-7 Torr 이하인 것이 바람직하다. The pressure in the step of depositing the titanium metal film 30 and the aluminum metal film 40 is preferably 10E-7 Torr or less.

그리고, 온도 보정용 웨이퍼를 제조한 다음에는 온도 보정용 웨이퍼의 초기 저항을 측정한다.(S200) Then, after the wafer for temperature correction is manufactured, the initial resistance of the wafer for temperature correction is measured.

4단자 방법을 이용하여 온도 보정용 웨이퍼의 면저항(Sheet Resistance,Rs)을 측정한다. 온도 보정용 웨이퍼의 많은 지점을 측정할수록 온도 균일성을 체크하 는 데 유리하다. 본 발명의 일 실시예에서는 49 개의 지점을 측정하였다. 이렇게 측정된 저항을 초기 저항이라 정의한다. The sheet resistance (Rs) of the temperature compensation wafer is measured using the four-terminal method. The more points that are measured on the temperature compensation wafer, the better it is to check temperature uniformity. In one embodiment of the present invention, 49 points were measured. This measured resistance is defined as the initial resistance.

다음으로, 온도를 알고 있는 CVD TiN 장치에서 온도 보정용 웨이퍼를 시험 열처리한다.(S300) Next, the temperature correction wafer is subjected to a test heat treatment in a CVD TiN apparatus having a known temperature (S300).

CVD TiN 증착 공정은 380 내지 450℃ 범위에서 공정이 진행된다. 따라서 온도를 잘 알고 있는 CVD TiN 장치에서 380 내지 450℃ 범위 내에서 시험 열처리 공정을 진행하여 온도 보정식을 만든다. CVD TiN deposition process is in the range of 380 ~ 450 ℃. Therefore, in the CVD TiN apparatus well known temperature, the test heat treatment process is performed in the range of 380 to 450 ° C. to make a temperature correction equation.

즉, 온도를 정확하게 알고 있는 CVD TiN 장치를 이용하여 온도 보정용 웨이퍼들을 400, 410, 420, 430, 440, 450℃의 온도에서 시험 열처리 공정을 진행하여 도 3에 도시된 바와 같이, 티타늄 금속막(30)과 알루미늄 금속막(40) 계면에서 TiAl3(50)가 형성되도록 한다. 즉, 온도를 잘 알고 있는 CVD TiN 장치를 이용하여 온도를 변화시켜 가면서 공정 레서피(Recipe)를 사용하여 온도 보정용 웨이퍼에 TiAl3(50)를 형성하여 저항을 변화시킨다. 티타늄 금속막(30)과 알루미늄 금속막(40)이 열에너지를 받으면 그 계면에서 확산에 의해 TiAl3(50)가 형성된다. TiAl3(50)의 비저항은 티타늄 금속막(30) 및 알루미늄 금속막(40)의 이중층보다 크기 때문에 열에너지를 받기 전보다 온도 보정용 웨이퍼의 저항은 증가한다.That is, the temperature correction wafers are subjected to a test heat treatment process at a temperature of 400, 410, 420, 430, 440, and 450 ° C using a CVD TiN device that knows the temperature accurately, as shown in FIG. 30) and TiAl 3 (50) is formed at the interface of the aluminum metal film 40. That is, by changing the temperature using a CVD TiN device that is well known temperature, the resistance is changed by forming TiAl 3 (50) on the temperature compensation wafer using a process recipe (Recipe). When the titanium metal film 30 and the aluminum metal film 40 receive thermal energy, TiAl 3 (50) is formed by diffusion at the interface. Since the resistivity of TiAl 3 (50) is larger than the double layers of the titanium metal film 30 and the aluminum metal film 40, the resistance of the temperature correction wafer is increased than before the thermal energy is received.

시험 열처리에 의해 형성되는 TiAl3(50)의 두께는 티타늄 금속막 두께, 알루미늄 금속막 두께, 시험 열처리 온도, 시험 열처리 시간에 의해 결정된다. 따라서, 티타늄 금속막 두께, 알루미늄 금속막 두께, 시험 열처리 시간을 고정시키고 여러 온도에서 각각의 온도 보정용 웨이퍼를 시험 열처리한다. 따라서, 저항의 변화량으로 시험 열처리된 온도를 정확하게 알아낼 수 있다. 그리고, 이 경우 온도 보정용 웨이퍼에서 TiAl3 형성에 의한 저항 변화는 높은 재현성을 가지고 있다. 이 때, 공정 조건은 실제 공정 조건과 동일하게 하지만, 온도 보정용 웨이퍼에 다른 박막이 증착되지 않도록 한다. 이는 후술할 변화 저항 측정 시 이 박막의 저항까지 측정된다면 저항 변화가 온도 변화를 대변하지 못하기 때문이다.The thickness of TiAl 3 50 formed by the test heat treatment is determined by the titanium metal film thickness, the aluminum metal film thickness, the test heat treatment temperature, and the test heat treatment time. Therefore, the titanium metal film thickness, the aluminum metal film thickness, the test heat treatment time are fixed, and each temperature correction wafer is subjected to the test heat treatment at various temperatures. Therefore, the temperature subjected to the test heat treatment can be accurately determined by the change amount of the resistance. In this case, the resistance change due to TiAl 3 formation on the temperature correction wafer has high reproducibility. At this time, the process conditions are the same as the actual process conditions, but the other thin film is not deposited on the temperature correction wafer. This is because the resistance change does not represent the temperature change if the resistance of the thin film is measured when measuring the resistance to be described later.

그리고, 온도 보정용 웨이퍼를 시험 열처리한 후에는 시험 열처리에 의해 저항이 변한 각각의 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 측정한다.(S400) After the test heat treatment of the temperature correction wafer, the change resistance of each temperature correction wafer whose resistance is changed by the test heat treatment is measured.

각각의 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 4단자 용법으로 측정한다. 이 때 정확한 저항 변화를 알기 위해서 초기 저항을 측정했던 온도 보정용 웨이퍼의 지점에서 변화 저항을 측정해야 한다. The change resistance of each temperature correction wafer is measured by the four-terminal method. In this case, the change resistance should be measured at the point of the temperature compensation wafer where the initial resistance was measured to know the accurate resistance change.

여러 온도에 따른 변화 저항과 초기 저항과의 차이값인 저항 변화값을 피팅하여 온도와 저항 변화값 사이의 함수 관계로 온도 보정식을 표현한다. The temperature correction equation is expressed as a function relationship between the temperature and the resistance change value by fitting a resistance change value that is a difference between the change resistance and the initial resistance according to various temperatures.

즉, 변화 저항과 초기 저항과의 차이값이 저항 변화값은 수학식 1과 같이 정의한다. That is, the difference value between the change resistance and the initial resistance is defined as the change value of the equation (1).

저항 변화값 = (변화 저항 - 초기 저항) * 100 / 초기 저항Resistance change value = (change resistance-initial resistance) * 100 / initial resistance

그리고, 온도와 저항 변화값 사이의 대응 관계를 그래프로 그린다. 이 경우 X축에 열처리 온도를, Y축에 저항 변화값을 나타내도록 하여 그래프로 그린다. 도 4에는 400 내지 450°범위에서 열처리 온도와 저항 변화값의 그래프가 도시되어 있다. Then, the corresponding relationship between the temperature and the resistance change value is graphed. In this case, the graph shows the heat treatment temperature on the X-axis and the resistance change on the Y-axis. Figure 4 shows a graph of the heat treatment temperature and the resistance change value in the range of 400 to 450 °.

그리고, 이러한 그래프의 피팅(Fitting)을 통하여 온도와 저항 변화값 사이의 함수 관계인 온도 보정식을 만들어 낸다. 이러한 피팅은 선형, 2차, 3차, Gaussian, Exponential, Sigmoidal 또는 Lorentzian 중 어느 하나를 이용할 수 있다. Then, the fitting of the graph produces a temperature correction equation that is a function of the temperature and the resistance change value. These fittings can use any of Linear, Secondary, Tertiary, Gaussian, Exponential, Sigmoidal, or Lorentzian.

도 4에서 A는 선형 근사를 적용한 피팅선이고 이 피팅선의 방정식, 즉 온도 보정식은 y = 0.343x - 126.5 이다. 여기서, x는 열처리 온도이고, y는 저항 변화값이다. In Fig. 4, A is a fitting line to which a linear approximation is applied, and the equation of the fitting line, that is, the temperature correction equation, is y = 0.343x-126.5. Where x is the heat treatment temperature and y is the resistance change value.

따라서, CVD TiN 장치의 히터의 온도는 수학식 2와 같다. Therefore, the temperature of the heater of the CVD TiN device is as shown in Equation 2.

CVD TiN 장치의 히터의 온도 = (저항 변화값 + 126.5) / 0.343 [℃] Temperature of heater in CVD TiN device = (resistance change value + 126.5) / 0.343 [℃]

다음으로, 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치에 초기 저항이 측정된 온도보정용 웨이퍼를 장착한다.(S500) Next, a wafer for temperature correction in which an initial resistance is measured is mounted in a CVD TiN device requiring temperature correction.

그리고, 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치에서 온도 보정용 웨이퍼를 보정 열처리한다.(S600) In the CVD TiN apparatus requiring temperature correction, the temperature correction wafer is subjected to correction heat treatment (S600).

즉, 보정이 필요한 온도 범위 내 정해진 온도에서 보정 열처리 공정을 진행한다. 이때 공정 조건은 실제 공정 조건과 같게 하지만, 박막이 증착되지 않도록 한다. 예컨대, CVD TiN 장치의 경우 공정 레서피를 사용하여 TiAl3를 형성할 때 실제 박막은 증착되지 않도록 변형된 레서피를 사용하여 공정을 진행한다. 즉, CVD TiN 공정 레서피를 사용하여 TiAl3를 형성할 때 실제 박막은 증착되지 않도록 TDMAT를 잠그고, RF Power를 Off하고, 1x100의 변형된 레서피를 사용한다. 예컨데, 공정 진행을 모두 450℃로 세팅된 레서피(Recipe)에서 진행하는 경우, 히터 블록의 열전대 측정기(Thermocouple Gauge)가 450℃를 읽고 있는 상태에서 공정을 진행한다. That is, the correction heat treatment process is performed at a predetermined temperature within the temperature range requiring correction. In this case, the process conditions are the same as the actual process conditions, but the thin film is not deposited. For example, in the case of a CVD TiN device, when a TiAl 3 is formed using a process recipe, the process is performed using a recipe modified to prevent the actual thin film from being deposited. That is, when forming TiAl 3 using the CVD TiN process recipe, the TDMAT is locked, RF power is turned off, and a modified recipe of 1 × 100 is used to prevent the actual thin film from being deposited. For example, when the process proceeds at a recipe set to 450 ° C., the thermocouple gauge of the heater block is read at 450 ° C.

다음으로, 보정 열처리에 의해 저항이 변한 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 4단자 용법으로 측정한다.(S700) Next, the change resistance of the temperature correction wafer whose resistance is changed by the correction heat treatment is measured by the four-terminal method. (S700)

그리고, 시험 열처리에 의해 온도와 저항간의 함수관계로 표현된 온도 보정식을 이용하여 보정 열처리에 의해 변화된 저항에서 계산된 실제 온도를 이용하여 온도 보정이 필요한 장치의 온도를 보정한다.(S800) Then, by using the temperature correction equation expressed as a function relationship between the temperature and the resistance by the test heat treatment, the temperature of the device requiring the temperature correction is corrected using the actual temperature calculated from the resistance changed by the correction heat treatment.

즉, 수학식 2에 보정 열처리에 의한 저항 변화값을 대입하여 CVD TiN 장치의 히터의 실제 온도를 계산한다. 그리고, 이러한 실제 온도로 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치의 히터의 온도를 보정해준다. 다시 설명하면, 계산된 실제 온도와 온도 보정용 웨이퍼의 저항을 변화시킨 정해진 레서피 온도의 차이를 비교 분석하여 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치의 온도를 보정한다. In other words, the actual temperature of the heater of the CVD TiN device is calculated by substituting the resistance change value due to the correction heat treatment into the equation (2). In addition, the temperature of the heater of the CVD TiN apparatus requiring temperature correction is corrected to the actual temperature. In other words, the difference between the calculated actual temperature and a predetermined recipe temperature that changes the resistance of the temperature correction wafer is analyzed to correct the temperature of the CVD TiN device requiring temperature correction.

도 5에는 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치인 TCVN02 및 TCVN03의 각각의 챔버 2 및 3을 온도 보정용 웨이퍼의 여러 지점에서 저항 변화값을 측정한 결과를 도시하였다. FIG. 5 shows the results of measuring resistance change values at chambers 2 and 3 of TCVN02 and TCVN03, which are CVD TiN devices requiring temperature correction, at various points of the temperature correction wafer.

도 5에 도시된 바와 같이, 수학식 2의 온도 보정식을 이용하면, 450℃로 읽고 있는 각각의 챔버의 실제 온도는 CVD TiN 장치인 TCVN02의 챔버 2는 (23.5 + 126.5) / 0.343 의 계산에 의해 437℃가 된다. As shown in Fig. 5, using the temperature correction equation of Equation 2, the actual temperature of each chamber reading at 450 DEG C is calculated as (23.5 + 126.5) / 0.343 in the CVD TiN device TCVN02. It becomes 437 degreeC.

동일하게 계산하면, TCVN02의 챔버 3은 446℃이고, CVD TiN 장치인 TCVN03의 챔버 2는 439℃, TCVN03의 챔버 3은 455℃ 임을 알 수 있다.Similarly, it can be seen that chamber 3 of TCVN02 is 446 ° C, chamber 2 of TCVN03, which is a CVD TiN device, is 439 ° C, and chamber 3 of TCVN03 is 455 ° C.

450℃와 상기 계산된 값 사이의 차이값만큼 CVD TiN 장치의 히터 온도를 쉬프트(Shift) 시켜서 CVD TiN 장치의 히터 온도를 보정해 줄 수 있다.The heater temperature of the CVD TiN device may be corrected by shifting the heater temperature of the CVD TiN device by the difference between 450 ° C. and the calculated value.

또한, 어느 하나의 CVD TiN 장치에 대한 온도 보정식이 만들어지면, 같은 공정을 진행하는 기타 모든 CVD TiN 장치의 히터 온도를 보정해 줄 수 있다. 그리고, 다른 공정을 진행하는 반도체 소자 제조 장치의 경우에는 온도를 알고 있는 장치로부터 온도 보정식을 일단 구해서 유사 장치의 온도를 보정함으로써 온도의 오차를 줄일 수 있다.In addition, if a temperature correction equation for any one CVD TiN device is made, it is possible to correct the heater temperature of all other CVD TiN devices in the same process. In the case of a semiconductor device manufacturing apparatus that performs another step, the temperature error can be reduced by first obtaining a temperature correction equation from a device that knows the temperature and correcting the temperature of the similar device.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.

본 발명에 따른 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법은 온도 보정용 웨이퍼의 열처리 전후의 저항을 비교함으로써 CVD TiN 장치의 히터의 온도를 보정하고, 따라 서, CVD TiN 장치의 히터의 온도를 정확히 측정하여 온도 오차를 줄일 수 있다는 장점이 있다. In the temperature correction method of the CVD TiN device according to the present invention, the temperature of the heater of the CVD TiN device is corrected by comparing the resistance before and after the heat treatment of the wafer for temperature correction. There is an advantage that can be reduced.

Claims (6)

산화막, 티타늄 금속막, 알루미늄 금속막이 순차 형성된 온도 보정용 웨이퍼의 초기 저항을 측정하는 단계;Measuring an initial resistance of the temperature correction wafer in which an oxide film, a titanium metal film, and an aluminum metal film are sequentially formed; 온도를 알고 있는 장치에서 상기 온도 보정용 웨이퍼를 380 내지 450℃ 범위로 시험 열처리하여 TiAl3를 형성하는 단계;Test-treating the temperature correction wafer in a range of 380 to 450 ° C. in a device having a known temperature to form TiAl 3 ; 상기 시험 열처리에 의해 저항이 변한 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 측정한 후 시험 열처리 온도와 변화 저항의 함수 관계에 의한 온도 보정식을 계산하는 단계;Calculating a temperature correction equation based on a function relationship between the test heat treatment temperature and the change resistance after measuring the change resistance of the temperature correction wafer whose resistance is changed by the test heat treatment; 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치에 초기 저항이 측정된 산화막, 티타늄 금속막, 알루미늄 금속막이 순차 형성된 온도보정용 웨이퍼를 장착하는 단계;Mounting a temperature compensation wafer in which an oxide film, a titanium metal film, and an aluminum metal film, of which an initial resistance is measured, are sequentially formed on a CVD TiN device requiring temperature correction; 상기 온도 보정이 필요한 CVD TiN 장치에서 온도 보정용 웨이퍼를 380 내지 450℃ 범위로 보정 열처리하는 단계;Correcting heat treatment of the temperature correction wafer in the range of 380 to 450 ° C. in the CVD TiN apparatus requiring the temperature correction; 상기 보정 열처리에 의해 저항이 변한 온도 보정용 웨이퍼의 변화 저항을 측정하는 단계;Measuring a change resistance of the temperature correction wafer whose resistance is changed by the correction heat treatment; 상기 온도 보정식에 의해 상기 보정 열처리에 의해 변화된 저항에 따른 실제 온도를 계산한 후 실제 온도를 이용하여 상기 온도 보정이 필요한 장치의 온도를 보정하는 단계;Calculating the actual temperature according to the resistance changed by the correction heat treatment by the temperature correction equation and then correcting the temperature of the device requiring the temperature correction using the actual temperature; 를 포함하는 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법.Temperature correction method of the CVD TiN device comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 산화막은 500 내지 1000Å 두께의 열 산화막 또는 TEOS 산화막 중 어느 하나인 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법.The oxide film is a temperature correction method of the CVD TiN device of any one of a thermal oxide film or a TEOS oxide film having a thickness of 500 to 1000Å. 제2항에서,In claim 2, 상기 티타늄 금속막의 두께는 100 내지 1000Å이며, 상기 알루미늄 금속막의 두께는 200 내지 6000Å인 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법.The thickness of the titanium metal film is 100 to 1000 kPa, and the thickness of the aluminum metal film is 200 to 6000 kPa. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 온도 보정용 웨이퍼의 저항은 4단자 방법으로 측정하는 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법.The temperature correction method of the CVD TiN device, the resistance of the temperature correction wafer is measured by a four-terminal method. 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 온도 보정식은 여러 온도에 따른 상기 변화 저항과 상기 초기 저항과의 차이값인 저항 변화값을 피팅하여 온도와 상기 저항 변화값 사이의 함수 관계로 표현되는 CVD TiN 장치의 온도 보정 방법.The temperature correction method is a temperature correction method of the CVD TiN device is expressed as a function relationship between the temperature and the resistance change value by fitting a resistance change value that is a difference between the change resistance and the initial resistance according to various temperatures.
KR1020030036000A 2003-06-04 2003-06-04 Temperature correction method of CVD TiN apparatus KR100657138B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030036000A KR100657138B1 (en) 2003-06-04 2003-06-04 Temperature correction method of CVD TiN apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030036000A KR100657138B1 (en) 2003-06-04 2003-06-04 Temperature correction method of CVD TiN apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040105296A KR20040105296A (en) 2004-12-16
KR100657138B1 true KR100657138B1 (en) 2006-12-12

Family

ID=37380366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030036000A KR100657138B1 (en) 2003-06-04 2003-06-04 Temperature correction method of CVD TiN apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100657138B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040105296A (en) 2004-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10943771B2 (en) Methods for thermally calibrating reaction chambers
US6922522B2 (en) Heat treatment apparatus, calibration method for temperature measuring system of the apparatus, and heat treatment system
US7993057B2 (en) Redundant temperature sensor for semiconductor processing chambers
US7572052B2 (en) Method for monitoring and calibrating temperature in semiconductor processing chambers
US20080248599A1 (en) Rapid Thermal Anneal Equipment and Method Using Sichrome Film
JP3857623B2 (en) Temperature control method and semiconductor device manufacturing method
US6517235B2 (en) Using refractory metal silicidation phase transition temperature points to control and/or calibrate RTP low temperature operation
US6132081A (en) Method for calibrating optical sensor used to measure the temperature of a substrate during rapid thermal process
KR100657138B1 (en) Temperature correction method of CVD TiN apparatus
US5902504A (en) Systems and methods for determining semiconductor wafer temperature and calibrating a vapor deposition device
US6022749A (en) Using a superlattice to determine the temperature of a semiconductor fabrication process
US20010028034A1 (en) Process for preparing a bolometer material and bolometer device
KR100497199B1 (en) Temperature correction wafer of semiconductor device manufacturing apparatus, manufacturing method thereof, and temperature correction method using the same
JP2000121447A (en) Temperature measuring method using radiation thermometer
US6217651B1 (en) Method for correction of thin film growth temperature
US6022142A (en) Monitor of process temperature and formation of alloy
KR100503363B1 (en) Temperature correction method of RTP apparatus
US7196398B2 (en) Resistor integration structure and technique for noise elimination
CN114397022B (en) Method for calibrating thermometer of epitaxial furnace
JP5960997B2 (en) Substrate holder material processing method and substrate holder processed by the method
KR100545166B1 (en) Temperature correction method of apparatus for semiconductor device
CN114397022A (en) Method for calibrating thermometer of epitaxial furnace
WO2022163806A1 (en) Temperature measurement method, temperature measurement device, and thin film formation method
KR100842510B1 (en) Method for determinating a dopant concentration ofmanufacturing of a standard wafer for dopant concentration measuring equipment
JP2005333032A (en) Forming method of temperature conversion function of processed materials for monitor, calculating method of temperature distribution, and sheet-fed type heat treatment equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
E801 Decision on dismissal of amendment
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee