KR19980042218A - 광학적 평가장치, 광학적 평가방법, 반도체 장치의 제조장치,반도체 장치의 제조방법, 반도체 장치의 제조장치의 관리방법및 반도체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인라인에서의 제어에 의해 원하는 특성을 정밀도 좋고 또한 균일하게 할 수 있는 반도체 장치의 제조방법 및 그 제조장치를 제공한다.

웨이퍼(103) 상에 n형 소스 영역(108), n형 드레인 영역(109), n형 반도체 영역(101)을 설치한다. 웨이퍼(103) 상에 퇴적된 층간 절연막(104)에 플라즈마를 이용한 드라이 에칭을 실시하여 각 영역(108, 109, 1O1)에 각각 도달하는 개구(110a∼11Oc)를 형성한 후, 데미지층을 제거하기 위한 광 에칭을 행한다. 그 때, n형 반도체 영역(1O1)에 여기광(402)을 간헐적으로 조사하고, 여기광(402)의 조사 유무에 의한 프로브광(403)의 반사 강도의 변화 비율을 감시함으로써 데미지층 제거의 진행이나 새로운 데미지층의 발생 정도를 검지하며, 작고 또한 균일한 콘택트 저항을 갖는 반도체 장치를 형성한다.

Description

광학적 평가장치, 광학적 평가방법, 반도체 장치의 제조장치, 반도체 장치의 제조방법, 반도체 장치의 제조장치의 관리방법 및 반도체 장치

본 발명은 반도체 장치의 제조공정에 있어서의 인라인에서의 특성 평가에 적합한 광학적 평가장치, 광학적 평가방법, 광학적 평가를 이용한 반도체 장치의 제조방법, 반도체 장치의 제조장치, 반도체 장치의 제조장치의 관리방법, 광학적 평가에 이바지하기 위한 반도체 장치에 관한 것이다.

최근, 반도체 집적회로의 고집적화가 크게 진전 중이고, M0S형 반도체 장치에 있어서도 트랜지스터 소자가 미세화, 고성능화가 도모되고 있으나, 특히 트랜지스터 소자의 미세화에 따라 신뢰성이 높은 M0S 디바이스의 실현이 필요하게 되었다. M0S 디바이스의 신뢰성 향상을 위해서는 M0S 디바이스를 구성하는 각 부가 높은 신뢰성을 갖는 것이 필요하다.

이러한 M0S 디바이스의 신뢰성을 좌우하는 중요한 부분으로서, 예를 들면 콘택트 창의 형성방법에 의하여 영향을 받는 콘택트부의 신뢰성을 들 수 있다. 콘택트 창의 형성에 사용되는 드라이 에칭에 의하여 생기는 반도체 기판의 데미지층은 드라이 에칭 후의 습식 에칭에 의하여 제거되지만, 그 제거량을 적정하게 판단하기위하여 종래는 제품화되지 않은 모니터 웨이퍼 등을 이용하여 그 전기적 특성을 측정함으로써 당해 드라이 에칭 조건하에서 생기는 데미지층의 깊이 등을 파악하거나, 전기적 측정의 결과로부터 데미지층을 제거하기 위한 습식 에칭의 시간이나 온도 등의 조건을 설정하고 있다. 이렇게 하여, 종래의 반도체 장치의 제조방법에서는 모니터 웨이퍼를 이용하여 얻어진 전기적 특성에 기초하여 반도체 장치의 제조공정 중의 가공 조건이 적정하게 되도록 제어하고 있다.

또, 반도체 디바이스의 각 요소를 형성하기 위한 프로세스 중에서도, 예를 들면 불순물 도입기술은 반도체 디바이스의 동작 특성을 결정하는 중요한 공정이다. 불순물 도입은 이온주입법 즉, 이온을 전계에 의해 가속하여 반도체 기판이나 전극 등의 속으로 불순물 이온을 주입시키는 방법이 주류이다. 그 때, 통상, 수1OkeV의 에너지로 불순물 이온을 가속하여 반도체 기판 등의 속으로 이온을 주입한다. 그러나, 상기 불순물 이온의 주입 결과, 반도체 기판 등의 표면층에는 결정성이 손상된 데미지층이 생기고, 또, 불순물이 캐리어로서 활성화되어 있지 않으며, 또, 불순물의 농도 분포도 원하는 분포 상태로는 되어 있지 않다. 그래서, 불순물의 활성화, 데미지의 회복, 프로파일의 최적화를 위하여 이온주입 후에 열처리(어닐)를 행하고 있다. 종래, 상기 어닐 프로세스 시간, 온도 등은 설계(디바이스 시뮬레이션)나 조건의 최적화에 의해 결정되어 있고, 기본적으로는 경험에 기초한 어닐 조건 설정이 이루어지고 있었다. 특히, 반도체 기판의 표면 결함층의 회복을 위한 어닐 처리는 경험에 기초하고 있었다.

다음에, M0S 디바이스에 이용되는 게이트 절연막에 대해서는 상기 박막화가 급속히 진행되어 21세기에는 4nm 이하의 대단히 얇은 절연막이 이용될 것이 예상되고 있다. 이러한 대단히 얇은 절연막을 갖는 M0S 디바이스에 있어서는, 절연막의 특성이 M0S 디바이스 전체의 특성 또는 반도체 집적회로 전체의 전기 특성을 결정한다고 할 정도이며, 절연막의 특성이 특히 중요시 되고 있다.

이러한 게이트 절연막의 특성은, 종래, M0S 커패시터 혹은 M0S 트랜지스터를 형성하고, 전기적 특성의 평가에 의해 관리되고 있었다. 이러한 전기적 특성의 평가는 M0S 디바이스의 제조 도중 혹은 M0S 디바이스의 제조 후에 M0S 디바이스를 탑재한 웨이퍼를 챔버로부터 인출하여 행하여진다.

그런데, 상술한 M0S 디바이스의 미세화 등에 따라 이상의 에칭 공정, 불순물 도입공정, 게이트 절연막 형성공정에 있어서 상기 종래와 같은 평가방법에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

우선, 에칭공정에 있어서는 다음의 문제점이 있다. 콘택트 창의 평면 사이즈(가로방향의 사이즈)가 축소되는 한편, 콘택트 창의 깊이는 얕아지지 않고, 결과적으로, 어스펙트비(＝깊이/가로방향의 사이즈)는 증대하고 있다. 그리고, 이러한 높은 어스펙트비를 갖는 콘택트 창을 형성하기 위하여, 예를 들면 드라이 에칭 공정에서는 고진공, 고밀도 플라즈마가 이용되고 있다. 고진공, 고밀도 플라즈마 프로세스에서는 높은 에너지를 갖고 방향성이 갖추어진 이온을 이용하여 깊은 콘택트 창의 형성을 실현하고 있다. 그런데, 높은 에너지를 갖는 이온의 충격에 의해, 종래와 같은 비교적 저진공, 저밀도 플라즈마에 의한 드라이 에칭에 의하여 생기는 결함의 레벨과는 달리 콘택트의 밑바닥에서 반도체 결정에 생기는 데미지층의 깊이나 데미지의 정도가 커지고 있다. 또, 마이크로파 영역의 광(적외선 등)을 사용하여 데미지층을 평가하는 경우에는 광 자신이 Si 기판으로부터 1㎛ 이상의 깊이까지 진입하기 위하여 실제의 플라즈마에 의한 수1Onm 레벨의 Si 기판으로의 데미지를 정확히 평가할 수 없었다. 즉, 금후의 LSI의 미세화에 따른 얇은 표층 부근에 형성되는 데미지층이나 극미소화된 영역의 평가에 대하여 정확한 결과를 부여할 수 없게 되고 있다.

따라서, 종래의 평가방법을 이용하는 것만으로는 데미지층을 확실히 제거하거나 데미지층을 잘 제어하여 제거하는 것이 곤란하게 되고 있다.

다음에, 불순물 도입공정이나 어닐 공정에 있어서는 다음의 문제점이 있다. 반도체 디바이스 중의 각 요소가 미세화되고, 미소 영역에서의 불순물 도입과 프로파일 제어의 중요성이 증대하는 가운데 상기 종래와 같은 경험에 기초한 어닐 조건 설정에서는 종종 가장 적합한 프로파일이 얻어지지 않는 결과나, 반도체 기판 내에 결함이 잔류한 상태로 처리를 마치는 트러블이 발생하고 있었다. 또, 원하는 반도체 디바이스 개발 기간의 단축이 갈망되는 가운데 종래와 같은 처리→해석→처리→해석의 순서에 의한 어닐 조건의 최적화를 행하고 있는 것으로는 개발 효율이 현저히 저하된다. 그래서, 최근에 와서 어닐처리 프로세스의 그 자리 관찰 기술에 의한 프로세스 제어 기술이 요구되어 왔다. 또, 낱장식의 열처리 장치를 이용하여 열처리를 행할 때에는 종래의 패치식과는 달리 열처리 장치의 특성의 편차나 시간 경과 변화에 의해 웨이퍼 사이에 있어서의 열처리량의 미묘한 편차가 발생되어 왔다. 또, 불순물 도입시의 실제의 도즈량과, 열처리 후에 기판 내에 도입되고 있는 실효적인 불순물 농도를 정확히 파악하는 것이 곤란하였다.

게이트 절연막의 형성공정에서는 다음의 문제점이 있다. 상기 종래와 같은 전기적 특성의 평가에 의하여 게이트 절연막의 특성을 관리하는 경우, M0S 디바이스의 제조 중에, 가령 절연막 형성 프로세스에서 어떠한 문제점이 발생된 경우에 있어서도 프로세스가 종료되고 나서 웨이퍼를 챔버로부터 인출하고, 전기적 특성의 평가를 행하여 처음으로 문제점이 발견될 뿐이다. 따라서, 그동안 문제점이 있는 게이트 절연막의 형성이 계속되어 생산성(효율)의 저하를 초래하고 있었다.

본 발명의 제 1 목적은 이상과 같은 제조공정 중에서의 반도체 장치의 특성에 영향을 미치는 요인을 인라인으로 확실히 파악하여, 양호하고 또한 균일한 특성을 실현할 수 있는 광학적 평가장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 반도체 영역의 광학적 특성과 반도체 영역의 상태 사이에 상관 관계가 있는 것에 착안하여 광학적 특성의 평가를 이용하여 반도체 장치에 대한 각종 처리를 인라인으로 제어하는 반도체 장치의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 광학적 특성의 평가 정밀도의 변화를 이용하여 반도체 장치의 제조장치의 챔버의 유지 관리를 행하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 4 목적은 광학적 특성의 평가에 적합한 구조를 갖는 반도체 장치의 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 반도체 장치의 제조방법을 도시한 흐름도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 반도체 장치의 제조공정을 도시한 웨이퍼의 단면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 웨이퍼의 상면도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 반도체 장치의 제조장치인 플라즈마 처리장치의 단면도.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 에칭 시간과 프로브광의 반사 강도의 변화 비율의 관계를 도시한 특성도.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 에칭 시간과 콘택트 저항의 관계를 도시한 특성도.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 광 에칭 방법과 종래의 광 에칭 방법을 각각 이용하여 형성된 반도체 장치의 콘택트 저항값의 불균형의 상위를 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 반도체 장치의 광학적 모니터 시스템을 개략적으로 도시한 사시도.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 반도체 장치의 제조공정을 도시한 웨이퍼의 단면도.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예의 플라즈마 처리를 행한 샘플과 플라즈마 처리를 행하지 않은 샘플에 대하여 여기광의 강도와 프로브광의 반사율 변화 특성의 상위를 나타내는 데이터.

도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 반도체 장치의 광학적 모니터 시스템을 개략적으로 도시한 사시도.

도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 반도체 장치의 광학적 모니터 시스템을 개략적으로 도시한 사시도.

도 13은 본 발명의 제 4 실시예의 광학적 모니터 시스템을 이용하여 20초간 광 에칭을 행했을 때의 프로브광의 반사 강도의 변화 비율을 RF 파워를 변화시켜 플로트한 도면.

도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 반도체 장치의 광학적 모니터 시스템을 개략적으로 도시한 사시도.

도 15는 본 발명의 제 5 실시예의 광학적 모니터 시스템을 이용하여 20초간 광 에칭을 행했을 때의 프로브 광의 반사 강도의 변화 비율을 RF 파워를 변화시켜 플로트한 도면.

도 16은 본 발명의 제 5 실시예에 있어서의 에칭 시간과 프로브광의 반사 강도의 변화 비율의 관계를 도시한 특성도.

도 17은 본 발명의 제 3 ∼ 제 5 실시예의 광학적 모니터 시스템을 플라즈마 가공장치에 장착한 상태를 개략적으로 도시한 단면도.

도 18은 본 발명의 제 6 실시예에 의한 반도체의 열처리 장치의 구성을 개락적으로 도시한 단면도.

도 19는 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 어닐 처리시간에 의한 반사율의 변화 비율의 스펙트럼 형상의 변화를 도시한 스펙트럼선도.

도 20은 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 어닐 처리시간에 대한 극소 피크값의 변화를 나타낸 도면.

도 21은 본 발명의 제 7 실시예에 있어서의 이온 주입시의 도즈량과 극소 피크값의 관계를 나타낸 도면.

도 22는 비소이온이 도즈량 1×10¹⁵cm^-2으로 도입되어 열처리가 실시된 후의 반사율의 변화 비율의 스펙트럼선도.

도 23은 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 열처리 중의 극소 피크값이 소정 값에 도달할 때 까지의 소요시간의 웨이퍼 처리 매수에 대한 변화를 나타면 도면.

도 24는 본 발명의 제 8 실시예에 의한 광학적 평가장치의 구성을 부분적으로 사시도로 나타낸 블록도.

도 25는 본 발명의 제 8 실시예에서 광학적 평가를 행하기 위하여 사용한 피측정물의 구조를 도시한 단면도.

도 26은 본 발명의 제 8 실시예에 있어서의 프로브광의 반도체 영역으로부터의 반사 강도의 변화 비율에 관한 신호의 스펙트럼도.

도 27은 여기광이 조사되었을 때의 실리콘 산화막과 n형 반도체 영역에 있어서의 에너지 대역 도면과, 여기광이 조사되지 않을 때의 실리콘 산화막 및 n형 반도체 영역에 있어서의 에너지 대역 도면.

도 28은 프로브광의 반사 강도의 변화 비율의 스펙트럼 중의 피크 강도와 산화막 중의 트랩 전자의 밀도 관계를 나타낸 도면.

도 29는 본 발명의 제 8 실시예를 이용하여 광학적 평가를 시제품의 산화공정의 관리에 사용한 경우에 있어서의 웨이퍼 처리 매수와 3.35eV 부근의 반사 강도의 변화 비율의 관계를 나타낸 도면.

도 30은 본 발명의 제 9 실시예에 의한 반도체 장치의 제조공정을 도시한 웨이퍼의 단면도.

도 31은 본 발명의 제 9 실시예에 있어서의 측정광의 반사율의 변화 비율의 변화를 도시한 스펙트럼선도.

도 32는 본 발명의 제 10 실시예에 있어서의 플라즈마 도핑의 처리시간과 측정광 반사율의 변화 비율의 피크 강도의 관계를 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : n형 반도체 영역 103 : 웨이퍼

104 : 층간 절연막 105 : 포토레지스트 마스크

106 : 게이트 전극 107 : 게이트 산화막

108 : n형 소스 영역 109 : n형 드레인 영역

110a∼c : 개구 200 : 반응 처리실

211 : 고주파 전원 212 : 커플링 콘덴서

213 : 애노드 전극 214 : 캐소드 전극

215 : 종점 검출용 창 216 : 종점 검출 시스템

217, 506 : 미러 218 : 프로브광 입사용 창

219 : 반사광 관측용 창 220 : 반사강도 관측 시스템

221 : 신호 경로 222 : 에칭 제어 시스템

223, 510, 710 : 초퍼

301, 503, 709 : Ar이온 레이저 (제 1 광원)

302, 502, 703 : Xe 램프(제 2 광원)

401 : 플라즈마 402, 511, 711 : 여기광

403, 507, 706 : 프로브광 404, 508, 707 : 반사 프로브광

504, 702 : 웨이퍼 스테이지 505 : 현미경 시스템

509 : 관측 시스템 겸 해석 시스템 512 : 반사 여기광

513 : 반사 여기광 관측 시스템 525 : 필터

530 : 광학 시스템 701 : 반도체 기판

701a : 본체부 701b : n형 반도체 영역

701c : 실리콘 산화막 704 : 편광자

705 : 검출기 708, 712 : 신호선

713 : 제어, 해석 시스템 Rtp : 칩 영역

Rmn : 모니터 영역 Rdm1∼3 : 데미지층

상기 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 제 1 및 제 2 광학적 평가장치에 관한 수단과 광학적 평가방법에 관한 수단을 강구하고 있다.

상기 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 반도체 장치의 제조장치에 관한 수단과 제 1 ∼ 제 5 반도체 장치의 제조방법에 관한 수단을 강구하고 있다.

상기 제 3 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법에 관한 수단을 강구하고 있다.

상기 제 4 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 반도체 장치에 관한 수단을 강구하고 있다.

본 발명의 제 1 광학적 평가장치는 챔버 내에서 반도체 영역을 갖는 기판에 처리를 실시할 때 사용되는 광학적 평가장치로서, 여기광을 생성하는 제 1 광원과, 측정광을 생성하는 제 2 광원과, 상기 제 1 광원에서 생성된 여기광을 상기 챔버 내의 반도체 기판의 반도체 영역에 간헐적으로 조사시키기 위한 제 1 광 안내부재와, 상기 제 2 광원에서 생성된 측정광을 상기 반도체 영역에 조사시키기 위한 제 2 광 안내부재와, 상기 반도체 영역에 조사된 측정광의 반사율을 검출하기 위한 반사율 검출수단과, 상기 반도체 영역에서 반사된 측정광을 상기 반사율 검출수단에 입사시키기 위한 제 3 광 안내부재와, 상기 반사율 검출수단의 출력을 수신하여 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 변화 연산수단을 구비하고 있다.

상기 광학적 평가장치를 이용함으로써 다음의 작용이 얻어진다. 제 1 광 안내부재에 의해 인도되는 여기광이 반도체 영역에 조사되면 반도체 영역의 캐리어가 여기되어 캐리어에 의하여 전계가 생긴다. 이 전계를 위하여 제 2 광 안내부재에 의하여 반도체 영역에 유도되는 측정광의 반사율은 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에는 변화되고, 상기 변화 비율은 전계강도의 대소 및 측정광의 파장에 의존하여 변화된다. 한편, 반도체 영역에 캐리어의 재결합 중심으로 되는 결함 등이 있다면 여기된 캐리어의 수명이 짧아지므로 캐리어가 형성하는 전계강도가 작아진다. 즉, 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에 있어서의 반사율의 변화 비율이 반도체 영역 내의 결함 등의 수에 의존하여 변화되므로, 변화 연산수단에 의해 반사율 검출수단의 검출값으로부터 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율이 연산되면 상기 반사율의 변화 비율은 반도체 영역의 결정 상태 등을 반영한 것으로 된다. 따라서, 챔버 내에서 행해지는 가공 처리의 조건을 인라인에서의 반도체 영역의 평가에 기초하여 제어하는 것이 가능하게 된다.

상기 구성에서, 상기 제 2 광 안내부재는 상기 측정광을 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 입사시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이로써, 측정광을 반도체 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 조사하도록 구성되어 있으므로, 미소한 반도체 영역에 대하여 신속하고 또한 정확하게 반사율의 변화를 평가할 수 있다. 즉, 미세화되는 반도체 장치의 제조 공정에 있어서의 광학적 평가를 행할 수 있는 광학적 평가장치가 얻어진다.

또한, 상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 입사시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 여기광과 상기 측정광을 동일한 광축 상에 유도하여 상기 반도체 영역으로 송신하도록 구성된 광축 조정수단을 추가로 설치하고, 상기 제 2 광 안내부재를 상기 광축 조정수단에 의해 동일한 광축 상으로 유도된 측정광 및 여기광을 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 조사하고, 또한 상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광과 여기광을 상하로 투과시키는 미러로 구성할 수 있다.

상기 구성에서, 측정광 및 여기광이 반도체 영역의 표면에 수직인 방향으로부터 조사되므로 반도체 영역이 매우 좁은 경우에도 측정광의 반사율의 변화 비율을 이용한 광학적 평가를 행할 수 있게 된다. 따라서, 반도체 영역에 있어서의 가공처리의 상태를 실시간으로 검출하는 데 특히 적합한 광학적 평가장치가 얻어지게 된다.

또, 상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 상기 측정광을 분광한 후 상기 반사율 검출수단으로 송신하는 분광수단을 추가로 구비할 수 있다.

이로써, 폭 넓은 측정광의 파장 범위에 걸쳐 정보가 얻어지는 동시에, 챔버 내에서의 가공 처리의 종류에 따라 적절한 파장 영역에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 이용할 수도 있게 된다.

또한, 상기 제 1 광원과 제 2 광원을 상기 여기광의 파장과 측정광의 파장을 포함하는 파장의 넓은 스펙트럼 광을 생성하는 단일의 공통 광원에 의해 구성하고, 상기 공통 광원에서 생성된 넓은 스펙트럼 광을 여기광과 측정광으로 분류하는 빔 스플리터와, 상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 상기 측정광을 분광한 후, 상기 반사율 검출수단으로 송신하는 분광수단을 추가로 설치하고, 상기 제 1 및 제 2 광 안내부재를 상기 스플리터로부터의 광을 수신하는 위치에 배치할 수 있다.

이로써, 광원이 단일화되므로 광학적 평가장치의 구조가 매우 간소화된다.

또, 상기 변환 연산수단은 상기 측정광의 반사율의 변화 비율의 스펙트럼에 있어서 거의 극치(極値)를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율만 연산하는 것으로 할 수 있다.

이로써, 가장 바람직한 어느 특정한 파장을 갖는 측정광 반사율의 변화만을 검지할 수 있다. 따라서, 잡음이 없고 또한 감도가 높은 광학적 평가가 가능하게 된다.

또한, 상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 그 중 특정한 파장 범위만을 투과시켜 상기 반사율 검출수단으로 송신하기 위한 필터를 추가로 구비할 수 있다.

이로써, 분광수단을 설치하지 않더라도 바람직한 파장 범위의 광 반사율의 변화를 검지할 수 있으므로 광학적 평가장치의 구조가 간소화되고, 게다가 잡음이 적고 감도가 높은 광학적 평가가 가능하게 된다.

또, 상기 측정광의 특정한 에너지값을 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 값으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반사율 검출수단은 600nm 이하의 파장 범위의 광 반사율을 검출하는 것이 바람직하다.

또, 상기 반사율 검출수단은 300∼600nm의 파장 범위의 광의 반사율을 검출하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 광학적 평가장치를 엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성할 수 있다.

이로써, 반도체 장치의 제조장치의 챔버에 부설되는 것이 많은 엘립소메트리 분광기의 부재를 이용할 수 있으므로 광학적 평가장치를 저가격으로 얻을 수 있다.

본 발명의 제 2 광학적 평가장치는, 기판의 반도체 영역 상에 형성된 절연막의 전기적 특성을 평가하기 위한 광학적 평가 장치로서, 여기광을 생성하는 제 1 광원과, 측정광을 생성하는 제 2 광원과, 상기 제 1 광원에서 생성된 여기광을 상기 절연막을 통과시켜 그 바로 아래의 반도체 영역에 간헐적으로 조사시키기 위한 제 1 광 안내부재와, 상기 제 2 광원에서 생성된 측정광을 상기 절연막을 통과시켜 상기 여기광이 간헐적으로 조사되어 있는 반도체 영역에 조사시키기 위한 제 2 광 안내부재와, 상기 반도체 영역에 조사된 측정광의 반사율을 검출하는 반사율 검출수단과, 상기 반도체 영역으로부터 반사된 측정광을 상기 반사율 검출수단에 입사시키기 위한 제 3 광 안내부재와, 상기 반사율 검출수단의 출력을 수신하여 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눔으로써 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 변화 연산수단과, 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 대소에 기초하여 상기 절연막의 전기적 특성을 평가하는 평가수단을 구비하고 있다.

이로써, 절연막, 특히 게이트 절연막 중의 전기적인 결함에 대해서의 정보가 얻어진다. 즉, 반도체 영역에 여기광이 조사되면 캐리어가 여기되고, 상기 캐리어 수의 변화에 따라 전계 강도가 변화되므로 반도체 영역으로부터의 어느 파장 영역에서의 측정광의 반사율이 변화된다. 그 때, 반도체 영역 위에 절연막이 형성되어 있으면 반도체 영역의 표면층에 캐리어의 트랩으로 되는 결함 사이트가 존재하므로 측정광 반사율의 변화 비율이 작아진다. 그런데, 절연막 중의 결함(트랩 전자)의 수가 많으면 인접하는 반도체 영역의 전계 강도의 증대량이 커지므로 측정광 반사율의 변화 비율이 커진다. 따라서, 평가수단에 의해 측정광의 반사율이 소정 범위 외에 있는 것에 대해서는 불량으로 판정함으로써 신속하고 또한 확실하게 절연막의 전기적 특성을 관리할 수 있게 된다.

또, 상기 평가수단을 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼에 있어서 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율이 절연막이 적정한 용량값에 대응하는 값일 때만 양품(良品)으로 판정할 수 있다.

또한, 상기 측정광의 특정한 에너지값을 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값으로 할 수 있다.

이러한 구성에 의해 특징적인 형상을 나타내는 반사율의 변화 비율의 스펙트럼 중에 있어서, 절연막의 전기적 특성의 상위를 검지하기 위한 감도가 가장 좋은 장소에서 광학적 평가가 행해지게 된다.

또한, 상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 상기 측정광을 분광한 후, 상기 반사율 검출수단으로 송신하는 분광수단을 추가로 구비할 수 있다.

이로써, 측정광 반사율의 변화비율의 스펙트럼이 검출되므로 스펙트럼 형상 전체의 정보에 기초하여 고정밀도의 광학적 평가를 행할 수 있게 된다.

또, 상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 상기 측정광의 특정한 에너지값에 상당하는 파장 범위의 측정광만을 투과시켜 상기 반사율 검출수단으로 송신하기 위한 필터를 추가로 구비할 수 있다.

이로써, 분광수단을 설치하지 않더라도 바람직한 파장 범위의 반사율의 변화를 검지할 수 있으므로 광학적 평가장치의 구조가 간소화되고, 또한 신속한 광학적 평가가 가능하게 된다.

또한, 상기 반사율 검출수단은 600nm 이하의 측정광의 반사율을 검출하는 것이 바람직하다.

또, 상기 반사율 검출수단은 300∼600nm의 측정광의 반사율을 검출하는 것이 보다 바람직하다.

특히 가시광 영역 및 그 이하의 파장 영역의 측정광은 반도체 영역의 수1OOnm 이상의 깊이에는 도달하지 않는 것을 이용하여 반도체 영역 내에서 절연막 내의 트랩 전자의 영향을 받는 영역만으로부터의 반사율의 변화 비율에 기초하여 광학적 평가를 행할 수 있다.

또한, 광학적 평가장치를 엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성할 수 있다.

이로써, 게이트 산화막 등 막두께의 측정에 이용되고 있는 엘립소 메트리 분광기를 이용하여 저렴하게 광학적 평가장치를 구성할 수 있게 된다.

또, 광학적 평가장치를 반도체 장치의 산화막의 형성에 사용되는 챔버에 장착하는 것이 바람직하다.

이로써, 반도체 기판을 제조장치로부터 인출하지 않고 절연막의 품질을 평가할 수 있으므로 인라인에서의 특성 평가에 적합한 평가장치로 된다.

또한, 상기 제 2 광원을 Xe 램프로 할 수 있다.

또, 상기 제 1 광원을 Ar 이온 레이저 혹은 He-Ne 레이저로 할 수 있다.

또한, 상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 반도체 장치의 제조장치는, 반도체 영역을 갖는 기판을 수납하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내에서 상기 기판에 가공처리를 실시하기 위한 가공 처리수단과, 상기 챔버 내에 설치된 상기 기판의 반도체 영역에 간헐적으로 여기광을 조사하기 위한 제 1 광 공급수단과, 상기 반도체 영역에 측정광을 조사하기 위한 제 2 광 공급수단과, 상기 반도체 영역에 조사된 측정광의 반사율을 검출하는 반사율 검출수단과, 상기 반사율 검출수단의 출력을 수신하고, 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 변화 연산수단과, 상기 가공 처리수단에 의한 가공처리의 진행 중에 상기 변화 연산수단의 출력을 수신하고, 상기 반사율의 변화 비율에 기초하여 상기 가공 처리조건을 제어하는 가공처리 제어수단을 구비하고 있다.

상기 반도체 장치의 제조장치를 이용함으로써 다음의 작용이 얻어진다. 제 1 광 공급수단에 의해 반도체 영역에 여기광이 조사되면 캐리어가 여기되고 캐리어에 의하여 전계가 생긴다. 상기 전계를 위하여 제 2 광 공급수단에 의하여 공급되는 측정광의 반사율은 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에는 변화되고, 상기 변화 비율은 전계 강도의 대소 및 측정광의 파장에 의존하여 변화된다. 한편, 반도체 영역에 캐리어의 재결합 중심으로 되는 결함 등이 있으면 여기된 캐리어의 수명이 짧아지므로 캐리어가 형성하는 전계강도가 작아진다. 즉, 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에 있어서의 반사율의 변화 비율이 반도체 영역 내의 결함 등의 수에 의존하여 변화되므로, 변화 연산수단에 의해 반사율 검출수단의 검출값으로부터 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율이 연산되면 상기 반사율의 변화 비율은 반도체 영역의 결정상태 등을 반영한 것으로 된다. 그리고, 가공처리 제어수단에 의해 챔버 내에서 행해지는 가공처리의 조건이 인라인에서의 반도체 영역의 평가에 기초하여 제어되므로 원하는 특성을 갖는 반도체 장치가 재현성 좋게 형성된다.

또한, 상기 가공 처리수단을 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 반도체 영역의 에칭을 행하는 것으로 할 수 있다.

이로써, 에칭에 의하여 생기는 데미지층의 깊이나 데미지의 정도를 제어하는 것이 가능해지므로 뒤의 데미지층의 제거를 원활하게 행할 수 있게 된다.

또, 상기 가공 처리수단을 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 반도체 영역의 에칭에 의해 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭을 행하는 것으로 할 수 있다.

이로써, 에칭에 의하여 생긴 데미지층의 깊이나 데미지의 정도를 파악한 뒤에 데미지층 제거를 위한 광 드라이 에칭을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 가공 처리수단을 상기 반도체 영역에 불순물을 도입하는 것으로 할 수 있다.

이로써, 불순물의 도입에 의하여 생기는 결함의 수나 결함의 정도 등을 제어할 수 있게 된다.

또, 상기 가공 처리수단을 상기 반도체 영역에 불순물 이온을 주입한 후 어닐을 행하는 것으로 할 수 있다.

이로써, 불순물의 이온 주입에 의하여 생긴 구조의 흐트러짐을 효율적이고 또한 확실하게 해소하기 위한 어닐을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 가공 처리수단을 상기 반도체 영역 위에 얇은 절연막을 형성하는 것으로 할 수 있다.

이로써, 원하는 특성을 갖는 절연막, 예를 들면 게이트 산화막을 형성할 수 있게 된다.

또, 상기 반도체 영역 위에 얇은 절연막이 형성되어 있는 경우에는, 상기 가공 처리수단을 상기 반도체 영역 상의 상기 절연막을 제거하기 위한 드라이 에칭을 행하는 것으로 할 수 있다.

이로써, 반도체 영역으로부터의 측정광 반사율의 변화 비율이 절연막의 두께에 의한 영향을 받는 것을 이용하여 인라인에서의 광학적 평가에 의하여 절연막 제거의 진행을 제어할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 광 공급수단을 상기 기판의 표면으로의 상기 측정광의 입사각이 상기 기판의 표면으로의 상기 여기광의 입사각보다도 크도록 구성하는 것이 바람직하다.

이로써, 측정광을 좁은 영역에 조사할 수 있게 되고, 측정광 반사율의 측정를 위하여 필요한 반도체 영역의 면적을 저감할 수 있다.

또, 상기 제 2 광 공급수단을 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 측정광을 조사하는 것으로 할 수 있다.

이로써, 측정광을 반도체 웨이퍼에 대하여 수직인 방향으로부터 입사시키도록 하고 있으므로 반도체 영역이 미소영역이더라도 용이하게 광학적 측정을 행할 수 있고 되고, 광학적 모니터를 위한 쓸데 없는 공간을 절감할 수 있는 동시에, 검출 감도도 향상되므로 광학적 특성의 평가에 필요한 시간을 대폭 저감할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 1 광 공급수단을 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 여기광을 조사하는 것으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 1 광 공급수단은, 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것이 바람직하다.

또, 상기 제 2 광 공급수단 및 반사율 검출수단을 엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성할 수 있다.

이로써, 반도체 장치의 제조장치의 챔버에 부설되어 있는 것이 많은 엘립소메트리 분광기의 부재를 이용할 수 있으므로 가격의 증대를 억제하면서 인라인에서의 광학적 평가에 기초한 가공처리 제어가 가능해진다.

본 발명의 광학적 평가방법은, 챔버 내에서 반도체 영역을 갖는 기판에 가공처리를 실시할 때 가공처리의 상태를 평가하기 위한 광학적 평가방법으로서, 상기 챔버내의 상기 기판의 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 구비하고 있다.

이 방법에 의해, 여기광이 반도체 영역에 조사되면 반도체 영역의 캐리어가 여기되고, 캐리어에 의하여 전계가 생긴다. 상기 전계 때문에, 반도체 영역에 유도되는 측정광의 반사율은 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에는 변화되고, 상기 변화 비율은 전계강도의 대소 및 측정광의 파장에 의존하여 변화된다. 한편, 반도체 영역에 캐리어의 재결합 중심으로 되는 결함 등이 있으면 여기된 캐리어의 수명이 짧아지므로 캐리어가 형성하는 전계강도가 작아진다. 즉, 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에 있어서의 반사율의 변화 비율이 반도체 영역 내의 결함 등의 수에 의존하여 변화되므로 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율이 연산되면 상기 반사율의 변화 비율은 반도체 영역의 결정상태 등을 반영한 것으로 된다. 따라서, 챔버 내에서 행해지는 가공처리의 조건을 인라인에서의 광 변조 반사율 측정에 기초하여 제어할 수 있게 된다.

또한, 상기 측정광을 조사하는 단계에서는 상기 측정광을 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 조사하는 것이 바람직하다.

상기 방법에 의해, 면적이 좁은 반도체 영역에 대해서도 광 변조 반사율을 측정할 수 있게 된다.

또, 상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 조사하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가공처리는 상기 반도체 영역의 플라즈마 에칭 가공인 것이 바람직하다.

이로써, 에칭에 의하여 생기는 데미지층의 깊이나 데미지의 정도를 제어하는 것이 가능해지므로 후의 데미지층의 제거를 원활하게 할 수 있게 된다.

또한, 상기 가공처리를 상기 반도체 영역의 플라즈마 에칭에 의해 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭으로 할 수 있다.

이로써, 에칭에 의하여 생긴 데미지층의 깊이나 데미지의 정도를 파악한 뒤에, 데미지층 제거를 위한 광 드라이 에칭을 행할 수 있게 된다.

또, 상기 가공처리를 상기 반도체 영역에 불순물을 도입하는 처리로 할 수 있다.

이로써, 불순물의 도입에 의하여 생기는 결함의 수나 결함의 정도 등을 제어할 수 있게 된다.

또한, 상기 가공처리를 상기 반도체 영역에 불순물 이온을 주입한 후의 어닐로 할 수 있다.

이로써, 불순물의 이온 주입에 의하여 생긴 구조의 흐트러짐을 효율적이고 또한 확실하게 해소하기 위한 어닐을 행할 수 있게 된다.

또, 상기 가공처리를 상기 반도체 영역 위에 있어서의 절연막의 형성으로 할 수 있다.

이로써, 원하는 특성을 갖는 절연막, 예를 들면 게이트 산화막을 형성할 수 있게 된다.

또한, 상기 가공처리를 상기 반도체 영역 상의 절연막을 제거하기 위한 드라이 에칭으로 할 수 있다.

이로써, 반도체 영역으로부터의 측정광 반사율의 변화 비율이 절연막의 두께에 의한 영향을 받는 것을 이용하여 인라인에서의 광 변조 반사율 측정에 의하여 절연막 제거의 진행을 제어할 수 있게 된다.

또, 상기 반도체 영역을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 반도체 장치의 제조방법은, 반도체 영역을 갖는 기판을 형성하는 제 1 단계와, 상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 제 2 단계와, 상기 반도체 영역을 에칭 가공하는 제 3 단계와, 상기 제 2 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 제 4 단계를 구비하고 있다.

상기 방법에 의해, 광이 반도체 기판 내에 입사되는 깊이가 얕은 것을 이용하여, 반도체 영역의 표면 부근에서의 구조의 흐트러짐에 관한 정보가 얻어지고, 상기 정보를 이용하여 반도체 장치의 에칭 공정 중에 에칭에 의하여 반도체 영역에 생기는 데미지층의 깊이나 데미지의 정도 등을 검지할 수가 있다. 따라서, 에칭 공정의 종료 후에 전기적 특성을 검지하여 에칭 조건에 피드백하던 종래의 제조방법에 비하여 반도체 장치의 특성을 정확히 또한 작은 편차로 원하는 값으로 제어할 수가 있다.

또, 상기 제 2 단계에 상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 구비할 수 있다.

이 방법에 의해, 다음의 작용이 얻어진다. 반도체 영역에 여기광이 조사되면 캐리어가 여기되고, 캐리어에 의하여 전계가 생긴다. 상기 전계 때문에 측정광의 반사율은 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에는 변화되고, 상기 변화 비율은 전계 강도의 대소 및 측정광의 파장에 의존하여 변화된다. 한편, 반도체 영역에 캐리어의 재결합 중심으로 되는 결함 등이 있으면 여기된 캐리어의 수명이 짧아지므로 캐리어가 형성하는 전계 강도가 작아진다. 즉, 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에 있어서의 반사율의 변화 비율이 반도체 영역 내의 결함 등의 수에 의존하여 변화되므로 측정광 반사율의 변화 비율은 반도체 영역의 결정 상태 등을 반영한 것으로 된다. 따라서, 에칭에 의하여 생긴 데미지층이 있으면 측정광 반사율의 변화 비율로부터 데미지층의 깊이나 데미지의 정도를 알 수 있으므로 적정한 에칭조건의 제어가 가능해진다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는, 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것이 바람직하다.

또, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것이 바람직하다.

상기 방법에 따르면, 가시광 영역의 측정광이 반도체의 수100 nm의 깊이까지 침입하는 성질을 갖는 점을 이용하여, 반도체 디바이스에서 문제로 되는 영역의 정보에 기초하여 반도체 영역의 데미지층을 제거할 수 있다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것이 바람직하다.

또, 상기 측정광의 특정 에너지값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값인 것이 바람직하다.

또한, 상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 3 단계에서는 플라즈마를 이용한 드라이 에칭을 행할 수 있다.

이로써, 플라즈마 가공에 있어서의 이온의 충격으로 반도체 영역에 생기는 데미지의 정도를 반도체 영역의 광학적 평가로부터 검지할 수 있으므로 반도체 장치의 제조공정에서 범용되는 플라즈마를 이용한 가공에 의해 특성이 좋은 반도체 장치가 형성된다.

또, 상기 제 2 단계 전에 상기 기판의 상기 반도체 영역 위에 층간 절연막을 퇴적하는 단계와, 상기 층간 절연막을 플라즈마 에칭에 의해 선택적으로 제거하여 상기 반도체 영역에 도달하는 개구를 형성하는 단계를 추가로 구비하고, 상기 제 2 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에서의 광학적 특성을 평가하며, 상기 제 3 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에 상기 플라즈마 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭을 행하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 에칭 가공의 조건을 제어할 수 있다.

이로써, 콘택트 홀인 개구를 형성할 때, 반도체 영역에 생기는 데미지층을 확실히 제거하면서 과도한 광 드라이 에칭에 의한 새로운 데미지의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 반도체 영역 중 소자가 형성되는 영역이 FET의 소스·드레인 영역인 경우에는 상기 개구를 상기 드레인에 도달하는 콘택트 홀로 할 수 있다.

이 방법에 의해, 소스·드레인 영역의 구조의 흐트러짐을 가능한한 없앨 수 있으므로 특성이 좋은 FET를 형성할 수 있게 된다.

또, 미리 반도체 영역의 광학적 특성과 데미지층의 깊이의 관계를 실험에 의해 구하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 단계에서 평가된 반도체 영역의 광학적 특성으로부터 데미지층의 깊이를 구하여 상기 깊이 분의 반도체 영역을 제거하도록 광 드라이 에칭을 행할 수 있다.

이 방법에 의해, 1회의 광학적 평가에 의하여 간편하고 또한 신속하게 반도체 영역의 데미지층을 제거할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 4 단계에서는 광 드라이 에칭의 진행에 따라 변환되는 상기 반도체 영역의 광학적 특성을 재평가하여 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가결과를 비교하여, 에칭가공의 조건을 제어할 수 있다.

이 방법에 의해, 반도체 장치의 콘택트 홀인 개구를 형성할 때, 반도체 영역에 생기는 데미지층을 확실히 제거하면서, 과도한 광 드라이 에칭에 의한 새로운 데미지의 발생을 억제할 수 있다.

또, 상기 반도체 영역 중 소자가 형성되는 영역이 FET의 소스·드레인 영역인 경우에는 상기 개구를 상기 소스·드레인 영역에 도달하는 콘택트 홀로 할 수 있다.

또한, 상기 제 2 단계 전에, 상기 기판의 상기 반도체 영역에 고농도의 불순물을 도입한 후 반도체 영역 위에 층간 절연막을 퇴적하는 단계와, 상기 층간 절연막을 플라즈마 에칭에 의해 선택적으로 제거하여, 상기 반도체 영역에 도달하는 개구를 형성하는 단계를 추가로 구비하고, 상기 제 3 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에 상기 플라즈마 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭을 행하고, 반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 미리 구하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 광 드라이 에칭을 행할 수 있다.

이것에 의해서도, 드라이 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 확실히 제거할 수 있게 된다.

또, 상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고, 상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며, 상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어할 수 있다.

이 방법에 의해, 현실적으로 반도체 소자를 형성하는 제 1 반도체 영역의 특성에 영향을 주지 않고 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역의 폭이나 불순물 농도 등을 광학적 평가에 적합한 상태로 할 수 있으므로 보다 정확한 광학적 평가를 할 수 있게 된다.

또, 상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 할 수 있다.

이 방법에 의해, 광학적 평가를 하기 위한 감도를 높게 할 수 있으므로 광학적 평가를 고정밀도로 또한 신속하게 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 2 단계 전에, 상기 기판의 상기 제 2 반도체 영역에 고농도의 불순물을 도입한 후, 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역 위에 게이트 절연막 및 게이트 전극용 도체막을 퇴적하는 단계를 추가로 구비하고, 상기 제 3 단계에서는 상기 게이트 전극용 도체막 및 게이트절연막을 플라즈마 에칭에 의해 패터닝함과 동시에, 반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 미리 구하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 광 드라이 에칭을 할 수 있다.

이 방법에 의해, FET의 게이트 전극 형성시에 있어서의 소스·드레인 영역으로의 데미지를 해소하면서 FET의 특성을 높게 유지할 수 있게 된다.

또한, 상기 게이트 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성할 수 있다.

또, 상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가할 수 있다.

이 방법에 의해, 산화막의 막두께 측정용 등을 위하여 반도체 장치의 제조장치에 부설되는 것이 많은 엘립소메트리 분광기를 이용하여 인라인에서의 광학적 평가에 기초한 에칭 가공의 제어가 가능해진다.

본 발명의 제 2 반도체 장치의 제조방법은, 구조의 흐트러짐이 생긴 반도체 영역을 갖는 반도체 장치의 제조방법으로서, 상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 단계와, 상기 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 조건을 제어하면서 상기 반도체 영역의 구조의 흐트러짐을 회복시키기 위한 열처리를 행하는 단계를 구비하고 있다.

이 방법에 의해, 광이 반도체 기판 내에 침투하는 깊이가 얕은 점을 이용하여 반도체 영역의 표면 부근에서의 구조의 흐트러짐에 관한 정보가 얻어지고, 이 정보를 이용한 열처리 공정의 제어가 가능해진다. 따라서, 반도체 영역의 내부로부터의 정보에 의한 감도의 저하나 잡음의 증대를 초래하지 않고 열처리 공정에서의 반도체 영역 내의 결정학적 결함이나 전자구조의 정상상태로부터의 어긋남 등의 구조의 흐트러짐을 정확하게 파악하면서, 반도체 장치의 특성에 악영향을 미치지 않고 적정한 처리 조건으로 반도체 영역의 정상적인 특성을 회복시킬 수 있다.

또한, 상기 광학 특성을 평가하는 단계에 상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 설정할 수 있다.

이 방법에 의해 다음의 작용이 얻어진다. 반도체 영역에 여기광이 조사되면 캐리어가 여기되고, 캐리어에 의하여 전계가 생긴다. 상기 전계를 위하여 측정광의 반사율은 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에는 변화되고, 상기 변화 비율은 전계 강도의 대소 및 측정광의 파장에 의존하여 변화된다. 한편, 반도체 영역에 캐리어의 재결합 중심으로 되는 결함 등이 있으면, 여기된 캐리어의 수명이 짧아지므로 캐리어가 형성하는 전계 강도가 작아진다. 즉, 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에 있어서의 반사율의 변화 비율이 반도체 영역 내의 결함 등의 수에 의존하여 변화되므로 측정광 반사율의 변화 비율은 반도체 영역의 결정상태 등을 반영한 것으로 된다. 따라서, 측정광 반사율의 변화 비율로부터 반도체 영역에서의 구조의 흐트러짐의 범위나 그 정도를 알 수 있으므로 적정한 열처리 조건의 제어가 가능해진다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것이 바람직하다.

또, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화비율을 연산하는 것이 더욱 바람직하다.

이 때, 가시광 영역의 측정광이 반도체의 수100nm 의 깊이까지 침입하는 성질을 갖는 점을 이용하여, 반도체 디바이스에서 문제로 되는 영역의 정보에 기초하여 반도체 영역의 회복 상태를 제어할 수 있다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의해, 측정광의 파장에 의존하는 반사율의 변화 비율의 증감 정도를 나타내는 스펙트럼의 특징적인 형상을 이용하면서, 간편, 신속하고 또한 정확하게 반도체 영역의 회복 상태를 제어할 수 있다.

또, 상기 측정광의 특정 에너지값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값인 것이 바람직하다.

또한, 상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것이 바람직하다.

또, 반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 미리 구하고, 상기 반도체 영역의 열처리를 하는 단계에서는 상기 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 열처리를 할 수 있다.

이 방법에 의해, 각 로트 사이에 있어서의 열처리 후의 반도체 영역의 특성의 편차를 가능한한 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율과 상기 반도체 영역 중의 불순물 농도의 관계를 미리 구하고, 상기 열처리를 하는 단계에서는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율이 원하는 불순물 농도에 상당하는 변화 비율이 될 때까지 상기 반도체 장치의 열처리를 행하는 것이 바람직하다.

이 방법에 의해, 각 로트 사이에 있어서의 반도체 영역의 불순물 농도나 불순물의 확산 상태의 편차를 가능한한 저감시킬 수 있다. 따라서, 불순물의 농도 분포상태가 양호하고, 또한 각 웨이퍼 사이의 특성의 불균형이 적은 반도체 장치를 형성할 수 있다.

또, 상기 반도체 영역으로서 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고, 상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하고, 상기 열처리를 하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 열처리하면서, 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 열처리의 조건을 제어할 수 있다.

이 방법에 의해, 현실적으로 반도체 소자를 형성하는 제 1 반도체 영역의 특성에 영향을 주지 않고 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역의 넓이나 불순물 농도 등을 광학적 평가에 적합한 상태로 할 수 있으므로 보다 정확한 광학적 평가를 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 할 수 있다.

이 방법에 의해, 광학적 평가를 하기 위한 감도를 높게 할 수 있으므로 광학적 평가를 고정밀도로 또한 신속하게 행할 수 있게 된다.

또, 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역을 소스·드레인 영역으로 할 수 있다.

이 방법에 의해, FET의 소스·드레인 영역의 구조의 흐트러짐을 해소하기 위한 열처리를 행하여 특성이 좋은 FET를 형성할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가할 수 있다.

이 방법에 의해, 산화막의 막두께 측정용 등을 위하여 반도체 장치의 제조장치에 부설되는 것이 많은 엘립소메트리 분광기를 이용하여 인라인에서의 광학적 평가에 기초한 에칭가공의 제어가 가능해진다.

본 발명의 제 3 반도체 장치의 제조방법은, 반도체 영역을 갖는 반도체 장치의 제조방법으로서, 상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 단계와, 상기 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 조건을 제어하면서 상기 반도체 영역에 불순물을 도입하는 단계를 구비하고 있다.

이 방법에 의해, 광이 반도체 기판 내에 침투되는 깊이가 얕은 점을 이용하여 반도체 영역의 표면 부근에서의 구조의 흐트러짐에 관한 정보가 얻어지고, 상기 정보를 이용한 불순물 도입공정의 제어가 가능해진다. 즉, 반도체 영역의 내부로부터의 정보에 의한 감도의 저하나 잡음의 증대를 초래하지 않고 불순물 도입에 의하여 생기는 반도체 영역 내의 결정학적 결함이나 전자구조의 정상상태로부터의 어긋남 등의 구조의 흐트러짐을 정확하게 파악하거나 혹은 예상할 수 있다.

또, 상기 광학 특성을 평가하는 단계에 상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화비율로서 연산하는 단계를 설정할 수 있다.

이 방법에 의해 다음의 작용이 얻어진다. 반도체 영역에 여기광이 조사되면 캐리어가 여기되고, 캐리어에 의하여 전계가 생긴다. 상기 전계 때문에 측정광의 반사율은 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에는 변화되고, 상기 변화 비율은 전계 강도의 대소 및 측정광의 파장에 의존하여 변화된다. 한편, 반도체 영역에 캐리어의 재결합 중심으로 되는 결함 등이 있다면 여기된 캐리어의 수명이 짧아지므로 캐리어가 형성하는 전계 강도가 작아진다. 즉, 여기광의 조사가 있을 때와 없을 때에 있어서의 반사율의 변화 비율이 반도체 영역 내의 결함 등의 수에 의존하여 변화되므로 측정광 반사율의 변화 비율은 반도체 영역의 결정상태 등을 반영한 것으로 된다. 따라서, 측정광 반사율의 변화 비율로부터 반도체 영역에서의 구조의 흐트러짐의 범위나 그 정도를 알 수 있으므로 적정한 불순물 도입 조건의 제어가 가능해진다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화비율을 연산하는 것이 바람직하다.

또, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화비율을 연산하는 것이 보다 바람직하다.

상술한 방법에 의해 가시광 영역의 측정광이 반도체의 수100 nm의 깊이까지 침입하는 성질을 갖는 점을 이용하여, 반도체 디바이스에서 문제로 되는 영역의 정보에 기초하여 반도체 영역으로의 불순물의 도입을 제어할 수 있다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산할 수 있다.

이 방법에 의해, 측정광의 파장에 의존하는 반사율의 변화 비율의 증감 정도를 나타내는 스펙트럼의 특징적인 형상을 이용하면서, 간편, 신속하고 또한 정확하게 반도체 영역의 회복상태를 제어할 수 있다.

또, 상기 측정광의 특정 에너지값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값인 것이 바람직하다.

또한, 상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것이 바람직하다.

또, 미리 실험에 의해 불순물의 도입량과 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 관계를 구하고, 상기 반도체 영역의 불순물의 도입을 하는 단계에서는 상기 측정광 반사율의 변화 비율이 원하는 불순물의 도입량에 상당하는 값이 되도록 상기 불순물의 도입을 행할 수 있다.

이 방법에 의해, 각 로트 사이에 있어서의 반도체 영역의 불순물 농도나 불순물의 확산 상태의 편차를 가능한한 저감시킬 수 있다. 따라서, 불순물의 농도 분포상태가 양호하고, 또한 각 웨이퍼 사이의 특성의 불균형이 적은 반도체 장치를 형성할 수 있다.

또한, 상기 반도체 영역으로서, 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고, 상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며, 상기 불순물의 도입을 하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역에 동시에 불순물을 도입하면서 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 불순물 도입의 조건을 제어할 수 있다.

이 방법에 의해, 현실적으로 반도체 소자를 형성하는 제 1 반도체 영역의 특성에 영향을 주지 않고 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역의 넓이나 불순물 농도 등을 광학적 평가에 알맞은 상태로 할 수 있으므로 보다 정확하게 광학적 평가를 행할 수 있게 된다.

또, 상기 제 3 단계에서는 상기 불순물의 도입을 플라즈마 도핑에 의해 행할 수 있다.

이 방법에 의해, 플라즈마 도핑의 경우에는 불순물의 도입량의 증가에 따라 서서히 반사율의 변화 비율이 증감하는 등의 광학적 특성의 변화를 이용할 수 있으므로, 특히, 불순물 도입공정의 제어성이 향상된다.

또, 상기 불순물을 n형 불순물로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역을 소스·드레인 n영역으로 할 수 있다.

이 방법에 의해, FET의 소스·드레인 영역의 불순물 농도를 정밀도 좋게 제어할 수 있으므로 특성이 좋은 FET를 형성할 수 있게 된다.

또, 상기 제 2 단계에서는 엘리소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가할 수 있다.

이 방법에 의해, 산화막의 막두께 측정용 등을 위하여 반도체 장치의 제조장치에 부설되는 것이 많은 엘립소 메트리 분광기를 이용하여 인라인에서의 광학적 평가에 기초한 불순물 도입의 제어가 가능해진다.

본 발명의 제 4 반도체 장치의 제조방법은, 반도체 영역을 갖는 기판을 형성하는 제 1 단계와, 상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 제 2 단계와, 상기 반도체 영역 위에 얇은 절연막을 형성하는 제 3 단계와, 상기 제 2 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 상기 절연막의 형성 조건을 제어하는 제 4 단계를 구비하고 있다.

이 방법에 의해, 광이 반도체 기판 내에 침투하는 깊이가 얕은 점을 이용하여 반도체 영역 상의 절연막의 특성에 관한 정보가 얻어지고, 상기 정보를 이용한 절연막 형성공정의 제어가 가능해진다. 따라서, 반도체 영역의 내부로부터의 정보에 의한 감도의 저하나 잡음의 증대를 초래하지 않고 절연막 형성 공정에서의 절연막의 특성의 양부를 정확하게 파악하면서, 적정 조건으로 절연막의 형성을 행할 수 있다.

또한, 상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 설정할 수 있다.

이 방법에 의해, 절연막 중의 전기적인 결함에 대해서의 정보가 얻어진다. 즉, 반도체 영역에 여기광이 조사되면 캐리어가 여기되고, 상기 캐리어 수의 변화에 따라 전계 강도가 변화되므로, 반도체 영역으로부터의 어떤 파장영역에서의 측정광의 반사율이 변화된다. 그 때, 반도체 영역 위에 절연막이 형성되어 있으면 반도체 영역의 표면층에 캐리어의 트랩으로 되는 결함 사이트가 존재하므로 측정광 반사율의 변화비율이 작아진다. 그런데, 절연막 중의 결함(트랩 전자)의 수가 많으면 인접하는 반도체 영역의 전계 강도의 증대량이 커지므로 측정광 반사율의 변화 비율이 커진다. 따라서, 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 대소에 의하여 신속하고 또한 확실하게 절연막의 양부를 알 수 있게 된다.

또, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화비율을 연산하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300nm∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것이 보다 바람직하다.

이 방법에 의해 가시광보다도 짧은 파장영역의 측정광이 사용되므로, 특히, 반도체 영역 내로의 광의 침입영역을 얕게 할 수 있어 내부의 정보에 의한 감도의 열화를 회피할 수 있게 된다.

또, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산할 수 있다.

이 방법에 의해, 측정광의 파장에 의존하는 반사율의 변화 비율의 증감 정도를 나타내는 스펙트럼의 특징적인 형상을 이용하면서, 간편, 신속하고 또한 정확하게 절연막의 형성 상태를 제어할 수 있다.

또한, 상기 측정광의 특정 에너지값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값인 것이 바람직하다.

또, 상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것이 바람직하다.

또한, 미리 실험에 의해 절연막의 전기적 특성의 적정 범위에 상당하는 측정광 반사율의 변화 비율의 적정범위를 구하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 단계에서 평가된 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정범위에 포함되도록 절연막의 형성을 행할 수 있다.

이 방법에 의해, 각 로트 사이에 있어서의 절연막의 전기적 특성의 편차를 가능한한 저감시킬 수 있다.

또, 상기 제 2 단계에서는 상기 절연막이 형성되기 전의 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하고, 상기 제 4 단계에서는 절연막 형성의 진행에 따라 변화되는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 재평가하여 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가 결과를 비교하여 절연막의 형성 조건을 제어할 수 있다.

이 방법에 의해, 원하는 전기적 특성을 갖는 절연막을 형성하는 것이 용이해진다.

또한, 상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고, 상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며, 상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역 위에 동시에 절연막을 형성하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 절연막의 형성 조건을 제어할 수 있다.

이 방법에 의해, 현실적으로 반도체 소자를 형성하는 제 1 반도체 영역의 특성에 영향을 주지 않고 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역의 넓이나 불순물 농도 등을 광학적 평가에 적합한 상태로 할 수 있으므로 보다 정확한 광학적 평가를 행할 수 있게 된다.

또, 상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 할 수 있다.

이 방법에 의해, 광학적 평가를 행하기 위한 감도를 높게 할 수가 있으므로 광학적 평가를 고정밀도로 또한 신속하게 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘으로 구성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 제 4 단계 후에 미리 실험에 의해 구한 상기 측정광 반사율의 변화 비율과 절연막의 전기적 특성의 관계에 기초하여 형성된 절연막의 양부를 판정하는 단계를 추가로 구비할 수 있다.

이 방법에 의해, 불량한 절연막이 형성된 기판에 대하여 절연막의 형성을 재시도하거나 혹은 그 후의 공정을 중지하는 등의 조치가 가능해진다.

또한, 상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성할 수 있다.

이 방법에 의해, FET의 성능을 크게 좌우하는 게이트 절연막의 전기적 특성을 향상시키기 위한 제어가 가능해진다.

또한, 상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가할 수 있다.

이 방법에 의해, 산화막의 막두께 측정용 등을 위하여 반도체 장치의 제조장치에 부설되는 것이 많은 엘립소메트리 분광기를 이용하여 인라인에서의 광학적 평가에 기초한 절연막 형성의 제어가 가능해진다.

본 발명의 제 5 반도체 장치의 제조방법은 반도체 영역과 그 위에 얇은 절연막을 갖는 기판을 형성하는 제 1 단계와, 상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 제 2 단계와, 상기 절연막을 드라이 에칭에 의해 제거하는 제 3 단계 및 상기 제 2 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 상기 절연막의 제거 조건을 제어하는 제 4 단계를 구비하고 있다.

이 방법에 의해, 광이 반도체 기판 내에 침투하는 깊이가 얕은 점을 이용하여 반도체 영역 상의 절연막의 존재 여부에 관한 정보가 얻어지고, 상기 정보를 이용한 절연막 제거 공정의 제어가 가능해진다. 따라서, 반도체 영역의 내부로부터의 정보에 의한 감도의 저하나 잡음의 증대를 초래하지 않고 반도체 영역에 큰 데미지를 주지 않는 적정한 타이밍으로 절연막 제거를 위한 에칭을 종료할 수 있다.

또, 상기 제 2 단계는, 상기 반도체 영역에 상기 절연막을 통과시킨 측정광을 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 상기 절연막을 통과시킨 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 구비하고 있다.

이 방법에 의해, 반도체 영역에 여기광이 조사되면 캐리어가 여기되고, 상기 캐리어수의 변화에 따라 전계 강도가 변화되므로 반도체 영역으로부터의 어떤 파장영역에서의 측정광의 반사율이 변화된다. 그 때, 반도체 영역 위에 절연막이 형성되어 있으면 반도체 영역의 표면층에 캐리어의 트랩으로 되는 결함 사이트가 존재하므로 측정광 반사율의 변화 비율이 작아진다. 따라서, 상기 측정광 반사율의 변화비율의 대소에 의하여 신속하고 또한 확실하게 에칭의 진행상태를 알 수 있게 된다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화비율을 연산하는 것이 바람직하다.

또, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화비율을 연산하는 것이 더욱 바람직하다.

이 방법에 의해, 가시광보다도 짧은 파장영역의 측정광이 사용되므로, 특히, 반도체 영역 내로의 광의 침입 영역을 얕게 할 수 있어 내부의 정보에 의한 감도의 열화를 회피할 수 있게 된다.

또한, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산할 수 있다.

이 방법에 의해, 측정광의 파장에 의존하는 반사율의 변화 비율의 증감 정도를 나타내는 스펙트럼의 특징적인 형상을 이용하면서, 간편, 신속하고 또한 정확하게 절연막의 형성 상태를 제어할 수 있다.

또, 상기 측정광의 특정 에너지값을 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것이 바람직하다.

또, 미리 상기 절연막의 제거가 적정하게 완료되었을 때의 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 구하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 단계에서 평가된 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정범위에 포함되도록 절연막의 드라이 에칭을 행할 수 있다.

이 방법에 의해, 각 로트 사이에 있어서의 반도체 영역의 데미지층의 형성 상태의 편차를 가능한한 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 제 2 단계에서는 상기 절연막이 형성되었을 때의 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하고, 상기 제 4 단계에서는 절연막의 제거의 진행에 따라 변화되는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 재평가하여 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가 결과를 비교하여 절연막의 제거 조건을 제어할 수 있다.

이 방법에 의해, 반도체 영역의 데미지층을 가능한한 작게 억제하는 것이 용이해진다.

또한, 상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고, 상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며, 상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고, 상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어할 수 있다.

이 방법에 의해, 현실적으로 반도체 소자를 형성하는 제 1 반도체 영역의 특성에 영향을 주지 않고 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역의 넓이나 불순물 농도 등을 광학적 평가에 적합한 상태로 할 수 있으므로 보다 정확한 광학적 평가를 행할 수 있게 된다.

또, 상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 할 수 있다.

또한, 상기 제 l 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘으로 구성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성할 수 있다.

이 방법에 의해, FET의 성능을 크게 좌우하는 소스·드레인 영역으로 되는 반도체 영역의 데미지층을 가능한한 작게 하기 위한 제어가 가능해진다.

또, 상기 제 1 단계에서는 상기 게이트 절연막의 위에 게이트 전극용 도체막을 형성하고, 상기 제 3 단계에서는 상기 게이트 전극용 도체막을 패터닝하며, 계속해서 상기 게이트 절연막을 패터닝할 수 있다.

이 방법에 의해 FET의 성능을 크게 좌우하는 소스·드레인 영역으로 되는 반도체 영역의 데미지층을 가능한한 작게 하기 위한 절연막 제거제어가 가능해진다.

또, 상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가할 수 있다.

이 방법에 의해, 산화막의 막두께 측정용 등을 위하여 반도체 장치의 제조장치에 부설되는 것이 많은 엘립소메트리 분광기를 이용하여 인라인에서의 광학적 평가에 기초한 절연막 제거의 제어가 가능해진다.

본 발명의 반도체 장치의 제조장치의 관리방법은 반도체 영역을 갖는 기판을 수납하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내에서 상기 기판에 가공 처리를 실시하기 위한 가공 처리수단과, 상기 챔버 내에 설치된 상기 기판의 반도체 영역에 간헐적으로 여기광을 조사하기 위한 제 1 광 공급수단과, 상기 반도체 영역에 측정광을 조사하기 위한 제 2 광 공급수단과, 상기 반도체 영역에 조사된 측정광의 반사율을 검출하는 반사율 검출수단을 구비한 반도체 장치의 제조장치의 관리방법으로서, 상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 제 1 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 제 2 단계와, 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 연산된 반사율의 변화비율이 소정값에 달할 때 까지의 소정 시간 동안 상기 가공 처리수단을 작동시키도록 제어하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계에 있어서의 상기 소정 시간을 감시하여 상기 소정시간이 한계값을 초과하면 상기 반도체 장치의 제조장치의 유지관리를 행하기 위한 신호를 출력하는 제 5 단계를 구비하고 있다.

이 방법에 의해, 반도체 장치의 제조장치를 사용함에 따라 챔버 내의 구성 부재의 열화에 의하여 반사율의 변화 비율이 소정값에 달할 때 까지의 가공 처리시간이 증대하는 것을 감시할 수 있다. 따라서, 챔버 내의 구성 부재의 열화가 생겼을 때에는 적정한 타이밍으로 또한 낭비가 없는 유지관리를 행할 수 있다. 그리고, 유리관리의 실시에 의하여 적정한 가공 처리시간을 확보할 수가 있어 가공 처리시간이 과대하게 기인하는 반도체 영역의 불량 발생을 회피할 수 있다.

또, 상기 가공 처리수단은 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 반도체 영역의 에칭을 행할 수 있다.

이 방법에 의해, 챔버 내에서 플라즈마 에칭을 하면서, 예를 들면 플라즈마가공시에 생기는 챔버의 벽면 등으로의 퇴적물에 의하여 측정광 반사율의 변화 비율의 검지 감도의 열화가 생겼을 때 등에는 챔버 등의 유지관리를 행하여 적정한 제어를 유지할 수 있다.

또한, 상기 가공 처리수단을 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 반도체 영역의 에칭에 의해 생긴 데미지층을 제거하기 위한 드라이 에칭을 행하는 것으로 할 수 있다.

이 방법에 의해, 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 제거하는 드라이 에칭을 행하면서, 예를 들면 플라즈마 가공시에 생기는 챔버의 벽면 등으로의 퇴적물에 의하여 측정광 반사율의 변화 비율의 검지 감도의 열화가 생겼을 때 등에는 챔버 등의 유지관리를 행하여 적정한 제어를 유지할 수 있다.

또, 상기 가공 처리수단을 상기 반도체 영역에 불순물을 도입하는 것으로 할 수 있다.

이 방법에 의해, 불순물 도입처리를 행하면서, 예를 들면 불순물 도입시에 생기는 챔버의 벽면 등으로의 퇴적물에 의하여 측정광 반사율의 변화 비율의 검지 감도의 열화가 생겼을 때 등에는 챔버 등의 유지관리를 행하여 적정한 제어를 유지할 수 있다.

또한, 상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역에 이온주입을 행한 후 어닐을 행하는 것으로 할 수 있다.

이 방법에 의해, 이온주입에 의하여 생긴 구조의 흐트러짐을 회복시키기 위한 어닐을 행하면서 고온 상태로 행해지는 어닐처리를 위하여 챔버의 부재가 열화되었을 때 등에는 챔버 등의 유지관리를 행하여 적정한 제어를 유지할 수 있다.

또, 상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역 위에 얇은 절연막을 형성하는 것으로 할 수 있다.

이 방법에 의해, 열산화, CVD 등에 의한 절연막을 형성하면서, 예를 들면 열산화시에 생기는 챔버 내의 부재의 열화에 의하여 측정광 반사율의 변화 비율의 검지 감도의 열화가 생겼을 때 등에는 챔버 등의 유지관리를 행하여 적정한 제어를 유지할 수 있다.

또한, 상기 가공 처리수단을 상기 반도체 영역 상의 얇은 절연막을 제거하기 위한 드라이 에칭을 행하는 것으로 할 수 있다.

이 방법에 의해, 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 제거하는 드라이 에칭을 행하면서, 예를 들면 플라즈마 가공시에 생기는 챔버의 벽면 등으로의 퇴적물에 의하여 측정광 반사율의 변화 비율의 검지 감도의 열화가 생겼을 때 등에는 챔버 등의 유지관리를 행하여 적정한 제어를 유지할 수 있다.

또, 상기 반사율 검출수단은 600nm 이하의 파장 범위의 측정광의 반사율을 검출하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반사율 검출수단은 300∼600nm의 파장 범위의 측정광의 반사율을 검출하는 것이 보다 바람직하다.

또, 상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산할 수 있다.

또한, 상기 반사율 검출수단을 광필터를 이용하여 특정한 파장의 반사광을 검출하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 반도체 영역은 n형 실리콘에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것이 바람직하다.

본 발명의 반도체 장치는 기판과, 상기 기판상에 설정되고, 기판에 형성되는 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과, 상기 제 1 반도체 영역에서의 가공 도중에서의 광학적 특성을 모니터하기 위한 제 2 반도체 영역을 구비하고 있다.

이로써, 반도체 웨이퍼에 각종의 가공을 실시할 때 제 1 반도체 영역에서의 가공의 진행 상태에 따라 변화되는 제 1 반도체 영역의 상태를 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성을 이용하여 감시할 수 있고, 넓은 분야의 가공에 있어서 가공 조건이나 가공시간 등을 적정하게 판단할 수 있는 구성을 갖는 반도체 장치가 얻어진다.

또한, 상기 반도체 소자를 포함하는 반도체 칩이 형성되는 영역과는 다른 영역에 설치하여도 되고, 또, 상기 반도체 소자를 포함하는 반도체 칩이 형성되는 영역 내에 설치하여도 된다.

또, 상기 제 2 반도체 영역을 반도체 재료로 구성되어 광 변조 반사율 분광의 측정을 위한 영역으로 할 수 있다.

또한, 상기 제 2 반도체 영역을 n형 실리콘으로 구성하는 것이 바람하다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.

( 실 시 예 )

이하, 본 발명의 제 1 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

( 제 1 실시예 )

도 4는 제 1 실시예에 의한 반사 강도(R)의 관측수단을 구비한 에칭장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 반응 처리실(200) 내에는 하부전극인 애노드 전극(213)과, 상부전극인 캐소드 전극(214)이 배치되어 있어 애노드 전극(213)의 위에 피가공물인 p형 실리콘으로 된 웨이퍼(103)가 설치되어 있다. 그리고, 고주파 전원(211)으로부터 커플링 콘덴서(212)를 통하여 고주파 전력이 각 전극(213, 214) 사이에 공급되면 반응 처리실(200) 내에 플라즈마(401)가 생성되도록 구성되어 있다. 또, 반응 처리실(200)의 벽면에는 종점 검출용 창(215)과 프로브광 입사용 창(218) 및 반사광 관측용 창(219)이 설치되어 있다.

한편, 반응 처리실(200)의 외부에는 종점검출 시스템(216)이 설치되어 있는 동시에, 반사 강도(R)의 관측을 위한 부재가 배치되어 있다. 우선, n형 반도체 영역(101)에 조사하는 프로브광을 발생하는 Xe 램프(302)가 설치되고 있고, Xe 램프(302)에서 생성된 프로브광(403)은 미러(217)에 의해 반사된 후, 프로브광 입사용 창(218)을 통해 반응 처리실(200) 내에 설치된 웨이퍼(103)의 n형 반도체 영역(101)으로 송신된다. 그리고, n형 반도체 영역(10l)에서 반사된 반사 프로브광(404)은 반사광 관측용 창(219)으로부터 반응 처리실(200)의 외부로 인출되고, 반사 강도 관측시스템(220)에 의해 그 강도(특히, 파장 376nm, 에너지 3.3eV의 부근)가 검출된다. 그리고, 반사 강도 관측 시스템(220)으로 계측된 반사 강도에 관한 데이터는 신호경로(221)를 거쳐 에칭 제어시스템(222)으로 송신된다. 또, n형 반도체 영역(10l)에 조사하는 여기광을 발생하는 Ar이온 레이저(301)가 설치되어 있고, 상기 Ar이온 레이저(301)에서 발생된 여기광(402)은 초퍼(223)에 의하여 주파수 200Hz로 초핑되어 간헐적으로 송신된다. 상기 여기광(402)은 종점 검출용 창(215)을 통하여 반응 처리실(200) 내에 송신되고, n형 반도체 영역(101)에 간헐적으로 조사된다. 그리고, 상술한 바와 같이 여기광(402)이 조사되어 있을 때와 조사되어 있지 않을 때의 프로브광(403)의 반사 강도(즉, 반사 프로브광(404)의 강도)의 차 △R을 여기광(402)의 조사가 없을 때의 반사 강도(R)에서 나눈 값(△R/R)이 반사 강도의 변화 비율로서 반사 강도 관측 시스템(220)에서 검지된다. 이상의 구성에 의해, 반사 강도의 변화 비율의 변동이 모니터된다. 또, 일반적으로는 본 실시예 및 후술의 각 실시예에 있어서의 광학 시스템에 있어서, 프로브광의 입사측에는 편광자를, 반사측에는 검광자가 배치되는 것이 많다.

여기에서, 이와 같은 반사 강도의 변화 비율(△R/R)은 다음의 작용에 의하여 생긴다고 생각할 수 있다. 일반적으로, 반도체에 광을 조사하면 광에 의하여 여기되어 캐리어 수가 증대하고, 그 후, 캐리어가 원래의 에너지 단위로 복귀할 때에는 광을 방출하여 소멸한다. 상기 캐리어 수의 변화에 따라 전계강도가 변화된다. 따라서, 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때에는 반사 강도가 다르다. 그런데, 반도체 내에 결함이 많이 존재하면 그 결함에 의하여 에너지 준위가 낮은 계면 준위가 존재하게 된다. 그리고, 이러한 계면 준위를 갖는 결함이 캐리어의 포획층으로서 기능하기 때문에 광이 조사되더라도 캐리어가 결함에 포획되어 충분히 높은 에너지 준위까지 여기되지 않거나, 높은 에너지 준위까지 여기된 캐리어가 결함에 포획되면 여기되어 캐리어가 낮은 에너지 준위로 복귀할 때 발생하는 광의 강도가 저하되어 전계강도도 변화된다. 따라서, 데미지층의 깊이나 데미지의 정도가 클 수록 반사 강도의 변화 비율(△R/R)이 작아진다. 따라서, 상기 반사 강도의 변화 비율을 모니터함으로써 데미지층에 관한 정보가 얻어진다.

또, 상기 초핑의 주파수는 캐리어가 재결합하여 전계 강도가 변화되는 시간과 관계가 있는 것으로 생각되고, 실험으로부터 1kHz 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 500Hz 이하가 바람직한 것을 알 수 있다. 또, 여기광의 광자 에너지(photon energy)가 반도체 영역의 밴드갭 보다도 큰 것이 바람직하다. 실리콘 기판을 사용하는 경우에는, 광자 에너지가 1.leV 이상인 파장의 여기광을 사용하는 것이 바람직하다. 이상은 후술하는 각 실시예에 있어서도 마찬가지이다.

본 실시예에서는 측정광의 조사강도(각 파장 영역에서의)를 일정하다고 가정하고 있으므로 반사 강도를 검출함으로써 반사율의 검출로 치환하고 있다. 즉, 반사 강도의 변화 비율의 측정은 n형 반도체 영역(101)에 Ar이온 레이저 광인 여기광(402)을 간헐적으로 조사하면서 다른 방향으로부터 Xe 램프광인 프로브광(403)을 연속적으로 조사하여 상기 프로브광(403)의 반사 강도 변화의 검출에 의해 행해진다. 즉, n형 반도체 영역(101)에 여기광(402)이 조사되어 있을 때의 반사 강도와 여기광(402)이 조사되어 있지 않을 때의 반사 강도의 차(△R)를, n형 반도체 영역(101)에 여기광(402)이 조사되어 있지 않을 때의 반사 강도(R)로 나눈 값(△R/R)을 반사 강도의 차, 즉 반사율로 하고 있다.

여기에서, 여기광의 조사, 비조사를 반복하면서 프로브광의 파장을 변화시켜 그 파장(광의 에너지값)마다 반사율의 변화 비율을 측정하여 상기 스펙트럼 형상을 조사하는 것은 광변조 반사율 분광이라고 한다. 예를 들면, 도 22는 반도체 영역인 단결정 실리콘층에 입사한 프로브광의 파장(λ)의 역수에 비례하는 에너지의 값과 반사율의 변화 비율(△R/R)의 관계를 나타내는 스펙트럼선도이다. 단, 도 22의 반사율의 변화 비율(△R/R)의 값은 초기의 상태를 0으로 하는 상대값이다. 본 실시예에서는 반사율의 변화 비율(△R/R)이 변동하는 감도가 가장 높은 에너지값 3.30eV(거의 극치를 나타내는 에너지값)에 상당하는 프로브광의 파장 376nm을 사용하도록 한다.

도 3은 본 실시예에 의한 웨이퍼의 구조를 개략적으로 도시한 상면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, p형 실리콘으로 된 웨이퍼(103)의 위에 최종적으로 웨이퍼로부터 잘라져 나간 반도체 칩으로 되는 칩 영역(Rtp)과, 광학적 평가를 위한 모니터 영역(Rmn)이 설치되어 있다.

다음에, 본 실시예에 있어서의 에칭처리의 진행과 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 측정 관계를 웨이퍼의 단면 구조를 참조하여 설명하기로 한다. 도 2의 (a) ∼(c)는 본 실시예에 의한 반도체 장치의 제조공정을 도시한 웨이퍼의 단면도이다.

도 2의 (a)에 도시된 공정 전에, 웨이퍼(103) 상의 모니터 영역(Rmn)에 있어서 넓이가, 예를 들면 l3×13㎛²의 n형 반도체 영역(비저항값이 약 0.02Ωcm)(101)이 형성되어 있다. 한편, 칩 영역(Rtp)에는 각종의 반도체 소자가 형성되어 있고, 도 2의 (a)에는 그 예로서, 폴리실리콘으로 된 게이트 전극(106)과, 두께가 예를 들면 6nm의 게이트 산화막(107)과, n형 소스 영역(108) 및 n형 드레인 영역(109)을 갖는 MOS 트랜지스터가 나타나 있다. 그리고, 웨이퍼의 전면 상에 층간 절연막(104)이 퇴적되어 있다. 또, 본 실시예에서는 n형 반도체 영역(101)은 n형 소스 영역(108) 및 n형 드레인 영역(109)과 같은 도전형이며 또한 같은 농도의 불순물이 도핑되어 있으나, 후술하는 바와 같이 모니터용 영역(Rmn) 내의 반도체 영역에는 모니터되는 반도체 소자 내의 소스·드레인 영역과는 다른 도전형, 다른 농도를 갖는 불순물을 도핑하여도 된다. 특히, 모니터 영역(Rmn) 내에서의 불순물 농도를 높게 함으로써 에칭 데미지의 제거 상태의 검출 감도를 더욱 높일 수 있다.

다음에, 도 2의 (b)에 도시된 공정에 있어서, 층간 절연막(104) 상에 콘택트 홀 형성용 포토레지스트 마스크(105)가 형성되고, 상기 포토레지스트 마스크(105)를 이용하여 층간 절연막(104)을 선택적으로 제거하기 위한 드라이 에칭이 행해진다. 상기 드라이 에칭은 후술하는 바와 같이 플라즈마를 이용한 가공이고, 에칭조건은, 예를 들면 다음과 같다. Ar가스, CHF₃가스및 CF₄가스의 혼합가스를 이용하고, 가스 유량은 Ar가스가 80sccm, CHF₃가스가 45sccm, CF₄가스가 20sccm이며, 전체의 가스 압력을 80mTorr로 하여 파워 400W에서 고주파 방전시킨다. 상기 드라이 에칭 공정에 의해, MOS 트랜지스터의 n형 소스 영역(108), n형 드레인 영역(109)에 각각 도달하는 콘택트 홀인 개구(ll0a, 110b)가 형성되는 동시에, n형 반도체 영역(1O1)에 도달하는 모니터용의 개구(11Oc)가 형성된다. 그리고, 플라즈마 발광법에의한 각 개구(11Oa∼11Oc)의 형성 완료가 검지된 시점에서는 웨이퍼 상의 n형 소스 영역(108), n형 드레인 영역(109), n형 반도체 영역(101)에는 데미지층(Rdm1, Rdm2, Rdm3)이 각각 형성되어 있다.

다음에, 도 2의 (c)에 도시된 공정에서, 드라이 에칭에 의해 생긴 데미지층 (Rdm1∼Rdm3)을 제거하기 위한 광 에칭(드라이 에칭)을 행한다. 이 때, 본 실시예에서는 가스유량, 압력은 변화시키지 않고, 파워를 200W로 내린 조건을 적용한다.

도 1은 플라즈마 처리시의 광학적 모니터의 일반적인 순서를 도시한 흐름도이다.

우선, 단계 STl00에서 메인 에칭을 행하고, 메인 에칭이 종료되면 단계 STl01에서 n형 반도체 영역(101)의 초기의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)을 측정한다. 본 실시예에서는 메인에칭 종료후에 있어서의 n형 반도체 영역(101)에 대해서의 측정값을 초기의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)로 한다.

다음에, 단계 STl02에서 플라즈마 처리를 행하고, 단계 STl03에서 플라즈마 처리 중에 있어서의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)을 모니터한다. 본 실시예에서는 플라즈마 처리로서 광 에칭을 행하고, 광 에칭 중에 있어서의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)을 모니터한다.

또, 단계 STl04에서 플라즈마 처리(본 실시예에서는 광 에칭) 중에 있어서의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)을 초기의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)과 비교하고, 미리 실험에 의해 얻어진 플라즈마 처리가 완료된 것을 판정하는 기준값에 달하였다고 판정될 때까지는 단계 STl02∼ST104의 처리를 행하고, 플라즈마 처리가 종료되었다고 판정하면 단계 STl05에서 플라즈마 처리를 종료한다. 본 실시예에서는 데미지층의 제거가 완료되었다고 판정하면 단계 STl05에서 광 에칭을 종료하게 된다.

여기에서, 본 실시예에 있어서의 반사 강도의 변화 비율과 데미지층의 상태의 관계에 대하여 설명하기로 한다. 도 5는 파장 376nm(에너지 3.3eV)에 있어서의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 초기값에 대한 비의 시간적 변화를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이 광 에칭의 개시 직후(0∼20sec 사이의 동안)는 메인 단계의 드라이 에칭이 종료되었을 때 보다도 반사 강도의 변화 비율(△R/R)이 커져 초기값에 가까워져 있고, 데미지층이 제거되어 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 광 에칭시간의 증대와 동시에(20sec 경과후), 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 초기값에 대한 비가 광 에칭 개시시의 값(도 5에 도시된 예에서는 약 0.6)보다도 작아지고, 과도한 광 에칭에 의하여 Si 결정(기판)으로의 손상이 커지는 것을 알 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 광 에칭시간과 콘택트부의 저항값(콘택트 저항)의 상관은 미리 실험을 행함으로써 얻을 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 , 광 에칭 초기의 단계에서는 콘택트 저항이 크지만, 이것은 메인 에칭이 발생한 유기계(有機系)의 폴리머가 콘택트 홀의 저면 부근에 퇴적하기 때문이고, 그 후의 광 에칭에 의해 점차 제거되는 것을 알 수 있다. 그리고, 도 6과 도 5를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 콘택트 저항과 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 사이에는 상관이 있다. 그리고, 상기 상관관계로부터 콘택트 저항의 규격값(콘택트 창의 단면 치수가 0.6㎛일 때에 50±5Ω)으로 하기 위해서는 반사 강도의 변화 비율(△R/R)이 초기값보다 60%의 값 이상이어야만 하는 것을 알 수 있다. 따라서, 반사 강도의 변화 비율(△R/R)이 60%가 된 시점에서 광 에칭 단계를 종료함으로써 메인 에칭으로 생긴 데미지층을 거의 제거하면서, 그 후 광 에칭에 의해 생기는 새로운 데미지의 발생을 억제할 수가 있어 양호한 접합을 갖는 반도체 디바이스를 실현할 수 있다.

도 7은 데미지층에 관한 정보를 얻기 위한 광학적 감시를 따라 행해지는 본 실시예의 광 에칭에 의하여 형성된 M0S 트랜지스터의 콘택트 저항과, 그와 같은 광학적 감시를 따르지 않는 종래의 광 에칭에 의하여 형성된 M0S 트랜지스터의 콘택트 저항을 비교하는 데이터이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 반도체 제조장치의 제조방법을 이용함으로써 종래 방법에 비하여 콘택트 저항 편차를 억제할 수 있어 품질, 신뢰성이 높은 반도체 장치를 제조할 수 있다.

다음에, 본 실시예와 같이 광변조 반사율 분광에 의해 데미지층을 모니터함으로써 얻어지는 이점에 대하여 설명하기로 한다. 일반적으로, 플라즈마 처리를 행하였을 때의 이온의 진입 깊이는 수1Onm 정도이다. 여기에서, 적외선 등의 마이크로파의 반도체 기판 내로의 진입 깊이는 1㎛ 이상이므로 반사율로부터 얻어지는 정보에는 데미지층으로부터의 정보뿐만 아니라 데미지층 이외의 영역으로부터의 정보가 다량으로 혼재하고 있어 데미지층만에 관한 정보를 정확히 인출하는 것은 곤란하다. 따라서, 이들의 방법은 에칭 데미지와 같은 미소한 영역에 대한 검지방법으로서는 적당하지 않다. 그에 반해, 가시광 이하의 영역의 광을 이용한 광학적모니터를 행하는 경우, 반도체 기판 내로의 진입 깊이는 고작 수1OOnm 정도이므로 깊이가 수1Onm의 데미지층에 관한 검지 감도가 대단히 높아진다. 더욱이, 에칭되어 있는 반도체 웨이퍼의 표면에 광을 조사함으로써 직접 데미지층에 관한 정보를 얻을 수 있으므로, 이와 같은 가시광 이하의 영역의 광을 이용한 광학적 모니터를 함으로써 인라인에서의 평가 및 프로세스 제어에 대단히 유용한 정보를 제공할 수 있다. 이러한 관점에서, 본 실시예 및 후술하는 각 실시예에 있어서의 광변조 반사율 측정법에 있어서는 측정광의 광원의 선정에 의해 혹은 필터의 장착에 의해 600nm 이하의 파장 범위의 측정광을 검출하는 것이 바람직하고, 300∼600nm의 파장 범위의 측정광을 검출하는 것이 보다 바람직하다.

본 실시예에서는 웨이퍼(103) 내에 칩 영역(Rtp)과는 별도로 모니터용 영역 (Rmn)을 설치하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 칩 영역 (Rtp) 내에 광학적 평가 패턴을 설정하여도 본 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.

또, 일정시간 내의 광 에칭 처리에 의한 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 변동량을 관리함으로써 장치의 이상을 신속히 파악하고, 장치 트러블을 방지할 수 있다.

상기 실시예에서는 에칭가공을 플라즈마를 이용한 드라이 에칭으로 하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 스퍼터링 등에 의한 플라즈마를 이용하지 않는 드라이 에칭이나 습식 에칭 등에 대해서도 적용할 수 있다.

또, 당초에 큰 데미지층이 있는 반도체 영역에 대하여 그 데미지층을 제거하기 위한 에칭뿐만 아니라, 데미지층이 거의 없는 반도체 영역을 에칭할 때의 에칭에 대해서도 적용할 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 칩 영역(Rtp) 내의 제 1 반도체 영역인 소스·드레인영역(108, 109)과 제 2 반도체 영역인 모니터용 영역(Rmn) 내의 n형 반도체 영역(101)과의 불순물 농도나 깊이를 같게 하고 있으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 제 1 반도체 영역과 제 2 반도체 영역의 불순물 농도나 불순물의 도전형이 달라도 되는 것으로 한다. 미리 실험을 행하면, 제 1 반도체 영역에서의 적정한 콘택트 저항을 얻기 위한 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성(상기 실시예에서는 콘택트 저항)을 알 수 있기 때문이다. 예를들면, 모니터 영역(Rmn) 에서의 불순물 농도를 특별히 짙게 하고, 반사 강도의 변화 비율의 검지감도를 높게 할 수도 있다.

또, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 표면에 대한 프로브광(403)의 각도가 여기광(402)의 각도보다도 작아져 있으나, 반사 강도의 측정이 필요한 프로브광(403)의 각도를 크게하는 것이 모니터되는 제 2 반도체 영역의 면적을 저감하기 위해서는 바람직하다.

( 제 2 실시예 )

도 8은 본 실시예에 있어서의 광학적 모니터 시스템도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, n형 반도체 영역(1O1)에 조사하는 측정광인 프로브광을 발생하는 Xe 램프(502)가 설치되어 있고, Xe 램프(502)에서 생성된 프로브광(507)은 미러(506)에 의해 반사된 후, 웨이퍼 스테이지(504) 상에 설치된 웨이퍼(103) 상의 n형 반도체 영역(101)으로 송신된다. 그리고, n형 반도체 영역(101)에서 반사된 반사 프로브광(508)은 미러(506)를 통과하여 현미경 시스템(505)으로 송신되고, 관측 시스템 겸 해석 시스템(509)에 의해 그 강도(특히, 파장 376nm의 부근)가 검출된다. 본 실시예에서는 프로브광(507)의 관측 영역으로의 조사 및 그 반사 프로브광(508)의 인출은 현미경 시스템(505)과 미러(506)의 병용에 의해 시료의 표면에 대하여 수직인 방향으로부터 행할 수 있다. 이 점이 상기 제 1 실시예와 다른 주요한 점이다. 또, 프로브광(507)의 지름은 렌즈(510)에 의해 10㎛ø까지 좁힐 수 있다. 또, 상기 관측 시스템 겸 해석 시스템(509)에서 계측된 반사 강도에 관한 데이터는 신호선을 통하여 에칭제어 시스템(도시 생략)으로 송신된다.

또, n형 반도체 영역(101)에 조사하는 여기광을 발생하는 강도 5W의 Ar이온 레이저(503)가 설치되어 있고, 상기 Ar이온 레이저(503)에서 생성된 여기광(511)은 초퍼(510)에 의하여 주파수 100Hz에서 초핑되어 n형 반도체 영역(101)에 간헐적으로 조사된다. 그리고, 상술한 바와 같이 여기광(511)이 조사되어 있을 때와 조사되어 있지 않을 때의 프로브광(507)의 반사 강도(즉, 반사 프로브광(508)의 강도)의 차(△R)를 여기광(511)의 조사가 없을 때의 반사 강도(R)에서 나눈 값(△R/R)이 반사 강도의 변화 비율로서 관측 시스템 겸 해석 시스템(509)에서 검지된다. 이상의 구성에 의해, 프로브광의 반사 강도의 변화 비율의 변동이 모니터된다. 또, 반도체 영역(101)으로부터의 반사 여기광(512)의 강도를 검출하는 반사 여기광 관측 시스템(513)도 설치되어 있고, 상기 반사 여기광(512)의 강도에 관한 정보는 신호선을 통해 관측 시스템 겸 해석 시스템(509)으로 송신된다. 또, 초퍼(510)와 반사광의 강도를 검출하는 검출기는 동기하여 동작되도록 구성되어 있다.

그리고, 본 실시예에 있어서도 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 도 3에 도시된 바와 같이 p형 실리콘으로 된 웨이퍼(103) 위에, 최종적으로 웨이퍼로부터 잘라 내어 반도체 칩으로 되는 칩 영역(Rtp)과 광학적 평가를 위한 모니터 영역(Rmn)가 설치된다.

다음에, 본 실시예에 있어서의 플라즈마 에칭방법에 대하여 도 9의 (a) ∼(c)를 참조하여 설명하기로 한다.

도 9의 (a)에 도시된 공정 전에, 웨이퍼(103) 상의 모니터 영역(Rmn)에서 넓이가, 예를 들면 13×13㎛²의 n형 반도체 영역(비저항값이 약 0.02Ωcm)(101)이 형성되어 있다. 한편, 칩 영역(Rtp)에는 각종의 반도체 소자가 형성되어 있고, 도 9의 (a)에는 그 예로서, 폴리실리콘으로 된 게이트 전극(106)과 두께가, 예를 들면 6nm의 게이트 산화막(107)과, n형 소스 영역(108) 및 n형 드레인 영역(109)을 갖는 MOS 트랜지스터가 도시되어 있다. 그리고, 웨이퍼의 거의 전면 상에 층간 절연막(104)이 퇴적되어 있다. 또, 본 실시예에서는, n형 반도체 영역(101)은 n형 소스 영역(108) 및 n형 드레인 영역(109)과 같은 도전형이며 또한 같은 농도의 불순물이 도핑되어 있으나, 후술하는 바와 같이 모니터용 영역(Rmn) 내의 반도체 영역에는 모니터되는 반도체 소자 내의 소스·드레인 영역과는 다른 도전형, 다른 농도를 갖는 불순물을 도핑하고 있어도 된다.

다음에, 도 9의 (b)에 도시된 공정에 있어서, 층간 절연막(104) 상에 콘택트 홀 형성용 포토레지스트 마스크(105)가 형성되고, 상기 포토레지스트 마스크(105)를 이용하여 층간 절연막(104)을 선택적으로 제거하기 위한 드라이 에칭이 행해진다. 상기 드라이 에칭은 플라즈마를 이용한 에칭이고, 에칭조건은, 예를 들면 챔버(도시 생략) 내에 Ar가스, CHF₃가스및 CF₄가스의 혼합가스를, Ar가스의 유량이 80sccm, CHF₃가스의 유량이 45sccm, CF₄가스의 유량이 20sccm이고, 전체의 가스압력을 80mTorr로 하여 파워 400W로 고주파 방전시킨다. 상기 드라이 에칭 공정에 의해 MOS 트랜지스터의 n형 소스 영역(108), n형 드레인 영역(109)에 각각 도달하는 콘택트 홀인 개구(110a, 110b)가 형성되는 동시에, n형 반도체 영역(1O1)에 도달하는 모니터용의 개구(11Oc)가 형성된다. 그리고, 플라즈마 발광법에 의한 각 개구(11Oa∼11Oc)의 형성 완료가 검지된 시점에서는 웨이퍼(103) 상의 n형 소스 영역(108), n형 드레인 영역(109), n형 반도체 영역(101)에는 데미지층(Rdml, Rdm2, Rdm3)이 각각 형성되어 있다.

다음에, 도 9의 (c) 에 도시된 공정에 있어서, 드라이 에칭에 의해 생긴 데미지층(Rdm1∼Rdm3)을 제거하기 위한 광 에칭(드라이 에칭)을 행한다. 이 때, 본 실시예에서는 가스 유량, 압력은 변화시키지 않고, 파워를 200W로 내린 조건을 적용하고 있다.

도 10은 플라즈마 처리를 행한 샘플과 플라즈마 처리를 하지 않은 새플에 대하여 조사 여기광의 강도를 바꾸었을 때의 프로브광의 반사 강도의 변화 비율을 측정한 데이터이다. 도 10에 도시된 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 플라즈마 처리를 행한 샘플의 프로브광의 반사 강도의 변화(△R/R) 값은 플라즈마 처리를 행하지 않은 샘플에 비교하여 작아져 있다.

따라서, 본 실시예에 있어서도 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 광변조 반사율 분광을 이용하여 원하는 양만큼 광 에칭을 행하고, 저저항의 반도체 영역으로 이루어진 소스·드레인 영역의 형성 등을 행할 수 있다.

특히, 본 실시예와 같이, 프로브광(507)을 웨이퍼의 표면에 대하여 수직 방향으로부터 입사시켜 그 반사 강도를 검출하도록 한 경우, 프로브광을 기판의 표면에 대하여 경사진 방향으로부터 입사시키는데 비하여, 미소 영역에서의 Si 데미지층의 평가를 용이하게 행할 수 있으므로 모니터 영역(Rmn)이라는 쓸데 없는 공간을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

또, 프로브광(507)을 수직 방향으로부터 입사시킨 경우에는, 반사 강도도 커지고 즉, 검지 감도가 높아진다. 결국, 현실적으로 고정밀도의 측정을 하기 위해서는 S/N 비를 올리기 위하여 1군데의 측정점에 대하여 몇번이라도 초핑을 행하여 얻은 데이터를 적산할 필요가 있다. 그런데, 프로브광(507)을 수직방향으로부터 입사시킨 경우에는, 1회의 초핑당의 측정으로 높은 S/N 비를 얻을 수 있으므로 초핑 회수가 저감되어 평가시간이 단축된다. 구체적으로는, 예를 들면 웨이퍼의 표면에 대하여 수직방향으로부터 입사시킨 경우에는 45°경사진 방향으로부터 입사시킨 경우에 비하여 평가시간이 1장당 15분 ∼ 3분에서 끝나 평가 시간을 대폭 저감시킬 수 있다. 인라인으로 에칭의 데미지층을 평가할 때는 상기 평가 시간의 단축에 의한 이점은 매우 크다고 말할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 웨이퍼(103) 내에 칩 영역(Rtp)과는 별도로 모니터용 영역(Rmn)을 설치하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 칩 영역(Rtp) 내에 광학적 평가 패턴을 설치하여도 본 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 기판의 표면에 대하여 수직 방향으로부터 프로브광을 조사하는 경우, 광학적 평가 패턴을 별도로 설치하지 않아도 콘택트 창을 직접 관찰할 수 있게 된다.

또, 일정시간 내의 광 에칭처리에 의한 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 변동량을 관리함으로써 장치의 이상을 신속하게 파악하고, 장치 트러블을 방지시킬 수 있다.

상기 제 1, 제 2 실시예에서는 에칭 가공을 플라즈마를 이용한 드라이 에칭으로 하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 스퍼터링 등에 의한 플라즈마를 이용하지 않는 드라이 에칭이나, 습식 에칭 등에 대해서도 적용할 수 있다.

또, 제 1, 제 2 실시예는 당초에 큰 데미지층이 있는 반도체 영역에 대하여 그 데미지층을 제거하기 위한 에칭뿐만 아니라, 데미지층이 거의 없는 반도체 영역을 에칭할 때의 에칭에 대하여도 적용할 수 있다. 또, 실리콘 산화막의 형성 혹은 제거시에 있어서의 막두께의 검출이나 반도체 기판의 어닐 처리시의 결정성의 회복 정도의 검출 등, 널리 반도체 영역의 구조에 관한 정보를 얻기 위하여 본 발명의 광학적 평가방법을 이용할 수도 있다.

또, 제 1, 제 2 실시예에서는 칩 영역(Rtp) 내의 제 1 반도체 영역인 소스·드레인 영역(108, 109)과 제 2 반도체 영역인 모니터용 영역(Rmn) 내의 n형 반도체 영역(101)의 불순물 농도나 깊이를 같게 하고 있으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 제 1 반도체 영역과 제 2 반도체 영역의 불순물 농도나 불순물의 도전형이 달라도 되는 것으로 한다. 미리 실험을 하면 제 1 반도체 영역에서의 적정한 콘택트 저항을 얻기 위한 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성(상기 실시예에서는 콘택트 저항)을 알 수 있기 때문이다. 예를들면, 모니터 영역(Rmn)에서의 불순물 농도를 특별히 짙게 하여 반사 강도의 변화 비율의 검지 감도를 높게할 수도 있다.

( 제 3 실시예 )

본 실시예에서는 광학적 모니터 시스템의 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 또, 반도체 장치의 가공방법은 상기 제 1, 제 2 실시예나 변형 가능한 형태와 마찬가지로 행할 수 있다.

도 11은 본 실시예에 있어서의 광학적 평가장치를 도시한 사시도이다. 도 11에 있어서, 도 8에 도시된 구성 부품과 같은 구성 부품에는 같은 부호를 붙이고 있다. 즉, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 웨이퍼 스테이지(504), Xe 램프(502), 미러(506), Ar이온 레이저(503), 초퍼(510), 관측 시스템 겸 해석 시스템(509)이 설치된다. 그리고, 본 실시예의 특징은 여기광(511)과 프로브광(507)을 동일 축 상에 유도하기 위한 미러(523)와 웨이퍼(103)의 n형 반도체 영역으로부터 반사되는 여기광 및 프로브광이 혼재된 반사광(518)을 분광하기 위한 분광기(521)와, 상기 분광기(521)에서 분광된 각 파장에 있어서의 광의 강도를 검출하기 위한 검출기(522)를 구비하는 점이다. 상기 Xe 램프(502), 미러(506 및 523), Ar이온 레이저(503), 초퍼(510) 및 분광기(521)에 의해 광학 시스템(530)이 구성되어 있다.

본 실시예의 광학적 평가장치에 있어서는 Xe 램프(502)에서 생성된 프로브광(507)과 Ar이온 레이저(503)에서 생성된 여기광(511)은 미러(523)에 의해 동일 축 상으로 유도되어 미러(506)에 의하여 함께 반사된 후, 웨이퍼 스테이지(504) 상에 설치된 웨이퍼(103) 상의 n형 반도체 영역(101)으로 송신된다. 그리고, n형 반도체 영역에서 반사된 반사 프로브광과 반사 여기광이 혼재된 반사광(518)은 미러(506)를 통과하여 분광기(521)로 송신되고, 검출기(522)에 의해 그 강도가 검출된 후, 관측 시스템 겸 해석 시스템(509)에 의해 그 강도의 변화가 해석된다.

따라서, 본 실시예의 광학적 평가장치를 이용하여 제 2 실시예에서 나타낸 방법과 같은 방법에 의해, 플라즈마 처리를 실시한 샘플을 평가할 수 있다. 덧붙여, 본 실시예에서는 프로브광과 여기광을 공통의 광 축으로 유도하고 나서, 관측점인 웨이퍼(103) 상의 n형 반도체 영역에 입사시키도록 구성되어 있으므로 관측점으로의 얼라인먼트를 매우 간편하게 행할 수 있고, 또, 장치의 구성이 간소해진다.

또, 본 실시예의 구성에 의해, 제 2 실시예에서 나타낸 방법에 비하여 보다 미소한 반도체 영역에서의 Si 데미지층의 평가를 용이하게 행할 수 있다. 또, 여기광도 연직방향으로부터 입사하기 때문에, 빔 지름을 약 30㎛까지 좁힐 수 있고, 45°경사진 방향에서 여기광을 입사시키는 경우에 비하여 더욱 미소한 관측점에서의 샘플 평가를 행할 수 있다. 또, 평가 시간이나 제 2 실시예의 약 20%까지 단축할 수 있다.

따라서, 웨이퍼 내에 모니터 영역을 별도로 설치하지 않아도 웨이퍼의 LSI 내에 넓힌 반도체 영역이 있으면 그것을 이용하여 플라즈마 가공의 데미지 등을 측정할 수 있게 된다.

( 제 4 실시예 )

도 12는 제 4 실시예에 있어서의 광학적 평가장치를 도시한 사시도이다. 도 12에 있어서, 도 11에 도시된 구성 부품과 같은 구성 부품에는 같은 부호를 붙이고 있다. 즉, 상기 제 3 실시예와 마찬가지로, 웨이퍼 스테이지(504)와 Xe 램프(502), 미러(506 및 523), Ar이온 레이저(503), 초퍼(510) 및 관측 시스템 겸 해석 시스템(509)이 설치된다. 그리고, 본 실시예의 특징은 웨이퍼(103)의 n형 반도체 영역으로부터 반사되는 프로브광과 여기광이 혼재된 반사광(518) 중 특정한 파장 범위의 광을 통과시키기 위한 필터(525)(피크 파장이 350nm)와, 상기 필터(525)를 통과한 광의 강도를 검출하기 위한 검출기(524)를 구비하는 점이다. 상기 Xe 램프(502)와 미러(506 및 523), Ar이온 레이저(503), 초퍼(510) 및 필터(525)에 의해 광학 시스템(530)이 구성되어 있다.

본 실시예의 광학적 평가장치에서는 상기 각 실시예의 방법과는 달리, 프로브광의 특정한 파장 범위에 있어서의 반사 강도의 변화 비율을 분광하지 않고 관측할 수 있다. 이 방법에 의해, 평가에 필요한 시간을 수초의 오더 까지 단축할 수 있다.

도 13은 본 실시예의 광학적 평가장치를 이용하여, 광 에칭을 20초 동안 행한 후에 있어서의 프로브광의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)을 RF 바이어스 파워를 변화시켜 측정한 결과를 도시한 도면이다. 이 경우, 반사 프로브광을 분광하여 스펙트럼 해석하는 것은 아니고, 검출기(524)에 의해 필터(525)를 투과한 광을 관측하므로, 도 13에 도시된 결과는 필터 특성으로부터 파장 범위 350nm ∼ 390nm의 광의 강도를 적분하여 검출하는 것으로 생각할 수 있다. 도 13을 보면, 플라즈마 강도를 크게할 수록 프로브광의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)이 저하되므로 가공 영역에서의 데미지가 커지는 것을 알 수 있다. 즉, 본 실시예의 방법에 있어서도 플라즈마 처리의 가공정도의 상위에 의한 측정광 반사율의 변화 비율의 상위를 명확히 검출할 수 있었다. 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 스펙트럼 해석이 필요하지 않기 때문에 평가 시간은 수초의 오더까지 단축할 수 있었다.

( 제 5 실시예 )

도 14는 제 5 실시예에 있어서의 광학적 평가장치를 도시한 사시도이다. 도 14에 있어서, 도 11과 같은 구성 부품에는 동일한 부호를 기입하고 있다. 즉, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 웨이퍼 스테이지(504)와, Xe 램프(502), 초퍼(510), 분광기(521) 및 검출기(522)가 설치되어 있다. 그리고, 본 실시예의 특징은, 광학 시스템(530) 내에 Xe 램프(502)에서 생성된 광을 프로브광(507)과 여기광(511)으로 분리되는 빔 스플리터(526)와, 여기광(511)을 반사시키기 위한 미러(527)와, 프로브광(507)을 반사시켜 웨이퍼(103)로부터의 반사광(518)을 투과시키는 미러(528)와, 프로브광(507)을 투과시키고 또한 여기광(511)을 반사시켜 양자를 함께 웨이퍼로 인도하는 동시에, 반사광을 투과시키는 조합 미러(529)를 구비하는 점이다. 상기 Xe 램프(502)와 초퍼(521), 빔 스플리터(526), 미러(527, 528), 조합 미러(529) 및 분광기(521)에 의해 광학 시스템(530)이 구성되어 있다.

즉, 본 실시예에서는 상기 각 실시예와는 달리, 하나의 광원인 Xe 램프(502)로부터의 광을 프로브광(507)과 여기광(511)으로 분리시키고 나서, 상기 각 실시예에 있어서와 같은 광변조 반사율 분광 측정을 행한다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 광원이 하나로 끝나는 것 때문에 광학 시스템(530)이 도 14에 도시된 바와 같이 콤팩트화 될 수 있고, 또, 레이저를 이용할 필요가 없기 때문에 저가격, 유지관리 효율의 향상을 도모할 수 있다.

도 15는 본 실시예의 광학적 평가장치를 이용하여 광 에칭을 20초 동안 행한 후에 있어서의 프로브광의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)을 RF 바이어스 파워를 변화시켜 측정한 결과를 도시한 도면이다. 도 15를 보면, 플라즈마 강도를 크게 할 수록 프로브광의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)이 저하되므로, 가공 영역에서의 데미지가 커지는 것을 알 수 있다. 즉, 본 실시예의 방법에 있어서도, 플라즈마 처리의 가공 정도의 상위에 의한 측정광 반사율의 변화의 상위를 명확하게 검출할 수 있다.

도 16은 본 실시예의 광학적 평가장치를 이용하여 파장 376nm(에너지 3.3 eV)에 있어서의 프로브광의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 초기값에 대한 비의 시간적 변화를 측정한 결과를 도시한 도면이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 광 에칭의 진행에 따르는 프로브광의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 변화는 기본적으로 도 5에 도시된 변화와 거의 동일하다. 단, 본 실시예에서는 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 값 그 자체가 도 5에 도시된 값보다도 크다. 이것은, 여기광도 위쪽으로부터 입력시킴으로써 감도가 높아진 것을 의미한다.

( 제 2 ∼ 제 5 실시예에 공통인 플라즈마 처리장치 )

도 17은 상기 제 2∼제 5 실시예에 있어서 공통으로 사용되는 플라즈마 처리장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리장치는 챔버(200)와, 플라즈마 발생용의 고주파 전력을 공급하기 위한 RF 전원(211), 커플링 콘덴서(212), 챔버(200) 내의 저부에 설치된 하부 전극(213), 챔버(200) 내의 천정부에 설치된 상부 전극(214), 챔버(200)의 측벽에 설치된 감시창(218, 219), 챔버(200)의 천정부 중앙 부근에 설치된 관측용 창(220)을 구비하고 있다. 단, 도 17에 있어서 웨이퍼 스테이지는 도시가 생략되어 있다. 그리고, RF 전원(211)으로부터 공급되는 고주파 전력에 의해 상부 전극(214)과 하부 전극(213) 사이에 플라즈마 영역(401)을 생기게 하여 하부 전극(213)의 위에 설치된 웨이퍼(103) 내의 n형 반도체 영역(101)을 가공하도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 제 3∼ 제 5 실시예에 있어서는 도 17에 도시된 바와 같이 광학 시스템(530)을 챔버(200)의 관측용 창(220)의 위쪽에 정리하여 배치할 수 있다. 단, 제 2 실시예에서는 프로브광용의 광학 시스템만을 관측용 창(220)의 위쪽에 배치하고, 여기광용의 광학적 시스템은 감시창(218, 219)의 측방에 배치하게 된다.

이와 같은 플라즈마 처리장치의 구조에 의해, 웨이퍼면에 수직인 방향으로부터 적어도 프로브광을 입사하는 것이 가능하게 되고, 프로브광의 반사율의 변화를 관측함으로써 실시간으로 프로세스 관측을 실현할 수 있는 것이다. 또, 광학적 시스템으로부터의 신호(531)를 이용하여 가공 조건으로의 피드백 등을 행할 수 있다.

( 제 6 실시예 )

도 18은 제 6 실시예에 있어서의 반도체 장치의 열처리장치(어닐 처리장치) 의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 18에 도시된 바와 같이 반응용기(607) 내에는 석영 튜브(603)가 장착되어 있고, 석영 튜브(603)의 내측면 상에는 웨이퍼 서셉터(602)를 통하여 웨이퍼(103)가 설치되어 있다. 석영 튜브(603)의 외측면 위에는 적외선을 이용한 히터(604)가 장착되어 있고, 상기 히터(604)에 의하여 석영 튜브(603) 내의 웨이퍼(103)를 가열하도록 하고 있다. 또, 반응용기(607)에는 반응가스의 도입구(609)와 반응가스의 배출구(610)가 설치되어 있고, 반응가스의 유량은 유량 제어계(608)에 의하여 적절하게 조정할 수 있도록 이루어져 있다. 또, 반응용기(607)의 측부에는 2개의 관측용 석영창(605, 606)이 서로 대향하여 설치되어 있다. 웨이퍼(103)의 일부에는 n형 반도체 영역(101)(비저항값 약 0. 02Ωcm)이 설치되어 있고, 한쪽의 관측용 석영창(605)으로부터 웨이퍼(103) 상의 n형 반도체 영역(101)에 입사된 광을 다른쪽의 관측용 석영창(606)으로부터 인출할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 웨이퍼(103)의 n형 반도체 영역(101)에는 도시하지 않았으나 광학적 평가를 위한 패턴(크기는 13×13㎛²)이 설치되어 있다.

또, 반응용기(607)의 외부에는 반응용기(607) 내에 입사하는 측정광인 프로브광(618)을 발생하는 Xe 램프(611)와, 반응용기(607) 내에 여기광(620)을 발생하는 Ar이온 레이저(612)(출력 1W), 상기 여기광(620)을 주파수 200Hz로 초핑하는 초퍼(614), 웨이퍼(l03) 상의 n형 반도체 영역(101)으로부터 반사되는 반사 프로브광(619)을 수신하여 그 강도를 검출하는 검출기(613)가 배치되어 있다. 즉, Xe 램프(611)에서 발생한 프로브광(618)을 평가 패턴인 웨이퍼(103) 상의 n형 반도체 영역(101)에 조사하는 한편, Ar이온 레이저(612)에서 발생한 여기광(620)도 주파수 200Hz로 초퍼(614)에 의해 초핑하면서 웨이퍼(103) 상의 n형 반도체 영역(101)에 조사하고, 여기광(620)의 조사, 비조사에 따른 n형 반도체 영역(101)으로부터의 반사 프로브광(619)의 강도 변화로부터 반사율의 변동을 모니터하도록 구성되어 있다. 그리고, 제어계 컴퓨터(615)에 의해 히터(604), 초퍼(6l4) 및 유량 제어계(608)의 동작을 제어하는 한편, 검출기(613)의 검출 신호를 도입해서 n형 반도체 영역(101)의 광학적 특성을 감시하도록 구성되어 있다. 또, 초퍼(614)와 반사광의 강도를 검출하는 검출기(613)는 동기하여 동작하도록 구성되어 있다.

다음에, 반사율의 변화를 이용한 광학적 평가방법의 원리에 대하여 설명하기로 한다.

측정광 반사율의 변화 비율이란, 평가 대상인 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때의 측정광의 반사율과 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 반사율의 차(△R)를 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 반사율(R)로 나눈 값(△R/R)이다. 이와 같은 측정광 반사율의 변화는 다음의 작용에 의하여 생긴다고 생각할 수 있다. 일반적으로, 반도체에 광을 조사하면 광에 의하여 여기되어 캐리어수가 증대하고, 그 후, 캐리어가 원래의 에너지 단위로 복귀할 때는 광을 방출하여 소멸한다. 상기 캐리어 수의 변화에 따라 전계강도가 강해지거나 약해지면서 변화된다. 따라서, 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때에는 측정광의 반사 강도가 다르다. 그리고, 반도체 영역의 구조가 완전한 결정상태인 경우에는, 반사율의 변화 비율은 측정광의 파장에 의존하여 변화된다. 즉, 측정광 반사율의 변화 비율을 측정광의 각 파장에 대하여 플로트한 스펙트럼은 반도체 영역을 구성하는 반도체의 전도 대역의 저부와 가전자 대역의 정상의 차인 에너지 갭에 따른 특징적인 변화 특성을 나타낸다.

도 22는 그 일례를 나타낸다. 즉, 에너지가 약 3.3eV에 상당하는 파장의 영역에서는 반사율의 변화 비율(△R/R)이 극소값(극치)을 나타내고, 에너지가 3.5eV에 상당하는 파장의 영역에서는 반사율의 변화 비율(△R/R)이 극대값(극치)을 나타낸다. 반사율의 변화 비율(△R/R)의 극치 중 극소값 쪽이 극대값 보다도 절대값이 크다.

그러나, 반도체 내에 결정학적인 결함이나 전자 구조의 정상 상태로부터의 어긋남 등의 구조적인 흐트러짐이 많이 존재하면 그 영역에는 에너지 단위가 낮은 포획준위가 존재하게 된다. 그리고, 이러한 구조의 흐트러짐에 의하여 생긴 에너지 단위가 낮은 영역이 캐리어의 포획층으로서 기능하기 때문에 캐리어 수의 증가량이 감소되어 전계강도의 차가 적어진다. 따라서, 불순물 이온의 주입에 의하여 생긴 반도체 영역 내의 구조가 흐트러진 영역의 깊이나 흐트러진 정도가 클수록 측정광 반사율의 변화 비율(△R/R)이 작아지고, 구조의 흐트러짐이 큰 경우에는 여기광의 조사에 의한 측정광 반사율의 변화가 거의 없어진다. 즉, 이와 같은 경우에는 측정광 반사율의 변화 비율을 측정광의 각 파장에 대하여 플로트한 스펙트럼은 거의 일정한 작은 값을 나타낼 뿐이다.

상술한 바로부터 상기 측정광 반사율의 변화 비율을 모니터함으로써 불순물이온의 주입 후의 어닐 프로세스에 있어서의 반도체 영역의 회복 정도에 관한 정보를 얻을 수 있는 것이다.

다음에, 도 19 및 도 20을 참조하여 이온 주입 후의 어닐 프로세스에 있어서의 프로브광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 시간 경과 변화에 대하여 설명하기로 한다.

도 19는 프로브광의 파장(λ)의 역수에 비례하는 에너지의 값과 반사율의 변화 비율(△R/R)의 관계를 도시한 스펙트럼선도이다. 단, 도 19의 횡축은 실질적으로는 측정광의 파장을 연속적으로 변화시킨 것이 분명하므로 결국, 도 19는 파장의 변화에 대한 반사율의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼을 나타낸다. 또, 본 실시예에서는 조사하는 프로브광(618)의 강도는 일정하므로 여기광(620)의 조사, 비조사시에 있어서의 반사 프로브광(619)의 강도 차(△R)를 여기광(620)의 비조사시에 있어서의 강도(R)로 나눔으로써 반사율의 변화 비율(△R/R)을 산출하고 있다. 또, 도 19의 반사율의 변화 비율(△R/R)의 값은 초기의 상태를 0으로 하는 상대값이다.

열처리 공정을 시작하기 전의 상태에서는 반응용기(607) 내에 수납되어 있는 웨이퍼(103) 상의 n형 반도체 영역(101)에는 이미 불순물 이온주입 프로세스에 있어서, 도즈량이 약 l×1O¹⁵cm^-2, 주입 에너지가 약 35keV의 조건에서 비소(As)가 도입되어 있다. 도 19 중의 스펙트럼선 S₀은 불순물 이온의 주입 직후에 있어서의 반사율의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼이다.

또, 도 19 중의 스펙트럼선 S₁₀은 상기 웨이퍼(103)를 도 18에서 도시한 장치에 의해 N₂가스 분위기 중에서 900℃, 10초 동안 어닐 처리하였을 때의 반사율의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼이고, 도 19 중의 스펙트럼선 S₂₅는 같은 조건에서 25초 동안 어닐하였을 때의 반사율의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼이다. 도 19에 도시된 바와 같이 어닐 처리가 진행함에 따라 반사율의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼의 형상이 크게 변화되고 있음을 알 수 있다. 즉, 상기 스펙트럼 형상은 어닐 처리에 의한 Si 결정성의 회복을 나타내는 것이고, 회복이 진행됨에 따라 반사율의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼선의 극대측의 피크값이 위쪽에, 극소측의 피크값이 아래쪽으로 이동하는 것을 알 수 있다.

그래서, 본 실시예에서는 스펙트럼선 중에서 보다 변화폭이 큰 극소 피크값에 착안하여, 불순물 이온 주입 후의 어닐 프로세스에 있어서의 회복 정도를 스펙트럼선의 극소 피크값에 의하여 감시하도록 하고 있다. 단, 도 19에 도시된 바와 같이 스펙트럼선에는 에너지가 약 3.3eV(파장 376nm)의 점에서 극소 피크값이 있으므로 반사 프로브광(619)의 에너지 3.3eV에 상당하는 파장에 있어서의 반사율의 변화 비율을 스펙트럼선의 극소 피크값으로 가정한다.

도 20은 도 18에 도시된 장치를 이용하여 반사 프로브광(619)의 에너지 3.3 eV에 상당하는 파장에 있어서의 반사율의 변화 비율을 스펙트럼선의 극소 피크값으로 가정하고, 웨이퍼(103)의 어닐 프로세스에 있어서의 스펙트럼선의 극소 피크값의 시간 경과 변화를 도시한 도면이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 어닐 프로세스의 시간의 경과와 동시에 반도체 영역의 결정성의 회복이 진행되므로 극소 피크값은 시간과 동시에 증대한다. 극소 피크값이 -12.0이 된 된 시점(35초)에서 어닐 처리를 종료하더라도 반도체 영역(본 실시예에서는 Si 결정)의 결정성이 충분히 회복되는 것이 라만 분광(Raman spectroscopic)에 의해 확인할 수 있었다.

따라서, 본 실시예에서는 미리 모니터 웨이퍼에 대하여 행한 실험 등보다 어느 정도의 여유를 갖고 정해진 어닐 처리의 시간은 아니고, 현실적인 어닐 프로세스에 있어서의 스펙트럼선 중의 극소 피크값의 변화에 의해 어닐처리 프로세스를 제어함으로써 안정된 결정성과 함께 안정된 불순물 프로파일을 갖는 디바이스 제조를 실현할 수 있다. 즉, 어닐처리 중에 있어서, 특정 파장(에너지 영역)에서의 반사율의 변화비율(△R/R)을 모니터함으로써 안정된 어닐처리 프로세스 및 양호한 특성을 갖는 디바이스 제조를 실현할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 극소 피크값이 -12.0이 될 때까지 필요한 시간을 관리하여, 그 시간이 4O초를 초과한 시점에서 본 열처리 장치의 정기 유지관리를 행하였다. 도 23은 웨이퍼의 처리 매수에 대한 스펙트럼선의 극소 피크값이 -12.0이 될 때까지의 어닐시간의 변화를 나타낸다. 이와 같이, 웨이퍼의 처리 매수에 따라 극소 피크값이 -12.0에 달하기 까지의 시간이 길어지는 것은 장치 구성 부품의 열화에 의한 것으로 생각할 수 있다. 종래의 관리방법에서는 40초를 초과하는 어닐을 행한 경우에는 반도체 영역에서의 콘택트 저항 불량 등의 트러블이 발생했었으나, 본 발명의 관리 방법에 의하면 그와 같은 트러블의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 본 실시예의 광학적인 관리 방법과 프로세스 시간 관리 방법의 융합에 의해 종래의 방법에서는 곤란하였던 열처리 공정의 프로세스 관리도 실현할 수 있고, 따라서, 안정된 가동을 달성할 수 있다.

또, 제 6 실시예에 있어서 도 18에 도시된 광학적 모니터 시스템에 대신하여 제 2 실시예에 있어서의 도 8에 도시된 광학적 모니터 시스템이나, 제 3 실시예에 있어서의 도 9에 도시된 광학적 모니터 시스템, 제 4 실시예에 있어서의 도 12에 도시된 광학적 모니터 시스템, 제 5 실시예에 있어서의 도 14에 도시된 광학적 모니터 시스템 등을 사용할 수 있다.

( 제 7 실시예 )

다음에, 불순물 농도의 계측 방법에 관한 제 2 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 실시예에서는 상기 제 2 실시예에서 사용한 도 8에 도시된 광학적 모니터시스템을 이용한다.

단, 본 실시예에서는 여기광(511)은 초퍼(510)에 의하여 주파수 100Hz로 초핑되어 웨이퍼(103)의 n형 반도체 영역(103a)에 간헐적으로 조사된다. 그리고, 상기 관측 시스템 겸 해석 시스템(509)에서 계측된 반사 강도에 관한 데이터는 신호선을 통하여 열처리 제어 시스템(도시 생략)으로 송신된다. 또, 초퍼(510)와 반사 프로브광의 강도를 검출하는 검출기는 동기하여 동작하도록 구성되어 있다.

도 21은 실제로 관측하여 얻어진 반사율의 변화 비율의 스펙트럼선에 있어서의 극소 피크값과 불순물 도입시의 불순물의 도즈량의 관계를 나타낸다. 불순물은 비소(As)이고, 실험을 행한 도즈량은 1.0×10¹⁵cm^-2, 5.0×1O¹⁵cm^-2, 5.O×1O¹⁴cm^-2, 1.O×1O¹⁴cm^-2이고, 어느쪽의 경우에도 이온의 가속 에너지는 150keV이다. 또, 열처리는, N₂가스 분위기 중에서 850℃, 1시간 행하고 있다. 도 22에는 도즈량이 1.0×1O¹⁵cm^-2인 경우의 반사율의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼을 나타낸다.

도 21로부터 알 수 있는 바와 같이, 불순물이 도입된 샘플의 반사율의 변화 비율(△R/R)의 극소 피크값은 도즈량의 증가와 동시에 마이너스 측으로 커지는 것을 알 수 있다. 즉, 반사율의 변화 비율(△R/R)이 불순물 농도를 반영한 것이고, 반사율의 변화 비율(△R/R)을 모니터함으로써 열처리 후의 최종적인 기판 내의 불순물 농도를 알 수 있는 것을 의미하고 있다. 따라서, 상기 극소 피크값이 있는 값이 될 때까지 불순물의 이온 주입과 확산용의 열처리를 행함으로써 n형 반도체 영역(1O1)에 있어서의 원하는 불순물 농도로 정확히 제어할 수 있게 된다.

또, 상기 제 6, 제 7 실시예에서는 불순물 이온의 주입에 의해 생긴 결함 등에 기인하는 구조의 흐트러짐을 회복시키기 위한 열처리 공정에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 열처리는 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 에칭에 의하여 생긴 결함 등에 기인하는 구조의 흐트러짐을 회복시키기 위한 열처리 공정에 대해서도 적용되는 것이다.

또, 제 7 실시예에 있어서, 도 8에 도시된 광학적 모니터 시스템에 대신하여 제 3 실시예에 있어서의 도 9에 도시된 광학적 모니터 시스템이나 제 4 실시예에 있어서의 도 12에 도시된 광학적 모니터 시스템, 제 5 실시예에 있어서의 도 14에 도시된 광학적 모니터 시스템 등을 사용할 수 있다.

( 제 8 실시예 )

이하, 도 24 ∼ 도 29를 참조하여 제 8 실시예에 의한 반도체 장치(절연막)의 광학적 평가장치 및 평가방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 24는 본 실시예에 의한 절연막의 광학적 모니터 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 24에 있어서, 701은 실리콘 산화막이 형성된 웨이퍼상태의 반도체 기판, 702는 웨이퍼 스테이지, 703은 출력 150W의 제 2 광원인 Xe 램프, 704는 편광자, 705는 검광자를 구비한 검출기, 706은 Xe 램프광인 프로브광(측정광), 707은 반사 프로브광, 708은 검출기(705)로부터의 신호를 전달하기 위한 신호선, 709는 출력이 5W의 제 1 광원인 Ar이온 레이저, 710은 여기광을 변조하기 위한 초퍼, 711은 초퍼(710)에 의해 변조된 여기광인 여기광, 712는 여기광의 변조와의 동기신호를 전달하기 위한 신호선, 713은 제어 시스템을 각각 나타낸다. 그리고, 검출기(705)는 반사 프로브광(707)의 강도를 각 파장에 대하여 연속적인 스펙트럼을 측정하도록 구성되어 있다. 또, 여기광(711)은 초퍼(710)에 의해서 주파수 500Hz로 초핑되어 반도체 기판(701)의 표면에 대하여 수직인 방향으로부터 반도체 기판(701)의 피측정 영역에 간헐적으로 조사되도록 구성되어 있다. 또, 초퍼(710)와 반사광의 강도를 검출하는 검출기(705)는 동기하여 동작하도록 구성되어 있다.

한편, 도 25에 도시된 바와 같이 피측정 영역인 반도체 기판(701)의 n형 반도체 영역(701b) 상에는, 예를 들면 온도 850℃하의 열산화법에 의해 실리콘 산화막(701c)이 형성되어 있다. 프로브광(706)은 상기 실리콘 산화막(701c)을 통과하여 그 바로 아래의 n형 반도체 영역(701b)에 입사되고, n형 반도체 영역(701b)의 표면에서 반사된다. 그리고, 상기 반사 프로브광(707)은 실리콘 산화막(701c)을 통과하여 바깥쪽으로 출사된다.

단, 도 24에서 도시되지 않았으나, 예를 들면 도 18에 도시된 바와 같은 구조와 유사한 열산화를 하기 위한 챔버가 배치되어 있고, 웨이퍼 스테이지(702)는 상기 챔버 내에 설치되며, 챔버에는 프로브광(706), 반사 프로브광(707) 및 여기광(711)을 통과시키기 위한 창이 설치되어 있다.

여기에서, 광변조 반사율 분광법의 기본적인 원리와, 본 실시예에 의한 반사 프로브광(707)의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 측정방법에 대하여 대하여 설명하기로 한다.

일반적으로, 반도체에 광을 조사하면 광에 의하여 여기되어 캐리어 수가 증대하고, 그 후, 캐리어가 원래의 에너지 단위로 복귀할 때에는 광을 방출하여 소멸한다. 상기 캐리어 수의 변화에 따라 반도체 영역의 표면 전계강도가 변화된다. 따라서, 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때에는 측정광이 반도체 영역의 표면에서 반사되는 비율 즉, 측정광의 반사율이 다르다. 즉, 여기광의 조사에 의하여 생겨야할 전계강도 변화의 크기가 피측정 영역의 어떠한 특성에 의존하여 변하는 것이라면 측정광 반사율의 변화 비율을 측정함으로써 피측정 영역의 특성을 평가할 수 있는 것이다. 본 발명은 이러한 광변조 반사율 분광의 기술을 전제로 하고 있다.

그래서, 본 실시예에서는 우선, 피측정 영역인 반도체 기판(701)의 실리콘 산화막(701c)을 통과시켜 그 바로 아래의 n형 반도체 영역(70lb)에 여기광(711)을 간헐적으로 조사하면서, 별도의 방향으로부터 프로브광(706)을 연속적으로 실리콘 산화막(701c)을 통과시켜 그 바로 아래의 n형 반도체 영역(70lb)에 조사하여 반사 프로브광(707)의 반사 강도의 변화를 검출한다. 그리고, 여기광(711)이 조사되어 있을 때와 조사되어 있지 않을 때의 반사 프로브광(707)의 반사 강도의 차(△R)를 여기광(711)이 조사되어 있지 않을 때의 반사 강도(R)로 나눈 값(△R/R)이 반사 강도의 변화 비율로서 해석 시스템(713)에서 검지된다. 여기에서, 반사 강도의 변화 비율(△R/R)은 조사되는 프로브광(706)의 강도가 일정한 것을 전제로 하여 반사율의 대신에 사용되는 것이고, 기술적으로 의미가 있는 것은 반사율의 변화 비율이다. 이상의 구성에 의해, 프로브광의 반사 강도의 변화비율의 변동이 모니터된다. 그리고, 도 24에 도시된 해석 시스템(713)의 디스플레이 상에는 도시한 바와 같은 측정광 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼이 표시된다.

도 26은 상기 검출기(705)에 의하여 측정된 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼을 나타낸다. 도 26에 있어서, 곡선 Spa는 정상적인 실리콘 산화막을 갖는 반도체 기판으로부터의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼을 나타내고, 곡선 Spb, Spc는 불량인 실리콘 산화막을 갖는 반도체 기판으로부터의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼을 나타낸다. 이들의 반사 강도의 변화 비율(△R/R) 의 스펙트럼 형상의 상위로부터 양품의 반도체 기판의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)은 어느 일정한 범위(도 26의 사선으로 도시한 영역)에 들어가는데 반하여, 불량인 실리콘 산화막을 갖는 반도체 기판으로부터의 반사 강도의 변화 비율(△R/R) 은 이 범위로부터 밀려 나올수록 크다는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 상위가 생기는 원인에 대해서는 다음의 작용에 의한 것으로 생각할 수 있다.

도 27의 (a)에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막을 통과시켜 그 바로 아래의 n형 반도체 영역에 여기광(711)을 조사하면 n형 반도체 영역에 캐리어가 발생하고, 상기 캐리어 수의 변화에 따라 표면 전계강도가 △Φ만큼 증대한다. 이 표면 전계강도의 변화 △Φ가 생김으로써 여기광이 조사되어 있을 때와 조사되어 있지 않을 때에 반사 강도가 다른 것은 이미 설명한 바와 같다. 여기서, n형 반도체 영역 위에 실리콘 산화막이 형성되어 있으면, n형 반도체 영역의 표면층에 캐리어의 트랩으로 되는 결함 사이트가 발생하므로 측정광 반사율의 변화분은 작아지게 딘다.

그런데, 도 27의 (b)에 도시된 바와 같이 실리콘 산화막 중에 트랩 전자가 존재하면 상기 전자에 의하여 n형 반도체 영역에는 보다 큰 표면 전계강도의 변화 △Φ가 생기게 된다. 따라서, 트랩 전자가 많이 존재하는 실리콘 산화막 바로 아래의 n형 반도체 영역으로부터의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)은 트랩 전자가 적은 실리콘 산화막의 바로 아래의 n형 반도체 영역으로부터의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)보다도 커진다고 생각할 수 있다. 즉, 도 26에 도시된 바와 같은 반사 강도의 변화 비율(△R/R)이 큰 스펙트럼 Spb, Spc를 부여하는 반도체 기판의 실리콘 산화막에는 많은 트랩 전자가 존재하게 된다. 이러한 트랩 전자는 실리콘 산화막의 결함이 많을수록 많이 존재하는 것은 알려져 있다. 또, 트랩 전자가 많이 존재하면 절연 파괴에의한 캐리어 패스가 발생되기 쉬워져 절연막의 수명이 짧은 것으로 알려져 있다.

그래서, 발명자는 상기 추론을 뒷받침 하기 위하여 두께가 2∼4nm 정도의 실리콘 산화막에 전기적 스트레스를 그 크기를 다양하게 바꾸어 인가하는 실험을 행하여 도 28에 도시된 데이터를 얻었다. 도 28은 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼 중의 피크 강도와, 수은 프로버에 의한 용량의 측정으로부터 얻어진 각각의 산화막 중의 트랩 전자 밀도의 관계를 도시한 도면이다. 도 28에 있어서, 세로축은 트랩 전자 밀도(×1O¹¹cm²)를 나타내고, 횡축은 반사 강도의 변화 비율(△R/R) 의 스펙트럼 중의 3.35eV 부근의 극소 피크값(파장 375nm 부근에 대응한다)을 부여하는 피크신호 강도의 상대값을 취하고 있다. 도 28에 도시된 바와 같이, 피크신호 강도의 절대값이 증대할수록 트랩 전자밀도도 증대하므로 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 절대값이 있는 범위보다도 클 때에는 실리콘 산화막의 품질이 좋지 않다(즉, 트랩 전자가 많이 존재하고 있음)고 평가할 수 있다.

즉, 반사 강도의 변화 비율(△R/R)(절대값)이 소정값 이상이면 게이트 산화막을 불량으로 판정하는 것은 상술한 바와 같은 추론이 이론적으로 옳은지의 여부는 달리 하여 경험적으로 얻어지는 인과관계에 합치하고 있다. 따라서, 반사 강도의 변화 비율(△R/R)을 모니터함으로써 절연막 중의 전자 트랩량을 특정할 수 있기 때문에 절연막의 전기적 특성의 관리를 광학적으로 행할 수 있다.

다음에, 이와 같은 광학적 평가에 의해 반도체 디바이스의 제조에 있어서의 공정관리를 행한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 29에 도시된 바와 같이, 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 스펙트럼 중의 피크값이 -0.25∼0.25×10^-3의 범위에 포함되는 것이라면 양품으로 하고, 반대로 상기 범위에 들어가지 않는 것이라면 불량으로 설정하여 반도체 기판(웨이퍼)의 위에 열산화에 의해 실리콘 산화막을 시험 제작할 때의 공정 관리를 행하였다. 도 29에 있어서, 가로축은 처리 매수를 나타내고, 세로축은 3.35eV 부근에서의 반사 강도의 변화 비율(△R/R)(피크값)이다. 125장마다 1회의 비율로 모니터한 결과, 750장째에서 갑자기 신호가 크게 변화되었다. 이것은, 돌발적인 트러블이고, 이 때의 게이트 산화막의 특성은 게이트로의 인가전압(Vg)이 -6.6V일 때 신뢰성을 나타내는 파괴까지의 시간(t_bd)(수명값)이 100sec 정도이었다. 이 경우, 신속한 트러블로의 대응에 의하여 트러블의 원인을 제거할 수 있어 그 후의 불량 발생을 방지할 수 있었다. 이와 같이, 본 발명에서는 광학적인 특성 평가에 의한 제조공정의 관리를 함으로써 종래의 전기적 특성의 평가에 의한 관리보다도 신속한 대응을 할 수 있고, 샘플의 시작 공정이나 M0S 디바이스의 제조공정에 있어서의 제품 수율의 악화를 확실하게 방지할 수 있다.

또, 미리 실험을 행하여 적정한 전자 트랩 밀도에 대응하는 용량(전기적 특성)의 적정 범위와, 이 적정 범위에 상당하는 반사 강도의 변화 비율(△R/R)의 적정 범위의 관계를 구하면 반사 강도의 변화 비율(△R/R)이 적정 범위에 포함되도록 제조 조건을 제어할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서, 도 24에 도시된 광학적 모니터 시스템에 대신하여 제 2 실시예에 있어서의 도 8에 도시된 광학적 모니터 시스템이나, 제 3 실시예에 있어서의 도 9에 도시된 광학적 모니터 시스템, 제 4 실시예에 있어서의 도 12에 도시된 광학적 모니터 시스템, 제 5 실시예에 있어서의 도 14에 도시된 광학적 모니터 시스템 등을 사용할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서의 광학적 모니터 시스템에 있어서, 측정광의 광원의 선정에 의하거나 혹은 필터의 장착에 의해 600nm 이하, 보다 바람직하게는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광을 반도체 영역에 조사하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 파장 범위의 광은 반도체 영역으로의 침입 깊이가 수1Onm 이상이 되지 않으므로 실리콘 산화막 등의 절연막 내의 트랩 전자의 영향을 받기 쉬운 표면 영역으로부터의 반사광의 강도의 차에 기초하여 감도가 높은 광학적 평가를 행할 수 있다.

( 제 9 실시예 )

다음에, 제 9 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 도 30의 (a)∼(c)는 게이트 전극 및 게이트 산화막의 패터닝 공정을 도시한 웨이퍼의 단면도이다. 단, 본 실시예에서는 제 1 실시예에 있어서의 도 4에 도시된 에칭장치를 사용하여 게이트전극 및 게이트 산화막의 패터닝을 행하는 것으로 한다.

우선, 도 30의 (a)에 도시된 공정 전에, 웨이퍼(803) 상의 칩 영역(Rtp)의 기판 영역에는 역치 제어용의 저농도 불순물이 도입된 제 1 반도체 영역(800)이 설치되어 있고, 상기 제 1 반도체 영역(800)에 반도체 소자인 MOS 트랜지스터가 형성된다. 한편, 웨이퍼(803) 상의 모니터 영역(Rmn)에는 넓이가, 예를 들면 13×13㎛²의 n형 불순물이 도입된 제 2 반도체 영역(801)(비저항값이 약 0.02Ωcm)이 형성되어 있다. 그리고, 기판의 전면 상에는 두께가, 예를 들면 6nm의 게이트 산화막(807)과 폴리실리콘으로 된 게이트 전극막(806)이 퇴적되어 있다. 또, 게이트 전극막(806)의 위에는 게이트 전극 형성용의 패턴 형상을 갖는 포토레지스트 마스크(809)가 형성되어 있다. 단, 상기 포토레지스트 마스크(809)는 제 2 반도체 영역(801)의 위쪽에도 개구 영역을 갖고 있다.

다음에, 도 30의 (b)에 도시된 공정에 있어서, 포토레지스트 마스크(809)를 이용한 드라이 에칭(플라즈마 에칭)에 의해 게이트 전극막(806)이 제거되고, 게이트 전극(806a)이 형성된다. 이 때, 제 2 반도체 영역(801)의 게이트 전극막이 제거되어 게이트 산화막(807)이 노출한 상태로 되어 있다.

그리고, 이 상태에서 여기광(402) 및 프로브광(403)이 게이트 산화막(807)을 통하여 제 2 반도체 영역(801)에 조사된다. 단, 여기광(402)은 간헐적으로 조사된다. 그리고, 상술한 바와 같이 여기광(402)이 조사되어 있을 때와 조사되어 있지 않을 때의 프로브광(403)의 반사 강도의 차(△R)를 여기광(402)의 조사가 없을 때의 반사 강도(R)로 나눈 값(△R/R)이 반사 강도의 변화 비율로서 도 4에 도시된 반사 강도 관측 시스템(220)에서 검지된다. 이상의 구성에 의해, 반사 강도의 변화 비율의 변동이 모니터된다.

다음에, 도 30의 (c)에 도시된 공정에서, 게이트 산화막(807)의 패터닝이 완료되어 게이트 전극(806a)의 바로 아래에 게이트 산화막(807a)이 남게되는 상태가 된다. 여기에서, 본 실시예에서는 이와 같이 에칭이 완료된 시점에서는 제 2 반도체 영역(801)에 있어서의 프로브광 반사율의 변화 비율(△R/R)이 도 30의 (b)에 도시될 때의 값보다도 크게 변화되는 점에 착안한다.

도 31은 게이트 산화막이 제거될 때의 프로브광의 반사율의 변화 비율(△R/R)을 도시한 스펙트럼선도이다. 도 30의 (b)와 같이 게이트 산화막이 존재하고 있을 때에는 게이트 산화막 중의 트랩 전자의 존재에 의하여 피크값의 절대값이 큰 스펙트럼선으로 되지만, 게이트 산화막이 제거됨에 따라 피크값의 절대값이 작은 스펙트럼선(예를 들면 도 31에 도시된 스펙트럼선 S_low)을 나타내도록 변화된다. 또, 게이트 산화막의 제거가 진행되면 트랩 전자수가 매우 적어지고, 더욱이 실리콘 기판에는 데미지층도 거의 없기 때문에 피크값의 절대값이 증대하도록 바뀐다. 그리고, 도 30의 (c)에 도시된 게이트 산화막의 제거가 완료된 시점에서는 피크값이 큰 스펙트럼선 S_high를 나타낸다. 따라서, 프로브광의 반사율의 변화 비율(△R/R)을 계속 모니터함으로써 기판 내에 거의 데미지가 발생하지 않고 더군다나 게이트 산화막의 제거가 완료된 시점을 검지할 수가 있다. 즉, 게이트 산화막의 제거가 완료된 시점에서 에칭을 정지하도록 드라이 에칭 공정을 제어할 수 있고, 실리콘 기판으로의 데미지를 가능한한 작게 할 수 있다.

단, 본 실시예의 에칭 공정의 제어 방법은 게이트 산화막의 제거뿐만 아니라, 측정 감도가 효과적으로 얻어지지 않을 정도로 두꺼운 절연막에서 조차 없다면 다른 절연막의 제거를 위한 에칭에도 적용할 수 있다.

( 제 10 실시예 )

다음에, 제 10 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 본 실시예에서는, 웨이퍼의 도시는 생략하지만, 예를 들면 상기 제 9 실시예의 도 30의 (c)에 도시된 상태에서 제 1 반도체 영역(800)에 소스·드레인 영역을 형성하기 위한 불순물 도입을 행하는 공정에 적용할 수 있는 것이다.

도 32는 BF₂와 He의 혼합가스를 이용하여 압력 10mTorr에서 플라즈마 도핑을 행하여 반도체 영역 내에 불순물을 도입하는 과정에 있어서, 프로브광 반사율의 변화 비율(△R/R)을 모니터한 결과를 나타낸 도면이다. 도 32에 있어서, 가로축은 처리 시간을, 세로축은 극소 피크값의 신호강도(상대값)의 절대값을 나타낸다. 도 32에 도시된 바와 같이, 불순물의 도입에 따라서 신호강도가 저하되고, 불순물의 도입에 의하여 반도체 영역 내에 결함이 생기는 것을 알 수 있다. 따라서, 프로브광 반사율의 변화 비율(△R/R)이 초기값으로부터 소정값 또는 소정 비율만큼 작아졌을 때에 불순물의 도입을 정지시키거나, 미리 실험을 행하여 원하는 불순물 농도에 대응하는 신호강도를 구하여 이 신호강도에 달했을 때에 불순물의 도입을 정지하는 등의 제어를 행함으로써 원하는 농도의 불순물을 도입할 수 있다.

또, 상기 플라즈마 도핑이나 이온주입 등에 의한 불순물의 도입 후에 열처리를 행하고, 열처리 후에 광변조 반사율 측정을 행하여 측정광 반사율의 변화 비율(△R/R)을 평가하면 열처리 후의 불순물 농도를 알 수 있다. 따라서, 미리 예비 실험을 행하여 적정한 불순물 농도를 실현하기 위한 불순물 도입조건(예를 들면 이온 주입량, 이온주입 에너지나 플라즈마 도핑시의 고주파 전력 등)을 결정할 수 있다. 특히, 불순물 도입 전에 있어서의 반도체 영역에 대하여 인라인에서의 광변조 반사율 측정을 행하여 그 공정에서의 반도체 영역의 불순물 농도를 파악하면 보다 정밀도가 좋은 불순물 도입을 행할 수 있다.

단, 본 실시예에 있어서도 반도체 소자가 형성되는 영역과는 다른 영역에 광학적 평가용의 모니터 영역을 설치할 수 있다.

( 그 밖의 실시예 )

또, 상기 각 실시예에 있어서의 광학적 모니터 시스템 중 Xe 램프, 편광자, 검출기 등은 현재 산화막의 막두께의 측정을 위하여 사용되고 있는 엘립소메트리 분광기의 부재를 그대로 이용할 수 있다. 그 경우, Ar이온 레이저, 초퍼 및 제어 시스템을 새롭게 설치하는 것만으로 본 발명의 광학적 평가를 행할 수 있다.

또, 상기 각 실시예에서는 M0S 트랜지스터를 형성하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 바이폴라 트랜지스터나 화합물 반도체 기판에 형성되는 MESFET 등의 디바이스를 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제 1 광학적 평가장치는, 챔버 내에서 반도체 영역을 갖는 기판에 처리를 실시할 때 사용되는 광학적 평가장치로서, 광변조 반사율 측정에 의해 반도체 영역으로부터의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 구성으로 하였으므로, 반도체 영역의 결정상태 등을 반영한 반사율의 변화 비율에 의하여 얻어지는 정보를 이용하여 챔버 내에서 행해지는 가공처리의 조건을 제어할 때의 인라인에서의 평가를 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 광학적 평가장치는, 반도체 영역 상의 절연막의 전기적 특성을 평가하기 위한 광학적 평가장치로서, 광변조 반사율 측정에 의해 반도체 영역으로부터의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하여 상기 반사율의 변화 비율의 대소에 기초하여 상기 절연막의 전기적 특성을 평가하는 구성으로 하였으므로, 게이트 산화막 등의 절연막 중의 전기적인 결함에 대해서의 정보가 얻어지고, 신속하고 또한 확실한 절연막의 전기적 특성의 관리에 이바지할 수 있다.

또, 본 발명의 반도체 장치의 제조장치는, 챔버 내에서 반도체 영역의 가공처리를 행하는 반도체 장치의 제조장치로서, 상술한 바와 같은 광학적 평가장치의 기능을 부설하는 구성으로 하고, 반사율의 변화 비율에 기초하여 가공처리 조건을 제어하도록 하였으므로, 챔버 내에서 행해지는 가공처리의 조건을 인라인에서의 평가에 기초하여 제어할 수 있고, 따라서, 원하는 특성을 갖는 반도체 장치를 재현성 좋게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학적 평가방법은, 챔버 내에서 가공처리를 실시할 때 가공처리의 상태를 평가하기 위한 광학적 평가방법으로서, 광변조 반사율 측정에 의해 반도체 영역으로부터의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하도록 하였으므로, 반도체 영역의 결정상태 등을 반영한 측정광 반사율의 변화 비율을 이용하여 가공처리의 조건을 제어하기 위한 인라인에서의 광학적 평가방법의 제공을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제 1 반도체 장치의 제조방법에 의하면, 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하고, 평가된 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 에칭가공의 조건을 제어하도록 하였으므로, 광이 반도체 기판 내에 침투하는 깊이가 얕은 점을 이용하여 에칭에 의하여 반도체 영역에 생기는 데미지층의 깊이나 데미지의 정도 등을 검지할 수가 있고, 따라서, 반도체 장치의 특성을 정확하며 또한 작은 편차로 원하는 값으로 제어할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 제 2 반도체 장치의 제조방법에 의하면, 구조의 흐트러짐이 생긴 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하고, 평가된 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 조건을 제어하면서 반도체 영역의 구조의 흐트러짐을 회복시키기위한 열처리를 하도록 하였으므로, 광이 반도체 기판 내에 침투하는 깊이가 얕은 점을 이용하여, 반도체 영역의 표면 부근에서의 구조의 흐트러짐에 관한 정보를 얻는 수 있고, 따라서, 적정한 처리조건으로 반도체 영역의 정상적인 특성을 회복시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제 3 반도체 장치의 제조방법에 의하면, 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하고, 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 조건을 제어하면서 반도체 영역에 불순물을 도입하도록 하였으므로, 광이 반도체 기판 내에 침투하는 깊이가 얕은 점을 이용하여 원하는 특성을 얻기 위한 적정한 불순물 농도를 실현할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 제 4 반도체 장치의 제조방법에 의하면, 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하고, 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 반도체 영역 상으로의 절연막의 형성조건을 제어하도록 하였으므로, 광이 반도체 기판 내에 침투하는 깊이가 얕은 점을 이용하여 절연막 형성공정에서의 절연막 특성의 양부를 정확히 파악하면서, 적정 조건에서 절연막의 형성을 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제 5 반도체 장치의 제조방법에 의하면, 표면 상에 절연막이 형성된 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하고, 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 절연막의 에칭조건을 제어하도록 하였으므로, 광이 반도체 기판 내에 침투하는 깊이가 얕은 점을 이용하여 반도체 영역에 큰 데미지를 부여하지 않도록 에칭조건을 정할 수 있다.

또, 본 발명의 반도체 장치의 제조장치의 관리방법은 챔버 내에서 상술한 바와 같은 광변조 반사율 측정을 행하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법으로서, 챔버 내에서 상기 기판에 가공처리를 실시하면서 측정광 반사율의 변화 비율이 소정값에 달할 때까지의 소정시간을 감시하여 소정시간이 한계값을 초과하면 장치의 유지관리를 행하도록 하였으므로 챔버 내의 구성 부재의 열화를 검지하여 적정한 타이밍으로 유지관리를 행할 수 있고, 따라서, 가공처리 시간이 과대하게 기인하는 반도체 영역의 불량 발생을 회피할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 장치의 구조에 의하면, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과, 제 1 반도체 영역에서의 가공을 광학적으로 모니터하기 위한 제 2 반도체 영역을 같은 반도체 웨이퍼 상에 설치하였으므로, 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성을 이용하여 제 1 반도체 영역에서의 가공의 강약이나 시간 등의 가공조건을 적정하게 판단할 수 있는 구성을 갖는 반도체 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.

Claims (309)

1. 챔버 내에서 반도체 영역을 갖는 기판에 처리를 실시할 때 사용되는 광학적 평가장치에 있어서,

   여기광(勵起光)을 생성하는 제 1 광원과,

   측정광을 생성하는 제 2 광원과,

   상기 제 1 광원에서 생성된 여기광을 상기 챔버 내의 반도체 기판의 반도체 영역에 간헐적으로 조사시키기 위한 제 1 광 안내부재와,

   상기 제 2 광원에서 생성된 측정광을 상기 반도체 영역에 조사시키기 위한 제 2 광 안내부재와,

   상기 반도체 영역에 조사된 측정광의 반사율을 검출하기 위한 반사율 검출수단과,

   상기 반도체 영역으로부터 반사된 측정광을 상기 반사율 검출수단에 입사시키기 위한 제 3 광 안내부재와,

   상기 반사율 검출수단의 출력을 수신하여 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 변화 연산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 광 안내부재는 상기 측정광을 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 입사시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 입사시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 여기광과 상기 측정광을 동일한 광축상에 유도하여 상기 반도체 영역으로 송신하도록 구성된 광축 조정수단을 추가로 포함하고,

   상기 제 2 광 안내부재는 상기 광축 조정수단에 의해 동일한 광축상으로 유도된 측정광 및 여기광을 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 조사하고, 또한 상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광과 여기광을 위쪽으로 투과시키는 미러에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
5. 제 1 항 ∼ 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 상기 측정광을 분광한 후 상기 반사율 검출수단으로 송신하는 분광수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
6. 제 1 항 ∼ 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 광원과 제 2 광원은 상기 여기광의 파장과 측정광의 파장을 포함하는 파장의 넓은 스펙트럼 광을 생성하는 단일의 공통 광원에 의해 구성되고,

   상기 공통 광원에서 생성된 넓은 스펙트럼 광을 여기광과 측정광으로 분리하는 빔 스플리터와,

   상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 상기 측정광을 분광한 후 상기 반사율 검출수단으로 송신하는 분광수단을 추가로 포함하며,

   상기 제 1 및 제 2 광 안내부재는 상기 스플리터로부터의 광을 수신하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 변화 연산수단은 상기 측정광 반사율의 변화비율의 스펙트럼에 있어서 거의 극치(極値)를 부여하는 측정광의 특정 에너지 값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율만 연산하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
8. 제 1 항 ∼ 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 그 중의 특정한 파장 범위만을 투과시켜 상기 반사율 검출수단으로 송신하기 위한 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 측정광의 특정한 에너지 값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 값인 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 측정광의 특정한 에너지 값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 값인 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 반사율 검출수단은 600nm 이하의 파장 범위의 광 반사율을 검출하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 반사율 검출수단은 300∼600nm의 파장 범위의 광 반사율을 검출하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
13. 제 1 항 ∼ 제 4 항, 제 7 항 및 제 9 항 ∼ 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
14. 제 5 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
15. 제 6 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
16. 제 8 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
17. 제 1 항 ∼ 제 4 항, 제 7 항, 제 9 항 ∼ 제 12 항 및 제 14 항 ∼ 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
18. 제 5 항에 있어서,

    엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
19. 제 6 항에 있어서,

    엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
20. 제 8 항에 있어서,

    엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
21. 제 13 항에 있어서,

    엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
22. 기판의 반도체 영역 상에 형성된 절연막의 전기적 특성을 평가하기 위한 광학적 평가장치에 있어서,

    여기광을 생성하는 제 1 광원과,

    측정광을 생성하는 제 2 광원과,

    상기 제 1 광원에서 생성된 여기광을 상기 절연막을 통과시켜 그 바로 아래의 반도체 영역에 간헐적으로 조사시키기 위한 제 1 광 안내부재와,

    상기 제 2 광원에서 생성된 측정광을 상기 절연막을 통과시켜 상기 여기광이 간헐적으로 조사되어 있는 반도체 영역에 조사시키기 위한 제 2 광 안내부재와,

    상기 반도체 영역에 조사된 측정광의 반사율을 검출하는 반사율 검출수단과,

    상기 반도체 영역으로부터 반사된 측정광을 상기 반사율 검출수단에 입사시키기 위한 제 3 광 안내부재와,

    상기 반사율 검출수단의 출력을 수신하여 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눔으로써 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 변화 연산수단과,

    상기 측정광 반사율의 변화 비율의 대소에 기초하여 상기 절연막의 전기적 특성을 평가하는 평가 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 평가수단은 상기 측정광 반사율의 변화비율의 스펙트럼에 있어서 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지 값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율이 절연막의 적정한 용량값에 대응하는 값일 때만 양품(良品)으로 판정하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
24. 제 22 항에 있어서,

    상기 측정광의 특정한 에너지 값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 값인 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
25. 제 22 항 ∼ 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 상기 측정광을 분광한 후 상기 반사율 검출수단으로 송신하는 분광수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
26. 제 22 항 ∼ 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 반도체 영역으로부터 반사되는 측정광을 수신하여 상기 측정광의 특정한 에너지 값에 상당하는 파장 범위의 측정광만을 투과시켜 상기 반사율 검출수단으로 송신하기 위한 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
27. 제 22 항에 있어서,

    상기 반사율 검출수단은 600nm 이하의 측정광의 반사율을 검출하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 반사율 검출수단은 300∼600nm의 측정광의 반사율을 검출하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
29. 제 22 항 ∼ 제 24 항, 제 27 항 및 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,

    엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
30. 제 25 항에 있어서,

    엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
31. 제 26 항에 있어서,

    엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
32. 제 22 항 ∼ 제 24 항, 제 27 항, 제 28 항, 제 30 항 및 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,

    반도체 장치의 산화막의 형성에 사용되는 챔버에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
33. 제 25 항에 있어서,

    반도체 장치의 산화막의 형성에 사용되는 챔버에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
34. 제 26 항에 있어서,

    반도체 장치의 산화막의 형성에 사용되는 챔버에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
35. 제 29 항에 있어서,

    반도체 장치의 산화막의 형성에 사용되는 챔버에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
36. 제 22 항에 있어서,

    상기 제 2 광원은 Xe 램프인 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
37. 제 22 항에 있어서,

    상기 제 1 광원은 Ar 이온 레이저 혹은 He-Ne 레이저인 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
38. 제 22 항 ∼ 제 24 항, 제 27 항, 제 28 항, 제 30 항, 제 31 항 및 제 33 항 ∼ 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
39. 제 25 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
40. 제 26 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
41. 제 29 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
42. 제 32 항에 있어서,

    상기 제 1 광 안내부재는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가장치.
43. 반도체 영역을 갖는 기판을 수납하기 위한 챔버와,

    상기 챔버 내에서 상기 기판에 가공처리를 실시하기 위한 가공 처리수단과,

    상기 챔버 내에 설치된 상기 기판의 반도체 영역에 간헐적으로 여기광을 조사하기 위한 제 1 광 공급수단과,

    상기 반도체 영역에 측정광을 조사하기 위한 제 2 광 공급수단과,

    상기 반도체 영역에 조사된 측정광의 반사율을 검출하는 반사율 검출수단과,

    상기 반사율 검출수단의 출력을 수신하여 상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 변화 연산수단과,

    상기 가공 처리수단에 의한 가공처리의 진행 중에 상기 변화 연산수단의 출력을 수신하고, 상기 반사율의 변화 비율에 기초하여 상기 가공처리 조건을 제어하는 가공처리 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
44. 제 43 항에 있어서,

    상기 가공 처리수단은 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 반도체 영역의 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
45. 제 43 항에 있어서,

    상기 가공 처리수단은 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 반도체 영역의 에칭에 의해 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
46. 제 43 항에 있어서,

    상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역에 불순물을 도입하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
47. 제 43 항에 있어서,

    상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역에 불순물 이온을 주입한 후의 어닐을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
48. 제 43 항에 있어서,

    상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역 위에 얇은 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
49. 제 43 항에 있어서,

    상기 반도체 영역 상에는 얇은 절연막이 형성되고,

    상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역 상의 상기 절연막을 제거하기 위한 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
50. 제 43 항 ∼ 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 광 공급수단은 상기 기판의 표면과 상기 측정광 사이의 각이 상기 기판의 표면과 상기 여기광 사이의 각 보다도 크도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
51. 제 43 항 ∼ 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 2 광 공급수단은 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 측정광을 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
52. 제 51 항에 있어서,

    상기 제 1 광 공급수단은 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 여기광을 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
53. 제 44 항 ∼ 제 49 항 및 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 광 공급수단은 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
54. 제 50 항에 있어서,

    상기 제 1 광 공급수단은 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
55. 제 51 항에 있어서,

    상기 제 1 광 공급수단은 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
56. 제 43 항 ∼ 제 49 항, 제 52 항, 제 54 항 및 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 2 광 공급수단 및 반사율 검출수단은 엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
57. 제 50 항에 있어서,

    상기 제 2 광 공급수단 및 반사율 검출수단은 엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
58. 제 51 항에 있어서,

    상기 제 2 광 공급수단 및 반사율 검출수단은 엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
59. 제 53 항에 있어서,

    상기 제 2 광 공급수단 및 반사율 검출수단은 엘립소메트리 분광기를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치.
60. 챔버 내에서 반도체 영역을 갖는 기판에 가공처리를 실시할 때 가공처리의 상태를 평가하기 위한 광학적 평가방법에 있어서,

    상기 챔버 내의 상기 기판의 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와,

    상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와,

    상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 포함하는 광학적 평가방법.
61. 제 60 항에 있어서,

    상기 측정광을 조사하는 단계에서는 상기 측정광을 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
62. 제 61 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 상기 기판의 표면에 거의 수직인 방향으로부터 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
63. 제 60 항 ∼ 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가공처리는 상기 반도체 영역의 플라즈마 에칭 가공인 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
64. 제 60 항 ∼ 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가공처리는 상기 반도체 영역의 플라즈마 에칭에 의해 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭인 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
65. 제 60 항 ∼ 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가공처리는 상기 반도체 영역에 불순물을 도입하는 처리인 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
66. 제 60 항 ∼ 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가공처리는 상기 반도체 영역에 불순물 이온을 주입한 후의 어닐인 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
67. 제 60 항 ∼ 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가공처리는 상기 반도체 영역 상에 있어서의 절연막의 형성인 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
68. 제 60 항 ∼ 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가공처리는 상기 반도체 영역 상의 절연막을 제거하기 위한 드라이 에칭인 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
69. 제 60 항 ∼ 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
70. 제 63 항에 있어서,

    상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
71. 제 64 항에 있어서,

    상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
72. 제 65 항에 있어서,

    상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
73. 제 66 항에 있어서,

    상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
74. 제 67 항에 있어서,

    상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
75. 제 68 항에 있어서,

    상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
76. 제 60 항 ∼ 제 62 항 및 제 70 항 ∼ 제 75 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
77. 제 63 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
78. 제 64 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
79. 제 65 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
80. 제 66 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
81. 제 67 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
82. 제 68 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
83. 제 69 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광학적 평가방법.
84. 반도체 영역을 갖는 기판을 형성하는 제 1 단계와,

    상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 제 2 단계와,

    상기 반도체 영역을 에칭 가공하는 제 3 단계와,

    상기 제 2 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
85. 제 84 항에 있어서,

    상기 제 2 단계는,

    상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와,

    상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와,

    상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를, 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법. .
86. 제 85 항에 있어서,

    상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
87. 제 86 항에 있어서,

    상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
88. 제 85 항에 있어서,

    상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지 값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
89. 제 88 항에 있어서,

    상기 측정광의 특정 에너지 값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
90. 제 85 항 ∼ 제 89 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
91. 제 84 항 ∼ 제 89 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 3 단계에서는 플라즈마를 이용한 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
92. 제 90 항에 있어서,

    상기 제 3 단계에서는 플라즈마를 이용한 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
93. 제 91 항에 있어서,

    상기 제 2 단계 전에,

    상기 기판의 상기 반도체 영역 위에 층간 절연막을 퇴적하는 단계와,

    상기 층간 절연막을 플라즈마 에칭에 의해 선택적으로 제거하여, 상기 반도체 영역에 도달하는 개구를 형성하는 단계를 추가로 포함하고,

    상기 제 2 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에서의 광학적 특성을 평가하며,

    상기 제 3 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에 상기 플라즈마 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭을 행하고,

    상기 제 4 단계에서는 상기 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
94. 제 92 항에 있어서,

    상기 제 2 단계 전에,

    상기 기판의 상기 반도체 영역 위에 층간 절연막을 퇴적하는 단계와,

    상기 층간 절연막을 플라즈마 에칭에 의해 선택적으로 제거하여, 상기 반도체 영역에 도달하는 개구를 형성하는 단계를 추가로 포함하고,

    상기 제 2 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에서의 광학적 특성을 평가하며,

    상기 제 3 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에 상기 플라즈마 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭을 행하고,

    상기 제 4 단계에서는 상기 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
95. 제 93 항 또는 제 94 항에 있어서,

    상기 반도체 영역중 소자가 형성되는 영역은 FET의 소스·드레인 영역이고,

    상기 개구는 상기 소스·드레인 영역에 도달하는 콘택트 홀인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
96. 제 95 항에 있어서,

    미리 반도체 영역의 광학적 특성과 데미지층의 깊이의 관계를 실험에 의해 구하고,

    상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 단계에서 평가된 반도체 영역의 광학적 특성으로부터 데미지층의 깊이를 구하고, 상기 깊이 만큼의 반도체 영역을 제거하도록 광 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
97. 제 93 항 또는 제 94 항에 있어서,

    상기 제 4 단계에서는 광 드라이 에칭의 진행에 따라 변화되는 상기 반도체 영역의 광학적 특성을 재평가하여, 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가 결과를 비교하여 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
98. 제 97 항에 있어서,

    상기 반도체 영역중 소자가 형성되는 영역은 FET의 소스·드레인 영역이고,

    상기 개구는 상기 소스·드레인 영역에 도달하는 콘택트 홀인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
99. 제 85 항 ∼ 제 89 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 2 단계 전에,

    상기 기판의 상기 반도체 영역에 고농도의 불순물을 도입한 후 반도체 영역 위에 층간 절연막을 퇴적하는 단계와,

    상기 층간 절연막을 플라즈마 에칭에 의해 선택적으로 제거하여 상기 반도체 영역에 도달하는 개구를 형성하는 단계를 추가로 포함하고,

    상기 제 3 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에 상기 플라즈마 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭을 행하며,

    반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 미리 구하고,

    상기 제 4 단계에서는 상기 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 광 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
100. 제 90 항에 있어서,

     상기 제 2 단계 전에,

     상기 기판의 상기 반도체 영역에 고농도의 불순물을 도입한 후 반도체 영역 위에 층간 절연막을 퇴적하는 단계와,

     상기 층간 절연막을 플라즈마 에칭에 의해 선택적으로 제거하여 상기 반도체 영역에 도달하는 개구를 형성하는 단계를 추가로 포함하고,

     상기 제 3 단계에서는 상기 개구의 저면에 노출되어 있는 반도체 영역에 상기 플라즈마 에칭에 의하여 생긴 데미지층을 제거하기 위한 광 드라이 에칭을 행하며,

     반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 미리 구하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 광 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
101. 제 84 항 ∼ 제 89 항, 제 92 항 ∼ 제 94 항, 제 96 항, 제 98 항 및 제 100 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
102. 제 90 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
103. 제 91 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
104. 제 95 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
105. 제 97 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
106. 제 99 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
107. 제 101 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도 보다도 높게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
108. 제 102 항 ∼ 제 106 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도 보다도 높게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
109. 제 101 항에 있어서,

     상기 제 2 단계 전에,

     상기 기판의 상기 제 2 반도체 영역에 고농도의 불순물을 도입한 후, 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역 위에 게이트 절연막 및 게이트 전극용 도체막을 퇴적하는 단계를 추가로 포함하고,

     상기 제 3 단계에서는 상기 게이트 전극용 도체막 및 게이트 절연막을 플라즈마 에칭에 의해 패터닝하는 동시에,

     반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 미리 구하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 광 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
110. 제 102 항 ∼ 제 106 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 단계 전에,

     상기 기판의 상기 제 2 반도체 영역에 고농도의 불순물을 도입한 후, 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역 위에 게이트 절연막 및 게이트 전극용 도체막을 퇴적하는 단계를 추가로 포함하고,

     상기 제 3 단계에서는 상기 게이트 전극용 도체막 및 게이트 절연막을 플라즈마 에칭에 의해 패터닝하는 동시에,

     반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 미리 구하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 광 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
111. 제 109 항에 있어서,

     상기 게이트 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
112. 제 110 항에 있어서,

     상기 게이트 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
113. 제 84 항 ∼ 제 89 항, 제 92 항 ∼ 제 94 항, 제 96 항, 제 98 항, 제 100 항, 제 102 항 ∼ 제 107 항, 제 109 항, 제 111 항 및 제 112 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
114. 제 90 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
115. 제 91 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
116. 제 95 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
117. 제 97 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
118. 제 99 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
119. 제 101 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
120. 제 108 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
121. 제 110 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역중 광학적 평가를 하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
122. 제 85 항 ∼ 제 89 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
123. 제 90 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
124. 구조의 흐트러짐이 생긴 반도체 영역을 갖는 반도체 장치의 제조방법에 있어서,

     상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 단계와,

     상기 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 조건을 제어하면서 상기 반도체 영역의 구조의 흐트러짐을 회복시키기 위한 열처리를 하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제조방법.
125. 제 124 항에 있어서,

     상기 광학적 특성을 평가하는 단계는,

     상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와, .

     상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와,

     상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
126. 제 125 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
127. 제 126 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
128. 제 125 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
129. 제 126 항에 있어서,

     상기 측정광의 특정 에너지값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 값인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
130. 제 125 항 ∼ 제 129 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
131. 제 125 항 ∼ 제 129 항 중 어느 한 항에 있어서,

     반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화비율의 적정 범위를 미리 구하고,

     상기 반도체 영역의 열처리를 하는 단계에서는 상기 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 열처리를 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
132. 제 130 항에 있어서,

     반도체 영역의 전기적 특성이 적정하게 될 때의 상기 측정광 반사율의 변화비율의 적정 범위를 미리 구하고,

     상기 반도체 영역의 열처리를 하는 단계에서는 상기 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 상기 열처리를 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
133. 제 125 항 ∼ 제 129 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율과 상기 반도체 영역중의 불순물 농도의 관계를 미리 구하고,

     상기 열처리를 하는 단계에서는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율이 원하는 불순물 농도에 상당하는 변화 비율이 될 때까지 상기 반도체 장치의 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
134. 제 130 항에 있어서,

     상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율과 상기 반도체 영역중의 불순물 농도의 관계를 미리 구하고,

     상기 열처리를 하는 단계에서는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율이 원하는 불순물 농도에 상당하는 변화 비율이 될 때까지 상기 반도체 장치의 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
135. 제 124 항 ∼ 제 129 항, 제 132 항 및 제 134 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반도체 영역으로서, 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 열처리를 행하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 열처리하면서 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가결과에 기초하여 상기 열처리의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
136. 제 130 항에 있어서,

     상기 반도체 영역으로서, 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 열처리를 행하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 열처리하면서 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가결과에 기초하여 상기 열처리의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
137. 제 131 항에 있어서,

     상기 반도체 영역으로서, 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 열처리를 행하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 열처리하면서 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가결과에 기초하여 상기 열처리의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
138. 제 133 항에 있어서,

     상기 반도체 영역으로서, 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 열처리를 행하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 열처리하면서 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가결과에 기초하여 상기 열처리의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
139. 제 135 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
140. 제 136 항 ∼ 제 138 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
141. 제 124 항 ∼ 제 129 항, 제 132 항, 제 134 항 및 제 136 항 ∼ 제 139 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
142. 제 130 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
143. 제 131 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
144. 제 133 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
145. 제 135 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
146. 제 140 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
147. 제 124 항 ∼ 제 129 항, 제 132 항, 제 134 항, 제 136 항 ∼ 제 139 항 및 제 142 항 ∼ 제 146 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법. .
148. 제 130 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
149. 제 131 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
150. 제 133 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
151. 제 135 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
152. 제 140 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
153. 제 141 항에 있어서,

     상기 반도체 영역 중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
154. 제 125 항 ∼ 제 129 항, 제 132 항 및 제 134 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
155. 제 130 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
156. 제 131 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
157. 제 133 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
158. 반도체 영역을 갖는 반도체 장치의 제조방법에 있어서,

     상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 단계와,

     상기 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 조건을 제어하면서 상기 반도체 영역에 불순물을 도입하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제조방법.
159. 제 158 항에 있어서,

     상기 광학 특성을 평가하는 단계는,

     상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와,

     상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와,

     상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화비율로서 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
160. 제 159 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
161. 제 160 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
162. 제 159 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
163. 제 162 항에 있어서,

     상기 측정광의 특정 에너지값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
164. 제 159 항 ∼ 제 163 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
165. 제 159 항 ∼ 제 163 항 중 어느 한 항에 있어서,

     미리 실험에 의해 불순물의 도입량과 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 관계를 구하고,

     상기 반도체 영역의 불순물의 도입을 행하는 단계에서는 상기 측정광 반사율의 변화 비율이 원하는 불순물의 도입량에 상당하는 값이 되도록 상기 불순물의 도입을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
166. 제 164 항에 있어서,

     미리 실험에 의해 불순물의 도입량과 상기 측정광 반사율의 변화 비율의 관계를 구하고,

     상기 반도체 영역의 불순물의 도입을 행하는 단계에서는 상기 측정광 반사율의 변화 비율이 원하는 불순물의 도입량에 상당하는 값이 되도록 상기 불순물의 도입을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
167. 제 158 항 ∼ 제 163 항 및 제 166 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반도체 영역으로서, 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 불순물을 도입하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역에 동시에 불순물을 도입하면서 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 불순물 도입의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
168. 제 164 항에 있어서,

     상기 반도체 영역으로서, 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 불순물을 도입하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역에 동시에 불순물을 도입하면서 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 불순물 도입의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
169. 제 165 항에 있어서,

     상기 반도체 영역으로서, 미리 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 광학적 특성을 평가하는 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 불순물을 도입하는 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역에 동시에 불순물을 도입하면서 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 불순물 도입의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
170. 제 158 항 ∼ 제 163 항, 제 166 항, 제 168 항 및 제 169 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 불순물의 도입을 플라즈마 도핑에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
171. 제 164 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 불순물의 도입을 플라즈마 도핑에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
172. 제 165 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 불순물의 도입을 플라즈마 도핑에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
173. 제 167 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 불순물의 도입을 플라즈마 도핑에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
174. 제 158 항 ∼ 제 163 항, 제 166 항, 제 168 항, 제 169 항 및 제 171 항 ∼ 제 173 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 불순물은 n형 불순물인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
175. 제 164 항에 있어서,

     상기 불순물은 n형 불순물인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
176. 제 165 항에 있어서,

     상기 불순물은 n형 불순물인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
177. 제 167 항에 있어서,

     상기 불순물은 n형 불순물인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
178. 제 170 항에 있어서,

     상기 불순물은 n형 불순물인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
179. 제 158 항 ∼ 제 163 항, 제 166 항, 제 168 항, 제 169 항, 제 171 항 ∼ 제 173 항 및 제 175 항 ∼ 제 178 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반도체 영역중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
180. 제 164 항에 있어서,

     상기 반도체 영역중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
181. 제 165 항에 있어서,

     상기 반도체 영역중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
182. 제 167 항에 있어서,

     상기 반도체 영역중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
183. 제 170 항에 있어서,

     상기 반도체 영역중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
184. 제 174 항에 있어서,

     상기 반도체 영역중 반도체 소자를 형성하는 영역은 소스·드레인 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
185. 제 159 항 ∼ 제 163 항 및 제 166 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
186. 제 164 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
187. 제 165 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
188. 반도체 영역을 갖는 기판을 형성하는 제 1 단계와,

     상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 제 2 단계와,

     상기 반도체 영역 위에 얇은 절연막을 형성하는 제 3 단계와,

     상기 제 2 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 상기 절연막의 형성 조건을 제어하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
189. 제 188 항에 있어서,

     상기 제 2 단계는,

     상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 단계와,

     상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와,

     상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
190. 제 189 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는, 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
191. 제 189 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300nm∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
192. 제 189 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
193. 제 192 항에 있어서,

     상기 측정광의 특정 에너지값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
194. 제 189 항 ∼ 제 193 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
195. 제 189 항 ∼ 제 193 항 중 어느 한 항에 있어서,

     미리 실험에 의해 절연막의 전기적 특성의 적정 범위에 상당하는 측정광 반사율의 변화 비율의 적정범위를 구하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 단계에서 평가된 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 절연막의 형성을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
196. 제 194 항에 있어서,

     미리 실험에 의해 절연막의 전기적 특성의 적정 범위에 상당하는 측정광 반사율의 변화 비율의 적정범위를 구하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 단계에서 평가된 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 절연막의 형성을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
197. 제 189 항 ∼ 제 193 항 및 제 196 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 상기 절연막이 형성되기 전의 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하고,

     상기 제 4 단계에서는 절연막 형성의 진행에 따라 변화되는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 재평가하고, 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가 결과를 비교하여 절연막의 형성 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
198. 제 194 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 상기 절연막이 형성되기 전의 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하고,

     상기 제 4 단계에서는 절연막 형성의 진행에 따라 변화되는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 재평가하고, 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가 결과를 비교하여 절연막의 형성 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
199. 제 195 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 상기 절연막이 형성되기 전의 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하고,

     상기 제 4 단계에서는 절연막 형성의 진행에 따라 변화되는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 재평가하고, 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가 결과를 비교하여 절연막의 형성 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
200. 제 188 항 ∼ 제 193 항, 제 196 항, 제 198 항 및 제 199 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역 위에 동시에 절연막을 형성하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 절연막의 형성 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
201. 제 194 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역 위에 동시에 절연막을 형성하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 절연막의 형성 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
202. 제 195 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역 위에 동시에 절연막을 형성하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 절연막의 형성 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
203. 제 197 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역 위에 동시에 절연막을 형성하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 절연막의 형성 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
204. 제 200 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
205. 제 201 항 ∼ 제 203 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물의 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
206. 제 188 항 ∼ 제 193 항, 제 196 항, 제 198 항, 제 199 항 및 제 201 항 ∼ 제 204 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
207. 제 194 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
208. 제 195 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
209. 제 197 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
210. 제 200 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
211. 제 205 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
212. 제 189 항 ∼ 제 193 항, 제 196 항, 제 198 항 및 제 199 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 4 단계 후에 미리 실험에 의해 구한 상기 측정광 반사율의 변화 비율과 절연막의 전기적 특성의 관계에 기초하여 형성된 절연막의 양부(良否)를 판정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
213. 제 194 항에 있어서,

     상기 제 4 단계 후에 미리 실험에 의해 구한 상기 측정광 반사율의 변화 비율과 절연막의 전기적 특성의 관계에 기초하여 형성된 절연막의 양부(良否)를 판정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
214. 제 195 항에 있어서,

     상기 제 4 단계 후에 미리 실험에 의해 구한 상기 측정광 반사율의 변화 비율과 절연막의 전기적 특성의 관계에 기초하여 형성된 절연막의 양부(良否)를 판정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
215. 제 197 항에 있어서,

     상기 제 4 단계 후에 미리 실험에 의해 구한 상기 측정광 반사율의 변화 비율과 절연막의 전기적 특성의 관계에 기초하여 형성된 절연막의 양부(良否)를 판정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
216. 제 188 항 ∼ 제 193 항, 제 196 항, 제 198 항, 제 199 항, 제 201 항 ∼ 제 204 항, 제 207 항 ∼ 제 211 항 및 제 213 항 ∼ 제 215 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
217. 제 194 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
218. 제 195 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
219. 제 197 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
220. 제 200 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
221. 제 205 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
222. 제 206 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
223. 제 212 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
224. 제 188 항 ∼ 제 193 항, 제 196 항, 제 198 항, 제 199 항, 제 201 항 ∼ 제 204 항, 제 207 항 ∼ 제 211 항, 제 213 항 ∼ 제 215 항 및 제 217 항 ∼ 제 223 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
225. 제 194 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
226. 제 195 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
227. 제 197 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
228. 제 200 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
229. 제 205 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
230. 제 206 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
231. 제 212 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
232. 제 216 항에 있어서,

     상기 제 3 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
233. 제 189 항 ∼ 제 193 항, 제 196 항, 제 198 항 및 제 199 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
234. 제 194 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
235. 제 195 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
236. 제 197 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
237. 반도체 영역과 그 위의 얇은 절연막을 갖는 기판을 형성하는 제 1 단계와,

     상기 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하는 제 2 단계와,

     상기 절연막을 드라이 에칭에 의해 제거하는 제 3 단계와,

     상기 제 2 단계에서 평가된 상기 반도체 영역의 광학적 특성에 기초하여 상기 절연막의 제거 조건을 제어하는 제 4 단계를 포함하는 반도체 장치의 제조방법.
238. 제 237 항에 있어서,

     상기 제 2 단계는,

     상기 반도체 영역에 상기 절연막을 통과시킨 측정광을 조사하는 단계와,

     상기 반도체 영역에 상기 절연막을 통과시킨 여기광을 간헐적으로 조사하는 단계와,

     상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
239. 제 238 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 600nm 이하의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
240. 제 239 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 300∼600nm의 파장 범위의 측정광 반사율의 변화비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
241. 제 238 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
242. 제 241 항에 있어서,

     상기 측정광의 특정 에너지값은 3.2∼3.6eV의 범위에 포함되는 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
243. 제 238 항 ∼ 제 242 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
244. 제 238 항 ∼ 제 242 항 중 어느 한 항에 있어서,

     미리 상기 절연막의 제거가 적정하게 완료되었을 때의 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 구하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 단계에서 평가된 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 절연막의 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
245. 제 243 항에 있어서,

     미리 상기 절연막의 제거가 적정하게 완료되었을 때의 측정광 반사율의 변화 비율의 적정 범위를 구하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 단계에서 평가된 측정광 반사율의 변화 비율이 상기 적정 범위에 포함되도록 절연막의 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
246. 제 238 항 ∼ 제 242 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 상기 절연막이 형성되었을 때의 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하고,

     상기 제 4 단계에서는 절연막의 제거의 진행에 따라 변화되는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화비율을 재평가하고, 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가 결과를 비교하여 절연막의 제거 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
247. 제 243 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 상기 절연막이 형성되었을 때의 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하고,

     상기 제 4 단계에서는 절연막의 제거의 진행에 따라 변화되는 상기 반도체 영역에서의 측정광 반사율의 변화비율을 재평가하고, 상기 재평가 결과와 상기 제 2 단계에 있어서의 평가 결과를 비교하여 절연막의 제거 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
248. 제 237 항 ∼ 제 242 항, 제 245 항 및 제 247 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
249. 제 243 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
250. 제 244 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
251. 제 246 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역으로서, 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과 광학적 평가를 행하기 위한 제 2 반도체 영역을 형성하고,

     상기 제 2 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역의 광학적 특성을 평가하며,

     상기 제 3 단계에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 영역을 동시에 에칭 가공하고,

     상기 제 4 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 광학적 특성의 평가 결과에 기초하여 상기 에칭 가공의 조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
252. 제 248 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
253. 제 249 항 ∼ 제 251 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 제 2 반도체 영역에서의 불순물 농도를 상기 제 1 반도체 영역에서의 불순물의 농도보다도 높게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
254. 제 237 항 ∼ 제 242 항, 제 245 항, 제 247 항 및 제 249 항 ∼ 제 252 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
255. 제 243 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
256. 제 244 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
257. 제 246 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
258. 제 248 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
259. 제 253 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 반도체 영역 중 광학적 평가를 행하기 위한 부분을 n형 실리콘에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
260. 제 237 항 ∼ 제 242 항, 제 245 항, 제 247 항, 제 249 항 ∼ 제 252 항 및 제 255 항 ∼ 제 259 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
261. 제 243 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
262. 제 244 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
263. 제 246 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
264. 제 248 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
265. 제 253 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
266. 제 254 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 실리콘 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
267. 제 237 항 ∼ 제 242 항, 제 245 항, 제 247 항, 제 249 항 ∼ 제 252 항, 제 255 항 ∼ 제 259 항 및 제 261 항 ∼ 제 266 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
268. 제 243 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
269. 제 244 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
270. 제 246 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
271. 제 248 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
272. 제 253 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
273. 제 254 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
274. 제 260 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 절연막으로서 게이트 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
275. 제 267 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 게이트 절연막의 위에 게이트 전극용 도체막을 형성하고,

     상기 제 3 단계에서는 상기 게이트 전극용 도체막을 패터닝하고, 계속해서 상기 게이트 절연막을 패터닝하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
276. 제 268 항 ∼ 제 274 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 1 단계에서는 상기 게이트 절연막의 위에 게이트 전극용 도체막을 형성하고,

     상기 제 3 단계에서는 상기 게이트 전극용 도체막을 패터닝하고, 계속해서 상기 게이트 절연막을 패터닝하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
277. 제 238 항 ∼ 제 242 항, 제 245 항 및 제 247 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
278. 제 243 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
279. 제 244 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
280. 제 246 항에 있어서,

     상기 제 2 단계에서는 엘립소메트리 분광기를 이용하여 측정광 반사율의 변화 비율을 평가하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
281. 반도체 영역을 갖는 기판을 수납하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내에서 상기 기판에 가공 처리를 실시하기 위한 가공 처리수단과, 상기 챔버 내에 설치된 상기 기판의 반도체 영역에 간헐적으로 여기광을 조사하기 위한 제 1 광 공급수단과, 상기 반도체 영역에 측정광을 조사하기 위한 제 2 광 공급수단과, 상기 반도체 영역에 조사된 측정광의 반사율을 검출하는 반사율 검출수단을 포함한 반도체 장치의 제조장치의 관리방법에 있어서,

     상기 반도체 영역에 측정광을 조사하는 제 1 단계와,

     상기 반도체 영역에 여기광을 간헐적으로 조사하는 제 2 단계와,

     상기 반도체 영역에 여기광이 조사되어 있을 때와 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광 반사율의 차를 상기 여기광이 조사되어 있지 않을 때의 측정광의 반사율로 나눈 값을 측정광 반사율의 변화 비율로서 연산하는 제 3 단계와,

     상기 제 3 단계에서 연산된 반사율의 변화 비율이 소정 값에 달할 때 까지의 소정 시간 동안 상기 가공 처리수단을 작동시키도록 제어하는 제 4 단계와,

     상기 제 4 단계에 있어서의 상기 소정 시간을 감시하여 상기 소정 시간이 한계값을 초과하면 상기 반도체 장치의 제조장치의 유지관리(maintenance)를 행하기 위한 신호를 출력하는 제 5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
282. 제 281 항에 있어서,

     상기 가공 처리수단은 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 반도체 영역의 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
283. 제 281 항에 있어서,

     상기 가공 처리수단은 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 반도체 영역의 에칭에 의해 생긴 데미지층을 제거하기 위한 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
284. 제 281 항에 있어서,

     상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역에 불순물을 도입하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
285. 제 281 항에 있어서,

     상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역에 이온을 주입한 후 어닐을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
286. 제 281 항에 있어서,

     상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역 위에 얇은 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
287. 제 281 항에 있어서,

     상기 가공 처리수단은 상기 반도체 영역 상의 얇은 절연막을 제거하기 위한 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
288. 제 281 항 ∼ 제 287 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반사율 검출수단은 600nm 이하의 파장 범위의 측정광의 반사율을 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
289. 제 288 항에 있어서,

     상기 반사율 검출수단은 300∼600nm의 파장 범위의 측정광의 반사율을 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
290. 제 281 항 ∼ 제 287 항 및 제 289 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
291. 제 288 항에 있어서,

     상기 반사율의 변화 비율을 연산하는 단계에서는 측정광 반사율의 변화 비율의 스펙트럼의 거의 극치를 부여하는 측정광의 특정 에너지값에 있어서의 측정광 반사율의 변화 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
292. 제 281 항 ∼ 제 287 항, 제 289 항 및 제 291 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반사율 검출수단은 광 필터를 이용하여 특정한 파장의 반사광을 검출하 도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
293. 제 288 항에 있어서,

     상기 반사율 검출수단은 광 필터를 이용하여 특정한 파장의 반사광을 검출하 도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
294. 제 290 항에 있어서,

     상기 반사율 검출수단은 광 필터를 이용하여 특정한 파장의 반사광을 검출하 도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
295. 제 281 항 ∼ 제 287 항, 제 289 항, 제 291 항, 제 293 항 및 제 294 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
296. 제 288 항에 있어서,

     상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
297. 제 290 항에 있어서,

     상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
298. 제 292 항에 있어서,

     상기 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
299. 제 281 항 ∼ 제 287 항, 제 289 항, 제 291 항, 제 293 항, 제 294 항 및 제 296 항 ∼ 제 298 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
300. 제 288 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
301. 제 290 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
302. 제 292 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
303. 제 295 항에 있어서,

     상기 여기광을 조사하는 단계에서는 상기 여기광을 1kHz 이하의 주파수로 간헐적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조장치의 관리방법.
304. 기판과,

     상기 기판 상에 설정되고, 기판에 형성되는 반도체 소자의 일부로 되는 제 1 반도체 영역과,

     상기 제 1 반도체 영역에서의 가공 도중에서의 광학적 특성을 모니터 하기 위한 제 2 반도체 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
305. 제 304 항에 있어서,

     상기 제 2 반도체 영역은 상기 반도체 소자를 포함하는 반도체 칩이 형성되는 영역과는 다른 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
306. 제 305 항에 있어서,

     상기 제 2 반도체 영역은 상기 반도체 소자를 포함하는 반도체 칩이 형성되는 영역 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
307. 제 304 항 ∼ 제 306 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 반도체 영역은 반도체 재료로 구성되고 광 변조 반사율 분광의 측정을 위한 영역인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
308. 제 304 항 ∼ 제 306 항 중 어느 한 항에 있어서,

     상기 제 2 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
309. 제 307 항에 있어서,

     상기 제 2 반도체 영역은 n형 실리콘으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.