(57)【要約】      （修正有）【課題】チャンバ温度を監視し調整するための非破壊方法を提供する。【解決手段】試験基板上に標的膜を第一温度で形成するステップ２１０であって、標的膜がさらされる熱に応答する一つ以上の特性を有する、前記ステップと、標的膜を第一温度より高い範囲の第二温度の環境にさらすステップ２３０と、標的膜を第二温度の環境にさらした後、標的膜の一つ以上の特性を測定するステップ２４０と、測定した一つ以上の特性に従って第二温度を決定するステップ２５０と、を含む温度を測定する方法。【選択図】図２Ａ
2009055000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度を測定する方法であって：
試験基板上に標的膜を第一温度で形成するステップであって、該標的膜がさらされた熱に応答する一つ以上の特性を有する、前記ステップと；
該標的膜を該第一温度より高い範囲の第二温度の環境にさらすステップと；
該標的膜を該第二温度の該環境にさらした後、該標的膜の該一つ以上の特性を測定するステップと；
測定した該一つ以上の特性に従って該第二温度を決定するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項２】
該標的膜が、低温原子層堆積（ＡＬＤ）によって形成される二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該標的膜を形成するステップが：
該試験基板をヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）を含むシリコン前駆物質にさらす工程と；
該試験基板をピリジンを含む触媒にさらし、同時に、該試験基板を水（Ｈ２Ｏ）を含む酸化ソースにさらす工程と；
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
該第二温度が、該第一温度より少なくとも約２５℃高く、該第二温度が、約５０℃〜シリコンの溶融温度である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該一つ以上の特性が、厚さ、ドライエッチング速度、ウェットエッチング速度の一つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
半導体処理チャンバ内で行われるプロセスの処理温度を測定する方法であって：
試験基板上に標的膜を堆積させるステップであって、該標的膜の一つ以上の特性がさらされた熱に応答する、前記ステップと；
該試験基板を該半導体処理チャンバ内に位置決めするステップと；
該半導体処理チャンバ内に位置決めした該試験基板に試験プロセスを行うステップであって、該試験プロセスが、該プロセスとほぼ同じ温度設定を有する、前記ステップと；
該試験プロセス後、該標的膜の該一つ以上の特性の値を得るステップと；
該試験プロセス後、該標的膜の該一つ以上の特性の得られた値に従って行われる該試験プロセスの温度を決定するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項７】
該標的膜の該一つ以上の特性の値と、該標的膜が形成後にさらされた不活性環境の温度とを相関させるステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
該プロセスの該処理温度が、約５０℃〜シリコンの該溶融温度である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
該標的膜が、該試験プロセスの温度より低い温度で堆積された二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
該二酸化シリコン膜の厚さが、約１００オングストローム〜約１０ミクロンである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
該標的膜を堆積させるステップが：
該試験基板をヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）を含むシリコン前駆物質にさらす工程と；
該試験基板をピリジンを含む触媒にさらし、同時に、該試験基板を水（Ｈ２Ｏ）を含む酸化ソースにさらす工程と；
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
該試験プロセスを行う前に、該標的膜の該一つ以上の特性の最初の値を得るステップであって、該一つ以上の特性が該標的膜の厚さを含む、前記ステップを更に含み、該試験プロセスの温度を決定するステップが：
該標的膜の該一つ以上の特性の該最初の値と該試験プロセス後の得られた該値からの変化を決定する工程と；
該一つ以上の特性の該変化に従って該試験プロセスの該温度を決定する工程と；
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
該一つ以上の特性が、ドライエッチングの速度又はウェットエッチングの速度の一つを含み、該標的膜の一つ以上の特性を得るステップが、該標的膜にドライエッチング又はウェットエッチングの一つを行う工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
温度を測定する方法であって、
試験基板上に二酸化シリコン膜を第一温度で堆積させるステップであって、該二酸化シリコン膜がさらされた熱に応答する一つ以上の特性を有する、前記ステップと；
該二酸化シリコン膜を第二温度の不活性環境にさらすステップであって、該第二温度が該第一温度より高い、前記ステップと；
該第二温度の該不活性環境に対する該二酸化シリコンの該一つ以上の特性の値を得るステップと；
該二酸化シリコン膜の該一つ以上の特性の得られた値に従って該第二温度を決定するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項１５】
該二酸化シリコン膜を堆積させるステップであって：
該試験基板をヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）を含むシリコン前駆物質にさらす工程と；
該試験基板をピリジンを含む触媒にさらす工程と；
該試験基板を水（Ｈ２Ｏ）を含む酸化ソースにさらす工程と；
を含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的には、半導体処理チャンバ内の温度を監視し調整する方法に関する。より詳細には、本発明は、低温で操作する半導体処理チャンバの非破壊温度測定のための方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]半導体デバイスの特徴部を縮小することによって、正確な処理の必要性が著しく増大し、通常は、処理中の半導体処理チャンバ内において正確で一様な温度制御が必要である。処理中の正確な温度測定は、処理される基板上の完成したデバイスの最終品質に対して重要である。
【０００３】
[0003]処理中の処理チャンバ内で温度や他のパラメータによっては、処理中のチャンバ温度を監視するために多くの方法を用いることができる。半導体プロセスの大部分が、汚染物質に非常に敏感である制御された環境、例えば、真空環境において行われるので、処理チャンバ内で行われるプロセスを妨害しない非破壊温度測定方法は、典型的には好ましい。
【０００４】
[0004]標的物体から放出された熱放射線を試料にし分析する光パイロメトリーは、当該技術の処理チャンバの状態にしばしば用いられる非接触温度測定法の一つである。光パイロメトリーは、処理を汚染、中断又は妨害せずに、処理チャンバの外部に位置決めすることができる。しかしながら、光パイロメトリーは、半導体基板のような物体は、典型的には５００℃未満で効率的な熱放射線を放出しないことから、高温、即ち、５００℃を超える温度に限定される。
【０００５】
[0005]５００℃未満の温度で操作するように構成される処理チャンバの場合、有効な非破壊温度測定方法は、当該技術の半導体プロセスの状態に利用できない。
【０００６】
[0006]それ故、低温で有効な非破壊温度測定の装置及び方法が求められている。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]本発明の実施形態は、一般的には、チャンバ温度を監視し調整する新規な方法を提供する。特に、本発明の実施形態は、チャンバ温度を監視し調整する非破壊方法を提供する。
【０００８】
[0008]一実施形態は、温度を測定する方法であって、試験基板上に標的膜を第一温度で形成するステップであって、標的膜がさらされた熱に応答する一つ以上の特性を有する、前記ステップと、第一温度よりも高い範囲の第二温度の環境に標的膜をさらすステップと、第二温度の環境に標的膜をさらした後、標的膜の一つ以上の特性を測定するステップと、測定した一つ以上の特性に従って第二温度を決定するステップと、を含む前記方法を提供する。
【０００９】
[0009]他の実施形態は、半導体処理チャンバ内で行われるプロセスの処理温度を測定する方法であって、試験基板上に標的膜を堆積させるステップであって、標的膜の一つ以上の特性がさらされた熱に応答する、前記ステップと、半導体処理チャンバ内で試験基板を位置決めするステップと、半導体処理チャンバ内に位置決めされた試験基板に試験プロセスを行うステップであって、試験プロセスがプロセスとほぼ同じ温度設定を持つ、前記ステップと、試験プロセス後に標的膜の一つ以上の特性の値を得るステップと、試験プロセス後に標的膜の一つ以上の特性の得られた値に従って行われる試験プロセスの温度を決定するステップとを含む、前記方法を提供する。
【００１０】
[0010]なお他の実施形態は、温度を測定する方法であって、試験基板上に二酸化シリコン膜を第一温度で堆積させるステップであって、二酸化シリコン膜がさらされた熱に応答する一つ以上の特性を持つ、前記ステップと、二酸化シリコン膜を第二温度の不活性環境にさらすステップであって、第二温度が第一温度より高い、前記ステップと、第二温度の不活性環境に対する二酸化シリコン膜の一つ以上の特性の値を得るステップと、二酸化シリコン膜の一つ以上の特性の得られた値に従って第二温度を決定するステップと、を含む前記方法を提供する。
【００１１】
[0011]本発明の上述した特徴が詳細に理解され得るように、上で簡単にまとめた本発明のより具体的な説明は、一部が添付の図面に示される、典型的な実施形態によって参照されてもよい。しかしながら、添付の図面が本発明の典型的な実施形態のみを示し、それ故、本発明の範囲を制限するものとしてみなされず、本発明が他の等しく有効な実施形態を許容することができることは留意すべきである。
【００１２】
[0020]理解を容易にするために、可能な場合には、図面に共通である同一の要素を示すために同一符号を用いている。一実施形態において開示される要素が個々に詳述せずに他の実施形態に有益に用いることができると考えられる。
【詳細な説明】
【００１３】
[0021]本発明は、一般的には、半導体処理チャンバを監視し調整する方法を提供する。本発明の実施形態は、半導体処理チャンバ内の不活性雰囲気の熱にさらすために、標的膜、例えば、超低温原子層堆積法によって堆積された二酸化シリコン膜の物理的及び／又は化学的性質の変化を測定するステップと、不活性雰囲気の温度だけでなく、半導体処理チャンバの温度に標的膜の特性の変化を関係させるステップを含む。本発明の方法は、約５０℃〜シリコンの融点、即ち、１４１４℃のチャンバ温度を測定することができる。
【００１４】
[0022]図１は、本発明の一実施形態に従ってチャンバ温度を測定する方法１００を示すフローチャートである。方法１００は、約５０℃〜約１４１４℃の温度範囲の半導体処理チャンバにおいて、非破壊温度測定を可能にする。
【００１５】
[0023]方法１００は、ブロック１１０に示されるように、試験基板上に標的膜を堆積させるステップを含む。試験基板は、監視すべき半導体処理チャンバに適合できるサイズを持つブランクシリコン基板であるのがよい。
【００１６】
[0024]一実施形態において、標的膜は、試験基板と標的膜とを用いて測定すべき温度より低い温度で形成される。標的膜は、形成後にその雰囲気の温度を示す一つ以上の化学的及び／又は物理的性質を持ついかなる膜であってもよい。一実施形態において、標的膜は不活性雰囲気にさらされた最も高い温度を示す一つ以上の化学的及び／又は物理的性質を持つ。
【００１７】
[0025]一実施形態において、標的膜は超低温原子層堆積法を用いて試験基板上に生成された二酸化シリコン膜の層を備える。一実施形態において、標的膜が生成する温度は、試験基板と標的膜とを用いることによって測定すべき温度より少なくとも約２５℃低い。二酸化シリコンの標的膜を形成する例示的方法を、更に図４において記載する。
【００１８】
[0026]ブロック１２０に示したように、方法１００は、試験基板上に形成された標的膜の熱足跡、例えば、厚さ、密度、緻密化、エッチング抵抗、純度濃度、応力を持つことができる一つ以上の特性を測定するステップを含むことができる。一つ以上の特性の測定された値は、温度測定後の変化の値を得るのに用いることができる。このステップは、標的膜の特性の変化に代わる絶対値が標的膜が受ける熱と関係がある場合には、任意であってもよい。このステップは、また、標的膜の堆積が全体で行われ、また、標的膜の特性が試験基板のバッチ間で一様である場合は除外されてもよい。
【００１９】
[0027]処理チャンバの温度を測定するために、試験基板と標的膜とを、ブロック１３０に示したように、処理チャンバ内に位置決めする。試験基板は、基板が製造中に処理される場合には、処理チャンバ内の処理位置に位置決めされてもよい。
【００２０】
[0028]試験基板が処理チャンバ内に位置決めされた後、ブロック１４０に示したように、試験プロセスが処理チャンバ内で行われるのがよい。一実施形態において、試験プロセスは、処理チャンバの指定されたプロセスとほぼ同一の温度設定による不活性雰囲気を生じる。例えば、化学気相堆積チャンバのための試験プロセスは、指定された化学気相堆積法に従ってチャンバ温度を設定するステップと、堆積法によって明記された反応種ガスの代わりにチャンバに一つ以上の不活性ガスを流すステップとを含む。試験プロセスの持続時間は、いくつかの要因、例えば、個々の処理チャンバの特性やチャンバによって行うべきプロセスによって決定することができる。
【００２１】
[0029]試験プロセスが完了した際に、試験基板を処理チャンバから取り出すことができ、ブロック１５０に示したように、標的膜の一つ以上の特性の変化を得ることができる。このステップは、再度同じ特性を測定するステップと試験プロセス前のそれらの値と比べて一つ以上の特性の変化を得るステップを含むことができる。他の実施形態において、一つ以上の特性のプロセスを決定するために第二プロセス、例えば、ウエットエッチング又はドライエッチングの抵抗を得るために標的膜に行われるウエットエッチング又はドライエッチングを行うことができる。
【００２２】
[0030]方法１００は、ブロック１６０に示したように、試験プロセス後に標的膜の一つ以上の特性の得られた値に従って試験プロセス中に処理チャンバの温度を決定するステップを更に含む。一実施形態において、処理チャンバの温度を決定するステップは、標的膜の一つ以上の値と値の変化と標的膜がさらされる温度との相関を用いて達成することができる。一実施形態において、相関は、式又は参照表であってもよい。他の実施形態において、相関は、ブロック１４０に示したステップと同一の又は同様の製法によって行う一連の試験プロセスを用いて予め決定することができる。
【００２３】
[0031]図２Ａは、本発明の一実施形態に従って二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜の厚さの変化からチャンバ温度を測定する例示的な方法２００を示す図である。二酸化シリコンを調製する温度よりも高い温度にさらした際に、ユニークに調製した二酸化シリコン膜の厚さが減少するものであることが見出された。厚さの変化量は、二酸化シリコン膜がさらされる温度と関係があるものである。
【００２４】
[0032]ブロック２１０においてユニークな二酸化シリコン膜は、試験基板によって測定すべき温度より低い温度で試験基板上に形成される。一実施形態において、二酸化シリコン膜は、触媒としてピリジン（Ｃ５Ｈ５Ｎ）、酸化ソースとして水を用いて、超低原子層堆積によって試験基板上に堆積される。ピリジンは、シリコン前駆物質の酸化を低温、例えば、室温〜約１６０℃で行うことを可能にする。標的基板上の二酸化シリコン膜の堆積は、測定すべき最低温度より約２５℃低い温度で行うことができる。一実施形態において、試験基板上に堆積される二酸化シリコン膜の厚さは、約１００オングストローム〜約１０ミクロンである。
【００２５】
[0033]図４は、ブロック２１０に用いることができる二酸化シリコン膜を堆積させる例示的方法４００を示す図である。最初に、一つ以上の基板を、ブロック４１０に示したように、一つ以上の基板上に原子層堆積（ＡＬＤ）を行うように構成される処理チャンバ内に入れることができる。
【００２６】
[0034]ＡＬＤチャンバは、典型的には、一つ以上の基板を収容するように構成される真空エンクロージャを画成するチャンバ本体と、真空エンクロージャに処理ガス、例えば、前駆物質、パージガス、キャリアガスを供給するように構成される噴射パネルと、真空エンクロージャにおける低圧環境を維持するように構成される排気アセンブリとを備える。処理中、パージガスのパルスによって分離される前駆ガスの連続パルスは、真空エンクロージャに供給され、一回一原子層膜を形成する。
【００２７】
[0035]一実施形態において、ＡＬＤチャンバは、約１０トール未満の圧力で維持することができる。他の実施形態において、ＡＬＤチャンバ圧は、約２トール〜約４トールに設定することができる。
【００２８】
[0036]ブロック４２０において、ＡＬＤチャンバ内の一つ以上の基板は、ピリジンと共にヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）を含むシリコン前駆物質のパルスにさらされる。ＨＣＤＳのようなシリコン前駆物質は、ピリジンと相互作用しない。それ故、シリコン前駆物質とピリジンは、同一のコンジット及びインジェクタプレナムを用いてチャンバに同時に流すことができる。一実施形態において、ピリジンとシリコン前駆物質は、同一のコンジットとインジェクタプレナムを用いてチャンバに流すことができる。他の実施形態において、ピリジンとシリコン前駆物質は、別々のコンジットとインジェクタプレナムを用いてチャンバに流すことができる。
【００２９】
[0037]ＨＣＤＳとピリジンのパルスに続いて、ＡＬＤチャンバは、ブロック４３０に示したように、パージガス、通常は不活性ガス、例えば、アルゴンや窒素をＡＬＤチャンバに導入することによってパージすることができる。その後、ＡＬＤチャンバは、ＡＬＤチャンバ内に存在することができるパージガスと残存するあらゆるＨＣＤＳとピリジンを除去するためにポンプで流すことができる。一実施形態において、パージステップだけが行われるように、ポンピングは行われない。或いは、チャンバがＨＣＤＳとピリジンを除去するためにポンプで流すことができるのでパージステップを排除することができる。一実施形態において、ポンピングは、パージガス導入の前後ともに行うことができる。他の実施形態において、パージとポンピングは共に繰り返すことができる。ポンピング及び／又はパージは、複数回行うことができる。なお他の実施形態において、パージとポンピングは、一つのステップに組み合わせることができる。
【００３０】
[0038]ポンピング及び／又はパージに続いて、ブロック４４０に示したように、ＡＬＤチャンバ内の一つ以上の基板は、Ｈ２Ｏとピリジンのパルスにさらすことができる。Ｈ２Ｏとピリジンは、異なるコンジットラインを通って、異なる注入口によってＡＬＤチャンバへ同時に流すことができる。異なるコンジットと異なる注入口を使うことによって、Ｈ２Ｏとピリジンは、チャンバに到達するまでに互いにさらされることがない。ピリジンとＨ２Ｏが同一のコンジットを通って同時に流す場合には、ピリジンとＨ２Ｏは、チャンバに到達する前に相互作用することがある。Ｈ２Ｏとピリジンがチャンバに入る前に相互作用する場合、触媒が役に立たなくなるように触媒としてのピリジンの有効性が低下することがある。
【００３１】
[0039]一つ以上の基板をＨ２Ｏにさらした後、ブロック４５０に示したように、第二ポンピング及び／又はパージサイクルを上述の条件下で行うことができる。
【００３２】
[0040]チャンバをポンプで流し及び／又はパージした後、ブロック４６０に示したように、ＳｉＯ２層の所定の厚さに達した場合には、ＳｉＯ２層の厚さを測定することができる。所定の厚さに達しなかった場合には、堆積順序を繰り返すことができる。
【００３３】
[0041]所定の厚さに達した場合には、ブロック４７０に示したようにプロセスが終了する。
【００３４】
[0042]本発明のＳｉＯ２膜は、以下の例を用いて形成することができる。
例：ＳｉＯ２の原子層堆積
チャンバ圧：４トール（圧力は１〜１０トールに変動し得る）
ＨＣＤＳ流量：５００ｓｃｃｍ１９℃においてキャリアガスによる
ピリジン量：５００ｓｃｃｍＨＣＤＳ流中２１℃においてキャリアガスによる
水蒸気流量：５００ｓｃｃｍ３０℃においてキャリアガスによる
ピリジン量：１０００ｓｃｃｍ水蒸気流で２１℃においてキャリアガスによる
堆積温度：７５℃
二酸化シリコン膜の厚さ：約４００オングストローム〜５００オングストローム
[0043]図２Ａへ戻って参照すると、試験基板上の二酸化シリコン膜の最初の厚さは、ブロック２２０に示したように測定される。試験基板は、チャンバ温度を測定するために用いる以前の低温環境に保存することができる。一実施形態において、標準試験基板、ほぼ同一の特性を有する基板は、最初の厚さの測定を排除するように製造することができ、本発明に従って温度測定に対して正確さや便利さを与える。
【００３５】
[0044]ブロック２３０において、試験基板上の標的膜は、標的膜が堆積される温度より高い温度を有する不活性雰囲気にさらされる。一実施形態において、不活性雰囲気の温度は、堆積温度より少なくとも２５℃高いのがよい。
【００３６】
[0045]一実施形態において、不活性雰囲気は温度制御能力を有する処理チャンバ内で生成することができる。非反応性ガス、例えば、窒素、不活性ガス、例えば、ヘリウム又はそれらの組み合わせを処理チャンバへ流すことができる。処理チャンバ内で行われるプロセスのプロセス温度を測定するために、試験プロセスは処理チャンバ内の試験基板に行うことができる。試験プロセスは、問題のプロセスとほぼ同じ温度の不活性雰囲気を生成するように設定することができる。不活性雰囲気は、処理チャンバに一つ以上の不活性ガスを続けることによって達成することができ、問題のプロセスと同じ温度が問題のプロセスと同じ温度設定を用いることによって達成することができる。
【００３７】
[0046]一実施形態において、試験基板を処理チャンバ内に処理位置に配置することができるので、試験基板は処理される基板と同様の方法で熱にさらすことができる。それ故、本発明の実施形態は、処理中に実際の基板温度を測定するために用いることができる。他の実施形態において、処理チャンバの他の領域において温度を測定するために処理位置以外の場所に試験基板を位置決めすることができる。
【００３８】
[0047]試験基板が不活性雰囲気にさらされた後、試験基板を不活性雰囲気から取り除くことができる。ブロック２４０に示したように、二酸化シリコン膜の厚さを測定することができ、最初の厚さと再測定された厚さとを比較することによって厚さの変化を得ることができる。
【００３９】
[0048]ブロック２５０において、不活性雰囲気の温度は、二酸化シリコン膜の厚さの変化に従って決定することができる。一実施形態において、不活性雰囲気の温度の決定は、チャンバ温度と二酸化シリコン膜の厚さの変化との相関を用いて達成することができる。
【００４０】
[0049]図２Ｂは、チャンバ温度と二酸化シリコン膜の厚さの変化との相関を示すグラフである。図２Ｂに示される相関は、異なる温度で処理チャンバ内の不活性雰囲気にさらした後、二酸化シリコン膜の厚さと約４００〜５００オングストロームの最初の厚さとの変化に対応している。図２Ｂにおいて、厚さと温度の変化は以下の相関がある：
厚さの変化（オングストローム）＝-０.４２×温度（℃）＋５３.０６７
[0050]相関は、二酸化シリコン膜で堆積した複数の試験基板を既知の温度における不活性雰囲気にさらすことによって得ることができる。相関を得るのに用いられる二酸化シリコン膜と実際の測定に用いられる二酸化シリコン膜は、同様の特性、例えば、同様の厚さを持たなければならない。相関を得るために、また、温度測定のために熱にさらすことは、持続時間、ガス流量、圧力、容積等の点で同様でなければならない。一実施形態において、温度と厚さの変化との相関は、具体的なチャンバについて得ることができる。
【００４１】
[0051]図３Ａは、本発明の一実施形態に従って二酸化シリコン膜のエッチング抵抗からチャンバ温度を測定する方法３００を示す図である。ユニークに調製された二酸化シリコン膜のエッチング抵抗はさらされた熱に応答することが見出された。それ故、試験基板と二酸化シリコン膜とが形成温度よりも高い温度でさらされた後、二酸化シリコン膜のエッチング抵抗は二酸化シリコン膜がさらされる温度と関係することができる。
【００４２】
[0052]ブロック３１０において、ユニークな二酸化シリコン膜は、図２Ａに示したように、試験基板によって測定すべき温度より低い温度で試験基板上に形成される。
【００４３】
[0053]ブロック３２０において、試験基板上の標的膜は、標的膜が堆積される温度より高い温度を有する不活性雰囲気にさらされる。一実施形態において、不活性雰囲気の温度は、堆積温度より少なくとも２５℃高くすることができる。不活性雰囲気は、例えば、処理温度が測定すべき処理チャンバに、一つ以上の不活性ガスを続けることによって達成することができる。
【００４４】
[0054]試験基板が不活性雰囲気にさらされた後、ブロック３３０に示したように、試験基板は、不活性雰囲気から取り出し、エッチングプロセスに供することができる。エッチング速度は、厚さとエッチング持続時間の変化から決定することができる。一実施形態において、ウエットエッチングは二酸化シリコン膜のエッチング抵抗を決定するために用いることができる。二酸化シリコン膜は、希釈したフッ化水素（ＨＦ）を用いてエッチングすることができる。一実施形態において、エッチング溶液はフッ化水素と脱イオン（ＤＩ）水が１：２００の割合であるのがよい。
【００４５】
[0055]ブロック３４０に示したように、不活性雰囲気の温度は、二酸化シリコン膜のエッチング抵抗に従って決定することができる。一実施形態において、不活性雰囲気の温度の決定は、温度と二酸化シリコン膜のエッチング速度の相関で達成することができる。
【００４６】
[0056]図３Ｂは、温度と二酸化シリコン膜のエッチング抵抗の相関を示すグラフである。図３Ｂに示した相関は、異なる温度の処理チャンバ内で不活性雰囲気にさらした後、最初の厚さが約４００〜５００オングストロームの希釈したフッ化水素における二酸化シリコン膜のエッチング速度に対応する。図３Ｂにおいて、厚さの変化と温度は、以下の相関がある：
エッチング速度（オングストローム／分）＝-１.０８７×温度（℃）＋５１２.２４
[0057]上述したように、二酸化シリコン膜の一つ以上の特性は、二酸化シリコン膜が形成する温度より高い温度でさらされた後、変化することができる。二酸化シリコン膜の一つ以上の変化は、さらされるより高い温度によって影響を及ぼすことができる。しかしながら、他の要因、二酸化シリコン膜の最初の厚さ、不活性雰囲気の流量と容積、二酸化シリコン膜が不活性雰囲気にさらされる持続時間、不活性雰囲気の増加速度、不活性雰囲気の温度変動は、二酸化シリコン膜の変化に多かれ少なかれ影響を及ぼすことがある。正確で精密な温度測定を確実にするために、特に半導体処理チャンバ内の温度測定について、変化と温度の相関は、実際の温度測定中とほぼ同じパラメータを用いて得ることができる。相関は、実際の温度測定の参照テーブルとして用いることができる。
【００４７】
[0058]図５は、本発明の一実施形態に従ってチャンバ温度と二酸化シリコン膜の特性の変化の間に相関が生じる方法５００を示す図である。
【００４８】
[0059]ブロック５１０に示したように、複数の試験基板は、それぞれほぼ同じ特性の標的膜、例えば、二酸化シリコン膜と調製することができる。
【００４９】
[0060]ブロック５２０に示したように、試験基板は、問題の場所の処理チャンバ内に位置決めすることができる。
【００５０】
[0061]ブロック５３０に示したように、不活性雰囲気は、試験基板が不活性雰囲気にさらされた処理チャンバ内で生成することができる。試験基板に近い温度が、例えば、一つ以上の熱電対を用いて直接測定することができる。
【００５１】
[0062]ブロック５４０に示したように、不活性雰囲気にさらした後、試験基板上の標的膜は、さらした熱に応答する一つ以上の特性の値を得るために測定することができる。この点で、直接測定した、ブロック５３０に示した処理中の処理チャンバの温度は、二酸化シリコン膜の一つ以上の特性である値及び／又は変化と対にすることができる。
【００５２】
[0063]ブロック５６０に示したように、新たな試験基板を処理チャンバ内に位置決めすることができる。ブロック５３０、５４０、５５０に示したステップは、複数の温度特性対を得るために異なる温度で繰り返し行うことができる。
【００５３】
[0064]ブロック５７０に示したように、標的膜の温度と特性の変化の相関が生じ、将来の測定が示される。相関は、同様の二酸化シリコン膜を有する試験基板を用いて、同一の処理チャンバ又は同じ種類の処理チャンバの温度測定の参照テーブルとして用いることができる。
【００５４】
[0065]異なる熱特性の測定について異なる相関が生じてもよい。相関は、それぞれの処理チャンバにユニークなものである。処理温度を測定するために、試験プロセス（不活性雰囲気を生成する）中の処理チャンバの温度は、試験プロセスに用いられる不活性ガスと実際のプロセスに用いられる処理ガスで異なるために実際のプロセス中の温度とわずかに異なってもよい。それ故、相関に対する補正は、温度測定の正確さを高めるために得ることができる。
【００５５】
[0066]複数の基板を処理するように構成される処理チャンバの場合、処理中に異なる温度があってもよい複数の処理位置がある。この場合、一つ以上の試験基板は、このような処理チャンバ内で異なる位置を測定するために用いることができる。
【００５６】
[0067]図６は、本発明の温度測定の方法から利益を得ることができるバッチ処理チャンバ８００を示す断面略図である。
【００５７】
[0068]バッチ処理チャンバ８００は、円筒状チャンバ本体８０２、チャンバ本体８０２の片側の排気ポケット８０３、排気ポケット８０３に対向する噴射ポケット８０４を有する石英チャンバ８０１を備える。チャンバ本体８０２は、処理中に複数の基板８２１を収容するように構成される処理溶量８３７を画成する。
【００５８】
[0069]石英チャンバ８０１は底が開放され、底の周りにフランジ８１７がある。排気ポケット８０３と噴射ポケット８０４の双方は、石英チャンバ８０１の底が開放されている。
【００５９】
[0070]排気口８５１は、排気コンジット８５９が排気ポケット８０３にはめ込まれるように構成される。中央口８１８は、基板ボート８１４が処理容積８３７に、また、処理容積８３７から基板８２１を搬送するように構成される。噴射口８６０は、噴射アセンブリ８０５が噴射ポケット８０４にはめ込まれるように構成される。
【００６０】
[0071]噴射アセンブリ８０５は、一つ以上の処理ガスを処理容積８３７に供給するように構成され、排気コンジット８５９は、処理容積８３７に低圧環境を維持するために処理容積８３７を真空源に接続する。
【００６１】
[0072]石英チャンバ８０１は、一般的には、チャンバ本体８０２の周りを囲むヒータによって加熱されるので、処理容積８３７は、処理中高温であることができる。バッチ処理チャンバ８００内で処理される複数の基板８２１間の均一性は重要である。処理容積８３７内の温度差は、均一性を損なう要因の一つである。処理容積内の温度に接近するために、本発明に従って一つ以上の基板を、処理容積８３７内の温度を測定するとともに処理される基板のバッチ間の温度均一性を評価するために基板ボート８１４内に配置することができる。
【００６２】
[0073]他の実施形態において、試験基板全体の特性の変化は、処理される基板全体にさらされる温度と基板内の温度と均一性に対する評価を示すために用いることができる。
【００６３】
[0074]上記は、本発明の実施形態に関するが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明の他の多くの実施形態が構成されてもよく、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従ってチャンバ温度を測定する方法を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施形態に従って二酸化シリコン膜の厚さの変化に従ってチャンバ温度を測定する方法を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、チャンバ温度と二酸化シリコン膜の厚さの変化との相関を示すグラフである。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態に従って二酸化シリコン膜のエッチング抵抗からチャンバ温度を測定する方法を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、チャンバ温度と二酸化シリコン膜のエッチング抵抗との相関を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に従って温度測定に用いられる二酸化シリコン膜を堆積させる方法を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に従ってチャンバ温度と二酸化シリコン膜の特性の変化を相関させる方法を示す図である。
【図６】図６は、本発明の温度測定方法から利益を得ることができるバッチ処理チャンバを示す側断面略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００…方法、１１０…ブロック、１２０…ブロック、１３０…ブロック、１４０…ブロック、１５０…ブロック、１６０…ブロック、２００…例示的方法、２１０…ブロック、２２０…ブロック、２３０…ブロック、２４０…ブロック、２５０…ブロック、３１０…ブロック、３２０…ブロック、３３０…ブロック、３４０…ブロック、４００…例示的方法、４１０…ブロック、４２０…ブロック、４３０…ブロック、４４０…ブロック、４５０…ブロック、４６０…ブロック、４７０…ブロック、５１０…ブロック、５２０…ブロック、５３０…ブロック、５４０…ブロック、５５０…ブロック、５６０…ブロック、５７０…ブロック、８００…バッチ処理チャンバ、８０１…石英チャンバ、８０２…チャンバ本体、８０３…排気ポケット、８０４…噴射ポケット、８０５…噴射アセンブリ、８１４…基板ボート、８１７…フランジ、８１８…中央口、８２１…基板、８３７…処理容積、８５１…排気口、８５９…排気コンジット、８６０…噴射口。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2009055000.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
2009055000000001.pdf