JPH01268120A - 半導体装置用ウェハの温度測定方法 - Google Patents

半導体装置用ウェハの温度測定方法

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JPH01268120A
JPH01268120A JP63097764A JP9776488A JPH01268120A JP H01268120 A JPH01268120 A JP H01268120A JP 63097764 A JP63097764 A JP 63097764A JP 9776488 A JP9776488 A JP 9776488A JP H01268120 A JPH01268120 A JP H01268120A
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JP
Japan
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wafer
temperature
film
pattern
luminance
Prior art date
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Pending
Application number
JP63097764A
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English (en)
Inventor
Yasuo Uoochi
魚落 泰雄
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要] 半導体装置用ウェハの温度測定方法に関し、ウェハ温度
を止確に測定することを目的とし、半導体装置用のつL
凸表面にパターンを形成しないパターン非形成領域を設
け、アニールされている」−記つエバのF記パターン非
形成領域から輻射される光の輝度をパイロメータにより
検知するとともに、該パイロメータの検知量に対応する
温度を、予め測定したウェハの地肌又は該ウェハ上の膜
についての輝度−温度特性データから判定することによ
り構成する。
〔産業上の利用分野] 本発明は、半導体装置用ウェハの温度測定方法に関し、
より詳しくは半導体装置製造工程におけるウェハの温度
測定精度を高める11見度測定方法に関する。
[従来の技術] 半導体装置の製造工程において、例えば酸化膜を形成す
る際やパッシベーション膜を形成する際にレーザアニー
ルやランプアニール等によってウェハを加熱するが、膜
の形成を最適なものにするためにウェハの温度を調整す
る必要があり、ウェハの裏面に熱電対を接触させたリパ
イロメークを対向させて温度を411]定するようにし
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、熱電対により11見度を測定する場合には応答
速度が遅く特に、ランプアニールなどにおいては温度の
微調整が困難で、均一な膜を形成できないといった不都
合がある。
また、パイロメータし才、ウェハから輻射する光の輝度
を検知して温度を測定するものであるが、′ウェハの裏
面に形成される膜は均一ではなく、しかもウェハ毎にそ
の膜の状態が異なるために輻射率がウェハにより相違す
る結果、測定誤差が大きくなるといった問題がある。
もとより、ダミーウェハを使用して温度を測定すること
もできるが、被測定ウェハとダミーウェハとLJ初期温
度、取イマ1位置に違いがえトじるため、温度を正確に
測定することができないといった問題がある。
本発明はこの上・うな問題に鑑みてなされたものであっ
て、ウェハ温度を正確に測定することができる゛1′、
導体装置用ウェハの温度測定方法を堤供することを目的
とする。
1課題を解決するための手段] 半導体装置用のウェハ1表面にパターンを形成しないパ
ターン非形成領域4を設at、アニールされている−1
−記つエバ1の」−記パターン非形成領域4から輻射さ
れる光の輝度をパイロメータ12により検知するととも
に、該パイロメータ]2の検知部に対応する温度を、予
め測定したウェハの地肌又は該ウェハ」二の膜について
の輝度−温度特性データから判定することを特徴とする
半導体装置用ウェハの温度測定方法。
(作 川〕 ウェハ1表面のチップ形成領域には、第4図に見られる
ように半導体装置の各層がパターン化されるが、パター
ン非形成1JQ域4+にはパターンが形成されないので
、パターン非形成領域4にSiO2膜やPSC膜が形成
さ托てもその膜は手用であり、しかも予め形成される膜
厚がわかっているため、ウェハ1がアニールされた場合
に、パターン非形成領域4から輻射される光の輝度とウ
ェハ温度との関係は、予め測定した温度時11に皓づい
て容易に測定でき、その精度を高くすることができる。
〔実施例〕
第1〜3図は、本発明を実施する場合に使用する装置の
一例を示すものであって、図中符号1は′シリコンより
なるウェハで、その表面には格子状のスクライブライン
2により囲まれる複数のチップ領域3が設けられ、その
・うちの1つはパターン非形成領域4として構成されて
いる。
上述したチップ領域3には、−マスク5のパターンにし
たがってSiO2膜形成、不純物拡散等を形成すること
によりトランジスタやICなどの個りのデイバイスが形
成される。
またマスク5は、図示しないクロJ、膜をバターニング
したもので、ウェハ1のパターン非形成領域4を覆う部
分に己、11、パターン非形成領域6が同様に形成され
ている。
このマスク5のパターン非形成領域6は、ウェハ1に塗
布するレジスI・にポジ型を使用する場合には透明に形
成され、また、ネガ型を使用する場合にはクロム膜によ
り覆われていて、ウェハ6のパターン非形成領域4に半
導体装置用のパターンを形成しないように構成されてい
る。
これにより、ウェハ1」二に形成した各種の膜をパター
ン化する場合に、常にパターン非形成領域4がエツチン
グされてウェハ1の地肌を露出するように構成されてい
る。
第1図において、図中符号7はウェハ1を熱処理するラ
ンプアニール装置で、ハロゲンランプや赤外線ランプの
ような加熱用ランプ8によって上下を挟まれたヂャンハ
9の上面には、はたる石(caF2)よりなる透過窓1
0が設けられ、また、ランプアニール’!b’F7のヂ
ャンハ9内底部には、ウェハ1を支持する支持ピン11
が取伺けられている。
さらに、このランプアニール装置7の上方には、放射計
型のパイロメータ12が取4=1けられていて、ウェハ
1のパターン非形成領域4から輻射した赤外線等を透過
窓10を通して受光し、赤外線等の輝度を測定するよう
に構成されている。
13は、輝度−温度特性データ記憶回路で、ウェハ1の
地肌やウェハ1トの膜の輝度−温度の特性を予め測定し
たデータを保持するもので、そのデータは温度判定量F
tPt14に出力してパイロメータ12の出力計と比較
され、この温度判定回路14によりウェハ1の温度が定
められる。
15は、加熱用ランプ8の発熱量を調整するアニール温
度制御回路で、温度判定回路14によって判別した温度
に基づいてランプ8の発熱量を制御するように構成され
ている。
次に本発明の一実施例を上記した装置を使用して説明す
る。
うエバ1のチップ形成領域には第4.5図に見られるよ
うに半導体装置の各層19がパターン化されるが、パタ
ーン非形成領域4−上の膜は、エツチング工程の際に除
去されるようにマスク5を設計しているため、パターン
非形成領域4に5iO71220やPSG膜21が形成
されても、その膜は平10で、しかも予め形成される膜
厚がわかっているため、ウェハ1が加熱ランプ8により
アニールされた場合に、パターン非形成領域4から輻射
される光の輝度とウェハ温度との関係は、予め測定した
輝度−温度特性に基づいて精度良くウェハ1の温度が測
定される。
次に、アニールによってシリコンウェハ1とSi0,4
膜20の界面性を向上する場合を例に揚げてさらに詳細
に説明する(第5図)。
シリコン性うエバ1上に形成される5i02膜20は、
ドライ0□酸化、ウェット0□酸化等によって設計通り
の厚さ、例えば1000人に形成することができる。
そこで、試験用のウェハにSiO□膜を所定の厚さに形
成して予め輻射率を測定し、そのデータを輝度−温度特
性データ記憶回路13に記憶しておく。
そして、半導体装置の作成工程において、ウェハ1にS
iO□膜20膜形0した後、ランプアニール装置7のチ
ャンバ9内にウェハ1を装着してアニールすると、パイ
ロメータ12は、ウェハ1のパターン非形成領域4から
輻射された光の輝度を受光し、検出量を温度判定回路1
4に出力するため、この温度判定回路14によって輝度
−温度特性データ記憶回路13内のデータと、lt、較
されて、ウェハ1の正確な温度が求められる。
さらに、ウェハ1上に形成したPSG膜21を平坦化す
る場合を例にあげて説明する(第4図)。
CVD法によりウェハ1にPSG膜21を形成・する際
、ウェハ1のパターン非形成領域4には前工程のエツチ
ングによりウェハ1の地肌が表れているため、パターン
非形成領域4には直接PSG膜21が形成される。
この場合にも、CVD法によりPSG膜21を設計通り
の厚さ(例えば4000人)に形成することができるた
め、予め輝度−温度特性データを測定して特性データ記
憶回路13に保存しておりば、パターン非形成領域4か
ら輻射される輝度によりウェハ1の正確な温度が求まる
なお、上述した実施例は、ウェハ1に設けた複数のチッ
プ形成領域3のうちの1つをパターン井形・底領域4と
し、これを温度測定専用領域に使用したものであるが、
チップ形成領域3内の一部を温度測定領域にすることも
可能である。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、ウェハ表面にパター
ン非形成領域を設け、この領域から輻射される光の輝度
をパイロメータにより測定して温度を測定するようにし
たので、平坦かつ均一な膜から輻射した光を測定するこ
とができ、予め測定したン晶度特性に基づいて正確かつ
容易に温度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に使用する装置の一例を示す概要構成
図、 第2図は、本発明に使用するウェハの一例を示す平面図
、 第3図は、本発明に使用するマスクの一例を示ず平面図
、 第4図は、本発明により測定するウェハの一例を示す断
面図、 第5図は、本発明により測定するウェハの他の例を示す
断面図である。 (符号の説明) 1・・・ウェハ、 3・・・ヂンプ領域、 4・・・パターン非形成領域、 5・・・マスク、 6・・パターン非形成領域、 7・・・ランプアニール装置、 8・・・加熱用ランプ、 9・・チャンバ、 10・・・透過窓、 13・・・輝度−温度時111′データ記憶回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  半導体装置用のウェハ(1)表面にパターンを形成し
    ないパターン非形成領域(4)を設け、アニールされて
    いる上記ウェハ(1)の上記パターン非形成領域(4)
    から輻射される光の輝度をパイロメータ(12)により
    検知し、 該パイロメータ(12)の検知量に対応する温度を、予
    め測定したウェハの地肌又は該ウェハ上の膜についての
    輝度−温度特性データから判定することを特徴とする半
    導体装置用ウェハの温度測定方法。
JP63097764A 1988-04-20 1988-04-20 半導体装置用ウェハの温度測定方法 Pending JPH01268120A (ja)

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Cited By (7)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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