[发明专利]一种用于监测和校准半导体加工室内温度的新型方法

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及用于监测和校准半导体加工室内温度的方法。更 加具体地，本发明的实施例涉及用于在低温运行的半导体加工室的非破坏性温 度测量的方法。

背景技术

半导体器件中的缩小特征尺寸显著增加对于精确加工的需求，精确加工通 常需要在加工期间半导体加工室内的精确且均匀的温度控制。对于正在加工的 衬底上的成品器件的最终质量，加工期间的精确温度测量是重要的。

取决于加工期间加工室内的温度和其它参数，可以将多种方法用于监测加 工期间内的室温。由于是在对污染非常敏感的诸如真空环境的控制环境内执行 大部分半导体工艺，通常优选使用不干扰在加工室内所执行工艺的非破坏性温 度测量方法。

在现有技术加工室状态中，采样并分析来自目标物体所发射的热辐射的光 学高温测量术是经常使用的一种非接触性温度测量方法。可以将光学高温计放 置在加工室外部，不污染、中断或干扰加工。然而，由于在500℃以下诸如半 导体衬底的物体通常不能发出足够量的热辐射，因此光学高温计限制在高温， 即在大约500℃以上。

对于设置成在低于500℃的温度运行的加工室，在现有技术半导体加工状 态中没有可用的有效的非破坏性温度测量方法。

因此，需要用于低温下有效的非破坏性温度测量的装置和方法。

发明内容

本发明的实施例一般提供一种用于监测和校准加工室温度的新型方法。本 发明的实施例尤其提供用于监测和校准加工室温度的非破坏性方法。

一个实施例提供用于测量温度的方法，该方法包括在第一温度下在测试衬 底上形成目标膜，其中目标膜具有对热暴露敏感的一种或多种性能，将目标膜 暴露于在比第一温度高的范围内的第二温度下的环境，在将目标膜暴露于第二 温度下的环境之后测量目标膜的一种或多种性能，以及根据所测量的一种或多 种性能确定第二温度。

另一个实施例提供用于测量在半导体加工室内执行工艺的加工温度的方 法，该方法包括在测试衬底上沉积目标膜，其中目标膜的一种或多种性能对热 暴露敏感，将测试衬底放置在半导体加工室内，对放置在半导体加工室内的测 试衬底执行测试工艺，其中测试工艺具有与该工艺基本相同的温度设置，在测 试工艺之后获得目标膜的一种或多种性能的值，以及根据在测试工艺之后所获 得的目标膜的一种或多种性能的值确定所执行的测试工艺的温度。

另一个实施例提供用于测量温度的方法，该方法包括在第一温度下在测试 衬底上沉积二氧化硅膜，其中二氧化硅膜具有对热暴露敏感的一种或多种性 能，将二氧化硅膜暴露于第二温度下的惰性环境，其中第二温度比第一温度高， 获得二氧化硅膜在第二温度下的惰性环境的一种或多种性能的值，根据所获得 的二氧化硅膜的一种或多种性能的值确定第二温度。

附图说明

为了可以详细地理解本发明的上述特征，参考典型实施例给出上面概述的 本发明的更加明确的描述，在附图中示出了某些典型实施例。然而，需要注意 的是，附图仅示出了本发明的典型实施例，由于本发明可能允许其它等效实施 例，因此不能认为附图限制了本发明的范围。

图1示出根据本发明一个实施例的用于测量加工室温度的方法。

图2A示出根据本发明一个实施例的用于根据二氧化硅膜厚度的变化测量 加工室温度的方法。

图2B示意性示出加工室温度和二氧化硅膜厚度的变化之间的关系。

图3A示出根据本发明一个实施例的用于从二氧化硅膜的抗蚀性测量加工 室温度的方法。

图3B示意性示出加工室温度和二氧化硅膜的抗蚀性之间的关系。

图4示出根据本发明一个实施例的用于沉积用于温度测量的二氧化硅膜 的方法。

图5示出根据本发明一个实施例的用于产生加工室温度和二氧化硅膜的 性能变化之间的关系的方法。

图6示意性示出可从本发明的温度测量方法获益的批量加工室的截面侧 视图。

为了便于理解，在任何可能的情况下，使用相同附图标记表示附图中共用 的相同元件。预计不需要特定描述就可以方便地将在一个实施例中公开的元件 用于其它实施例。

具体实施方式