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公開番号2024180109
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023099563
出願日2023-06-16
発明の名称半導体ウェハの温度測定方法
出願人キオクシア株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20241219BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】半導体ウェハの温度をより適切に測定することができる半導体ウェハの温度測定方法を提供する。
【解決手段】本実施形態による半導体ウェハの温度測定方法は、第1面を有するウェハの第1面側にアモルファス層を形成するように、ウェハの第1面に不純物を導入することを具備する。本温度測定方法は、アモルファス層の膜厚である第1膜厚を測定することを具備する。本温度測定方法は、アモルファス層の一部が再結晶化するように、ウェハを熱処理することを具備する。本温度測定方法は、熱処理後のアモルファス層の膜厚である第2膜厚を測定することを具備する。本温度測定方法は、第1膜厚と第2膜厚との膜厚差に基づいて、熱処理時におけるウェハの温度を測定することを具備する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１面を有するウェハの前記第１面側にアモルファス層を形成するように、前記ウェハの前記第１面に不純物を導入し、
前記アモルファス層の膜厚である第１膜厚を測定し、
前記アモルファス層の一部が再結晶化するように、前記ウェハを熱処理し、
熱処理後の前記アモルファス層の膜厚である第２膜厚を測定し、
前記第１膜厚と前記第２膜厚との膜厚差に基づいて、熱処理時における前記ウェハの温度を測定する、
ことを具備する、半導体ウェハの温度測定方法。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
再結晶化する前記アモルファス層の結晶成長速度が所望の速度となるように、前記ウェハの前記第１面に前記不純物を導入する、ことをさらに具備する、請求項１に記載の半導体ウェハの温度測定方法。
【請求項３】
熱処理時における温度に応じた前記不純物の元素または濃度で、前記ウェハの前記第１面に前記不純物を導入する、ことをさらに具備する、請求項２に記載の半導体ウェハの温度測定方法。
【請求項４】
前記不純物の元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ａｓ、Ａｒ、および、Ｓｂのうち少なくとも１つを含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体ウェハの温度測定方法。
【請求項５】
前記第１面を覆うカバー膜を形成することなく、前記ウェハに前記不純物を導入する、ことをさらに具備する、請求項１に記載の半導体ウェハの温度測定方法。
【請求項６】
前記ウェハを、所定時間以上、熱処理することをさらに具備する、請求項１に記載の半導体ウェハの温度測定方法。
【請求項７】
前記膜厚差に基づいて、熱処理時における前記ウェハの温度を測定することは、
前記膜厚差と、熱処理時における前記ウェハの温度と、の間の予め設定された関係に基づいて、前記膜厚差を熱処理時における前記ウェハの温度に換算する、
ことを具備する、請求項１に記載の半導体ウェハの温度測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、半導体ウェハの温度測定方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
バッチアニール炉等の炉を用いたアニール工程では、炉内の位置による半導体ウェハの温度差が、歩留まりまたは特性劣化に影響を与える要因となる。炉内の温度は、炉内の位置に応じた温度プロファイルで制御される。しかし、温度プロファイル上では同等に見えていても、半導体ウェハの実温度に差が発生する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－２３２１４２号公報
特開２０１０－１２９７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体ウェハの温度をより適切に測定することができる半導体ウェハの温度測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態による半導体ウェハの温度測定方法は、第１面を有するウェハの第１面側にアモルファス層を形成するように、ウェハの第１面に不純物を導入することを具備する。本温度測定方法は、アモルファス層の膜厚である第１膜厚を測定することを具備する。本温度測定方法は、アモルファス層の一部が再結晶化するように、ウェハを熱処理することを具備する。本温度測定方法は、熱処理後のアモルファス層の膜厚である第２膜厚を測定することを具備する。本温度測定方法は、第１膜厚と第２膜厚との膜厚差に基づいて、熱処理時におけるウェハの温度を測定することを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態による半導体ウェハの温度測定方法の一例を示すフロー図。
第１実施形態による半導体ウェハの温度測定方法の一例を示す断面図。
第１実施形態による温度換算表の一例を示すグラフ。
第１実施形態による温度測定結果の一例を示すグラフ。
第２実施形態による再結晶化するアモルファス層の結晶成長速度の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による半導体ウェハＷの温度測定方法の一例を示すフロー図である。図２は、第１実施形態による半導体ウェハＷの温度測定方法の一例を示す断面図である。バッチアニール炉等の炉内における、アニール時の半導体ウェハＷの実温度が、図１および図２に従って測定される。
【０００９】
まず、半導体ウェハＷにイオン注入を行う（Ｓ１０）。より詳細には、面Ｆを有する半導体ウェハＷの面Ｆ側にアモルファス層２０を形成するように、半導体ウェハＷの面Ｆに不純物を導入（注入）する。
【００１０】
半導体ウェハＷは、半導体基板１０を有する。半導体基板１０は、例えば、単結晶のシリコン（Ｓｉ）基板である。注入ダメージによって、半導体基板１０の一部にアモルファス層２０が形成される。図２に示すように、Ｐを含む、膜厚Ｉｎｉ
ａＳｉ
のアモルファスＳｉ層（アモルファス層２０）が半導体ウェハＷの面Ｆ（上面）側に形成される。膜厚Ｉｎｉ
ａＳｉ
は、イオン注入後、アニール前におけるアモルファス層２０の膜厚である。
（【００１１】以降は省略されています）

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