专利名称：沉积温度的检测方法
技术领域：
本发明是有关于一种对化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)机台的反应室(chamber)的沉积温度进行检测的方法，且特别是有关于一种使用通过金属硅化物原子比对化学气相沉积机台的反应室沉积温度进行检测的方法。
背景技术：
近年来，化学气相沉积法已然成为半导体制作工艺中，最重要且主要的薄膜沉积工具。举凡所有半导体组件所需要的薄膜，不论是生长金属层如钨、钛、铜、铝等，或是生长阻障层如氮化钛、氮化钽等，或是生长介电材料如钡锶钛氧化物(BaSrTiOx)、锶铋钽氧化物(SrBiTaOx)、氟氧化硅(SiOF)、二氧化硅等，皆可由化学气相沉积法沉积而得。
由于化学气相沉积机台的反应室的沉积温度会影响产品的良莠，因此，一般会在系统建立或机台预防保养(Prevent Maintenance)之际，将反应室的沉积温度调校成适当的温度。调校沉积温度的方法，一般是使用热电偶(thermocouple)法。
由于在热电偶法调校沉积温度的过程中，必需打开反应室，因而，反应室内的环境条件会发生变化(真空度改变)，因此，机台必需运转一段极长的时间，以使反应室内的粒子分布、沉积温度等环境条件，回复到适当的状态。之后，反应室内才可正式对晶圆半成品进行沉积动作。
由前述可知，使用热电偶法量测机台的沉积温度时，机台必需运转一段极长的恢复反应室条件的时间后，才可进行实际的生产动作，因此，公知的机台预防保养时间非常长。
再者，由于在生产流程运作的过程中，无法量测反应室的沉积温度，因此在生产流程运作的过程中，无法得知反应室内的沉积温度。所以，当反应室的沉积温度变化时，往往要等到半成品或成品发生问题，或是在例行的机台预防保养期间中，才得以发现沉积温度改变的状况。此时，因为已经产生出一定数量的不良品，因而造成产品良率(yield)的降低。
发明内容
因此，本发明的目的就是在提供一种沉积温度的检测方法，以随时监控化学气相沉积机台的反应室的沉积温度。
本发明的另一目的是提供一种沉积温度的检测方法，以大幅缩短机台预防保养时间。
本发明的再一目的是提供一种沉积温度的检测方法，以大幅提高产品的良率。
本发明提出一种沉积温度的检测方法，适用于检测化学气相沉积机台的反应室的沉积温度，包括于反应室中置入待沉积物；于待沉积物上形成金属硅化物层；测量金属硅化物层的硅/金属原子比；以及将硅/金属原子比代入硅/金属原子比对温度的关系式以求得沉积温度。
本发明提出另一种监控化学气相沉积机台的沉积温度的方法，其中于化学气相沉积机台中已建立硅/金属原子比对温度的关系式，此方法包括将待沉积物置入化学气相沉积机台中；于待沉积物上形成金属硅化物层；测量金属硅化物层的硅/金属原子比；将硅/金属原子比的数值反馈至机台中之硅/金属原子比对温度的关系式，以求得化学气相沉积机台的沉积温度。而且通过调整机台的环境变量，以使反应室的沉积温度符合预设沉积温度。
另外，采用本发明的沉积温度的检测方法，由于是直接对测试控片上的沉积膜进行量测，而得到反应室沉积温度，因此，不需在完成温度量测后打开反应室，故不需要公知的恢复反应室条件的时间，进而可以大幅减少预防保养时间。
另外，采用本发明的沉积温度的检测方法，可在生产流程中，于完成一定数量的半成品后、或在特定的时间、或判断半成品有瑕疵时、或任意时间等情形下，通过量测测试控片上的沉积膜的原子比，而判断反应室沉积温度是否正确。如此，即可达到实时监控沉积机台的效果，进而可以提高产品良率。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1是本发明的化学气相沉积机台的反应室的沉积温度的检测方法的流程图。
图2是硅/钨原子比与化学气相沉积机台的反应室的沉积温度的关系图。
具体实施例方式
请参照图1，其绘示本发明的化学气相沉积机台的反应室的沉积温度的检测方法的流程图。首先，进行步骤S100，于反应室中置入待沉积物。其中此反应室例如是化学气相沉积机台的反应室，而且，待沉积物例如是测试控片。
接着，进行步骤S102，于待沉积物上沉积金属硅化物层。其中此金属硅化物层的材质，例如是硅化钨、硅化钛、硅化钽、硅化钼或硅化镍。
举例来说，以沉积硅化钨膜为实例进行说明。首先，以六氟化钨(Tungsten Hexafluoride)为钨的来源气体，并以二氯硅化物(Dichlorosilane，SiH2Cl2)或SiH4为硅的来源气体。之后，使六氟化钨气体与二氯硅化物气体相互反应，并沉积于测试控片上，而形成硅化钨膜。
之后，进行步骤S104，利用例如是X光萤光分析法的方法，测量前述金属硅化物层的硅/金属原子比。首先，将X光照射于前述金属硅化物层上，再以接收器接收来自此金属硅化物层的反射光，并对此反射光进行分析，即可得到金属硅化物层之硅/金属原子比。
接着，进行步骤S106，将硅/金属原子比代入事先建立的硅/金属原子比对温度的关系式中，以求得化学气相沉积机台的反应室的沉积温度。前述硅/金属原子比对温度的关系式，例如是，使用拉塞福背向散射分析法(Rutherford Backscattering Spectrometry，RBS)或X光萤光分析法，测量各种沉积温度下的硅/金属原子比，并以之绘图(当以硅化钨为实例时，所得的硅/钨原子比与化学气相沉积机台的反应室的沉积温度的关系图，如图2所示)，而得到一个硅/金属原子比与温度的检量线方程式。
当本发明的沉积温度的检测方法应用于机台预防保养之际，直接检测测试控片上的金属硅化物膜的原子比，而推知反应室内的沉积温度。故只要依据所测得的沉积温度，将反应室内的沉积温度调校成所要求的温度后，即可立即进行实际的生产动作，而不需开启反应室，故不需要公知的恢复反应室条件的时间，进而可以大幅缩短公知的机台预防保养时间，并可大幅增加产量。
当本发明的沉积温度的检测方法应用于实际的生产制造流程之际，可在完成一定数量的半成品后、或在特定的时间、或判断半成品有瑕疵时、或任意时间等情形下，将测试控片置入反应室中，再以前述本发明的沉积温度的检测方法，检测此测试控片上的金属硅化物膜的原子比，即可得知反应室沉积温度。接着，将所得的反应室沉积温度与机台预设沉积温度相互比对，当判断两沉积温度不同时，则依据所得的沉积温度调整化学气相沉积机台，以使化学气相沉积机台的反应室的实际沉积温度与预设沉积温度相符合。如此，即可大幅降低不良品发生的机率。
另外，本发明的沉积温度的检测方法中，硅/金属原子比对温度的关系式也可直接内建于化学气相沉积机台中，如此，可在测得金属硅化物膜的硅/金属原子比之际，立即反馈至化学气相沉积机台，并算出反应室的沉积温度。而且，当所算出的反应室的沉积温度不符合机台预设沉积温度时，可实时将沉积温度调整为符合预设沉积温度。
综上所述，采用本发明的沉积温度的检测方法，由于是直接对测试控片上的沉积膜进行量测，而得到反应室沉积温度，因此，不需在完成温度量测后打开反应室，故不需要公知的恢复反应室条件的时间，进而可以大幅减少预防保养时间。
另外，采用本发明的沉积温度的检测方法，可在生产流程中，于完成一定数量的半成品后、或在特定的时间、或判断半成品有瑕疵时、或任意时间等情形下，通过量测测试控片上的沉积膜的原子比，而判断反应室沉积温度是否正确。如此，即可达到实时监控沉积机台的效果，进而可以提高产品良率。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种沉积温度的检测方法，适用于检测一化学气相沉积机台的一反应室的一沉积温度，其特征在于于该反应室中置入一待沉积物；于该待沉积物上形成一金属硅化物层；测量该金属硅化物层的一硅/金属原子比；以及将该硅/金属原子比代入一硅/金属原子比对温度的关系式以求得该沉积温度。
2.如权利要求1所述的沉积温度的检测方法，其特征在于测量该金属硅化物层的该硅/金属原子比的方法包括X光萤光分析法。
3.如权利要求1所述的沉积温度的检测方法，其特征在于该金属硅化物层的材质包括硅化钨。
4.如权利要求1所述的沉积温度的检测方法，其特征在于该金属硅化物层的材质包括选自硅化钛、硅化钽、硅化钼、硅化钴与硅化镍所组的族群其中之一。
5.如权利要求1所述的沉积温度的检测方法，其特征在于该硅/金属原子比对温度的关系式包括硅/金属原子比对温度的检量线方程式。
6.如权利要求1所述的沉积温度的检测方法，其特征在于该待沉积物包括一测试控片。
7.一种监控化学气相沉积机台的沉积温度的方法，其中于该化学气相沉积机台中已建立一硅/金属原子比对温度的关系式，其特征在于将一待沉积物置入该化学气相沉积机台中；于该待沉积物上形成一金属硅化物层；测量该金属硅化物层的一硅/金属原子比；将该硅/金属原子比的数值反馈至该机台中之硅/金属原子比对温度的关系式，以求得该化学气相沉积机台的该沉积温度。
8.如权利要求7所述的监控化学气相沉积机台的沉积温度的方法，其特征在于还在该化学气相沉积机台的该沉积温度不符合该化学气相沉积机台的一预设沉积温度时，将该沉积温度调整为符合该预设沉积温度。
9.如权利要求7所述的监控化学气相沉积机台的沉积温度的方法，其特征在于测量该金属硅化物层的该硅/金属原子比的方法包括X光萤光分析法。
10.如权利要求7所述的监控化学气相沉积机台的沉积温度的方法，其特征在于该金属硅化物层的材质包括硅化钨。
11.如权利要求7所述的监控化学气相沉积机台的沉积温度的方法，其特征在于该金属硅化物层的材质包括选自硅化钛、硅化钽、硅化钼、硅化钴与硅化镍所组的族群其中之一。
12.如权利要求7所述的监控化学气相沉积机台的沉积温度的方法，其特征在于该硅/金属原子比对温度的关系式包括硅/金属原子比对温度的检量线方程式。
13.如权利要求7所述的监控化学气相沉积机台的沉积温度的方法，其特征在于该待沉积物包括一测试控片。
全文摘要
一种沉积温度的检测方法，适用于检测化学气相沉积机台的反应室的沉积温度，包括于反应室中置入待沉积物；于待沉积物上形成金属硅化物层；测量金属硅化物层的硅/金属原子比；以及将硅/金属原子比代入硅/金属原子比对温度的关系式以求得沉积温度。通过上述方法可实时检测并监控机台的沉积温度。
文档编号H01L21/66GK1519905SQ0310184
公开日2004年8月11日 申请日期2003年1月22日 优先权日2003年1月22日
发明者周世良, 吴琮钦, 林宗德, 洪天爵, 曾国佑, 练文政 申请人:旺宏电子股份有限公司