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TW489397B

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Abstract

A system and method for determining the temperature of substrates in athermal processing chamber in the presence of either an oxidizingatmosphere or a reducing atmosphere is disclosed. Specifically,temperature determinations made in accordance with the presentinvention are generally for calibrating other temperature sensing devicesthat may be used in conjunction with the thermal processing chamber.The method of the present invention is generally directed to heating asubstrate containing a reactive coating within a thermal processingchamber in an oxidizing atmosphere or reducing atmosphere. As thewafer is heated, the reactive coating reacts with gases contained withinthe chamber based upon the temperature to which the substrate isexposed. After heated, the thickness of any coating that is formed on thesubstrate is then measured for determining the temperature to which the substrate was heated. This information can then be used to calibrate othertemperature sensing devices, such as thermocouples and pyrometers.

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35 claims: 27 independent, 8 dependent

  1. 1
    一種在一熱處理腔中測量基板溫度之方法,其包含有下列之步驟:放置一基板至一熱處理腔之中,基板包含一含有銅的材料所製成之表面;在熱處理腔中,存在有一氧化的環境之中將基板加熱一段固定長短的時間,基板被加熱至一足以在基板的表面上形成一被氧化的銅的覆蓋層的溫度;測量在基板上被氧化的銅的覆蓋層的厚度;及當基板被加熱時,從測量被氧化的銅的覆蓋層的厚度而在熱處理腔之中測定溫度。
  2. 2
    根據申請專利範圍第1項所述之方法,其中,基板係由一具有一黏著至晶圓表面上的銅的覆蓋層的半導體晶圓所組成。
  3. 3
    根據申請專利範圍第2項所述之方法,其中,銅的覆蓋層有一至少是2000埃的厚度。
  4. 4
    根據申請專利範圍第1項所述之方法,其中,基板在熱處理腔之中係以光能量加熱。
  5. 5
    根據申請專利範圍第1項所述之方法,其中,基板被加熱至低於約600℃的溫度。
  6. 6
    根據申請專利範圍第1項所述之方法,其中,氧化的環境含有水蒸氣。
  7. 7
    根據申請專利範圍第1項所述之方法,其中,氧化的環境含有氧氣。
  8. 8
    根據申請專利範圍第1項所述之方法,其中,基板被加熱至一預定之溫度,且維持在預定溫度一段時間,使得在基板上形成被氧化的銅的覆蓋層。
  9. 9
    根據申請專利範圍第1項所述之方法,其中,被氧化的覆蓋層的厚度係使用分光的橢圓偏光計來測量。
  10. 10
    一種在一熱處理腔中測量基板溫度之方法,其包含有下列之步驟:放置一基板至一熱處理腔之中,基板包含一含有被氧化的銅的材料所製成之覆蓋層,覆蓋層有一固定之厚度;在熱處理腔中,在存在有一還原的環境之中將基板加熱一段固定長短的時間,基板被加熱至一足以還原一部分的被氧化的銅,因此在基板之上的被氧化的銅的覆蓋層的厚度會減少;測量在基板之上被氧化的銅的覆蓋層減少的厚度;及當基板被加熱時,從測量被氧化的銅的覆蓋層減少的厚度而在熱處理腔中測定溫度。
  11. 11
    根據申請專利範圍第10項所述之方法,其中,還原的環境含有氫氣。
  12. 12
    根據申請專利範圍第10項所述之方法,其中,基板在熱處理腔中係以光能量加熱。
  13. 13
    根據申請專利範圍第10項所述之方法,其中,基板被加熱至一預定之溫度,且維持在預定之溫度一段時間,以還原包含在基板之上覆蓋層之中被氧化的銅。
  14. 14
    根據申請專利範圍第10項所述之方法,其中,被氧化的銅的覆蓋層減少的厚度係使用分光的橢圓偏光計來測量。
  15. 15
    根據申請專利範圍第10項所述之方法,其中,基板係由一半導體晶圓所組成。
  16. 16
    根據申請專利範圍第10項所述之方法,其中,基板被加熱至一低於約600℃的溫度。
  17. 17
    一種在上熱處理腔中校正一溫度偵測裝置之方法,其包含有下列之步驟:提供一熱處理腔,熱處理腔包含有一溫度偵測裝置,其用於監測被放置在處理腔之中的半導體晶圓的溫度,熱處理腔被與一多數目的光能量來源連接在一起,其用於加熱包含在處理腔中的半導體晶圓;放置一基板至一熱處理腔之中,基板包含一含有銅的材料所製成之表面;在熱處理腔之中,在存在有一氧化的環境之中將基板加熱一段固定長短的時間,基板被加熱至一足以在基板表面上形成一被氧化的銅的覆蓋層的溫度;測量在基板之上被氧化的銅的覆蓋層的厚度;當基板被加熱時,從測量被氧化的銅的覆蓋層的厚度而在熱處理腔中測定溫度;及根據測定的溫度,校正包含在熱處理腔之中溫度偵測裝置。
  18. 18
    根據申請專利範圍第17項所述之方法,其中,溫度偵測裝置是由一熱電偶所組成。
  19. 19
    根據申請專利範圍第17項所述之方法,其中,基板係由一具有黏著至晶圓表面之銅的覆蓋層之半導體晶圓所組成。
  20. 20
    根據申請專利範圍第19項所述之方法,其中,銅的覆蓋層具有一至少是2000埃的厚度。
  21. 21
    根據申請專利範圍第17項所述之方法,其中,基板被加熱至一低於約600℃的溫度。
  22. 22
    根據申請專利範圍第17項所述之方法,其中,氧化的環境含有水蒸氣。
  23. 23
    根據申請專利範圍第17項所述之方法,其中,氧化的環境含有氧氣。
  24. 24
    根據申請專利範圍第17項所述之方法,其中,溫度偵測裝置係由一高溫計所組成。
  25. 25
    根據申請專利範圍第17項所述之方法,其中,被氧化的覆蓋層的厚度係使用分光的橢圓偏光計來測量。
  26. 26
    根據申請專利範圍第25項所述之方法,其中,當基板被加熱時,被氧化的銅的覆蓋層的厚度在多個位置被測量,以測定在基板整個表面的溫度均勻度。
  27. 27
    一種在一熱處理腔中校正一溫度偵測裝置之方法,其包含有下列之步驟:提供一熱處理腔,熱處理腔包含一溫度偵測裝置,其用於監測被放置在處理腔之中的半導體晶圓的溫度,熱處理腔與一多數目的光能量來源連接在一起,其係用於加熱包含在處理腔之中的半導體晶圓;放置一基板至一熱處理腔之中,基板包含一由被氧化的銅的覆蓋層的材料所製成之表面,覆蓋層有一固定之厚度;熱處理腔之中,在有一還原的環境之中將基板加熱一段固定長短的時間,基板被加熱至一足以還原一部分之被氧化的銅,因此在基板之上被氧化的銅的覆蓋層厚度會減少;測量基板之上被氧化的銅的覆蓋層減少的厚度;當基板被加熱時,從測量被氧化的銅的覆蓋層的厚度而在熱處理腔中測定溫度;及根據測定的溫度,校正包含在熱處理腔之中的溫度偵測裝置。
  28. 28
    根據申請專利範圍第27項所述之方法,其中,溫度偵測裝置係由一熱電偶所組成。
  29. 29
    根據申請專利範圍第27項所述之方法,其中,基板係由一具有黏著至晶圓表面之被氧化的銅的覆蓋層之半導體晶圓所組成。
  30. 30
    根據申請專利範圍第29項所述之方法,其中,被氧化的銅的覆蓋層具有一至少是2000埃的厚度。
  31. 31
    根據申請專利範圍第27項所述之方法,其中,基板被加熱至一低於約600℃的溫度。
  32. 32
    根據申請專利範圍第27項所述之方法,其中,還原的環境含有氫氣。
  33. 33
    根據申請專利範圍第27項所述之方法,其中,溫度偵測裝置係由一高溫計所組成。
  34. 34
    根據申請專利範圍第27項所述之方法,其中,被氧化的銅的覆蓋層減少的厚度係使用分光的橢圓偏光計來測量。
  35. 35
    根據申請專利範圍第34項所述之方法,其中,當基板被加熱時,被氧化的銅的覆蓋層厚度在多個位置被測量,以測定在基板的整個表面溫度均勻度。
Independent claims35