JP2002202204A - 温度計測用球状半導体デバイス - Google Patents

温度計測用球状半導体デバイス

Info

Publication number
JP2002202204A
JP2002202204A JP2000399815A JP2000399815A JP2002202204A JP 2002202204 A JP2002202204 A JP 2002202204A JP 2000399815 A JP2000399815 A JP 2000399815A JP 2000399815 A JP2000399815 A JP 2000399815A JP 2002202204 A JP2002202204 A JP 2002202204A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
spherical
spherical semiconductor
temperature
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000399815A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Nakamura
信雄 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SENSARRAY JAPAN CORP
Original Assignee
SENSARRAY JAPAN CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SENSARRAY JAPAN CORP filed Critical SENSARRAY JAPAN CORP
Priority to JP2000399815A priority Critical patent/JP2002202204A/ja
Publication of JP2002202204A publication Critical patent/JP2002202204A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出信号送信や起動電力供給を無線送受信で
実行可能であり、導線を廃し、接触方式で正確なウェハ
温度測定が可能な球状半導体デバイス。 【構成】 球状シリコン結晶材をベースとする球状半導
体デバイス12は、その球面にコイル状の無線アンテナ
18が形成されており、そのアンテナ18による誘導起
電力で作動する。デバイス12の対称軸100の一方の
極110には、検温回路14が形成されている。この検
温回路14は、ウェハ表面の半球状の凹所内に嵌合し、
接着剤層で固定される。検出された温度はアンテナ18
を介して無線送信される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の温度を測
定するために用いられる球状半導体デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェハなどの被検体の温度を測定
する技術は、被検体の表面に温度検出器を直接に接触さ
せて、被検体の表面温度を直接に測定する接触方式と、
被検体表面に温度検出器を接触させることなく、被検体
表面近傍の雰囲気温度を測定する非接触方式とに大別さ
れる。正確な温度を測定するためには、雰囲気中の影響
を受けにくい接触方式が用いられている。
【0003】半導体ウェハの温度を測定する従来の接触
方式においては、温度に依存して電気的特性を変化させ
る素子(例えばサーミスタ、熱電対、或いは白金抵抗対
など)をウェハ表面に対して接触させて配置、または埋
設させている。
【0004】この素子の検出出力は、素子に接続された
導線を介して外部の適宜な信号処理装置へ与えられる。
信号処理装置は、素子の検出出力の温度へのディジタル
変換など適切な信号処理をなして、ウェハの測定温度を
表示装置に表示させる。
【0005】また素子を駆動させるための電力も導線を
介して外部から供給される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら素子に接
続された導線は、測定点の外部からの熱伝導媒体として
作用してしまうので、測定すべき温度に影響を及ぼし、
より正確な温度測定に対する妨げとなる。また、密閉容
器内の特定の雰囲気中でウェハ温度測定をなすために
は、密閉容器に導線を挿通させるための孔を設けねばな
らない。このように導線の存在には、ウェハ温度の測定
精度に与える影響のみならず、取り扱いが煩雑になると
いう不都合もある。従って、このような導線を廃した検
温素子が要請される。
【0007】ここで近年、実質的に球状に形成された半
導体ベースの球面上に、集積回路を形成した球状半導体
デバイスが実用化されている。本発明は、このような球
状半導体デバイスを採用し、接触方式の利点を損なうこ
となく、導線を廃して正確な温度測定が可能な球状半導
体デバイスを提供する。
【0008】
【発明の概要】本明細書において、用語「極」とは、対
称軸が球面に交わる点を意味するものとする。一方、用
語「実質的に球状」とは、対称軸に関して厳密に対称な
球体であることは要求せず、対称軸に関して概ね対称を
なす球体状の形状を含む意味とする。
【0009】本発明の目的は、外部からの給電及び外部
への信号送信を非接触且つ電磁的に実行する無線コイル
と、接触した被検体の温度を検出する温度センサとが球
面上に形成された実質的に球状の半導体デバイスを与え
ることである。この球状半導体デバイスは、任意の一つ
の対称軸とそれに対応する一対の極とを規定したとき、
温度センサを無線コイルから離間させて、且つ一方の極
の少なくとも近傍に形成したことを特徴とする。
【0010】本発明の上述した目的と他の目的を達成す
る本発明の特徴は、特許請求の範囲に規定されており、
添付図面を参照する以下の実施例に説明されている。
【0011】
【実施例】図1は、全体的に符号10で示される本発明
の温度計測用球状半導体デバイスを示す。この球状半導
体デバイス10は、球状に形成された半導体材料(本実
施例においてはシリコン結晶材料)12をベースとして
おり、その直径2Rは通常は1mm程度である。
【0012】この球状半導体12の表面(球面)には、
公知の半導体集積回路製造工程により、以下に説明する
集積回路系が形成されている。ここで半導体集積回路製
造工程は、主として結晶材料の清浄工程、酸化膜形成工
程、レジスト膜形成工程、露光工程、パターン現像工
程、エッチング工程などを含む。
【0013】集積回路系は、被検体の温度を検知する検
温回路(温度センサ)14、この検温回路14の検出信
号を処理する信号処理回路16、及び集積回路系に対し
て外部と無線信号を送受信するアンテナ回路18を含
む。
【0014】説明の便宜のために、図示の球状半導体1
2ひいては球状半導体デバイス10には、一つの対称軸
100を仮定する。
【0015】検温回路14は、球状半導体12の対称軸
100が球面に交わる一方の極110(図1の下側の
極)の近傍の球面領域に形成されている。このように検
温回路14を極110またはその近傍に配置すること
は、後述のように被検体との効率的な熱伝導を目的とし
ている。検温回路14によって検出された被検体の温度
信号は、信号処理回路16に与えられる。
【0016】信号処理回路16は、検温回路14の出力
信号を対応する電気信号に変換して、アンテナ回路18
へ与える。
【0017】アンテナ回路18は、球面に形成されてい
るので、小型でありながら3次元的な構造を有する効率
のよいアンテナとして働く。このアンテナ回路18は、
図2に示すように球状半導体12の球面に巻回された無
線コイル18aからなる。このアンテナ回路18は、球
状半導体デバイス10の外部からの無線信号を受信し
て、集積回路系の作動に必要な誘導起電力を集積回路系
へ供給する。従って球状半導体デバイス10は、自己内
蔵型のバッテリも、外部から電力を供給するための導線
も必要とすることなく作動させることができる。更にア
ンテナ回路18は、信号処理回路16から与えられた被
検体の温度に対応する電気信号を球状半導体デバイス1
0の外部へ無線送信する。従って球状半導体デバイス1
0は、その出力信号を外部へ導くための導線も必要とし
ない。なおコイル18aは発熱を伴うので、検温回路1
4の温度測定に影響を与えないように、本発明において
は検温回路14をコイル18aから離間させている。
【0018】図3は、被検体(本実施例では半導体ウェ
ハ)Wに固定された球状半導体デバイス10の検温回路
14とウェハWとの位置関係を示す。ここでは図の簡略
化のために、信号処理回路16及びアンテナ回路18の
図示は省略されている。
【0019】ウェハWの表面Waにおける温度測定点に
は、この点に球状半導体デバイス10を固定するための
凹所20が形成されている。この凹所20は、球状半導
体デバイス10の少なくとも検温回路14に対応する球
面を収容するように、所定の深さと、その球面に対応す
る曲率半径rとを有する。この条件を満たす一例とし
て、実施例における凹所20は、球状半導体デバイス1
0の極110側(即ち検温回路14が形成された側)の
下半分を収容する概ね半球状とされている。凹所20内
には接着剤の厚さtの薄い層22が塗布されている。球
状半導体デバイス10は、この凹所20内に極110が
位置するように、下半分が接着剤層20によって凹所2
0内に接着されてウェハWに固定されている。従って検
温回路14は凹所20内に位置することになり、測定点
におけるウェハWとの効率的な熱伝導が達成される。こ
こで好ましくは、球状半導体デバイス10の対称軸10
0は、ウェハ表面Waの法線方向にほぼ一致される。こ
れにより極110の近傍に形成された検温回路14を凹
所20内の最底部またはその近傍に配置することがで
き、一層に正確な温度測定が期待できる。
【0020】なお、球状半導体デバイス10の検温回路
14と凹所20との間に間隙が生じると、この間隙中の
雰囲気の温度が測定されることになり、ウェハ温度の測
定精度に悪影響を与える。そこで、凹所20の曲率半径
rは、球状半導体デバイス10のうち、凹所20に収容
される部分における対称軸100に沿った距離R’と、
接着剤層20の厚さtとに対して関係r=R’+tを満
足することが好ましい。この場合、球状半導体デバイス
10の検温回路14を凹所20内に密着させて嵌合させ
ることができるので、両者の間の不所望な間隙を排除で
き、正確な温度測定が期待できる。なお本実施例のよう
に、球状半導体デバイス10の検温回路14側の半球部
分を凹所20内に収容する場合は、距離R’は球状半導
体デバイス10の半径Rに等しい。
【0021】図4は、本発明の球状半導体デバイスを用
いるウェハ温度計測システム30を模式的に示す。この
温度計測システム30は、ウェハWの温度測定点に配置
する温度センサとして、図1の球状半導体デバイス10
を採用している。球状半導体デバイス10は上述のよう
に直径1mm程度であるが、図においてはその大きさを
誇張して示してある。
【0022】図4のシステム30は、多点温度測定に適
用した例であり、複数の球状半導体デバイス10が、図
3を参照して説明した方式でそれぞれ計測点に固定され
ている。勿論、このシステム30は、一つの球状半導体
デバイス10を用いる一点測定にも適用可能である。
【0023】ウェハ温度計測システム30は、ウェハW
に固定される球状半導体デバイス10の他、ウェハWの
外部において、コイル状の無線アンテナ32と、それに
順次に接続された制御器34及び表示装置36を備え
る。
【0024】ウェハWの外部のコイル状無線アンテナ3
2は、球状半導体デバイス10のアンテナ回路18に対
して電磁的に結合して無線信号の送受信をなす。この無
線アンテナ32は、制御器34に接続されている。
【0025】制御器34は、無線アンテナ32を介して
球状半導体デバイス10のアンテナ回路18へ、球状半
導体デバイス10の集積回路系を作動させるために必要
な誘導起電力を供給する。更に制御器34は、球状半導
体デバイス10のアンテナ回路18からアンテナ32を
介して受信された球状半導体デバイス10の出力信号
(測定点の温度に対応する)を適宜に増幅して変換す
る。
【0026】変換された信号はシステム30の表示装置
36へ与えられ、測定された温度が例えばディジタル表
示される。
【0027】一般にウェハWの温度測定は特定雰囲気中
でなされるために、ウェハWは密閉容器(図示せず)内
に配置される。本実施例の測定システム30によれば、
密閉容器内のウェハWに固定された球状半導体デバイス
10のアンテナ回路18と、密閉容器の外部に配置され
たアンテナ32とが、密閉容器を透過する電磁波により
結合可能である。従って、密閉容器内のウェハWに固定
された球状半導体デバイス10と、密閉容器の外側の制
御器34とは、密閉容器に導線を挿通させる孔を設ける
ことなく、アンテナ回路18及びアンテナ32を介して
互いに信号を送受できる。
【0028】図5は、本発明の球状半導体デバイス10
の露光工程に用いる露光装置を模式的に示す。露光装置
40は、フォトリソグラフィーのための平行光束を照射
する照明源42と、球状半導体12への露光パターンが
形成された透過マスク44と、この透過マスク44を透
過した照明源42からの平行光束を球状半導体12の球
面へ集束させる集束光学系46とを備える。
【0029】図示の露光装置40は、あくまでも模式的
な図示であることに留意されたい。例えばその集束光学
系46には、光源42からの平行光束を集束させるコリ
メータレンズ48のみが図示され、このレンズ48から
の集束光が球状半導体12に直接に集束するかのように
図示されている。しかしながら実際の集束光学系46に
おいては、レンズ48と球状半導体12との間に、空間
フィルタ、走査ミラー等を配置し、集束光で球状半導体
12の球面を走査可能にすることが当業者には明らかで
ある。これらの光学素子の配置については当業者には公
知であるので詳述はしない。
【0030】透過マスク44の露光パターンは、図1の
球状半導体デバイス10の集積回路系(即ち検温回路1
4、信号処理回路16及びアンテナ回路18)に対応す
るパターンを有する。
【0031】集束光学系46の焦点位置には、球状半導
体12が配置されている。この場合の球状半導体12
は、露光工程以前の工程、例えば清浄工程、酸化膜形成
工程及びレジスト膜形成工程を終えており、その球面に
はレジスト膜が形成されている。
【0032】透過マスク44の露光パターンは、集束光
学系46の図示しない走査手段により球状半導体12の
球面に露光されて転写される。これにより球状半導体1
2の球面にレジストパターンが形成される。ここで検温
回路14に対応する露光パターンは、検温回路14が球
状半導体12の球面における一つの極110(図1)の
近傍の領域またはこの極110を含む領域に形成される
ように配置されている。
【0033】露光装置40としては、照明源42にフォ
トリソグラフィー用光源を用いる露光方式について示し
たが、電子線リソグラフィーまたはX線リソグラフィー
のための線源を用いる方式としてもよい。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明の球状半導体
デバイスによれば、球状半導体デバイス自体が電磁的結
合手段を備えているので、外部からの電力供給や外部へ
の信号送信のための導線を廃することができる。また球
状半導体デバイスの一つの極の近傍の領域に温度検出手
段を配置したことにより、温度検出手段を被検体に密接
させることができ、正確な温度測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の球状半導体デバイスの模式的な
側面図である。
【図2】図2は図1の球状半導体デバイスのコイル状ア
ンテナを示す模式的な斜視図である。
【図3】図3はウェハに固定された状態の図1の球状半
導体素子を示す図であり、ウェハを破断して示す模式的
な側面図である。
【図4】図4は図1の球状半導体素子を採用したウェハ
温度計測システムを示すブロック図である。
【図5】図5は図1の球状半導体素子の露光工程に用い
る露光装置の一例を示す光路図である。
【符号の簡単な説明】
10 球状半導体デバイス 14 検温回路(温度センサ) 16 アンテナ回路(無線アンテナ) 20 凹所 22 接着剤層 100 対称軸 110 極 R 球状半導体デバイス10の半径 r 凹所20の曲率半径 t 接着剤層22の厚さ W ウェハ(被検体) Wa ウェハ表面(被検体表面)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H01L 21/66 H01L 21/66 T

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からの給電及び外部への信号送信を
    非接触且つ電磁的に実行する無線コイルと、接触した被
    検体の温度を検出する温度センサとが球面上に形成され
    た実質的に球状の半導体デバイスにおいて、 前記半導体デバイスに任意の一つの対称軸とそれに対応
    する一対の極とを規定したとき、前記温度センサを、前
    記無線コイルから離間させて、且つ一方の前記極の少な
    くとも近傍に形成したことを特徴とする球状半導体デバ
    イス。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の球状半導体デバイスにお
    いて、前記被検体の表面に凹所が形成され、この凹所
    は、前記球面の少なくとも前記温度センサに対応する部
    分を収容するように、所定の深さ及び前記球面に対応す
    る曲率半径を有する球状半導体デバイス。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の球状半導体デバイスにお
    いて、前記凹所内には接着剤の薄い層が塗布されてお
    り、前記半導体デバイスは、この凹所内に前記温度セン
    サが位置するように前記接着剤によって固定されている
    球状半導体デバイス。
  4. 【請求項4】 請求項2または3記載の球状半導体デバ
    イスにおいて、前記凹所が実質的に半球状である球状半
    導体デバイス。
  5. 【請求項5】 請求項2乃至4の何れか一項に記載の球
    状半導体デバイスにおいて、前記一つの対称軸が、前記
    被検体表面に対して実質的に法線方向に規定される球状
    半導体デバイス。
  6. 【請求項6】 請求項2乃至5の何れか一項に記載の球
    状半導体デバイスにおいて、前記球状半導体デバイスの
    前記凹所内に収容される部分における前記一つの対称軸
    に沿った長さをR’、前記凹所の前記曲率半径をr、前
    記接着剤層の厚さをtとするとき、関係r=R’+tを
    満足する球状半導体デバイス。
JP2000399815A 2000-12-28 2000-12-28 温度計測用球状半導体デバイス Withdrawn JP2002202204A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000399815A JP2002202204A (ja) 2000-12-28 2000-12-28 温度計測用球状半導体デバイス

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000399815A JP2002202204A (ja) 2000-12-28 2000-12-28 温度計測用球状半導体デバイス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002202204A true JP2002202204A (ja) 2002-07-19

Family

ID=18864523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000399815A Withdrawn JP2002202204A (ja) 2000-12-28 2000-12-28 温度計測用球状半導体デバイス

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002202204A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100610266B1 (ko) * 2004-07-28 2006-08-08 주식회사 좋은기술 열회로를 갖는 웨이퍼 및 이의 전기공급시스템
WO2007020888A1 (ja) 2005-08-12 2007-02-22 Takeda Pharmaceutical Company Limited 脳・神経細胞保護剤および睡眠障害治療薬
WO2007119359A1 (ja) * 2006-03-16 2007-10-25 Tokyo Electron Limited ウエハ状計測装置及びその製造方法
JP2007536726A (ja) * 2004-04-29 2007-12-13 センサレー コーポレイション 集積化されたプロセス条件検出ウエハおよびデータ解析システム
US7873432B2 (en) 2005-03-09 2011-01-18 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing inspection/analysis system analyzing device, analyzing device control program, storage medium storing analyzing device control program, and method for manufacturing inspection and analysis
CN102384793A (zh) * 2011-11-11 2012-03-21 浙江大学 一种封闭旋转轴内自供电无线温度场测量装置
US9632435B2 (en) 2010-03-12 2017-04-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007536726A (ja) * 2004-04-29 2007-12-13 センサレー コーポレイション 集積化されたプロセス条件検出ウエハおよびデータ解析システム
KR100610266B1 (ko) * 2004-07-28 2006-08-08 주식회사 좋은기술 열회로를 갖는 웨이퍼 및 이의 전기공급시스템
US7873432B2 (en) 2005-03-09 2011-01-18 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing inspection/analysis system analyzing device, analyzing device control program, storage medium storing analyzing device control program, and method for manufacturing inspection and analysis
WO2007020888A1 (ja) 2005-08-12 2007-02-22 Takeda Pharmaceutical Company Limited 脳・神経細胞保護剤および睡眠障害治療薬
WO2007119359A1 (ja) * 2006-03-16 2007-10-25 Tokyo Electron Limited ウエハ状計測装置及びその製造方法
US9632435B2 (en) 2010-03-12 2017-04-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
US10551752B2 (en) 2010-03-12 2020-02-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
US11281115B2 (en) 2010-03-12 2022-03-22 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
US11630399B2 (en) 2010-03-12 2023-04-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
CN102384793A (zh) * 2011-11-11 2012-03-21 浙江大学 一种封闭旋转轴内自供电无线温度场测量装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI307541B (en) Methods of and apparatuses for measuring electrical parameters of a plasma process
US5356218A (en) Probe for providing surface images
JP5019712B2 (ja) 統合化されたプロセス条件検知用ウェハおよびデータ解析システム
US7075455B2 (en) Wireless communication apparatus and method
JP5666687B2 (ja) 光ポンピング磁力計、脳磁計及びmri装置
JPH0741026B2 (ja) 体温計
US20060175544A1 (en) Light scanning apparatus
JP3791590B2 (ja) 非接触温度測定装置
US6199292B1 (en) Electromechanical dimensioning device
JP2002202204A (ja) 温度計測用球状半導体デバイス
JP3214190B2 (ja) 非接触式膜厚測定器
CN214426844U (zh) 红外测温传感器、红外测温组件以及电子设备
JPH11274259A (ja) 厚さ測定装置および厚さ制御装置
US20030137296A1 (en) Optically powered resonant integrated microstructure magnetic field gradient sensor
JP3559158B2 (ja) 近磁界プローブによる電磁ノイズ測定装置及び電磁ノイズ測定方法
KR20060000070A (ko) 자기장의 변화를 이용한 온도측정장치
US5141330A (en) Thin-film quadrant temperature sensor for use in a system to control the alignment of a CO2 laser beam
JP4863177B2 (ja) 加熱可能な変換層を有する画像変換装置
CN209372236U (zh) 一种温度检测装置
JP2001083022A (ja) 応力測定装置及び応力測定方法
JP3385608B2 (ja) 光ファイバ式蛍光温度計
JP2015070030A (ja) リソグラフィ装置、面位置の計測方法、及びデバイスの製造方法
JP2005308455A (ja) 電磁界検出素子とそれを用いた電磁界測定装置
JP3346583B2 (ja) 赤外線センサ及び放射温度計
JP2009229101A (ja) 微小コイルおよび微小装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080304