JP2002350248A - Temperature measurement device and temperature measurement method using it - Google Patents

Temperature measurement device and temperature measurement method using it

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JP2002350248A
JP2002350248A JP2001162408A JP2001162408A JP2002350248A JP 2002350248 A JP2002350248 A JP 2002350248A JP 2001162408 A JP2001162408 A JP 2001162408A JP 2001162408 A JP2001162408 A JP 2001162408A JP 2002350248 A JP2002350248 A JP 2002350248A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature measurement device and a temperature measurement method using it capable of directly measuring the temperature of a wafer in a manufacturing process of a semiconductor device using vacuum or low-pressure plasma, and obviating the need to install a special facility in a process device without being affected by high-frequency noise caused by the plasma or heat generation caused by a plasma active reaction, and without generating particles or metal pollution in the measurement. SOLUTION: Plural rectangular-solid thin film structures 2 formed of positive type photoresist and having a width of 200 μm, a length of 500 μm and a thickness of 1,000 nm are mounted on a base material 1 formed of a silicon wafer, and a lid body 3 is mounted on the base material 1 through a cushioning film 4. On the back surface of the lid body 3, recessed parts 3a each having a length of 3 mm, a width of 3 mm and a depth of 50 μm are formed at positions matching to the structures 2. Since the shape of each structure 2 is irreversibly changed depending on temperature, the temperature can be measured by measuring the film thickness of the structure 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、LSI等の半導体
装置の製造プロセスにおいてシリコンウエハの温度を計
測する温度計測装置及び温度計測方法に関し、特に、C
VD、スパッタリング、エッチング及びアッシング等の
真空又は減圧プラズマを使用する製造プロセスにおいて
シリコンウエハの温度を計測する温度計測装置及び温度
計測方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature measuring device and a temperature measuring method for measuring a temperature of a silicon wafer in a process of manufacturing a semiconductor device such as an LSI, and more particularly, to a method for measuring the temperature of a silicon wafer.
The present invention relates to a temperature measuring device and a temperature measuring method for measuring the temperature of a silicon wafer in a manufacturing process using vacuum or reduced pressure plasma such as VD, sputtering, etching, and ashing.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI(large scale integrated circu
it:大規模集積回路)の製造プロセス、特に真空中は、
プロセス中のウエハ温度を正確に管理することが重要で
ある。例えば、CVDにおける堆積速度及び膜質並びに
エッチングプロセスにおけるエッチングレート及びエッ
チング形状は、ウエハ温度に強く依存する。
2. Description of the Related Art LSI (large scale integrated circu)
it: large-scale integrated circuit) manufacturing process, especially in vacuum
It is important to accurately control the wafer temperature during the process. For example, the deposition rate and film quality in CVD and the etching rate and etching shape in an etching process strongly depend on the wafer temperature.

【0003】このため従来、真空中又は減圧プラズマ中
で行うプロセスにおいて、処理中のウエハ温度を測定す
るために種々の方法が採用されている。最も簡便な方法
として、ウエハを保持するサセプタの温度を熱電対等に
より測定し、これをウエハ温度とみなす方法がある。ま
た、ウエハの表面に熱電対を直接接合することにより、
ウエハ表面の温度を測定することも可能である。
For this reason, conventionally, in a process performed in a vacuum or a reduced-pressure plasma, various methods have been adopted for measuring the wafer temperature during the processing. As the simplest method, there is a method in which the temperature of a susceptor holding a wafer is measured with a thermocouple or the like, and this is regarded as the wafer temperature. In addition, by directly joining a thermocouple to the surface of the wafer,
It is also possible to measure the temperature of the wafer surface.

【0004】更に、ウエハ表面にサーモラベルを貼付
し、その色彩の変化によりプロセス中のウエハ温度を記
録する方法も知られている。
Further, a method is also known in which a thermolabel is attached to the surface of a wafer, and the temperature of the wafer during processing is recorded by a change in color.

【0005】更にまた、特開平10−111186号公
報には、ウエハ温度をプロセスチャンバーの外部から非
接触で計測することを目的として、ウエハから放射され
る放射赤外線を測定する放射温度計を使用してウエハ温
度を計測する技術が開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-111186 discloses a radiation thermometer for measuring radiation infrared rays emitted from a wafer for the purpose of non-contact measurement of a wafer temperature from outside a process chamber. There is disclosed a technique for measuring a wafer temperature by using a conventional technique.

【0006】更にまた、例えば「ソリッド・ステート・
テクノロジー(Solid State Technology)1999年1
0月 第99頁−第106頁」には、ウエハ温度をプロ
セスチャンバーの外部から非接触で測定することを目的
として、蛍光体の蛍光緩和特性、即ち、特定の波長の光
を受けて発光する蛍光物質の蛍光減衰に要する時間が周
辺温度に依存して変化する性質を利用する計測方法が記
載されている。
Further, for example, “Solid State
Technology (Solid State Technology) 1999/1
[0 page 99-page 106] describes the fluorescence relaxation characteristic of the phosphor, that is, the light is emitted upon receiving light of a specific wavelength, for the purpose of non-contact measurement of the wafer temperature from outside the process chamber. A measurement method utilizing the property that the time required for fluorescence decay of a fluorescent substance changes depending on the ambient temperature is described.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術には以下に示すような問題点がある。ウエハ
を保持するサセプタの温度を熱電対等により測定し、こ
のサセプタ温度をウエハ温度とみなす方法については、
真空又は減圧プラズマ中ではウエハとサセプタとの間の
熱伝導性が低く、またサセプタの熱容量が大きいため、
ウエハ温度とサセプタ又は減圧プラズマ中で行うCVD
(chemical vapor deposition:化学気相成長)等によ
る成膜、エッチング及びアッシング等のプロセスにおい
て温度との間に差異が生じ、必ずしもサセプタ温度がウ
エハ温度を正しく反映しているとはいえない。このた
め、サセプタ温度をウエハ温度とみなすと、実際のウエ
ハ温度との間に大きな誤差が発生するという問題点があ
る。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. For a method of measuring the temperature of a susceptor holding a wafer with a thermocouple or the like, and regarding this susceptor temperature as a wafer temperature,
In vacuum or reduced pressure plasma, the thermal conductivity between the wafer and the susceptor is low, and the heat capacity of the susceptor is large,
CVD in wafer temperature and susceptor or reduced pressure plasma
(Chemical vapor deposition) and other processes such as film formation, etching, and ashing produce differences between the temperatures and the susceptor temperature does not always accurately reflect the wafer temperature. Therefore, when the susceptor temperature is regarded as the wafer temperature, there is a problem that a large error is generated between the susceptor temperature and the actual wafer temperature.

【0008】ウエハの表面に熱電対を直接接合する方法
については、減圧プラズマ中では熱電対の計測リードに
プラズマによる高周波雑音が寄生することと、熱電対表
面においてプラズマ活性反応による発熱が生じること等
から、ウエハ温度を正確に測定することが困難であると
いう問題点がある。また、熱電対がウエハ表面に接触す
るために不要な微粒子(パーティクル)が生じ、更に、
プラズマにより熱電対の構成物質がスパッタリングされ
プロセス装置内に金属汚染が発生するという問題点があ
る。パーティクル及び金属汚染の発生は、LSI量産工
場においては重大な歩留まり低下を引き起こすため、前
記方法は使用することができない。
In the method of directly bonding a thermocouple to the surface of a wafer, high-frequency noise due to plasma is parasitic on a measurement lead of the thermocouple in a reduced-pressure plasma, and heat is generated on the surface of the thermocouple by a plasma activation reaction. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately measure the wafer temperature. In addition, unnecessary particles (particles) are generated because the thermocouple contacts the wafer surface.
There is a problem that the constituent material of the thermocouple is sputtered by the plasma and metal contamination occurs in the process equipment. Since the generation of particles and metal contamination causes a serious decrease in yield in an LSI mass production factory, the above method cannot be used.

【0009】ウエハ表面にサーモラベルを貼付しその色
彩の変化によりプロセス中のウエハ温度を測定する方法
についても、前述のウエハ表面に熱電対を接合する方法
と同様にパーティクル及び金属汚染が発生するという問
題点がある。
The method of attaching a thermo label to the wafer surface and measuring the temperature of the wafer during the process by changing the color of the thermo label also causes particles and metal contamination as in the above-described method of bonding a thermocouple to the wafer surface. There is a problem.

【0010】ウエハから放射される放射赤外線を測定し
てウエハ温度を計測する技術については、放射赤外線を
プロセス装置の外部に導くために、プロセス装置に光フ
ァイバ及びミラー等の特別な光学系を設けることが必要
となり、プロセス装置のコストを増大させるという問題
点がある。また、ウエハ全面を見通せる位置に計測器を
設置することが困難なため、ウエハ温度の面内分布を計
測することが困難である。
As for the technology for measuring the temperature of the wafer by measuring the radiated infrared rays emitted from the wafer, a special optical system such as an optical fiber and a mirror is provided in the process apparatus in order to guide the radiated infrared rays to the outside of the process apparatus. Is required, and there is a problem that the cost of the process apparatus is increased. Further, it is difficult to install a measuring instrument at a position where the entire surface of the wafer can be seen, so that it is difficult to measure the in-plane distribution of the wafer temperature.

【0011】蛍光体の蛍光緩和特性を利用する計測方法
については、前述の放射赤外線を利用する方法と同様
に、蛍光をプロセス装置の外部に導くための光ファイバ
及びミラー等の特別な光学系が必要となる。また、ウエ
ハ全面を見通せる位置に計測器を設置することが困難な
ため、ウエハ温度の面内分布を計測することが困難であ
る。更に、蛍光体をウエハ又はサセプタに貼付すること
により、熱電対を使用する方法と同様にパーティクル及
び金属汚染が発生するという問題点がある。
As for the measurement method using the fluorescence relaxation characteristic of the phosphor, a special optical system such as an optical fiber and a mirror for guiding the fluorescence to the outside of the process apparatus is used similarly to the above-mentioned method using the infrared radiation. Required. Further, it is difficult to install a measuring instrument at a position where the entire surface of the wafer can be seen, so that it is difficult to measure the in-plane distribution of the wafer temperature. In addition, there is a problem that when the phosphor is attached to the wafer or the susceptor, particles and metal contamination occur as in the method using a thermocouple.

【0012】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、真空又は減圧プラズマを使用する半導体装
置の製造プロセスにおいて、ウエハの温度を直接計測す
ることができ、且つ、プラズマによる高周波雑音及びプ
ラズマ活性反応による発熱の影響を受けず、計測に際し
てパーティクル及び金属汚染を発生することなく、ま
た、プロセス装置に特別な設備を設ける必要がなく、ウ
エハ温度の面内分布を計測することが容易な温度計測装
置及びこれを使用する温度計測方法を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and in a semiconductor device manufacturing process using vacuum or reduced-pressure plasma, it is possible to directly measure the temperature of a wafer and obtain high-frequency noise caused by plasma. In addition, it is not affected by heat generated by the plasma activation reaction, does not generate particles and metal contamination at the time of measurement, and does not require special equipment in the process equipment, and can easily measure the in-plane distribution of the wafer temperature. It is an object to provide a temperature measuring device and a temperature measuring method using the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る温度計測装
置は、基材と、この基材上にポリマー材料により所定の
形状に形成され前記形状が温度に依存して不可逆的に変
化する薄膜と、を有し、前記薄膜の不可逆的な形状変化
により前記基材が経験した温度が記録されることを特徴
とする。
According to the present invention, there is provided a temperature measuring apparatus comprising: a base material; and a thin film formed on the base material by a polymer material in a predetermined shape, the shape being irreversibly changing depending on temperature. Wherein the temperature experienced by the substrate is recorded due to the irreversible shape change of the thin film.

【0014】本発明においては、薄膜の形状が温度に依
存して不可逆的に変化するため、この形状の変化を測定
することによりこの温度計測装置が経験した温度を計測
することができる。このため、この温度計測装置を測定
対象であるプロセス装置内に設置し、このプロセス装置
を作動させた後温度計測装置を取り出し薄膜の形状変化
を測定することにより、プロセス装置の作動中に温度計
測装置が到達した温度を計測することができる。このと
き、温度計測装置をプロセス装置内における半導体装置
製造時にウエハが配置される位置に設置すれば、プロセ
ス装置の作動中にウエハが保持される温度を直接計測す
ることができる。また、計測に際して電気信号及び光信
号を使用しないため、プラズマ中で使用しても高周波及
び放射光による悪影響を受けずに精度よく計測すること
ができる。更に、基材上の複数箇所に薄膜を設けること
ができるため、薄膜の形状変化を基材上の複数の位置で
同時に計測することができ、基材温度の面内分布を測定
することができる。更にまた、プロセス装置に特別な設
備を追加する必要がないため、現有のプロセス装置にそ
のまま適用できる。
In the present invention, since the shape of the thin film changes irreversibly depending on the temperature, the temperature experienced by the temperature measuring device can be measured by measuring the change in the shape. For this reason, this temperature measurement device is installed in the process device to be measured, and after operating this process device, the temperature measurement device is taken out and the change in the shape of the thin film is measured. The temperature reached by the device can be measured. At this time, if the temperature measuring device is installed in the process device at a position where the wafer is arranged at the time of manufacturing the semiconductor device, the temperature at which the wafer is held during the operation of the process device can be directly measured. In addition, since an electric signal and an optical signal are not used for measurement, accurate measurement can be performed without being adversely affected by high frequency and radiation even when used in plasma. Furthermore, since the thin film can be provided at a plurality of locations on the substrate, the shape change of the thin film can be measured simultaneously at a plurality of positions on the substrate, and the in-plane distribution of the substrate temperature can be measured. . Furthermore, since there is no need to add special equipment to the process apparatus, the present invention can be applied to existing process apparatuses as they are.

【0015】また、前記温度計測装置は、前記基材との
間で熱伝導が可能なように前記基材上に搭載され、前記
薄膜に接触せずに前記薄膜を覆うように設けられた蓋を
有することができる。
Further, the temperature measuring device is mounted on the base material so as to be able to conduct heat with the base material, and is provided so as to cover the thin film without contacting the thin film. Can be provided.

【0016】これにより、エッチング処理、アッシング
処理及びスパッタリング処理等による前記薄膜の膜減
り、CVDによる物質の堆積並びに紫外線、電子照射及
びイオン衝撃等に起因する薄膜形状の変化等、薄膜がプ
ラズマに接触することによる影響を防止することができ
る。なお、前記蓋は前記基材に固定されていてもよい。
Thus, the thin film comes into contact with the plasma, such as thinning of the thin film due to etching, ashing, sputtering, etc., deposition of a substance by CVD, and change in thin film shape caused by ultraviolet rays, electron irradiation, ion bombardment, etc. Can be prevented from being affected. In addition, the lid may be fixed to the base material.

【0017】更に、前記基材はシリコンウエハ又はシリ
コンウエハを加工して形成されたものであることが好ま
しい。また、前記蓋はシリコン又は石英ガラスにより形
成されていることが好ましく、前記薄膜は、ポジ型フォ
トレジスト、ネガ型フォトレジスト又はポリイミドのい
ずれか1種からなることが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the base material is formed by processing a silicon wafer or a silicon wafer. The lid is preferably formed of silicon or quartz glass, and the thin film is preferably formed of any one of a positive photoresist, a negative photoresist, and polyimide.

【0018】これにより、測定対象であるプロセス装置
内において、LSI製造に有害なパーティクル及び金属
汚染が発生することを防止できる。また、単結晶のシリ
コンウエハは熱伝導性が良好であるため、これを基材及
び蓋に使用することにより、温度計測装置の下部に配置
されているサセプタ及び上部に配置されているプラズマ
から前記薄膜への伝熱を精度よく再現することができ
る。
As a result, it is possible to prevent particles and metal contamination harmful to LSI manufacturing from occurring in the process apparatus to be measured. In addition, since a single-crystal silicon wafer has good thermal conductivity, by using this for a base material and a lid, the susceptor disposed at the lower part of the temperature measurement device and the plasma disposed at the upper part Heat transfer to the thin film can be accurately reproduced.

【0019】更にまた、前記蓋は前記基材にポリマー材
料からなる緩衝膜を介して搭載されていることが好まし
く、この緩衝膜は、ポジ型フォトレジスト、ネガ型フォ
トレジスト又はポリイミドのいずれか1種からなること
が好ましい。
Further, the lid is preferably mounted on the base material via a buffer film made of a polymer material, and the buffer film is made of one of a positive photoresist, a negative photoresist and a polyimide. Preferably, it consists of a seed.

【0020】これにより、基材と蓋とが直接接触するこ
とに起因するパーティクルの発生を防止することができ
る。また、この緩衝膜により基材と蓋との接触面積を大
きくすることができるため、基材と蓋との間における熱
の流通を良好に確保することができる。
Thus, it is possible to prevent generation of particles due to direct contact between the base and the lid. Further, since the contact area between the base material and the lid can be increased by the buffer film, the flow of heat between the base material and the lid can be ensured well.

【0021】なお、前記薄膜を構成する材料は、計測す
る温度領域に応じて適宜最適な材料を選択することがで
きる。また、前記薄膜は、夫々異なる温度範囲において
変形する複数の材料により構成してもよい。これによ
り、前記温度計測装置をより広い温度範囲で使用するこ
とができる。
Incidentally, as the material constituting the thin film, an optimum material can be appropriately selected according to the temperature range to be measured. Further, the thin film may be made of a plurality of materials that are deformed in different temperature ranges. Thereby, the temperature measuring device can be used in a wider temperature range.

【0022】本発明に係る温度計測方法は、基材上に形
状が温度に依存して不可逆的に変化するポリマー材料か
らなる薄膜が形成された温度計測装置を所望の温度計測
位置に設置する工程と、前記温度計測装置における雰囲
気温度により前記薄膜の形状が変化したときにその形状
を測定する工程と、を有することを特徴とする。
A temperature measuring method according to the present invention comprises the steps of: installing a temperature measuring device having a thin film made of a polymer material whose shape changes irreversibly depending on temperature on a substrate at a desired temperature measuring position. And a step of measuring the shape of the thin film when the shape changes due to an ambient temperature in the temperature measuring device.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の
第1の実施例について説明する。図1は、本実施例に係
る温度計測装置の構成を示す模式的断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the temperature measurement device according to the present embodiment.

【0024】先ず、図1を参照して、本実施例の温度計
測装置の製造方法について説明する。p型シリコンウエ
ハの裏面に、ウエットエッチング法により、縦が3m
m、横が3mm、深さが50μmの直方体の凹部3aを
複数個形成し、p型シリコン素材からなり裏面に複数の
凹部3aが設けられた蓋3を形成する。また、別のp型
シリコンウエハからなる基材1を用意し、スピンコート
法により基材1上にポジ型フォトレジストを塗布し、厚
さ約1000nmのポジ型フォトレジスト膜を形成す
る。次に、ステッパ装置を使用したフォトリソグラフィ
法により、このポジ型フォトレジスト膜をパターニング
し、基材1の表面上に、幅が200μm、長さが500
μmの長方形の平面形状を有する複数の薄膜構造体2
と、この薄膜構造体2を囲む緩衝膜4とを同時に形成す
る。このとき、基材1上に形成する薄膜構造体2の数と
蓋3に形成する凹部3aの数を等しくし、薄膜構造体2
及び凹部3aは、後の工程において蓋3を基材1上に搭
載するときに相互に整合するような位置に形成する。ま
た、緩衝膜4は、蓋3を基材1上に搭載するときに、基
材1における蓋3の裏面の凹部3aを仕切る壁領域に整
合する領域に形成する。次に、この蓋3の裏面における
凹部3aを仕切る壁領域と緩衝膜4とが整合するよう
に、蓋3を基材1上に搭載する。次に、蓋3の壁領域と
緩衝膜4とを接触させて接合する。これにより、本実施
例の温度計測装置である評価ウエハ5を形成する。この
とき、蓋3は基材1に緩衝膜4を構成するポジ型フォト
レジストにより弱く接合されている。なお、前記ポジ型
フォトレジストには、例えば、東京応化製TSMR89
00及びOFPR800等を使用する。
First, a method of manufacturing the temperature measuring device of the present embodiment will be described with reference to FIG. On the back surface of the p-type silicon wafer, a vertical length of 3 m
A plurality of rectangular parallelepiped concave portions 3a having a width of 3 mm and a width of 3 mm and a depth of 50 μm are formed. Further, a substrate 1 made of another p-type silicon wafer is prepared, and a positive photoresist is applied on the substrate 1 by spin coating to form a positive photoresist film having a thickness of about 1000 nm. Next, this positive photoresist film is patterned by a photolithography method using a stepper device, and a width of 200 μm and a length of 500 μm is formed on the surface of the base material 1.
Plural thin film structures 2 having a rectangular planar shape of μm
And the buffer film 4 surrounding the thin film structure 2 are simultaneously formed. At this time, the number of the thin film structures 2 formed on the substrate 1 and the number of the concave portions 3a formed on the lid 3 are made equal, and the thin film structures 2 are formed.
The concave portion 3a is formed at a position where the lid 3 is aligned with the cover 3 when the lid 3 is mounted on the base material 1 in a later step. When the cover 3 is mounted on the base material 1, the buffer film 4 is formed in a region of the base material 1 that matches a wall region partitioning the recess 3 a on the back surface of the cover 3. Next, the lid 3 is mounted on the base material 1 such that the wall region partitioning the concave portion 3a on the back surface of the lid 3 and the buffer film 4 are aligned. Next, the wall region of the lid 3 and the buffer film 4 are brought into contact with each other and joined. Thereby, the evaluation wafer 5 which is the temperature measuring device of the present embodiment is formed. At this time, the lid 3 is weakly bonded to the base material 1 by the positive photoresist constituting the buffer film 4. The positive photoresist is, for example, TSMR89 manufactured by Tokyo Ohka.
00 and OFPR800 are used.

【0025】図1に示すように、評価ウエハ5には、単
結晶のp型シリコンからなる基材1が設けられ、基材1
の表面上には、例えばポジ型フォトレジストからなり、
幅が200μm、長さが500μm、厚さが1000n
mの直方体の薄膜構造体2が複数設けられている。ま
た、基材1の表面上には、ポジ型フォトレジストからな
る緩衝膜4が設けられており、緩衝膜4には平面形状が
例えば1辺が3mmの正方形である開口部4aが薄膜構
造体2を囲むように設けられている。更に、緩衝膜4上
には開口部4aに整合する位置に凹部3aを有する蓋3
が設けられ、蓋3は緩衝膜4を介して基材1に搭載され
基板1に対して弱く接合されている。蓋3は単結晶のp
型シリコンにより構成されている。また、凹部3aは蓋
3の裏面、即ち基材1に対向する面に設けられ、その形
状は例えば縦が3mm、横が3mm、深さが50μmの
直方体であり、凹部3aは蓋3を貫通していない。従っ
て、薄膜構造体2は、凹部3a及び開口部4aからなる
空間、即ち、周囲を基材1、緩衝材4及び蓋3により囲
まれる空間内に配置されている。なお、基材1における
薄膜構造体2が設けられている面に垂直な方向から見た
とき、基材1は蓋3よりも大きくなっている。
As shown in FIG. 1, a substrate 1 made of single-crystal p-type silicon is provided on an evaluation wafer 5.
On the surface of, for example, consists of a positive photoresist,
200 μm width, 500 μm length, 1000 n thickness
A plurality of m-shaped rectangular thin film structures 2 are provided. A buffer film 4 made of a positive photoresist is provided on the surface of the base material 1. The buffer film 4 has an opening 4a having a planar shape of, for example, a square having a side of 3 mm. 2 are provided. Further, a lid 3 having a recess 3a at a position corresponding to the opening 4a on the buffer film 4.
The cover 3 is mounted on the base material 1 via the buffer film 4 and is weakly bonded to the substrate 1. Lid 3 is made of single crystal p
It is composed of mold silicon. The concave portion 3 a is provided on the back surface of the lid 3, that is, on the surface facing the substrate 1, and has a rectangular parallelepiped shape of, for example, 3 mm long, 3 mm wide and 50 μm deep. I haven't. Therefore, the thin film structure 2 is arranged in a space formed by the concave portions 3 a and the opening portions 4 a, that is, a space surrounded by the base material 1, the cushioning material 4, and the lid 3. The base 1 is larger than the lid 3 when viewed from a direction perpendicular to the surface of the base 1 on which the thin film structure 2 is provided.

【0026】次に、本実施例の評価ウエハ5の動作につ
いて説明する。評価ウエハ5を加熱すると、先ず外部の
環境に曝されている蓋3及び基材1の温度が上昇する。
蓋3及び基材1を構成しているシリコンウエハはその厚
さ方向の熱伝導性が良好であるため、薄膜構造体2の温
度も蓋3及び基材1に追従して上昇し、蓋3及び基材1
の温度とほぼ同じ温度になる。このとき、薄膜構造体2
の形状は温度に依存して不可逆的に変化する。具体的に
は、薄膜構造体2を構成するフォトレジストは、加熱に
より架橋反応を起こして収縮し、その結果、薄膜構造体
2の体積が減少する。薄膜構造体2は、幅及び長さに対
して厚さが薄いため、薄膜構造体2の厚さの変化を近似
的に体積の変化とみなすことができる。
Next, the operation of the evaluation wafer 5 of this embodiment will be described. When the evaluation wafer 5 is heated, first, the temperatures of the lid 3 and the substrate 1 exposed to the external environment rise.
Since the silicon wafer forming the lid 3 and the base material 1 has good thermal conductivity in the thickness direction, the temperature of the thin film structure 2 also rises following the lid 3 and the base material 1, And substrate 1
It is almost the same temperature as At this time, the thin film structure 2
Changes irreversibly depending on the temperature. Specifically, the photoresist constituting the thin film structure 2 causes a cross-linking reaction by heating and contracts, and as a result, the volume of the thin film structure 2 decreases. Since the thickness of the thin film structure 2 is smaller than the width and the length, a change in the thickness of the thin film structure 2 can be approximately regarded as a change in volume.

【0027】次に、本実施例の温度計測装置(評価ウエ
ハ5)を使用する温度計測方法について説明する。先
ず、評価ウエハ5の温度校正方法について説明する。評
価ウエハ5における蓋3が設けられていない部分(図示
せず)にサーモラベル(図示せず)を貼付する。次に、
評価ウエハ5を例えばエッチング装置(図示せず)内に
設置し、アルゴンプラズマ処理を行う。評価ウエハ5の
温度は、プラズマを発生させる高周波の電力及びサセプ
タを冷却する温度(チラー温度)により調整し、サーモ
ラベル表示で例えば80〜240℃の範囲の所定の温度
に設定する。プラズマ処理時間は3分間とする。
Next, a temperature measurement method using the temperature measurement apparatus (evaluation wafer 5) of the present embodiment will be described. First, a method for calibrating the temperature of the evaluation wafer 5 will be described. A thermo label (not shown) is attached to a portion (not shown) of the evaluation wafer 5 where the lid 3 is not provided. next,
The evaluation wafer 5 is placed in, for example, an etching apparatus (not shown), and argon plasma processing is performed. The temperature of the evaluation wafer 5 is adjusted by a high-frequency power for generating plasma and a temperature for cooling the susceptor (chiller temperature), and is set to a predetermined temperature in a range of, for example, 80 to 240 ° C. in thermolabel display. The plasma processing time is 3 minutes.

【0028】プラズマ処理後、評価ウエハ5をエッチン
グ装置から取り出し、光干渉式膜厚測定器により薄膜構
造体2の中央部における膜厚を測定する。この作業を評
価ウエハ5の温度を変えて繰り返す。図2は横軸にサー
モラベルの表示温度をとり、縦軸に薄膜構造体2の膜厚
をとってサーモラベルの表示温度と薄膜構造体2の膜厚
との関係を示すグラフ図である。図2には比較のため
に、プラズマ処理を行っていない評価ウエハ5における
薄膜構造体2の膜厚も示している。プラズマ処理前に1
030nmである薄膜構造体2の膜厚は、プラズマ処理
温度が上昇するにつれて減少し、例えば140℃では約
970nm、220℃では約870nmとなる。なお、
240℃では薄膜構造体2を構成するポジ型フォトレジ
ストが変質するため、膜厚を計測することができない。
After the plasma processing, the evaluation wafer 5 is taken out of the etching apparatus, and the film thickness at the central portion of the thin film structure 2 is measured by an optical interference type film thickness measuring device. This operation is repeated while changing the temperature of the evaluation wafer 5. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the display temperature of the thermolabel and the film thickness of the thin film structure 2 with the horizontal axis representing the display temperature of the thermolabel and the vertical axis representing the film thickness of the thin film structure 2. FIG. 2 also shows, for comparison, the film thickness of the thin film structure 2 on the evaluation wafer 5 not subjected to the plasma processing. 1 before plasma treatment
The film thickness of the thin film structure 2 of 030 nm decreases as the plasma processing temperature increases, and becomes, for example, about 970 nm at 140 ° C. and about 870 nm at 220 ° C. In addition,
At 240 ° C., the thickness of the film cannot be measured because the positive type photoresist constituting the thin film structure 2 deteriorates.

【0029】上述したサーモラベルを使用する温度校正
は1回だけ行えばよい。以後、この温度校正により得ら
れた図2に示す結果を使用することにより、サーモラベ
ルを使用することなく、薄膜構造体2の膜厚を測定する
ことによりプラズマ処理中の評価ウエハ5の温度を計測
することができる。但し、評価ウエハ5の各構成部材、
特に薄膜構造体2の形状又は寸法を変えた場合には、新
たに温度校正を行う必要がある。
The temperature calibration using the above-described thermolabel may be performed only once. Thereafter, by using the result shown in FIG. 2 obtained by this temperature calibration, the temperature of the evaluation wafer 5 during the plasma processing is measured by measuring the film thickness of the thin film structure 2 without using a thermo label. Can be measured. However, each constituent member of the evaluation wafer 5,
In particular, when the shape or size of the thin film structure 2 is changed, it is necessary to newly perform temperature calibration.

【0030】次に、評価ウエハ5による温度計測方法に
ついて説明する。先ず、評価ウエハ5の薄膜構造体2の
膜厚を光干渉式膜厚測定器により測定する。次に、この
評価ウエハ5を測定対象とするプロセス装置(図示せ
ず)におけるシリコンウエハ加工時にシリコンウエハを
配置する位置に設置する。次に、このプロセス装置を作
動させ、所定の処理を行う。例えば、このプロセス装置
がエッチング装置であれば、通常の条件でエッチング処
理を行う。前記処理後、プロセス装置を停止し、評価ウ
エハ5を取り出し、薄膜構造体2の膜厚を測定し、処理
前の膜厚と比較する。この結果を図2に示すデータと比
較し、前記処理中に評価ウエハ5が経験した温度を計測
する。なお、薄膜構造体2の膜厚変化は加熱温度だけで
はなく加熱時間にも依存するため、前記温度校正のため
の処理時間は、温度を計測しようとする処理、例えばエ
ッチング処理、の処理時間に等しくすることが好まし
い。
Next, a method of measuring the temperature using the evaluation wafer 5 will be described. First, the film thickness of the thin film structure 2 on the evaluation wafer 5 is measured by a light interference type film thickness measuring device. Next, the evaluation wafer 5 is set at a position where a silicon wafer is to be placed at the time of processing a silicon wafer in a process apparatus (not shown) that is to be measured. Next, the process device is operated to perform a predetermined process. For example, if this process device is an etching device, the etching process is performed under normal conditions. After the processing, the processing apparatus is stopped, the evaluation wafer 5 is taken out, the thickness of the thin film structure 2 is measured, and compared with the thickness before the processing. The result is compared with the data shown in FIG. 2 to measure the temperature experienced by the evaluation wafer 5 during the processing. Since the change in the film thickness of the thin film structure 2 depends not only on the heating temperature but also on the heating time, the processing time for the temperature calibration is equal to the processing time for measuring the temperature, for example, the etching time. Preferably, they are equal.

【0031】このように、本実施例によれば、プロセス
装置内においてウエハが到達する温度を計測することが
できる。本実施例では、ウエハの温度を直接測定するこ
とができ、プラズマによる高周波及び放射光の影響を受
けないため、精度よく計測することができる。また、本
実施例の評価ウエハ5は蓋3を備えるため、薄膜構造体
2のエッチングが起こらず、薄膜構造体2の膜厚を精度
よく測定することができる。更に、プロセス装置に特別
な設備を追加する必要がないため、いかなるプロセス装
置にも適用可能である。更にまた、薄膜構造体2は基材
1上の任意の位置に形成することができるため、ウエハ
温度の面内分布を容易に計測することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to measure the temperature at which the wafer reaches in the processing apparatus. In this embodiment, the temperature of the wafer can be directly measured, and is not affected by the high frequency and the radiated light by the plasma, so that the measurement can be performed with high accuracy. In addition, since the evaluation wafer 5 of the present embodiment includes the lid 3, the thin film structure 2 is not etched, and the thickness of the thin film structure 2 can be accurately measured. Further, since there is no need to add special equipment to the process device, the present invention can be applied to any process device. Furthermore, since the thin film structure 2 can be formed at any position on the substrate 1, the in-plane distribution of the wafer temperature can be easily measured.

【0032】また、基材1がシリコンウエハであり、蓋
3がシリコンウエハを加工したものであり、薄膜構造体
2及び緩衝膜4がポジ型フォトレジストから構成されて
いるため、プロセス装置内における金属汚染を防止でき
る。また、緩衝膜4が軟質で伝熱性が高いポジ型フォト
レジストから構成されているため、基材1と蓋3とが直
接接触することによるパーティクルの発生を防止すると
共に基材1と蓋3との間の接触面積が大きくなり、両者
間における熱の流通を良好にすることができる。
Further, since the substrate 1 is a silicon wafer, the lid 3 is a processed silicon wafer, and the thin film structure 2 and the buffer film 4 are made of a positive photoresist, Metal contamination can be prevented. In addition, since the buffer film 4 is made of a soft photoresist having high heat conductivity, the generation of particles due to the direct contact between the substrate 1 and the lid 3 is prevented, and the substrate 1 and the lid 3 are separated from each other. The contact area between them increases, and the heat flow between them can be improved.

【0033】なお、本発明においては、薄膜構造体2及
び緩衝膜4の代わりに、全くパターニングされていない
フォトレジスト膜を使用し、このフォトレジスト膜の膜
厚変化を測定することにより、評価ウエハ5が経験した
温度を計測してもよい。この方法によれば、前述の第1
の実施例と比較して、フォトレジスト膜をパターニング
して薄膜構造体2及び緩衝膜4を形成する工程を省略す
ることができる。
In the present invention, an unpatterned photoresist film is used in place of the thin film structure 2 and the buffer film 4, and the change in the thickness of the photoresist film is measured to obtain an evaluation wafer. The temperature experienced by 5 may be measured. According to this method, the first
As compared with the embodiment, the step of patterning the photoresist film to form the thin film structure 2 and the buffer film 4 can be omitted.

【0034】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図3は、本実施例に係る温度計測装置の構成を示
す模式的断面図である。図4は、本実施例に係る温度計
測装置における温度計測前の薄膜構造体9の構成を示す
部分平面図である。図3及び図4に示すように、本実施
例の温度計測装置である評価ウエハ6には、前記第1の
実施例における薄膜構造体2の代わりに、例えば、幅が
2μm、長さが300μmの短冊状にパターニングされ
た膜厚が1000nmの薄膜(以下、ライン7という)
と、幅が2μmの隙間(以下、スペース8という)とが
交互に配置されて構成された薄膜構造体9が設けられて
いる。即ち、ライン7は基材1の表面上において周期的
に1列に配置されている。ライン7の繰り返し数は例え
ば10乃至100である。評価ウエハ6の製造方法及び
評価ウエハ6における薄膜構造体9以外の構成は、前記
第1の実施例における評価ウエハ5と同一である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the temperature measuring device according to the present embodiment. FIG. 4 is a partial plan view showing the configuration of the thin film structure 9 before temperature measurement in the temperature measurement device according to the present embodiment. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, instead of the thin film structure 2 in the first embodiment, for example, the evaluation wafer 6 which is the temperature measuring device of the present embodiment has a width of 2 μm and a length of 300 μm. A thin film with a thickness of 1000 nm patterned in a strip shape (hereinafter referred to as line 7)
And a gap having a width of 2 μm (hereinafter, referred to as a space 8) are provided alternately, and the thin film structure 9 is provided. That is, the lines 7 are periodically arranged in a line on the surface of the substrate 1. The number of repetitions of the line 7 is, for example, 10 to 100. The manufacturing method of the evaluation wafer 6 and the configuration other than the thin film structure 9 in the evaluation wafer 6 are the same as those of the evaluation wafer 5 in the first embodiment.

【0035】次に、評価ウエハ6の温度校正方法につい
て説明する。前記第1の実施例と同様に、評価ウエハ6
にサーモラベル(図示せず)を設置し、評価ウエハ6を
エッチング装置(図示せず)内に設置し、アルゴンプラ
ズマ処理を行う。評価ウエハ6の温度は、高周波電力及
びチラー温度により調整し、サーモラベル表示で例えば
80〜240℃の範囲における所定の温度に設定する。
プラズマ処理時間は3分間とする。
Next, a method for calibrating the temperature of the evaluation wafer 6 will be described. As in the first embodiment, the evaluation wafer 6
Then, a thermo label (not shown) is set, the evaluation wafer 6 is set in an etching apparatus (not shown), and argon plasma processing is performed. The temperature of the evaluation wafer 6 is adjusted by the high-frequency power and the chiller temperature, and is set to a predetermined temperature in the range of, for example, 80 to 240 ° C. by thermo label display.
The plasma processing time is 3 minutes.

【0036】プラズマ処理後、評価ウエハ6をエッチン
グ装置から取り出し、波長測定機能を備えた顕微鏡によ
り、ライン7の幅Lとスペース8の幅Sとの比(L/
S)を測定する。これを評価ウエハ6の温度を変えて繰
り返す。図5は、横軸にサーモラベルの表示温度をと
り、縦軸に(L/S)比をとってサーモラベルの表示温
度と薄膜構造体9における(L/S)比との関係を示す
グラフ図である。図5には比較のために、プラズマ処理
を行っていない評価ウエハ6の(L/S)比も示してい
る。プラズマ処理前には(L/S)比は1.0である
が、プラズマ処理温度が高くなると共に(L/S)比は
増大する。即ち、ライン7の幅Lが大きくなり、スペー
ス8の幅Sが小さくなる。例えば、温度が140℃では
(L/S)比は1.4、220℃では(L/S)比は
2.7となる。この理由は、加熱に伴ってフォトレジス
ト膜が軟化して、ライン7の形状がだれを生じるためで
ある。このだれによるライン7の幅の増加分が、フォト
レジスト膜の体積の減少によるライン7の幅の減少分を
上回るため、加熱に伴って(L/S)比が増大する。
After the plasma processing, the evaluation wafer 6 is taken out of the etching apparatus, and the ratio (L / L) of the width L of the line 7 to the width S of the space 8 is measured by a microscope equipped with a wavelength measuring function.
Measure S). This is repeated by changing the temperature of the evaluation wafer 6. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the display temperature of the thermolabel and the (L / S) ratio in the thin-film structure 9 by taking the display temperature of the thermolabel on the horizontal axis and the (L / S) ratio on the vertical axis. FIG. FIG. 5 also shows the (L / S) ratio of the evaluation wafer 6 not subjected to the plasma processing for comparison. Before the plasma processing, the (L / S) ratio is 1.0, but as the plasma processing temperature increases, the (L / S) ratio increases. That is, the width L of the line 7 increases, and the width S of the space 8 decreases. For example, when the temperature is 140 ° C., the (L / S) ratio is 1.4, and when the temperature is 220 ° C., the (L / S) ratio is 2.7. The reason for this is that the photoresist film is softened with heating, and the shape of the line 7 becomes dull. Since the increase in the width of the line 7 due to this droop exceeds the decrease in the width of the line 7 due to the decrease in the volume of the photoresist film, the (L / S) ratio increases with heating.

【0037】次に、評価ウエハ6による温度計測方法に
ついて説明する。先ず、評価ウエハ6における薄膜構造
体9の(L/S)比を、波長測定機能を備えた顕微鏡に
より測定する。次に、この評価ウエハ6を測定対象とす
るプロセス装置(図示せず)におけるシリコンウエハ加
工時にシリコンウエハを配置する位置に設置する。次
に、このプロセス装置を作動させ、所定の処理を行う。
前記処理後、プロセス装置を停止し、評価ウエハ6を取
り出し、薄膜構造体9の(L/S)比を測定し、処理前
の値と比較する。この結果を図5に示すデータと比較
し、前記処理中に評価ウエハ6が到達した温度を計測す
る。
Next, a method of measuring the temperature using the evaluation wafer 6 will be described. First, the (L / S) ratio of the thin film structure 9 on the evaluation wafer 6 is measured with a microscope having a wavelength measurement function. Next, the evaluation wafer 6 is set at a position where a silicon wafer is to be arranged at the time of processing a silicon wafer in a process apparatus (not shown) that is to be measured. Next, the process device is operated to perform a predetermined process.
After the processing, the process apparatus is stopped, the evaluation wafer 6 is taken out, and the (L / S) ratio of the thin film structure 9 is measured and compared with the value before the processing. The result is compared with the data shown in FIG. 5, and the temperature reached by the evaluation wafer 6 during the processing is measured.

【0038】このように、本実施例によれば、プロセス
装置内においてウエハが到達する温度を計測することが
できる。本実施例では、ウエハの温度を直接測定するこ
とができ、またプラズマによる高周波及び放射光の影響
を受けないため、ウエハの温度を精度よく計測すること
ができる。また、本実施例の評価ウエハ6は蓋3を備え
るため、薄膜構造体9のエッチングが起こらず、薄膜構
造体9の膜厚を精度よく測定することができる。更に、
プロセス装置に特別な設備を追加する必要がないため、
いかなるプロセス装置にも適用可能である。更にまた、
薄膜構造体9は基材1上の任意の位置に形成することが
できるため、ウエハ温度の面内分布を容易に計測するこ
とができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to measure the temperature at which the wafer reaches in the processing apparatus. In this embodiment, the temperature of the wafer can be directly measured, and the temperature of the wafer can be measured with high accuracy because the temperature of the wafer is not affected by the high frequency and the emitted light due to the plasma. Further, since the evaluation wafer 6 of the present embodiment includes the lid 3, the thin film structure 9 is not etched, and the thickness of the thin film structure 9 can be measured with high accuracy. Furthermore,
Since there is no need to add special equipment to the process equipment,
Applicable to any process equipment. Furthermore,
Since the thin film structure 9 can be formed at any position on the substrate 1, the in-plane distribution of the wafer temperature can be easily measured.

【0039】また、基材1がシリコンウエハであり、蓋
3がシリコンウエハを加工したものであり、薄膜構造体
2及び緩衝膜4がポジ型フォトレジストから構成されて
いるため、プロセス装置内における金属汚染を防止でき
る。また、緩衝膜4が軟質で伝熱性が高いポジ型フォト
レジストから構成されているため、基材1と蓋3とが直
接接触することによるパーティクルの発生を防止すると
共に基材1と蓋3との間の接触面積を増大させ、基材1
と蓋3との間の熱の流通を良好にすることができる。
Further, since the substrate 1 is a silicon wafer, the lid 3 is a processed silicon wafer, and the thin film structure 2 and the buffer film 4 are made of a positive photoresist, Metal contamination can be prevented. In addition, since the buffer film 4 is made of a soft photoresist having high heat conductivity, the generation of particles due to the direct contact between the substrate 1 and the lid 3 is prevented, and the substrate 1 and the lid 3 are separated from each other. To increase the contact area between
It is possible to improve the flow of heat between the lid and the lid 3.

【0040】更に、前述の第1の実施例においては、評
価ウエハ5が経験した温度を計測するために、光学式膜
厚計を使用して薄膜構造体2の膜厚を測定する必要があ
る。これに対して、本実施例においては、波長測定機能
を備えた顕微鏡により、薄膜構造体9の(L/S)比を
測定することにより、評価ウエハ6が経験した温度を計
測することができる。このため、より簡便な設備により
温度を計測することが可能となる。
Further, in the above-described first embodiment, in order to measure the temperature experienced by the evaluation wafer 5, it is necessary to measure the film thickness of the thin film structure 2 using an optical film thickness meter. . In contrast, in the present embodiment, the temperature experienced by the evaluation wafer 6 can be measured by measuring the (L / S) ratio of the thin film structure 9 using a microscope having a wavelength measurement function. . For this reason, it becomes possible to measure the temperature with simpler equipment.

【0041】なお、本実施例においても、前述の第1の
実施例と同様に、薄膜構造体9の膜厚変化を測定するこ
とにより、温度を計測することもできる。この場合は、
評価ウエハ6におけるライン7の幅は評価ウエハ5にお
ける薄膜構造体2の幅よりも狭いため、光学式膜厚計で
はなく3次元形状測定装置によってライン7の膜厚を測
定することができる。このため、光学式膜厚計を使用す
る場合と比較して、より簡便な設備によりライン7の膜
厚を測定することができる。また、本実施例において
は、加熱前のライン7の幅を2μm、長さを300μ
m、スペース8の幅を2μm、ライン7及びスペース8
の繰り返し数を10乃至100とする例を示したが、本
発明はこれらの数値には限定されず、(L/S)比の測
定が容易になるように任意の値を採用することができ
る。
In this embodiment, as in the first embodiment, the temperature can be measured by measuring the change in the thickness of the thin film structure 9. in this case,
Since the width of the line 7 on the evaluation wafer 6 is smaller than the width of the thin film structure 2 on the evaluation wafer 5, the film thickness of the line 7 can be measured not by an optical film thickness meter but by a three-dimensional shape measuring device. For this reason, the film thickness of the line 7 can be measured with simpler equipment than in the case of using an optical film thickness meter. In this embodiment, the width of the line 7 before heating is 2 μm and the length is 300 μm.
m, width of space 8 is 2 μm, line 7 and space 8
Has been described as an example where the number of repetitions is 10 to 100, but the present invention is not limited to these numerical values, and any value can be adopted so that the measurement of the (L / S) ratio becomes easy. .

【0042】前記第1及び第2の実施例においては、薄
膜構造体2及び9をポジ型フォトレジスト材料により形
成するため計測温度範囲は約80乃至220℃である
が、薄膜構造体をより耐熱性が高い感光性ポリイミド材
料により形成することにより、評価ウエハを200乃至
400℃の温度範囲で使用することができる。このよう
な感光性ポリイミド材料には、例えば、住友ベークライ
ト製CRC−8000及び日立化成製HD−8000等
がある。
In the first and second embodiments, since the thin film structures 2 and 9 are formed of a positive photoresist material, the measurement temperature range is about 80 to 220 ° C., but the thin film structures are more heat resistant. The evaluation wafer can be used in a temperature range of 200 to 400 ° C. by being formed of a photosensitive polyimide material having high property. Such photosensitive polyimide materials include, for example, CRC-8000 manufactured by Sumitomo Bakelite and HD-8000 manufactured by Hitachi Chemical.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
真空又は減圧プラズマを使用する半導体装置の製造プロ
セスにおいて、ウエハの温度を直接、プラズマによる高
周波雑音及びプラズマ活性反応による発熱の影響を受け
ずに計測することができる。また、本発明の温度計測装
置及び温度計測方法においては、計測に際してパーティ
クル及び金属汚染を発生することなく、プロセス装置に
特別な設備を設ける必要がない。
As described in detail above, according to the present invention,
In a semiconductor device manufacturing process using vacuum or reduced pressure plasma, the temperature of a wafer can be directly measured without being affected by high frequency noise caused by plasma and heat generated by plasma activation reaction. Further, in the temperature measuring device and the temperature measuring method of the present invention, there is no need to provide special equipment in the process device without generating particles and metal contamination during measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る温度計測装置の構
成を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of a temperature measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】サーモラベルの表示温度と薄膜構造体2の膜厚
との関係を示すグラフ図である。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a display temperature of a thermo label and a film thickness of a thin film structure 2.

【図3】本発明の第2の実施例に係る温度計測装置の構
成を示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view illustrating a configuration of a temperature measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本実施例に係る温度計測装置における温度計測
前の薄膜構造体9の構成を示す部分平面図である。
FIG. 4 is a partial plan view showing the configuration of the thin film structure 9 before temperature measurement in the temperature measurement device according to the present embodiment.

【図5】サーモラベルの表示温度と薄膜構造体9の(L
/S)比との関係を示すグラフ図である。
FIG. 5 shows the display temperature of the thermolabel and the (L) of the thin film structure 9;
/ S) is a graph showing the relationship with the ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;基材 2;薄膜構造体 3;蓋 3a;凹部 4;緩衝膜 4a;開口部 5;評価ウエハ 6;評価ウエハ 7;ライン 8;スペース 9;薄膜構造体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Base material 2; Thin film structure 3; Lid 3a; Recess 4; Buffer film 4a; Opening 5; Evaluation wafer 6; Evaluation wafer 7; Line 8; Space 9;

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住江 伸吾 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 中井 康秀 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 ジェネシス・テクノロジー株式会社内 Fターム(参考) 2F056 UZ05 UZ10 2H096 AA25 BA01 BA09 CA05 LA16 LA30 4M106 AA01 CA70 DH14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shingo Sumie 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Research Institute, Kobe Steel Ltd. (72) Inventor Yasuhide Nakai Takatsuka, Nishi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture No. 1-5-5 Genesis Technology Co., Ltd. F-term (reference) 2F056 UZ05 UZ10 2H096 AA25 BA01 BA09 CA05 LA16 LA30 4M106 AA01 CA70 DH14

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材と、この基材上にポリマー材料によ
り所定の形状に形成され前記形状が温度に依存して不可
逆的に変化する薄膜と、を有し、前記薄膜の不可逆的な
形状変化により前記基材が経験した温度が記録されるこ
とを特徴とする温度計測装置。
1. An irreversible shape of a thin film, comprising: a base material; and a thin film formed on the base material by a polymer material into a predetermined shape, the shape being irreversibly changing depending on temperature. A temperature measurement device, wherein the temperature experienced by the substrate is recorded by the change.
【請求項2】 前記薄膜は前記形状変化が起こる温度範
囲が相互に異なる複数種類の材料から構成されているこ
とを特徴とする請求項1に記載の温度計測装置。
2. The temperature measuring device according to claim 1, wherein the thin film is made of a plurality of types of materials having different temperature ranges in which the shape change occurs.
【請求項3】 前記基材との間で熱伝導が可能なように
前記基材上に搭載され、前記薄膜に接触せずに前記薄膜
を覆うように設けられた蓋を有することを特徴とする請
求項1又は2に記載の温度計測装置。
3. A lid mounted on the substrate so as to conduct heat between the substrate and the substrate, the lid provided to cover the thin film without contacting the thin film. The temperature measuring device according to claim 1 or 2, wherein the temperature is measured.
【請求項4】 前記基材はシリコンウエハ又はシリコン
ウエハを加工して形成されたものであることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれか1項に記載の温度計測装
置。
4. The temperature measuring device according to claim 1, wherein the substrate is formed by processing a silicon wafer or a silicon wafer.
【請求項5】 前記蓋はシリコン又は石英ガラスにより
形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載
の温度計測装置。
5. The temperature measuring device according to claim 3, wherein the lid is made of silicon or quartz glass.
【請求項6】 前記蓋は前記基材上にポリマー材料から
なる緩衝膜を介して搭載されていることを特徴とする請
求項3乃至5のいずれか1項に記載の温度計測装置。
6. The temperature measuring device according to claim 3, wherein the lid is mounted on the base material via a buffer film made of a polymer material.
【請求項7】 前記薄膜は、ポジ型フォトレジスト、ネ
ガ型フォトレジスト又はポリイミドのいずれか1種から
なることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に
記載の温度計測装置。
7. The temperature measuring apparatus according to claim 1, wherein the thin film is made of any one of a positive photoresist, a negative photoresist, and polyimide.
【請求項8】 前記緩衝膜は、ポジ型フォトレジスト、
ネガ型フォトレジスト又はポリイミドのいずれか1種か
らなることを特徴とする請求項6又は7に記載の温度計
測装置。
8. The method according to claim 1, wherein the buffer film is a positive photoresist,
The temperature measuring device according to claim 6, wherein the temperature measuring device is made of one of a negative photoresist and a polyimide.
【請求項9】 前記薄膜は相互に平行に配置された複数
個のラインとライン間のスペースとから構成されるパタ
ーン形状を有することを特徴とする請求項1乃至8のい
ずれか1項に記載の温度計測装置。
9. The thin film according to claim 1, wherein the thin film has a pattern shape including a plurality of lines arranged in parallel with each other and a space between the lines. Temperature measuring device.
【請求項10】 基材上に形状が温度に依存して不可逆
的に変化するポリマー材料からなる薄膜が形成された温
度計測装置を所望の温度計測位置に設置する工程と、前
記温度計測装置における雰囲気温度により前記薄膜の形
状が変化したときにその形状を測定する工程と、を有す
ることを特徴とする温度計測方法。
10. A step of installing a temperature measuring device having a thin film made of a polymer material whose shape changes irreversibly depending on temperature on a base material at a desired temperature measuring position; Measuring the shape of the thin film when the shape changes due to the ambient temperature.
【請求項11】 前記温度計測装置により温度を計測し
ている際に、前記基材との間で熱伝導が可能な蓋により
前記薄膜を覆うことを特徴とする請求項10に記載の温
度計測方法。
11. The temperature measurement according to claim 10, wherein the thin film is covered with a lid capable of conducting heat with the base material when the temperature is being measured by the temperature measurement device. Method.
【請求項12】 前記薄膜の形状の変化は、前記薄膜の
断面形状の変化により測定することを特徴とする請求項
10又は11に記載の温度計測方法。
12. The temperature measurement method according to claim 10, wherein a change in the shape of the thin film is measured by a change in a cross-sectional shape of the thin film.
【請求項13】 前記薄膜の形状の変化は、前記薄膜の
膜厚の変化により測定することを特徴とする請求項12
に記載の温度計測方法。
13. The method according to claim 12, wherein the change in the shape of the thin film is measured by a change in the thickness of the thin film.
Temperature measurement method described in.
【請求項14】 前記薄膜は相互に平行に配置された複
数個のラインとライン間のスペースとから構成されるパ
ターン形状を有し、前記薄膜の形状の変化は、前記ライ
ンの幅と前記スペースの幅との比の変化により測定する
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の温度計測
方法。
14. The thin film has a pattern shape composed of a plurality of lines arranged in parallel with each other and a space between the lines, and a change in the shape of the thin film depends on the width of the line and the space. The temperature measurement method according to claim 10, wherein the temperature is measured by a change in a ratio to a width of the temperature.
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