JP2003240639A - 半導体ウエハの赤外線放射率の測定方法 - Google Patents
半導体ウエハの赤外線放射率の測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短時間で、いかなる雰囲気でもパーティクル
発生なしで、赤外線放射率εの測定が可能な優れた半導
体ウエハの赤外線放射率の測定方法を提供する。 【解決手段】 ランプによる加熱にて熱処理を行う半導
体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外
線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の一部
にグラファイト５１を被覆し、このグラファイト５１表
面と前記測温ウエハ１０９の裏面とを走査できる単一の
赤外線放射温度計５２にて、前記グラファイト５１表面
の温度と前記測温ウエハ１０９の裏面の温度を測定す
る。
発生なしで、赤外線放射率εの測定が可能な優れた半導
体ウエハの赤外線放射率の測定方法を提供する。 【解決手段】 ランプによる加熱にて熱処理を行う半導
体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外
線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の一部
にグラファイト５１を被覆し、このグラファイト５１表
面と前記測温ウエハ１０９の裏面とを走査できる単一の
赤外線放射温度計５２にて、前記グラファイト５１表面
の温度と前記測温ウエハ１０９の裏面の温度を測定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積装置の製造
工程でのランプアニール炉による熱処理における赤外線
放射率の測定方法に関するものである。
工程でのランプアニール炉による熱処理における赤外線
放射率の測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、以下に示すようなものがあった。
例えば、以下に示すようなものがあった。
【０００３】図３はかかる従来の赤外線放射率を測定す
るための測定治具の平面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面
図、図５はそのような測定治具を用いて赤外線放射率を
測定する方法の概念図であり、以下に従来の赤外線放射
率の測定方法を示す。
るための測定治具の平面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面
図、図５はそのような測定治具を用いて赤外線放射率を
測定する方法の概念図であり、以下に従来の赤外線放射
率の測定方法を示す。
【０００４】図３に示すように、赤外線放射率（エミッ
シビティーε）測定治具１００は、グラファイト（黒
鉛）製であり、測定するウエハのガイド１０１と中心部
の測定窓１０２と測定すべき半導体ウエハ（以下、単に
ウエハという）を固定し、かつ測定治具１００からの熱
の伝導を促進するための真空チャック溝１０３及び外部
へ真空を導く穴１０４で構成した測温テーブル１０５
と、これを測温するための熱電対を収納する測温孔１０
７、熱電対からの引き出し線１０６を有する支持台１０
８で構成されている。
シビティーε）測定治具１００は、グラファイト（黒
鉛）製であり、測定するウエハのガイド１０１と中心部
の測定窓１０２と測定すべき半導体ウエハ（以下、単に
ウエハという）を固定し、かつ測定治具１００からの熱
の伝導を促進するための真空チャック溝１０３及び外部
へ真空を導く穴１０４で構成した測温テーブル１０５
と、これを測温するための熱電対を収納する測温孔１０
７、熱電対からの引き出し線１０６を有する支持台１０
８で構成されている。
【０００５】図４に示すように、真空チャック溝１０３
は外部へ真空を導く穴１０４に接続されており、外部の
真空ポンプにより測温テーブル１０５に測温ウエハ１０
９を固定できる構造となっている。
は外部へ真空を導く穴１０４に接続されており、外部の
真空ポンプにより測温テーブル１０５に測温ウエハ１０
９を固定できる構造となっている。
【０００６】図５に示すように、石英製のチャンバー１
１０の上下には、反射鏡１１１とハロゲンランプ１１２
で構成した加熱部と、ガス導入口１１３及びガス排出口
１１４があり、チャンバーの蓋体１１５には測定治具１
００が支持されており、真空を導く穴（図示なし）に接
続された真空パイプ１１６により真空を引いている。ま
た、測定治具１００にはウエハ１０９の裏面が全面現れ
るように真空で支持されており、中央部には赤外線放射
温度計（以後、ボロメータという）１１８が配置されて
いる。
１０の上下には、反射鏡１１１とハロゲンランプ１１２
で構成した加熱部と、ガス導入口１１３及びガス排出口
１１４があり、チャンバーの蓋体１１５には測定治具１
００が支持されており、真空を導く穴（図示なし）に接
続された真空パイプ１１６により真空を引いている。ま
た、測定治具１００にはウエハ１０９の裏面が全面現れ
るように真空で支持されており、中央部には赤外線放射
温度計（以後、ボロメータという）１１８が配置されて
いる。
【０００７】ボロメータ１１８は赤外線光学系１１９と
赤外線センサ１２０及び温度表示計１２１で構成されて
おり、ウエハ１０９の実温である測温テーブル１０５の
温度は、熱電対１０６と温度表示計１１７に表示され
る。ボロメータ１１８の温度表示である放射温度１２３
は熱電対温度１２２より通常低く、これが赤外線放射率
εを表している。
赤外線センサ１２０及び温度表示計１２１で構成されて
おり、ウエハ１０９の実温である測温テーブル１０５の
温度は、熱電対１０６と温度表示計１１７に表示され
る。ボロメータ１１８の温度表示である放射温度１２３
は熱電対温度１２２より通常低く、これが赤外線放射率
εを表している。
【０００８】Ｓｉウエハの場合、赤外線放射率εは０．
７２であり、反射率＝１−ε→２８％の赤外線がＳｉウ
エハ表面で内部反射しているため、放射温度１２３が熱
電対温度より低く表示されるわけである。
７２であり、反射率＝１−ε→２８％の赤外線がＳｉウ
エハ表面で内部反射しているため、放射温度１２３が熱
電対温度より低く表示されるわけである。
【０００９】一般に、ボロメータ１１８には赤外線放射
率εの補正機能があり、この補正機能に０．７２を設定
し、実温である熱電対温度と放射温度を等しくしてお
り、これを赤外線放射率測定といっている。
率εの補正機能があり、この補正機能に０．７２を設定
し、実温である熱電対温度と放射温度を等しくしてお
り、これを赤外線放射率測定といっている。
【００１０】しかし、この赤外線放射率εは固定された
定数ではなく、例えば、Ｓｉウエハ表面に成膜すると、
赤外線放射率εは膜厚に周期的に変化することが知られ
ており、熱処理ウエハは必要に応じて赤外線放射率εを
測定している。
定数ではなく、例えば、Ｓｉウエハ表面に成膜すると、
赤外線放射率εは膜厚に周期的に変化することが知られ
ており、熱処理ウエハは必要に応じて赤外線放射率εを
測定している。
【００１１】図６はＳｉウエハ表面へのシリコン酸化膜
（ＳｉＯ2 膜）と多結晶シリコン膜を形成した場合の赤
外線放射率εであり、シリコン酸化膜が厚い場合、赤外
線放射率εはほぼ１〜０．２まで変化している。そこで
測温テーブル１０５には赤外線放射率εがほぼ１である
グラファイトが使用されている。つまり、その他の材質
であると赤外線放射率εは１より小さい値を取り、測定
窓１０２部分の測温ウエハ１０９が測温テーブル１０５
より高温化する可能性があるため、汎用性を保つため、
グラファイトが使用されている。
（ＳｉＯ2 膜）と多結晶シリコン膜を形成した場合の赤
外線放射率εであり、シリコン酸化膜が厚い場合、赤外
線放射率εはほぼ１〜０．２まで変化している。そこで
測温テーブル１０５には赤外線放射率εがほぼ１である
グラファイトが使用されている。つまり、その他の材質
であると赤外線放射率εは１より小さい値を取り、測定
窓１０２部分の測温ウエハ１０９が測温テーブル１０５
より高温化する可能性があるため、汎用性を保つため、
グラファイトが使用されている。
【００１２】また、測定窓１０２はボロメータ１１８の
測定波長が３〜１０μｍであり、この波長ではＳｉウエ
ハが光学的に透明なため測温テーブル１０５の赤外線に
妨害されることを防止するために設けられたものであ
る。
測定波長が３〜１０μｍであり、この波長ではＳｉウエ
ハが光学的に透明なため測温テーブル１０５の赤外線に
妨害されることを防止するために設けられたものであ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の測定治具の構造または測定方法では、 （１）真空チャックによる固定であり、真空中では測温
できない。
た従来の測定治具の構造または測定方法では、 （１）真空チャックによる固定であり、真空中では測温
できない。
【００１４】（２）極度に低い赤外線放射率εのウエハ
の場合、ウエハの裏面が雰囲気ガスにより冷却され、赤
外線放射率εがより低く測定される。
の場合、ウエハの裏面が雰囲気ガスにより冷却され、赤
外線放射率εがより低く測定される。
【００１５】（３）熱処理は６００℃〜１２００℃と高
温であり、測温テーブルと支持台を別の材質にすること
は熱膨張が異なることにより困難であり、熱負荷の大き
いグラファイト一体物となり、昇温降温に時間が必要で
ある。
温であり、測温テーブルと支持台を別の材質にすること
は熱膨張が異なることにより困難であり、熱負荷の大き
いグラファイト一体物となり、昇温降温に時間が必要で
ある。
【００１６】（４）測定治具は蓋に支持されており、蓋
の気密を保つのが困難であることから、一般にＮＨ3 な
ど毒ガス雰囲気での赤外線放射率εの測定ができない。
の気密を保つのが困難であることから、一般にＮＨ3 な
ど毒ガス雰囲気での赤外線放射率εの測定ができない。
【００１７】など生産技術的改善では解決できない問題
があり、技術的に満足できるものは得られなかった。
があり、技術的に満足できるものは得られなかった。
【００１８】本発明は、上記問題を除去し、短時間で、
いかなる雰囲気でもパーティクル発生なしで、赤外線放
射率εの測定が可能な優れた半導体ウエハの赤外線放射
率の測定方法を提供することを目的とする。
いかなる雰囲気でもパーティクル発生なしで、赤外線放
射率εの測定が可能な優れた半導体ウエハの赤外線放射
率の測定方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕ランプによる加熱にて熱処理を行う半導体集積回
路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外線放射率
の測定方法において、測温ウエハの裏面の一部にグラフ
ァイトを被覆し、このグラファイト表面と前記測温ウエ
ハの裏面とを走査できる単一の赤外線放射温度計にて、
前記グラファイト表面の温度と前記測温ウエハの裏面の
温度を測定する。
成するために、 〔１〕ランプによる加熱にて熱処理を行う半導体集積回
路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外線放射率
の測定方法において、測温ウエハの裏面の一部にグラフ
ァイトを被覆し、このグラファイト表面と前記測温ウエ
ハの裏面とを走査できる単一の赤外線放射温度計にて、
前記グラファイト表面の温度と前記測温ウエハの裏面の
温度を測定する。
【００２０】〔２〕ランプによる加熱にて熱処理を行う
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトを被覆し、複数の赤外線放射温度計
にて前記グラファイトの表面の温度と前記測温ウエハの
裏面の温度を個別に測定する。
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトを被覆し、複数の赤外線放射温度計
にて前記グラファイトの表面の温度と前記測温ウエハの
裏面の温度を個別に測定する。
【００２１】〔３〕ランプによる加熱にて熱処理を行う
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトペーストで接着したＳｉＣ片を設
け、このＳｉＣ片表面と前記測温ウエハの裏面とを走査
できる単一の赤外線放射温度計にて、前記グラファイト
の表面の温度と前記ウエハの裏面の温度を測定する。
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトペーストで接着したＳｉＣ片を設
け、このＳｉＣ片表面と前記測温ウエハの裏面とを走査
できる単一の赤外線放射温度計にて、前記グラファイト
の表面の温度と前記ウエハの裏面の温度を測定する。
【００２２】（４）ランプによる加熱にて熱処理を行う
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトペーストで接着したＳｉＣ片を設
け、複数の赤外線放射温度計にて前記ＳｉＣ片の表面の
温度と前記測温ウエハの裏面の温度を個別に測定する。
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトペーストで接着したＳｉＣ片を設
け、複数の赤外線放射温度計にて前記ＳｉＣ片の表面の
温度と前記測温ウエハの裏面の温度を個別に測定する。
【００２３】（５）ランプによる加熱にて熱処理を行う
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトペーストで接着した赤外線放射率が
１〜０．９であるＳｉウエハ片を設け、このＳｉウエハ
片の表面と前記測温ウエハの裏面とを走査できる単一の
赤外線放射温度計にて、前記Ｓｉウエハ片の表面の温度
と前記測温ウエハの裏面の温度を測定する。
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトペーストで接着した赤外線放射率が
１〜０．９であるＳｉウエハ片を設け、このＳｉウエハ
片の表面と前記測温ウエハの裏面とを走査できる単一の
赤外線放射温度計にて、前記Ｓｉウエハ片の表面の温度
と前記測温ウエハの裏面の温度を測定する。
【００２４】（６）ランプによる加熱にて熱処理を行う
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトペーストで接着した赤外線放射率が
１〜０．９のＳｉウエハ片を設け、複数の赤外線放射温
度計にて前記Ｓｉウエハ片の表面の温度と前記測温ウエ
ハの裏面の温度を個別に測定する。
半導体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの
赤外線放射率の測定方法において、測温ウエハの裏面の
一部にグラファイトペーストで接着した赤外線放射率が
１〜０．９のＳｉウエハ片を設け、複数の赤外線放射温
度計にて前記Ｓｉウエハ片の表面の温度と前記測温ウエ
ハの裏面の温度を個別に測定する。
【００２５】
【作用】本発明によれば、
〔１〕上記（１）記載の半導体ウエハの赤外線放射率の
測定方法によれば、 測温ウエハの裏面の一部に赤外線放射率εが既知で
ほぼ１のグラファイトを被覆しただけであるので、真空
中での測温が可能である。
測定方法によれば、 測温ウエハの裏面の一部に赤外線放射率εが既知で
ほぼ１のグラファイトを被覆しただけであるので、真空
中での測温が可能である。
【００２６】 極度に低い赤外線放射率εのウエハの
場合でも、ほぼ全面が被覆されておらず、雰囲気ガスに
よる冷却効果は全面で発生し、測温誤差を無視できるレ
ベルにすることができる。
場合でも、ほぼ全面が被覆されておらず、雰囲気ガスに
よる冷却効果は全面で発生し、測温誤差を無視できるレ
ベルにすることができる。
【００２７】 測定治具は事実上なく、支持台は別に
製作することができ、熱負荷を極めて小さくすることが
できるので、昇温降温レートは通常の熱処理での値（高
レート１００℃／秒）で実施可能である。
製作することができ、熱負荷を極めて小さくすることが
できるので、昇温降温レートは通常の熱処理での値（高
レート１００℃／秒）で実施可能である。
【００２８】 測定治具が事実上必要でなく、しかも
小型軽量の治具が製作可能であるためＮＨ3 ガス雰囲気
で測温できる。
小型軽量の治具が製作可能であるためＮＨ3 ガス雰囲気
で測温できる。
【００２９】 半導体ウエハの測温において、熱電対
を外部から挿入する必要がなく、測温作業が単純であ
る。
を外部から挿入する必要がなく、測温作業が単純であ
る。
【００３０】〔２〕上記（２）記載の半導体ウエハの赤
外線放射率の測定方法によれば、上記〔１〕に加え、グ
ラファイトの測温と測温ウエハの裏面の測温が個別に同
時に実施可能であり、加熱用ランプの光リップル（加熱
エネルギーの時間的ムラ）に影響されなくなる。
外線放射率の測定方法によれば、上記〔１〕に加え、グ
ラファイトの測温と測温ウエハの裏面の測温が個別に同
時に実施可能であり、加熱用ランプの光リップル（加熱
エネルギーの時間的ムラ）に影響されなくなる。
【００３１】〔３〕上記（３）及び（４）記載の半導体
ウエハの赤外線放射率の測定方法によれば、上記〔１〕
に加え、ＳｉＣ片をグラファイトペーストで接着したの
で、パーティクルの発生を皆無にでき、酸化雰囲気中で
も測温が可能である。
ウエハの赤外線放射率の測定方法によれば、上記〔１〕
に加え、ＳｉＣ片をグラファイトペーストで接着したの
で、パーティクルの発生を皆無にでき、酸化雰囲気中で
も測温が可能である。
【００３２】〔４〕上記（５）及び（６）記載の半導体
ウエハの赤外線放射率の測定方法によれば、上記〔１〕
に加え、赤外線放射率が１〜０．９であるＳｉウエハ片
をグラファイトペーストで接着したので、パーティクル
の発生を皆無にでき、酸化雰囲気中でも測温が可能であ
る。
ウエハの赤外線放射率の測定方法によれば、上記〔１〕
に加え、赤外線放射率が１〜０．９であるＳｉウエハ片
をグラファイトペーストで接着したので、パーティクル
の発生を皆無にでき、酸化雰囲気中でも測温が可能であ
る。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００３４】図１は本発明の第１実施例を示す測定治具
の構成図であり、図１（ａ）はその測温治具の上面図、
図１（ｂ）はその測定治具の一部破断側面図である。図
２はその測定治具を用いた赤外線放射率の測定方法の概
念図である。なお、従来例と同一部分については、同じ
符号を付与している。
の構成図であり、図１（ａ）はその測温治具の上面図、
図１（ｂ）はその測定治具の一部破断側面図である。図
２はその測定治具を用いた赤外線放射率の測定方法の概
念図である。なお、従来例と同一部分については、同じ
符号を付与している。
【００３５】図１に示すように、測定治具１０は、測温
窓１３が開口している測定治具本体１１と、開口１４を
有している治具蓋１２とで構成されており、開口寸法
は、測温エリアの倍程度で１０〜２０ｍｍφである。材
質はグラファイトであり、治具蓋１２の板厚は１〜２ｍ
ｍである。
窓１３が開口している測定治具本体１１と、開口１４を
有している治具蓋１２とで構成されており、開口寸法
は、測温エリアの倍程度で１０〜２０ｍｍφである。材
質はグラファイトであり、治具蓋１２の板厚は１〜２ｍ
ｍである。
【００３６】測定治具本体１１の内部は、半導体ウエハ
（測温ウエハ）１０９が収納できる大きさで、底板には
実温測定のための熱電対収納用の測温孔１５が設けられ
ている。治具蓋１２と測定治具本体１１は嵌め合い構造
とし、互いにずれない構造にしている。
（測温ウエハ）１０９が収納できる大きさで、底板には
実温測定のための熱電対収納用の測温孔１５が設けられ
ている。治具蓋１２と測定治具本体１１は嵌め合い構造
とし、互いにずれない構造にしている。
【００３７】図２に示すように、石英製のチャンバー１
１０の上下には、反射鏡１１１とハロゲンランプ１１２
で構成した加熱部と、ガス導入口１１３及びガス排出口
１１４が設けられ、チャンバーの蓋体１１５には測定治
具１０が支持される支持台１７が固定されている。
１０の上下には、反射鏡１１１とハロゲンランプ１１２
で構成した加熱部と、ガス導入口１１３及びガス排出口
１１４が設けられ、チャンバーの蓋体１１５には測定治
具１０が支持される支持台１７が固定されている。
【００３８】また、測温ウエハ１０９の裏面が測定治具
本体１１の底板に接するように収納されている。
本体１１の底板に接するように収納されている。
【００３９】更に、中央部には赤外線放射温度計（ボロ
メータ）１１８が配置されている。ボロメータ１１８は
赤外線光学系１１９と赤外線センサ１２０及び温度表示
計１２１で構成されており、測温ウエハ１０９の実際の
温度である測定治具１０の温度は、測温孔１５に収納さ
れる熱電対（図示なし）からの引き出し線１０６に接続
される温度表示計１１７によって表示される。ボロメー
タ１１８の温度表示計１２１に表示される放射温度１２
３は、前記した温度表示計１１７による温度１２２よ
り、通常低くなり、赤外線放射率εが測定できる。
メータ）１１８が配置されている。ボロメータ１１８は
赤外線光学系１１９と赤外線センサ１２０及び温度表示
計１２１で構成されており、測温ウエハ１０９の実際の
温度である測定治具１０の温度は、測温孔１５に収納さ
れる熱電対（図示なし）からの引き出し線１０６に接続
される温度表示計１１７によって表示される。ボロメー
タ１１８の温度表示計１２１に表示される放射温度１２
３は、前記した温度表示計１１７による温度１２２よ
り、通常低くなり、赤外線放射率εが測定できる。
【００４０】次に、本発明の第２実施例として、図７に
示すように、グラファイト製の測定治具本体１１と治具
蓋１２の表面に、ＣＶＤ法により、ＳｉＣ膜１６を０．
１〜１μｍ被覆させるようにしている。
示すように、グラファイト製の測定治具本体１１と治具
蓋１２の表面に、ＣＶＤ法により、ＳｉＣ膜１６を０．
１〜１μｍ被覆させるようにしている。
【００４１】次いで、本発明の第３実施例として、図８
に示すように、多結晶シリコン製の測定治具本体２１の
表面に４５００ÅのＳｉＯ2 膜（以下、単に、シリコン
酸化膜）２３を生成し、その後、２００〜３００Åまた
は４８００Åの多結晶シリコン膜２４をＣＶＤ法にて生
成させ、被覆するようにしている。同様に、多結晶シリ
コン製の治具蓋２２の表面に４５００Åのシリコン酸化
膜２３を生成し、その後、２００〜３００Åまたは４８
００Åの多結晶シリコン膜２４をＣＶＤ法にて生成さ
せ、被覆するようにしている。
に示すように、多結晶シリコン製の測定治具本体２１の
表面に４５００ÅのＳｉＯ2 膜（以下、単に、シリコン
酸化膜）２３を生成し、その後、２００〜３００Åまた
は４８００Åの多結晶シリコン膜２４をＣＶＤ法にて生
成させ、被覆するようにしている。同様に、多結晶シリ
コン製の治具蓋２２の表面に４５００Åのシリコン酸化
膜２３を生成し、その後、２００〜３００Åまたは４８
００Åの多結晶シリコン膜２４をＣＶＤ法にて生成さ
せ、被覆するようにしている。
【００４２】次に、本発明の第４実施例として、図９に
示すように、石英製の測定治具本体３１の表面に、０．
５μｍ以上の多結晶シリコン膜３３をＣＶＤ法にて生成
し、その後、表面に４５００Åのシリコン酸化膜及び２
００〜３００Åまたは４８００Åの多結晶シリコン膜か
らなる被膜３４をＣＶＤ法にて生成させ、被覆する。同
様に、石英製の治具蓋３２の表面に、０．５μｍ以上の
多結晶シリコン膜３３をＣＶＤ法にて生成し、その表面
に４５００Åのシリコン酸化膜及び２００〜３００Åま
たは４８００Åの多結晶シリコン膜からなる被膜３４を
ＣＶＤ法にて生成させ、被覆するようにしている。
示すように、石英製の測定治具本体３１の表面に、０．
５μｍ以上の多結晶シリコン膜３３をＣＶＤ法にて生成
し、その後、表面に４５００Åのシリコン酸化膜及び２
００〜３００Åまたは４８００Åの多結晶シリコン膜か
らなる被膜３４をＣＶＤ法にて生成させ、被覆する。同
様に、石英製の治具蓋３２の表面に、０．５μｍ以上の
多結晶シリコン膜３３をＣＶＤ法にて生成し、その表面
に４５００Åのシリコン酸化膜及び２００〜３００Åま
たは４８００Åの多結晶シリコン膜からなる被膜３４を
ＣＶＤ法にて生成させ、被覆するようにしている。
【００４３】次に、本発明の第５実施例として、図１０
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００４４】なお、従来例と同一の部分については、同
じ番号を付して、その説明は省略する。
じ番号を付して、その説明は省略する。
【００４５】測温ウエハ１０９の裏面の一部に、グラフ
ァイトペースト「商品名 ヒタゾルＡＢ Ｍ 日立粉末
冶金（株）製」５１を被覆させ、チャンバーの蓋体４１
に固定された支持台４２に、少なくとも３箇所に形成さ
れた石英の突起４３を介して点接触状態で載置して石英
製のチャンバー１１０に挿入する。
ァイトペースト「商品名 ヒタゾルＡＢ Ｍ 日立粉末
冶金（株）製」５１を被覆させ、チャンバーの蓋体４１
に固定された支持台４２に、少なくとも３箇所に形成さ
れた石英の突起４３を介して点接触状態で載置して石英
製のチャンバー１１０に挿入する。
【００４６】図１０に示すように、ボロメータ５２は測
温ウエハ１０９の裏面を走査できる構造とし、グラファ
イトペースト５１の表面と測温ウエハ１０９の裏面の測
温を行い、温度表示計１２１に表示する。
温ウエハ１０９の裏面を走査できる構造とし、グラファ
イトペースト５１の表面と測温ウエハ１０９の裏面の測
温を行い、温度表示計１２１に表示する。
【００４７】次に、本発明の第６実施例として、図１１
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００４８】なお、従来例と同一の部分については、同
じ番号を付して、その説明は省略する。
じ番号を付して、その説明は省略する。
【００４９】図１１に示すように、測温ウエハ１０９の
裏面の一部に、グラファイトペースト「商品名 ヒタゾ
ルＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）製」５１を被覆させ、
チャンバーの蓋体４１に固定された支持台４２に石英の
突起４３を介して点接触状態で載置して石英製のチャン
バー１１０に挿入する。
裏面の一部に、グラファイトペースト「商品名 ヒタゾ
ルＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）製」５１を被覆させ、
チャンバーの蓋体４１に固定された支持台４２に石英の
突起４３を介して点接触状態で載置して石英製のチャン
バー１１０に挿入する。
【００５０】そこで、ボロメータ６１には２個の赤外線
センサ６２，６３を配置し、赤外線センサ６２はグラフ
ァイトペースト５１の測温を行い、赤外線センサ６３は
測温ウエハ１０９の裏面の測温を行い、温度表示計６４
はグラファイトペースト５１の、また、温度表示計６５
は測温ウエハ１０９の温度をそれぞれ表示する。
センサ６２，６３を配置し、赤外線センサ６２はグラフ
ァイトペースト５１の測温を行い、赤外線センサ６３は
測温ウエハ１０９の裏面の測温を行い、温度表示計６４
はグラファイトペースト５１の、また、温度表示計６５
は測温ウエハ１０９の温度をそれぞれ表示する。
【００５１】次に、本発明の第７実施例として、図１２
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００５２】なお、従来例と同一の部分については、同
じ番号を付して、その説明は省略する。
じ番号を付して、その説明は省略する。
【００５３】図１２に示すように、測温ウエハ１０９の
裏面の一部にグラファイトペースト「商品名 ヒタゾル
ＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）製」５３を被覆させ、さ
らにその上に板厚１００〜６００μｍのＳｉＣ片５４を
接着させ（Ａ部拡大図参照）、チャンバーの蓋体４１に
固定された支持台４２に石英の突起４３を介して点接触
状態で載置して石英製のチャンバー１１０に挿入する。
裏面の一部にグラファイトペースト「商品名 ヒタゾル
ＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）製」５３を被覆させ、さ
らにその上に板厚１００〜６００μｍのＳｉＣ片５４を
接着させ（Ａ部拡大図参照）、チャンバーの蓋体４１に
固定された支持台４２に石英の突起４３を介して点接触
状態で載置して石英製のチャンバー１１０に挿入する。
【００５４】そこで、ボロメータ５２は測温ウエハ１０
９の裏面を走査できる構造とし、グラファイトペースト
５３で接着したＳｉＣ片５４の表面と測温ウエハ１０９
の裏面の測温を行う。
９の裏面を走査できる構造とし、グラファイトペースト
５３で接着したＳｉＣ片５４の表面と測温ウエハ１０９
の裏面の測温を行う。
【００５５】次に、本発明の第８実施例として、図１３
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００５６】なお、従来例と同一の部分については、同
じ番号を付して、その説明は省略する。
じ番号を付して、その説明は省略する。
【００５７】図１３に示すように、測温ウエハ１０９の
裏面の一部にグラファイトペースト「商品名 ヒタゾル
ＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）」５３を被覆させ、板厚
１００〜６００μｍのＳｉＣ片５４を接着させ（Ｂ部拡
大図参照）、チャンバーの蓋体４１に固定された支持台
４２に石英の突起４３を介して点接触状態で載置して石
英製のチャンバー１１０に挿入する。
裏面の一部にグラファイトペースト「商品名 ヒタゾル
ＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）」５３を被覆させ、板厚
１００〜６００μｍのＳｉＣ片５４を接着させ（Ｂ部拡
大図参照）、チャンバーの蓋体４１に固定された支持台
４２に石英の突起４３を介して点接触状態で載置して石
英製のチャンバー１１０に挿入する。
【００５８】そこで、ボロメータ６１は２個の赤外線セ
ンサ６２，６３を配置し、赤外線センサ６２はグラファ
イトペースト５３で接着したＳｉＣ片５４の測温を行
い、赤外線センサ６３は測温ウエハ１０９の裏面の測温
を行い、温度表示計６４はＳｉＣ片５４の温度を表示
し、温度表示計６５は測温ウエハ１０９の温度をそれぞ
れ表示する。
ンサ６２，６３を配置し、赤外線センサ６２はグラファ
イトペースト５３で接着したＳｉＣ片５４の測温を行
い、赤外線センサ６３は測温ウエハ１０９の裏面の測温
を行い、温度表示計６４はＳｉＣ片５４の温度を表示
し、温度表示計６５は測温ウエハ１０９の温度をそれぞ
れ表示する。
【００５９】次に、本発明の第９実施例として、図１４
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００６０】図１４に示すように、測温ウエハ１０９の
裏面の一部にグラファイトペースト「商品名 ヒタゾル
ＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）」５５を被着し、そこに
赤外線放射率εが１〜０．９であるＳｉウエハ片５６を
接着させる（Ｃ部拡大図参照）。その測温ウエハ１０９
を、チャンバーの蓋体４１に固定された支持台４２に石
英の突起４３を介して点接触状態で載置して石英製のチ
ャンバー１１０に挿入する。ここで、Ｓｉウエハ片５６
はシリコン酸化膜を４５００Å、多結晶シリコン膜を２
００〜３００Åまたは４８００ÅＣＶＤ法にて生成した
ものである。
裏面の一部にグラファイトペースト「商品名 ヒタゾル
ＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）」５５を被着し、そこに
赤外線放射率εが１〜０．９であるＳｉウエハ片５６を
接着させる（Ｃ部拡大図参照）。その測温ウエハ１０９
を、チャンバーの蓋体４１に固定された支持台４２に石
英の突起４３を介して点接触状態で載置して石英製のチ
ャンバー１１０に挿入する。ここで、Ｓｉウエハ片５６
はシリコン酸化膜を４５００Å、多結晶シリコン膜を２
００〜３００Åまたは４８００ÅＣＶＤ法にて生成した
ものである。
【００６１】そこで、ボロメータ５２は測温ウエハ１０
９の裏面を走査できる構造とし、グラファイトペースト
５５で接着したＳｉウエハ片５６の表面と測温ウエハ１
０９の裏面の測温を行い、温度表示計１２１に表示す
る。
９の裏面を走査できる構造とし、グラファイトペースト
５５で接着したＳｉウエハ片５６の表面と測温ウエハ１
０９の裏面の測温を行い、温度表示計１２１に表示す
る。
【００６２】次に、本発明の第１０実施例として、図１
５を用いて説明する。
５を用いて説明する。
【００６３】図１５に示すように、測温ウエハ１０９の
裏面の一部にグラファイトペースト「商品名 ヒタゾル
ＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）」５５を被着し、そこに
赤外線放射率が１〜０．９であるＳｉウエハ片５６を接
着させる（Ｄ部拡大図参照）。その測温ウエハ１０９を
チャンバーの蓋体４１に固定された支持台４２に石英の
突起４３を介して点接触状態で載置して、石英製のチャ
ンバー１１０に挿入する。ここで、Ｓｉウエハ片５６は
シリコン酸化膜を４５００Å、多結晶シリコン膜を２０
０〜３００Åまたは４８００ÅＣＶＤ法にて生成したも
のである。
裏面の一部にグラファイトペースト「商品名 ヒタゾル
ＡＢ Ｍ 日立粉末冶金（株）」５５を被着し、そこに
赤外線放射率が１〜０．９であるＳｉウエハ片５６を接
着させる（Ｄ部拡大図参照）。その測温ウエハ１０９を
チャンバーの蓋体４１に固定された支持台４２に石英の
突起４３を介して点接触状態で載置して、石英製のチャ
ンバー１１０に挿入する。ここで、Ｓｉウエハ片５６は
シリコン酸化膜を４５００Å、多結晶シリコン膜を２０
０〜３００Åまたは４８００ÅＣＶＤ法にて生成したも
のである。
【００６４】そこで、ボロメータ６１には２個の赤外線
センサ６２，６３を配置し、赤外線センサ６２はグラフ
ァイトペースト５５で接着したＳｉウエハ片５６の測温
を行い、赤外線センサ６３は測温ウエハ１０９の裏面の
測温を行い、温度表示計６４はＳｉウエハ片５６の温度
を表示し、温度表示計６５は測温ウエハ１０９の温度を
それぞれ表示する。
センサ６２，６３を配置し、赤外線センサ６２はグラフ
ァイトペースト５５で接着したＳｉウエハ片５６の測温
を行い、赤外線センサ６３は測温ウエハ１０９の裏面の
測温を行い、温度表示計６４はＳｉウエハ片５６の温度
を表示し、温度表示計６５は測温ウエハ１０９の温度を
それぞれ表示する。
【００６５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００６６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００６７】（１）請求項１記載の発明によれば、
測温ウエハの裏面の一部に赤外線放射率εが既知で
ほぼ１のグラファイトを被覆しただけであるので、真空
中での測温が可能である。
ほぼ１のグラファイトを被覆しただけであるので、真空
中での測温が可能である。
【００６８】 極度に低い赤外線放射率εのウエハの
場合でも、ほぼ全面が被覆されておらず、雰囲気ガスに
よる冷却効果は全面で発生し、測温誤差を無視できるレ
ベルにすることができる。
場合でも、ほぼ全面が被覆されておらず、雰囲気ガスに
よる冷却効果は全面で発生し、測温誤差を無視できるレ
ベルにすることができる。
【００６９】 測定治具は事実上なく、支持台は別に
製作することができ、熱負荷を極めて小さくすることが
できるので、昇温降温レートは通常の熱処理での値（高
レート１００℃／秒）で実施可能である。
製作することができ、熱負荷を極めて小さくすることが
できるので、昇温降温レートは通常の熱処理での値（高
レート１００℃／秒）で実施可能である。
【００７０】 測定治具が事実上必要でなく、しかも
小型軽量の治具が製作可能であるためＮＨ3 ガス雰囲気
で測温できる。
小型軽量の治具が製作可能であるためＮＨ3 ガス雰囲気
で測温できる。
【００７１】 半導体ウエハの測温において、熱電対
を外部から挿入する必要がなく、測温作業が単純であ
る。
を外部から挿入する必要がなく、測温作業が単純であ
る。
【００７２】（２）請求項２記載の発明によれば、上記
（１）の効果に加え、グラファイトの測温と測温ウエハ
の裏面の測温が個別に同時に実施可能であり、加熱用ラ
ンプの光リップル（加熱エネルギーの時間的ムラ）に影
響されなくなる。
（１）の効果に加え、グラファイトの測温と測温ウエハ
の裏面の測温が個別に同時に実施可能であり、加熱用ラ
ンプの光リップル（加熱エネルギーの時間的ムラ）に影
響されなくなる。
【００７３】（３）請求項３及び４記載の発明によれ
ば、上記（１）の効果に加え、ＳｉＣ片をグラファイト
ペーストで接着したので、パーティクルの発生を皆無に
でき、酸化雰囲気中でも測温が可能である。
ば、上記（１）の効果に加え、ＳｉＣ片をグラファイト
ペーストで接着したので、パーティクルの発生を皆無に
でき、酸化雰囲気中でも測温が可能である。
【００７４】（４）請求項５及び６記載の発明によれ
ば、上記（１）の効果に加え、赤外線放射率が１〜０．
９であるＳｉウエハ片をグラファイトペーストで接着し
たので、パーティクルの発生を皆無にでき、酸化雰囲気
中でも測温が可能である。
ば、上記（１）の効果に加え、赤外線放射率が１〜０．
９であるＳｉウエハ片をグラファイトペーストで接着し
たので、パーティクルの発生を皆無にでき、酸化雰囲気
中でも測温が可能である。
【図１】本発明の第１実施例を示す測定治具の構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第１実施例を示す測定治具を用いた赤
外線放射率の測定方法の概念図である。
外線放射率の測定方法の概念図である。
【図３】従来の赤外線放射率を測定するための測定治具
の平面図である。
の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線の断面図である。
【図５】従来の測定治具を用いて赤外線放射率を測定す
る方法の概念図である。
る方法の概念図である。
【図６】測温ウエハ上にシリコン酸化膜と多結晶シリコ
ン膜を形成した場合の、多結晶シリコン膜の膜厚と赤外
線放射率との関係を示す図である。
ン膜を形成した場合の、多結晶シリコン膜の膜厚と赤外
線放射率との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例を示す測定治具の構成図で
ある。
ある。
【図８】本発明の第３実施例を示す測定治具の構成図で
ある。
ある。
【図９】本発明の第４実施例を示す測定治具の構成図で
ある。
ある。
【図１０】本発明の第５実施例を示す赤外線放射率の測
定方法の概念図である。
定方法の概念図である。
【図１１】本発明の第６実施例を示す赤外線放射率の測
定方法の概念図である。
定方法の概念図である。
【図１２】本発明の第７実施例を示す赤外線放射率の測
定方法の概念図である。
定方法の概念図である。
【図１３】本発明の第８実施例を示す赤外線放射率の測
定方法の概念図である。
定方法の概念図である。
【図１４】本発明の第９実施例を示す赤外線放射率の測
定方法の概念図である。
定方法の概念図である。
【図１５】本発明の第１０実施例を示す赤外線放射率の
測定方法の概念図である。
測定方法の概念図である。
１０ 測定治具
１１ 測定治具本体
１２ 治具蓋
１３ 測温窓
１４ 開口
１５ 測温孔
１６ ＳｉＣ膜
１７，４２ 支持台
２１ 多結晶シリコン製の測定治具本体
２２ 多結晶シリコン製の治具蓋
２３ シリコン酸化膜
２４，３３ 多結晶シリコン膜
３１ 石英製の測定治具本体
３２ 石英製の治具蓋
３４ 被膜（シリコン酸化膜及び多結晶シリコン膜）
４１，１１５ チャンバーの蓋体
４３ 石英の突起
５１，５３，５５ グラファイトペースト
５２，６１，１１８ 赤外線放射温度計（ボロメー
タ） ５４ ＳｉＣ片 ５６ Ｓｉウエハ片（シリコン酸化膜及び多結晶シリ
コン膜） ６２，６３ 赤外線センサ ６４，６５，１１７，１２１ 温度表示計 １０９ 半導体ウエハ（測温ウエハ） １１０ 石英製のチャンバー １１１ 反射鏡 １１２ ハロゲンランプ １１３ ガス導入口 １１４ ガス排出口 １１９ 赤外線光学系 １２０ 赤外線センサ １２２ 熱電対温度 １２３ 放射温度
タ） ５４ ＳｉＣ片 ５６ Ｓｉウエハ片（シリコン酸化膜及び多結晶シリ
コン膜） ６２，６３ 赤外線センサ ６４，６５，１１７，１２１ 温度表示計 １０９ 半導体ウエハ（測温ウエハ） １１０ 石英製のチャンバー １１１ 反射鏡 １１２ ハロゲンランプ １１３ ガス導入口 １１４ ガス排出口 １１９ 赤外線光学系 １２０ 赤外線センサ １２２ 熱電対温度 １２３ 放射温度
Claims (6)
- 【請求項１】 ランプによる加熱にて熱処理を行う半導
体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外
線放射率の測定方法において、 測温ウエハの裏面の一部にグラファイトを被覆し、該グ
ラファイト表面と前記測温ウエハの裏面とを走査できる
単一の赤外線放射温度計にて、前記グラファイト表面の
温度と前記測温ウエハの裏面の温度を測定することを特
徴とする半導体ウエハの赤外線放射率の測定方法。 - 【請求項２】 ランプによる加熱にて熱処理を行う半導
体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外
線放射率の測定方法において、 測温ウエハの裏面の一部にグラファイトを被覆し、複数
の赤外線放射温度計にて前記グラファイトの表面の温度
と前記測温ウエハの裏面の温度を個別に測定することを
特徴とする半導体ウエハの赤外線放射率の測定方法。 - 【請求項３】 ランプによる加熱にて熱処理を行う半導
体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外
線放射率の測定方法において、 測温ウエハの裏面の一部にグラファイトペーストで接着
したＳｉＣ片を設け、該ＳｉＣ片表面と前記測温ウエハ
の裏面とを走査できる単一の赤外線放射温度計にて、前
記グラファイトの表面の温度と前記ウエハの裏面の温度
を測定することを特徴とする半導体ウエハの赤外線放射
率の測定方法。 - 【請求項４】 ランプによる加熱にて熱処理を行う半導
体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外
線放射率の測定方法において、 測温ウエハの裏面の一部にグラファイトペーストで接着
したＳｉＣ片を設け、複数の赤外線放射温度計にて前記
ＳｉＣ片の表面の温度と前記測温ウエハの裏面の温度を
個別に測定することを特徴とする半導体ウエハの赤外線
放射率の測定方法。 - 【請求項５】 ランプによる加熱にて熱処理を行う半導
体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外
線放射率の測定方法において、 測温ウエハの裏面の一部にグラファイトペーストで接着
した赤外線放射率が１〜０．９であるＳｉウエハ片を設
け、該Ｓｉウエハ片の表面と前記測温ウエハの裏面とを
走査できる単一の赤外線放射温度計にて、前記Ｓｉウエ
ハ片の表面の温度と前記測温ウエハの裏面の温度を測定
することを特徴とする半導体ウエハの赤外線放射率の測
定方法。 - 【請求項６】 ランプによる加熱にて熱処理を行う半導
体集積回路装置の製造装置における半導体ウエハの赤外
線放射率の測定方法において、 測温ウエハの裏面の一部にグラファイトペーストで接着
した赤外線放射率が１〜０．９のＳｉウエハ片を設け、
複数の赤外線放射温度計にて前記Ｓｉウエハ片の表面の
温度と前記測温ウエハの裏面の温度を個別に測定するこ
とを特徴とする半導体ウエハの赤外線放射率の測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002373347A JP3977244B2 (ja) | 2002-12-25 | 2002-12-25 | 半導体ウエハの赤外線放射率の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24093894A Division JP3423436B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 半導体ウエハの赤外線放射率の測定治具及び測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003240639A true JP2003240639A (ja) | 2003-08-27 |
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ID=27785667
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP3977244B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102263044A (zh) * | 2010-05-28 | 2011-11-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 热处理腔、温度测量装置与方法 |
| KR20160141853A (ko) * | 2014-05-21 | 2016-12-09 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| JP2017516979A (ja) * | 2014-03-28 | 2017-06-22 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | 赤外線を用いた半導体ワークピースの温度測定および較正技術 |
| JP2022544782A (ja) * | 2019-08-20 | 2022-10-21 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 非接触温度測定を用いた基板を処理するための方法および装置 |
-
2002
- 2002-12-25 JP JP2002373347A patent/JP3977244B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2017516979A (ja) * | 2014-03-28 | 2017-06-22 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | 赤外線を用いた半導体ワークピースの温度測定および較正技術 |
| KR20160141853A (ko) * | 2014-05-21 | 2016-12-09 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| KR101943179B1 (ko) * | 2014-05-21 | 2019-01-28 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| JP2022544782A (ja) * | 2019-08-20 | 2022-10-21 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 非接触温度測定を用いた基板を処理するための方法および装置 |
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