JP2010229498A

JP2010229498A - Temperature measuring instrument, thin film forming apparatus, method of measuring temperature and semiconductor device

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Publication number: JP2010229498A
Application number: JP2009078598A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nakamura; 明弘中村; Tomoya Sato; 朋弥佐藤; Masaru Takizawa; 勝滝沢; Ryuji Suemoto; 竜二末本; Ryohei Osawa; 良平大澤
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature measuring instrument for precisely measuring a temperature of an object to be measured which moves complicatedly in a vacuum environment without being affected by heat. <P>SOLUTION: The temperature measuring instrument 5 is provided with: an instrument body 31; an interior package case 33 which houses the instrument body in a fixed state; an exterior package case 35 of which the inner surface dimensions are formed more largely than the outer surface dimensions of the interior package case 33 so as to form a gap between the exterior package case and the interior package case 33; a thermometer 37 which is arranged outside the exterior package case 35 and electrically wired to the instrument body 31 via an insertion hole 33c, 35c of the interior package case 33 and exterior package case 35; and a floating means 49 for floating the interior package case 33 in a non-contact state within the exterior package case 35. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、温度測定装置、薄膜形成装置、温度測定方法及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a temperature measuring device, a thin film forming device, a temperature measuring method, and a semiconductor device.

半導体チップの製造には、例えば特許文献１のように、ウェーハ（被蒸着物、被薄膜形成物）上に金属試料（蒸着物、薄膜形成材料）を蒸着するための真空蒸着装置（薄膜形成装置）が用いられる。この真空蒸着装置は、例えば図６に示すように、真空漕１０１内に、蒸着源１０２及び複数のプラネタリドーム１０３を設けて構成されている。この真空蒸着装置では、碗状に形成された各プラネタリドーム１０３の内面に複数のウェーハ１０４を取り付け、さらに、真空漕１０１内を真空状態とした上で、蒸着源１０２からプラネタリドーム１０３の内面に出される金属試料をウェーハ１０４の面に蒸着する。この蒸着の際、各プラネタリドーム１０３は第１軸線１０５を中心に自転すると共に、複数のプラネタリドーム１０３が第２軸線１０６を中心に公転する。すなわち、プラネタリドーム１０３が多軸回転することにより、ウェーハ１０４面に形成される金属膜の膜厚の均一化を図っている。 For the manufacture of semiconductor chips, for example, as in Patent Document 1, a vacuum deposition apparatus (thin film forming apparatus) for depositing a metal sample (deposited material, thin film forming material) on a wafer (deposited object, thin film forming object) ) Is used. For example, as shown in FIG. 6, this vacuum evaporation apparatus is configured by providing an evaporation source 102 and a plurality of planetary domes 103 in a vacuum chamber 101. In this vacuum deposition apparatus, a plurality of wafers 104 are attached to the inner surface of each planetary dome 103 formed in a bowl shape, and further, the inside of the vacuum bowl 101 is evacuated, and then the deposition source 102 is applied to the inner surface of the planetary dome 103. The metal sample to be taken out is deposited on the surface of the wafer 104. During this vapor deposition, each planetary dome 103 rotates about the first axis 105 and a plurality of planetary domes 103 revolve about the second axis 106. In other words, the planetary dome 103 rotates in multiple axes to achieve a uniform film thickness of the metal film formed on the wafer 104 surface.

一方、金属膜の膜質はウェーハ１０４の温度に左右されるため、蒸着時にはウェーハ１０４を所定温度に加熱・保持しておく必要があるが、前述したように、プラネタリドーム１０３は複雑に移動する。このため、従来では、赤外線ランプの熱をプラネタリドーム１０３の内面に向けて照射することでウェーハ１０４を加熱している。また、赤外線ランプとプラネタリドーム１０３との間に温度計を設置し、この温度計により赤外線ランプから照射される熱の温度を計測することで、ウェーハ１０４の温度を外挿している。 On the other hand, since the film quality of the metal film depends on the temperature of the wafer 104, it is necessary to heat and hold the wafer 104 at a predetermined temperature during vapor deposition. However, as described above, the planetary dome 103 moves in a complicated manner. For this reason, conventionally, the wafer 104 is heated by irradiating the heat of the infrared lamp toward the inner surface of the planetary dome 103. Further, a thermometer is installed between the infrared lamp and the planetary dome 103, and the temperature of the wafer 104 is extrapolated by measuring the temperature of heat irradiated from the infrared lamp by this thermometer.

特開２００２−０９３７１１号公報JP 2002-093711 A

しかしながら、上記従来の手法では蒸着時におけるウェーハ１０４の温度を直接計測していないため、ウェーハ温度を正確に把握することは困難であり、その結果として、金属膜の蒸着コントロールが難しくなる、という問題がある。
なお、プラネタリドーム１０３自体に温度計及びこれを制御する装置本体を備える温度測定装置を直接取り付けることも考えられるが、装置本体は熱の影響を受けやすい制御回路等を備えるため、ウェーハ１０４の温度を正しく計測できない、という不具合を生じる。この問題は、真空蒸着装置等の薄膜形成装置に限るものではなく、温度測定の対象となる被測定物がプラネタリドーム１０３のように複雑に移動する移動体に固定される場合に生じうるものである。 However, since the temperature of the wafer 104 at the time of vapor deposition is not directly measured in the conventional method, it is difficult to accurately grasp the wafer temperature, and as a result, it is difficult to control the vapor deposition of the metal film. There is.
Although it is conceivable to directly attach a thermometer and a temperature measuring device including a device main body for controlling the thermometer to the planetary dome 103 itself, the device main body is provided with a control circuit or the like which is easily affected by heat, so that the temperature of the wafer 104 is increased. This causes a problem that cannot be measured correctly. This problem is not limited to a thin film forming apparatus such as a vacuum vapor deposition apparatus, but may occur when an object to be measured is fixed to a moving body that moves in a complex manner, such as the planetary dome 103. is there.

この発明は、上述した事情に鑑みたものであって、熱の影響を受けることなく、被測定物の温度を正確に測定できる温度測定装置、これを用いた薄膜形成装置、温度測定方法、及び、半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a temperature measuring device capable of accurately measuring the temperature of an object to be measured without being affected by heat, a thin film forming apparatus using the same, a temperature measuring method, and An object of the present invention is to provide a semiconductor device.

この課題を解決するために、本発明の温度測定装置は、装置本体と、当該装置本体を固定状態で収容する内装ケースと、内面寸法が前記内装ケースの外面寸法よりも大きく形成されて、前記内装ケースとの間に隙間が形成されるように前記内装ケースを収容する外装ケースと、前記外装ケースの外側に配されると共に、前記内装ケース及び前記外装ケースの挿通孔を介して前記装置本体に電気配線された温度計と、前記外装ケース内において前記内装ケースを非接触状態で浮遊させる浮遊手段とを備えることを特徴とする。
なお、前記装置本体は、温度計を制御する制御回路等を含むと共に電池で駆動するように構成されるものである。 In order to solve this problem, a temperature measuring device according to the present invention includes an apparatus main body, an inner case that accommodates the apparatus main body in a fixed state, an inner surface dimension that is larger than an outer surface dimension of the inner case, An exterior case that accommodates the interior case so that a gap is formed between the interior case, an outer case that is disposed on the outside of the exterior case, and that is disposed through the insertion hole of the interior case and the exterior case. And a floating means for floating the inner case in a non-contact state in the outer case.
The apparatus main body includes a control circuit for controlling the thermometer and is configured to be driven by a battery.

本発明の温度測定装置は真空状態において使用することが好ましい。すなわち、この温度測定装置を真空状態において使用する場合には、外装ケースと内装ケースとの隙間も外装ケースに形成された配線用の挿通孔によって熱伝達率の低い真空状態に保たれることになる。このため、外装ケースが外部環境によって加熱されても、この熱が外装ケースの内部において浮遊状態とされた内装ケース及び装置本体に伝わることを極めて低く抑えることができる。
したがって、装置本体が熱の影響を受けやすい制御回路等の構成要素を備えていても、当該構成要素に外部環境の影響を与えることなく、外装ケースの外側の温度を正しく測定することができる。 The temperature measuring device of the present invention is preferably used in a vacuum state. That is, when this temperature measuring device is used in a vacuum state, the gap between the outer case and the inner case is also maintained in a vacuum state with a low heat transfer coefficient by the wiring insertion holes formed in the outer case. Become. For this reason, even if the exterior case is heated by the external environment, it is possible to keep the heat from being transmitted to the interior case and the apparatus body that are in a floating state inside the exterior case.
Therefore, even if the apparatus main body includes a component such as a control circuit that is easily affected by heat, the temperature outside the outer case can be correctly measured without affecting the component with the external environment.

なお、前記温度測定装置においては、前記浮遊手段が、互いに対向する前記外装ケースの内面及び前記内装ケースの外面のそれぞれをなす磁石によって構成されていることが好ましい。
この構成では、相互に対向する外装ケース及び内装ケースの磁石の磁極を一致させることで、外装ケースの磁石と内装ケースの磁石との間に反発磁力が生じるため、外装ケース内において内装ケースを浮遊させることができる。特に、この反発磁力が外装ケースに作用する外力よりも大きくなるように設定しておけば、内装ケースと外装ケースとの接触を確実に防止でき、また、内装ケースと外装ケースとの衝突を回避して装置本体の保護も確実に図ることができる。 In the temperature measuring device, it is preferable that the floating means is constituted by magnets that respectively form an inner surface of the outer case and an outer surface of the inner case facing each other.
In this configuration, a repulsive magnetic force is generated between the magnet of the exterior case and the magnet of the interior case by matching the magnetic poles of the exterior case and the interior case magnets facing each other. Can be made. In particular, if the repulsive magnetic force is set to be larger than the external force acting on the exterior case, contact between the interior case and the exterior case can be reliably prevented, and collision between the interior case and the exterior case can be avoided. Thus, it is possible to reliably protect the apparatus main body.

また、前記温度測定装置においては、互いに対向する前記内装ケースの外面及び前記外装ケースの内面の断面形状が、互いに相似形となる正多角形状に形成され、正多角形状に形成された前記内装ケースの外面の外接円が、正多角形状に形成された前記外装ケースの内面の外接円よりも小さく、かつ、当該外装ケースの内面の内接円よりも大きくなるように設定されていることが好ましい。
すなわち、正多角形状に形成された内装ケースの外面の外接円を正多角形状に形成された外装ケースの内面の外接円よりも小さく設定することで、内装ケースの外面と外装ケースの内面との間に隙間を形成することができる。また、内装ケースの外面の外接円を外装ケースの内面の内接円よりも大きく設定することで、内装ケースが外装ケースに対して不意に回転することを防止して、内装ケースを外装ケース内において安定した状態に保持することができる。 Further, in the temperature measuring device, the inner case formed into a regular polygonal shape in which cross-sectional shapes of the outer surface of the inner case and the inner surface of the outer case facing each other are formed in a similar polygonal shape. It is preferable that the circumscribed circle of the outer surface of the outer case is set to be smaller than the circumscribed circle of the inner surface of the outer case formed in a regular polygon shape and larger than the inscribed circle of the inner surface of the outer case. .
That is, by setting the circumscribed circle of the outer surface of the interior case formed in a regular polygon shape to be smaller than the circumscribed circle of the inner surface of the exterior case formed in a regular polygon shape, the outer surface of the interior case and the inner surface of the exterior case A gap can be formed between them. In addition, by setting the circumscribed circle on the outer surface of the interior case to be larger than the inscribed circle on the inner surface of the exterior case, the interior case is prevented from rotating unexpectedly with respect to the exterior case, and the interior case is placed inside the exterior case. In a stable state.

そして、本発明の薄膜形成装置は、内部を真空状態とすることが可能な真空漕内に、被薄膜形成材料と、熱伝導率の高い材料によって碗状に形成されて内面に被薄膜形成物を固定すると共に前記真空漕内において多軸回転するプラネタリドームとを設けて構成され、真空状態において前記被薄膜形成物の薄膜形成面に前記被薄膜形成材料からなる薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記温度測定装置を備え、前記外装ケースが前記プラネタリドームに固定され、前記温度計が前記プラネタリドームの内面に取り付けられた前記被薄膜形成物に固定されることを特徴とする。 The thin film forming apparatus of the present invention is formed in a bowl shape by a thin film forming material and a material having a high thermal conductivity in a vacuum chamber that can be in a vacuum state. And a planetary dome that rotates in multiple axes in the vacuum chamber, and is a thin film forming apparatus that forms a thin film made of the thin film forming material on a thin film forming surface of the thin film forming object in a vacuum state. The temperature measuring device is provided, the outer case is fixed to the planetary dome, and the thermometer is fixed to the film forming object attached to the inner surface of the planetary dome.

上記薄膜形成装置によれば、温度測定装置の装置本体がプラネタリドームに固定されるため、装置本体をプラネタリドームから離して真空漕の外側に配置する場合と比較して、温度計から装置本体に引き出す電気配線がプラネタリドームの複雑な動作を阻害しない。すなわち、多軸回転するプラネタリドームに固定された被薄膜形成物の温度を直接測定することが可能となる。
そして、上記薄膜形成装置が真空蒸着装置である場合には、真空漕内を真空状態として被蒸着物（被薄膜形成物）に蒸着物（薄膜形成材料）を蒸着する際には、被蒸着物を所定温度に加熱・保持するが、温度測定装置の外装ケースは熱伝導率の高いプラネタリドームに固定されているため、外装ケースも加熱される。ここで、前述したように、装置本体を収容した内装ケースは浮遊手段によって外装ケースに対して非接触状態で浮遊し、かつ、内装ケースと外装ケースとの隙間が真空状態に保たれるため、外装ケースの熱が内装ケースや装置本体に伝達することは殆ど無い。
したがって、この真空蒸着装置においては、装置本体の構成要素が熱の影響を受けることなく、温度計により被蒸着物の温度を正確に測定することができ、これによって、被蒸着物に対する蒸着物の蒸着制御を容易に行うことが可能となる。そして、この結果として、蒸着面に蒸着された蒸着物の膜質が良好となる。 According to the thin film forming apparatus, since the apparatus main body of the temperature measurement apparatus is fixed to the planetary dome, the apparatus main body is moved from the thermometer to the apparatus main body as compared with the case where the apparatus main body is placed outside the vacuum tube. The electrical wiring that pulls out does not hinder the complex operation of the planetary dome. That is, it becomes possible to directly measure the temperature of the thin film formation fixed to the planetary dome that rotates in multiple axes.
When the thin film forming apparatus is a vacuum deposition apparatus, the deposition object (thin film forming material) is deposited on the deposition object (thin film forming material) with the vacuum chamber in a vacuum state. However, since the outer case of the temperature measuring device is fixed to the planetary dome having a high thermal conductivity, the outer case is also heated. Here, as described above, the interior case containing the apparatus main body is floated in a non-contact state with respect to the exterior case by the floating means, and the gap between the interior case and the exterior case is kept in a vacuum state. The heat of the outer case is hardly transmitted to the inner case or the apparatus main body.
Therefore, in this vacuum deposition apparatus, the temperature of the deposition object can be accurately measured by the thermometer without the influence of heat on the components of the apparatus main body, and thereby, the deposited substance relative to the deposition object can be measured. Vapor deposition control can be easily performed. As a result, the film quality of the deposited material deposited on the deposition surface is improved.

なお、前記薄膜形成装置において、前記プラネタリドームは、その重心を通るようにその内面側から外面側に貫通する回転軸線を中心に回転可能とされ、複数の前記温度測定装置が、同一の前記プラネタリドームに取り付けられ、複数の前記外装ケースが、前記回転軸線を基準として互いに軸対称に配されていることが好ましい。
この構成では、プラネタリドームを回転させる機構に余分な負荷をかけることなく、プラネタリドームを安定した状態で回転させることができる。 In the thin film forming apparatus, the planetary dome is rotatable about a rotation axis that passes from the inner surface side to the outer surface side so as to pass through the center of gravity, and a plurality of the temperature measuring devices are arranged in the same planetary dome. It is preferable that the plurality of exterior cases attached to the dome are arranged symmetrically with respect to each other with respect to the rotation axis.
In this configuration, the planetary dome can be rotated in a stable state without applying an extra load to the mechanism for rotating the planetary dome.

さらに、本発明の温度測定方法は、被測定物を移動体に固定した上で、真空環境下において前記移動体と共に前記被測定物を移動させながら、前記被測定物の温度を測定する温度測定方法であって、前記温度測定装置の前記外装ケースを前記移動体に固定すると共に前記温度計を前記被測定物に固定した状態で、前記温度計により前記被測定物の温度を測定することを特徴とする。
なお、前記移動体の具体例としては、例えば前述した薄膜形成装置のプラネタリドームが挙げられる。また、被測定物の具体例としては、例えば前述した被薄膜形成物が挙げられる。 Furthermore, the temperature measurement method of the present invention is a temperature measurement for measuring the temperature of the object to be measured while moving the object to be measured together with the moving object in a vacuum environment after the object to be measured is fixed to the moving object. The method includes measuring the temperature of the object to be measured with the thermometer in a state where the outer case of the temperature measuring device is fixed to the moving body and the thermometer is fixed to the object to be measured. Features.
In addition, as a specific example of the moving body, for example, the planetary dome of the thin film forming apparatus described above can be cited. Moreover, as a specific example of a to-be-measured object, the thin film formation mentioned above is mentioned, for example.

上記温度測定方法によれば、温度測定装置の装置本体が移動体に固定されるため、装置本体を移動体から離して配置する場合と比較して、温度計から装置本体まで引き出す電気配線が移動体の動作を阻害しない。すなわち、移動体が複雑に移動するように構成されていても、移動体に固定された被測定物の温度を直接測定することが可能となる。
そして、上記温度測定方法によれば、被測定物を所定温度に加熱することに伴って移動体や外装ケースが加熱されても、真空環境下においては被測定物の温度を正確に測定することができる。 According to the above temperature measuring method, since the device main body of the temperature measuring device is fixed to the moving body, the electrical wiring drawn from the thermometer to the device main body moves compared to the case where the device main body is arranged away from the moving body. Does not interfere with body movement. That is, even if the moving body is configured to move in a complicated manner, it becomes possible to directly measure the temperature of the measurement object fixed to the moving body.
And according to the above temperature measuring method, even when the moving body or the outer case is heated in association with heating the object to be measured to a predetermined temperature, the temperature of the object to be measured is accurately measured in a vacuum environment. Can do.

また、本発明の半導体装置は、半導体ウェーハを個片化してなる半導体チップを備える半導体装置であって、前記半導体ウェーハを移動体に固定した上で、真空環境下において前記移動体と共に前記半導体ウェーハを移動させながら当該半導体ウェーハの蒸着面に蒸着物を蒸着する際に、前記温度測定装置の前記外装ケースを前記移動体に固定すると共に前記温度計を前記半導体ウェーハに固定した状態で、前記温度計により前記半導体ウェーハの温度を測定し、測定された前記半導体ウェーハの温度に基づいて、前記半導体ウェーハに対する前記蒸着物の蒸着制御が実施されることで、前記半導体ウェーハが製造されることを特徴とする。
なお、蒸着物の蒸着制御には、例えば半導体ウェーハを所定温度に加熱・保持する制御等が含まれる。 The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device including a semiconductor chip formed by dividing a semiconductor wafer into pieces, and the semiconductor wafer is fixed to the moving body, and then the semiconductor wafer together with the moving body in a vacuum environment In the state where the outer case of the temperature measuring device is fixed to the moving body and the thermometer is fixed to the semiconductor wafer, when depositing a deposit on the deposition surface of the semiconductor wafer while moving The semiconductor wafer is manufactured by measuring the temperature of the semiconductor wafer by a meter, and performing deposition control of the deposit on the semiconductor wafer based on the measured temperature of the semiconductor wafer. And
The vapor deposition control of the deposit includes, for example, control for heating and holding the semiconductor wafer at a predetermined temperature.

このように製造される半導体装置においては、半導体ウェーハの蒸着面に蒸着された蒸着物の膜質が良好となる。したがって、電気特性に優れた半導体チップを備える半導体装置を提供することが可能となる。 In the semiconductor device manufactured in this way, the film quality of the deposited material deposited on the deposition surface of the semiconductor wafer is improved. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device including a semiconductor chip having excellent electrical characteristics.

本発明によれば、真空環境下においては温度計の制御回路等を含む装置本体が外部環境の熱の影響を受けないため、外装ケースの外側に配された被測定物の温度を正確に測定することができる。 According to the present invention, the device body including the thermometer control circuit and the like is not affected by the heat of the external environment in a vacuum environment, so the temperature of the object to be measured placed outside the outer case is accurately measured. can do.

本発明の一実施形態に係る真空蒸着装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the vacuum evaporation system which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の真空蒸着装置に備えるプラネタリドームであって、（ａ）は内面側から見た状態を示す概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。It is a planetary dome with which the vacuum evaporation system of FIG. 1 is equipped, Comprising: (a) is a schematic plan view which shows the state seen from the inner surface side, (b) is a schematic sectional drawing. 本発明の一実施形態に係る温度測定装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the temperature measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 図３，４に示す温度測定装置の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of the temperature measuring apparatus shown to FIG. 従来の真空蒸着装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the conventional vacuum evaporation system.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように、この実施形態に係る真空蒸着装置（薄膜形成装置）１は、半導体チップの製造に際して半導体ウェーハ（被蒸着物、被測定物、被薄膜形成物）３の面に金属試料（蒸着物、薄膜形成材料）を蒸着するものであり、内部を真空状態とすることが可能な真空漕１１内に、蒸着源１３、加熱源１５及び複数のプラネタリドーム（移動体）１７を設けて構成されている。また、真空蒸着装置１は、真空漕１１内のエアーを排出して真空漕１１内の圧力を下げる真空ポンプ１９を備えている。なお、図示例において、真空ポンプ１９は、真空漕１１の下端からエアーを排出するように配置されているが、例えば真空漕１１の上端や側部から排出するように配置されていてもよい。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a vacuum vapor deposition apparatus (thin film forming apparatus) 1 according to this embodiment has a metal sample on the surface of a semiconductor wafer (deposition object, object to be measured, thin film formation object) 3 during the manufacture of a semiconductor chip. (Vapor deposition material, thin film forming material) is vapor-deposited, and a vapor deposition source 13, a heating source 15, and a plurality of planetary domes (moving bodies) 17 are provided in a vacuum chamber 11 that can be in a vacuum state. Configured. The vacuum vapor deposition apparatus 1 also includes a vacuum pump 19 that discharges air in the vacuum trough 11 to lower the pressure in the vacuum trough 11. In the illustrated example, the vacuum pump 19 is disposed so as to exhaust air from the lower end of the vacuum trough 11. However, for example, the vacuum pump 19 may be disposed so as to exhaust from the upper end or side portion of the vacuum trough 11.

蒸着源１３は、真空漕１１内において金属試料を溶融・気化するものであり、真空漕１１の高さ方向（Ｚ方向）の下端に設けられている。なお、金属試料の具体例としては、例えばアルミニウム、ニッケル、モリブデン、チタン、パラジウム、タングステン等が挙げられる。また、金属試料の溶融・気化は、図示例のように電源１４による通電によって実施されてもよいが、例えば電子ビームの照射等のように金属試料を加熱する任意の手法で実施することが可能である。
加熱源１５は、真空漕１１内に配された半導体ウェーハ３を所定温度に加熱するものであり、真空漕１１の下端において蒸着源１３の周囲に配されている。なお、加熱源１５の具体例としては、例えば赤外線を出射する赤外線ランプ等が挙げられる。 The vapor deposition source 13 melts and vaporizes the metal sample in the vacuum trough 11 and is provided at the lower end of the vacuum trough 11 in the height direction (Z direction). Specific examples of the metal sample include aluminum, nickel, molybdenum, titanium, palladium, tungsten, and the like. In addition, the melting and vaporization of the metal sample may be performed by energization by the power source 14 as shown in the illustrated example, but can be performed by any method for heating the metal sample, such as irradiation with an electron beam. It is.
The heating source 15 is for heating the semiconductor wafer 3 disposed in the vacuum chamber 11 to a predetermined temperature, and is disposed around the vapor deposition source 13 at the lower end of the vacuum chamber 11. A specific example of the heating source 15 is an infrared lamp that emits infrared rays, for example.

複数のプラネタリドーム１７は、それぞれアーム２１を介して真空漕１１の上端に設けられた回転軸２３に取り付けられている。なお、回転軸２３の軸線Ｌ２は真空漕１１の高さ方向に延びている。
各プラネタリドーム１７は、図２に示すように、大略碗状に形成された２枚のドーム状部材２４，２５によって構成されている。これら２枚のドーム状部材２４，２５は、鉄やステンレス等のように熱伝導性の高い材料によって形成されおり、外側のドーム状部材２４（以下、外側ドーム状部材２４と呼ぶ。）の内面２４ａに内側のドーム状部材２５（以下、内側ドーム状部材２５と呼ぶ。）の外面２５ｂが対向するように、重ね合わせて一体に固定されている。なお、図示例においては、外側ドーム状部材２４の内面２４ａと内側ドーム状部材２５の外面２５ｂとは互いに離間しているが、例えば接触していてもよい。
そして、内側ドーム状部材２５の内面１７ａ（以下、プラネタリドーム１７の内面１７ａとも呼ぶ。）には、複数の半導体ウェーハ３が固定されるようになっている。なお、プラネタリドーム１７に取り付けられた半導体ウェーハ３において、金属試料が蒸着される蒸着面（薄膜形成面）３ａは、プラネタリドーム１７の内面１７ａと同じ方向に向くようになっている。 The plurality of planetary domes 17 are each attached to a rotary shaft 23 provided at the upper end of the vacuum tube 11 via an arm 21. The axis L2 of the rotary shaft 23 extends in the height direction of the vacuum tube 11.
As shown in FIG. 2, each planetary dome 17 is composed of two dome-shaped members 24 and 25 formed in a generally bowl shape. These two dome-shaped members 24 and 25 are formed of a material having high thermal conductivity such as iron or stainless steel, and the inner surface of the outer dome-shaped member 24 (hereinafter referred to as the outer dome-shaped member 24). The outer surface 25b of the inner dome-shaped member 25 (hereinafter referred to as the inner dome-shaped member 25) is overlapped and fixed integrally with 24a. In the illustrated example, the inner surface 24a of the outer dome-shaped member 24 and the outer surface 25b of the inner dome-shaped member 25 are separated from each other, but may be in contact, for example.
A plurality of semiconductor wafers 3 are fixed to the inner surface 17a of the inner dome-shaped member 25 (hereinafter also referred to as the inner surface 17a of the planetary dome 17). In the semiconductor wafer 3 attached to the planetary dome 17, the deposition surface (thin film forming surface) 3 a on which the metal sample is deposited is oriented in the same direction as the inner surface 17 a of the planetary dome 17.

以上のように構成される各プラネタリドーム１７は、図１に示すように、その内面１７ａが軸線Ｌ２の径方向内側を向くように、アーム２１の先端に対して第１軸線（回転軸線）Ｌ１を中心として回転可能に取り付けられている。なお、第１軸線Ｌ１は、各プラネタリドーム１７においてその重心を通るように内側ドーム状部材２５の内面１７ａ側から外側ドーム状部材２４の外面１７ｂ側に貫通している。
そして、複数のプラネタリドーム１７は、回転軸２３の軸線Ｌ２（以下、第２軸線Ｌ２と呼ぶ。）の周方向に均等配列されている。なお、各プラネタリドーム１７は、真空漕１１の高さ方向に関して回転軸２３と蒸着源１３及び加熱源１５との間に配されているため、各プラネタリドーム１７の内面１７ａが蒸着源１３及び加熱源１５に向けられるように、第１軸線Ｌ１を第２軸線Ｌ２の直交方向に対して若干傾斜させている。 As shown in FIG. 1, each planetary dome 17 configured as described above has a first axis (rotation axis) L1 with respect to the tip of the arm 21 so that the inner surface 17a faces the inner side in the radial direction of the axis L2. It is attached so that it can rotate around. The first axis L1 penetrates from the inner surface 17a side of the inner dome-shaped member 25 to the outer surface 17b side of the outer dome-shaped member 24 so as to pass through the center of gravity of each planetary dome 17.
The plurality of planetary domes 17 are evenly arranged in the circumferential direction of the axis L2 of the rotating shaft 23 (hereinafter referred to as the second axis L2). Since each planetary dome 17 is arranged between the rotary shaft 23 and the vapor deposition source 13 and the heating source 15 in the height direction of the vacuum chamber 11, the inner surface 17a of each planetary dome 17 is formed by the vapor deposition source 13 and the heating source. The first axis L1 is slightly inclined with respect to the direction perpendicular to the second axis L2 so as to be directed to the source 15.

さらに、複数のプラネタリドーム１７の下端は、第２軸線Ｌ２を中心とした円環状のレール１８によって支持されている。具体的に説明すれば、各プラネタリドーム１７を構成する外側ドーム状部材２４の外周端が円環状のレール１８上に載置されている。これにより、外側ドーム状部材２４は、レール１８上において第２軸線Ｌ２の周方向に延びるレール１８の長手方向に転動可能とされている。
以上のように配置された複数のプラネタリドーム１７は、不図示の駆動源によって回転軸２３が回転することで、第２軸線Ｌ２を中心に公転すると共に、各プラネタリドーム１７がレール１８上を転動して第１軸線Ｌ１を中心に自転することになる。すなわち、各プラネタリドーム１７は、真空漕１１内において多軸回転するように配置されている。 Furthermore, the lower ends of the plurality of planetary domes 17 are supported by an annular rail 18 centered on the second axis L2. More specifically, the outer peripheral end of the outer dome-shaped member 24 constituting each planetary dome 17 is placed on an annular rail 18. Thereby, the outer dome-shaped member 24 can roll on the rail 18 in the longitudinal direction of the rail 18 extending in the circumferential direction of the second axis L2.
The plurality of planetary domes 17 arranged as described above revolve around the second axis L2 as the rotation shaft 23 rotates by a drive source (not shown), and each planetary dome 17 rotates on the rail 18. It rotates and rotates around the first axis L1. That is, each planetary dome 17 is arranged so as to rotate in multiple axes in the vacuum chamber 11.

さらに、上記構成の真空蒸着装置１は、プラネタリドーム１７に取り付けられた半導体ウェーハ３の温度を測定するための温度測定装置５を備えている。この温度測定装置５は、図３，４に示すように、装置本体３１、内装ケース３３、外装ケース３５及び温度計３７を備えて構成されている。
装置本体３１は、温度計３７を制御する制御回路や、温度計３７において測定された半導体ウェーハ３の温度履歴データを記憶する記憶媒体を含んで構成されるものであり、電池で駆動するように構成されている。なお、記憶媒体の具体例としては、例えばＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等が挙げられる。また、図示例において、装置本体３１は円柱状に形成されている。 Furthermore, the vacuum vapor deposition apparatus 1 having the above-described configuration includes a temperature measurement apparatus 5 for measuring the temperature of the semiconductor wafer 3 attached to the planetary dome 17. As shown in FIGS. 3 and 4, the temperature measuring device 5 includes a device main body 31, an interior case 33, an exterior case 35, and a thermometer 37.
The apparatus main body 31 includes a control circuit that controls the thermometer 37 and a storage medium that stores temperature history data of the semiconductor wafer 3 measured by the thermometer 37, and is driven by a battery. It is configured. Specific examples of the storage medium include, for example, an HDD (Hard Disc Drive), a RAM (Random Access Memory), and the like. In the illustrated example, the apparatus main body 31 is formed in a cylindrical shape.

内装ケース３３は、装置本体３１を固定状態に収容する内側ケース本体４１と、内側ケース本体４１の外面全体を覆うように配されて内装ケース３３の外面３３ａをなすシート状の磁石４３（以下、内側磁石シート４３と呼ぶ）とを備えて構成されている。内側ケース本体４１は、中心軸線Ｌ３方向の両端を板状部材により閉塞した断面円形の筒状に形成されている。そして、内側ケース本体４１を構成する一方の板状部材は開閉可能な蓋体として機能し、内装ケース本体４１に対して装置本体３１を出し入れできるようになっている。なお、内側ケース本体４１は、内側磁石シート４３の磁力が装置本体３１内部に到達して制御回路や記憶媒体等に影響を与えないように、例えばパーマロイ等のように磁力を遮蔽する透磁率の高い材料によって形成されることが好ましい。 The inner case 33 includes an inner case main body 41 that accommodates the apparatus main body 31 in a fixed state, and a sheet-like magnet 43 (hereinafter referred to as an outer surface 33a) that is disposed so as to cover the entire outer surface of the inner case main body 41. The inner magnet sheet 43). The inner case main body 41 is formed in a cylindrical shape having a circular cross section in which both ends in the direction of the central axis L3 are closed with plate-like members. One plate-like member constituting the inner case main body 41 functions as an openable / closable lid, and the apparatus main body 31 can be inserted into and removed from the interior case main body 41. The inner case body 41 has a magnetic permeability that shields the magnetic force such as permalloy so that the magnetic force of the inner magnet sheet 43 does not reach the inside of the apparatus main body 31 and affect the control circuit, the storage medium, or the like. It is preferably formed of a high material.

内側磁石シート４３は、可撓性を有しており、内側ケース本体４１の外周面及び中心軸線Ｌ３方向の両端面にそれぞれ別個に配されている。なお、図示例において、内側ケース本体４１の外周面には、その周方向に内側磁石シート４３を複数に分割して配しているが、例えば外周面の周方向にわたって一枚の内側磁石シート４３を配してもよい。
このように構成された内装ケース３３の外面形状は、内側ケース本体４１の外面形状に相似する形状をなしている。 The inner magnet sheet 43 has flexibility and is separately disposed on the outer peripheral surface of the inner case main body 41 and both end surfaces in the direction of the central axis L3. In the illustrated example, the inner case sheet 41 is divided into a plurality of inner magnet sheets 43 in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the inner case main body 41. For example, one inner magnet sheet 43 is disposed along the circumferential direction of the outer circumferential surface. May be arranged.
The outer surface shape of the interior case 33 configured as described above is similar to the outer surface shape of the inner case main body 41.

外装ケース３５は、内装ケース３３を収容する外側ケース本体４５と、外側ケース本体４５の内面全体を覆うように配されて外装ケース３５の内面３５ｂをなすシート状の磁石４７（以下、外側磁石シート４７と呼ぶ）とを備えて構成されている。外側ケース本体４５は、内側ケース本体４１と同様に中心軸線Ｌ３方向の両端を板状部材により閉塞した断面円形の筒状に形成されている。そして、外側ケース本体４５を構成する一方の板状部材は開閉可能な蓋体として機能し、外装ケース３５に対して内装ケース３３を出し入れできるようになっている。 The outer case 35 includes an outer case main body 45 that houses the inner case 33, and a sheet-like magnet 47 (hereinafter referred to as an outer magnet sheet) that is disposed so as to cover the entire inner surface of the outer case main body 45 and forms the inner surface 35b of the outer case 35. 47). Similar to the inner case main body 41, the outer case main body 45 is formed in a cylindrical shape having a circular cross section in which both ends in the direction of the central axis L3 are closed by plate-like members. One plate-like member constituting the outer case main body 45 functions as a lid that can be opened and closed, and the inner case 33 can be taken in and out of the outer case 35.

外側磁石シート４７は、可撓性を有しており、外側ケース本体４５の内周面及び中心軸線Ｌ３方向の両端面にそれぞれ別個に配されている。なお、図示例において、外側ケース本体４５の内周面には、その周方向に外側磁石シート４７を複数に分割して配しているが、例えば内周面の周方向にわたって一枚の外側磁石シート４７を配してもよい。
このように構成された外装ケース３５の内面形状は、外側ケース本体４５の内面形状に相似する形状をなしている。また、外装ケース３５の内面寸法は、内装ケース３３の外面寸法よりも大きく形成されており、内装ケース３３を収容した状態において外装ケース３５と内装ケース３３との間に隙間が形成されるようになっている。 The outer magnet sheet 47 has flexibility, and is separately disposed on the inner peripheral surface of the outer case main body 45 and both end surfaces in the direction of the central axis L3. In the illustrated example, on the inner peripheral surface of the outer case main body 45, the outer magnet sheet 47 is divided into a plurality of portions in the circumferential direction. For example, one outer magnet is provided over the circumferential direction of the inner peripheral surface. A sheet 47 may be provided.
The inner surface shape of the outer case 35 configured as described above is similar to the inner surface shape of the outer case main body 45. Further, the inner surface dimension of the outer case 35 is formed to be larger than the outer surface dimension of the inner case 33 so that a gap is formed between the outer case 35 and the inner case 33 in a state in which the inner case 33 is accommodated. It has become.

そして、内側磁石シート４３及び外側磁石シート４７は、それぞれの厚さ方向の両端面に磁極が現れるように着磁されており、相互に対向する内側磁石シート４３及び外側磁石シート４７の磁極が一致している。これにより、内側磁石シート４３と外側磁石シート４７との間に反発磁力が生じる。すなわち、これら内側磁石シート４３及び外側磁石シート４７は、外装ケース３５内において内装ケース３３を非接触状態で浮遊させる浮遊手段４９を構成している。
温度計３７は、例えば熱電対からなり、電気配線３９によって装置本体３１に電気接続されている。また、温度計３７は、電気配線３９を内装ケース３３及び外装ケース３５に形成された挿通孔３３ｃ、３５ｃに挿通させることで、外装ケース３５の外側に配されている。 The inner magnet sheet 43 and the outer magnet sheet 47 are magnetized so that magnetic poles appear on both end surfaces in the thickness direction, and the inner magnet sheet 43 and the outer magnet sheet 47 facing each other have a single magnetic pole. I'm doing it. Thereby, a repulsive magnetic force is generated between the inner magnet sheet 43 and the outer magnet sheet 47. That is, the inner magnet sheet 43 and the outer magnet sheet 47 constitute a floating means 49 that floats the inner case 33 in a non-contact state in the outer case 35.
The thermometer 37 is made of, for example, a thermocouple, and is electrically connected to the apparatus main body 31 by an electric wiring 39. The thermometer 37 is arranged outside the outer case 35 by inserting the electrical wiring 39 through insertion holes 33 c and 35 c formed in the inner case 33 and the outer case 35.

以上のように構成される温度測定装置５は、図２に示すように、同一のプラネタリドーム１７に対して複数（図示例においては２つ）取り付けられている。すなわち、各温度測定装置５のうち、装置本体３１及び内装ケース３３を収容した外装ケース３５は、ネジ止め等によって外側ドーム状部材２４の外面１７ｂ（以下、プラネタリドーム１７の外面１７ｂと呼ぶ。）に固定されている。なお、外装ケース３５は、プラネタリドーム１７の外面１７ｂにおいて、第１軸線Ｌ１の近くに配置することがより好ましい。
また、電気配線３９がプラネタリドーム１７を構成する２枚のドーム状部材２４，２５の厚さ方向に貫通する貫通孔１７ｃに挿通され、温度計３７がプラネタリドーム１７の内面１７ａに取り付けられた半導体ウェーハ３に固定される。なお、図示例のように、金属試料を蒸着する半導体ウェーハ３の蒸着面３ａに温度計３７を固定する場合、温度計３７は半導体チップの形成領域から外れた位置に配されればよい。
そして、同一のプラネタリドーム１７に取り付けられる複数の外装ケース３５は、プラネタリドーム１７の外面１７ｂにおいて、第１軸線Ｌ１を基準として互いに軸対称に配されている。 As shown in FIG. 2, a plurality of (two in the illustrated example) temperature measuring devices 5 configured as described above are attached to the same planetary dome 17. That is, of each temperature measuring device 5, the outer case 35 that houses the device main body 31 and the inner case 33 is screwed or the like to the outer surface 17 b of the outer dome-shaped member 24 (hereinafter referred to as the outer surface 17 b of the planetary dome 17). It is fixed to. In addition, it is more preferable that the outer case 35 is disposed near the first axis L1 on the outer surface 17b of the planetary dome 17.
In addition, the electrical wiring 39 is inserted into the through hole 17c penetrating in the thickness direction of the two dome-shaped members 24, 25 constituting the planetary dome 17, and the thermometer 37 is attached to the inner surface 17a of the planetary dome 17. Fixed to the wafer 3. In the case of fixing the thermometer 37 to the vapor deposition surface 3a of the semiconductor wafer 3 on which the metal sample is vapor-deposited as in the illustrated example, the thermometer 37 may be disposed at a position outside the semiconductor chip formation region.
The plurality of outer cases 35 attached to the same planetary dome 17 are arranged symmetrically with respect to each other on the outer surface 17b of the planetary dome 17 with respect to the first axis L1.

次に、以上のように構成された真空蒸着装置１を用いて半導体ウェーハ３に金属試料を蒸着する蒸着方法、及び、この蒸着方法において半導体ウェーハ３の温度を測定する温度測定方法について説明する。
この蒸着方法においては、予め、装置本体３１及び内装ケース３３を内包した外装ケース３５をプラネタリドーム１７の外面１７ｂに固定しておくと共に、温度計３７をプラネタリドーム１７の貫通孔１７ｃに挿通させてプラネタリドーム１７の内面１７ａ側に配置しておく。
そして、多数の半導体ウェーハ３を複数のプラネタリドーム１７に固定すると共に、温度計を半導体ウェーハ３の蒸着面３ａに固定する。次いで、真空ポンプ１９により真空漕１１内のエアーを排出して真空状態とし、この真空環境下において不図示の駆動源により回転軸２３を回転させることでプラネタリドーム１７を多軸回転させると共に、蒸着源１３における金属試料を溶融・気化させる。これにより、半導体ウェーハ３の蒸着面３ａに金属試料を蒸着して金属膜（蒸着膜、薄膜）を形成する。 Next, a vapor deposition method for vapor-depositing a metal sample on the semiconductor wafer 3 using the vacuum vapor deposition apparatus 1 configured as described above, and a temperature measurement method for measuring the temperature of the semiconductor wafer 3 in this vapor deposition method will be described.
In this vapor deposition method, an exterior case 35 containing the apparatus main body 31 and the interior case 33 is fixed to the outer surface 17b of the planetary dome 17 in advance, and a thermometer 37 is inserted into the through hole 17c of the planetary dome 17. It is arranged on the inner surface 17a side of the planetary dome 17.
A large number of semiconductor wafers 3 are fixed to a plurality of planetary domes 17, and a thermometer is fixed to the vapor deposition surface 3 a of the semiconductor wafer 3. Next, the vacuum pump 19 discharges the air in the vacuum chamber 11 to bring it into a vacuum state, and in this vacuum environment, the rotating shaft 23 is rotated by a driving source (not shown) to rotate the planetary dome 17 in a multi-axis manner and to perform evaporation. The metal sample in the source 13 is melted and vaporized. Thereby, a metal sample is vapor-deposited on the vapor deposition surface 3a of the semiconductor wafer 3 to form a metal film (deposition film, thin film).

また、この蒸着の際には、加熱源１５である赤外線ランプから半導体ウェーハ３の蒸着面３ａに向けて熱を照射して、半導体ウェーハ３の蒸着面３ａを加熱し、温度計３７により加熱された半導体ウェーハ３の蒸着面３ａの温度を測定する。ここで、装置本体３１は電池で動作するように構成されているため、温度を測定した結果を温度履歴データとして装置本体３１の記憶媒体に記憶させることができる。
そして、このように半導体ウェーハ３を加熱すると、プラネタリドーム１７の内面１７ａも加熱される。なお、本実施形態のプラネタリドーム１７は２枚のドーム状部材２４，２５によって構成されているため、加熱源１５の熱によって直接加熱されるのは内側ドーム状部材２５のみとなるが、これら２枚のドーム状部材２４，２５は一体に固定されているため、熱伝導によって外側ドーム状部材２４も同様に加熱される。したがって、前述した蒸着の際には、外側ドーム状部材２４に固定された温度測定装置５の外装ケース３５も加熱されることになる。 In this vapor deposition, heat is irradiated from the infrared lamp as the heating source 15 toward the vapor deposition surface 3 a of the semiconductor wafer 3 to heat the vapor deposition surface 3 a of the semiconductor wafer 3 and heated by the thermometer 37. The temperature of the vapor deposition surface 3a of the semiconductor wafer 3 is measured. Here, since the apparatus main body 31 is configured to operate on a battery, the result of measuring the temperature can be stored in the storage medium of the apparatus main body 31 as temperature history data.
When the semiconductor wafer 3 is heated in this way, the inner surface 17a of the planetary dome 17 is also heated. In addition, since the planetary dome 17 of this embodiment is comprised by the two dome-shaped members 24 and 25, only the inner dome-shaped member 25 is directly heated by the heat of the heating source 15, but these 2 Since the single dome-shaped members 24 and 25 are integrally fixed, the outer dome-shaped member 24 is similarly heated by heat conduction. Therefore, during the above-described vapor deposition, the outer case 35 of the temperature measuring device 5 fixed to the outer dome-shaped member 24 is also heated.

これに対し、温度測定装置５においては、装置本体３１を収容した内装ケース３３が浮遊手段４９によって外装ケース３５に対して非接触状態で浮遊して、内装ケース３３と外装ケース３５との間に隙間が形成されている。さらに、内装ケース３３と外装ケース３５との隙間は、電気配線３９用の貫通孔１７ｃによって外装ケース３５の外側に連通しているため、真空漕１１内と同様に、熱伝達率の低い真空状態に保たれることになる。したがって、外装ケース３５が加熱されても、この熱が内装ケース３３及び装置本体３１に伝達されることを極めて低く抑えることができる。
なお、以上の蒸着方法によって金属試料を蒸着して製造された半導体ウェーハ３は、半導体チップに個片化される。そして、この半導体チップは基板に搭載されたり、樹脂で封止されたりすることで半導体装置として構成されることになる。 On the other hand, in the temperature measuring device 5, the interior case 33 that accommodates the device body 31 is floated in a non-contact state with respect to the exterior case 35 by the floating means 49, and between the interior case 33 and the exterior case 35. A gap is formed. Further, since the gap between the interior case 33 and the exterior case 35 communicates with the outside of the exterior case 35 through the through-hole 17c for the electrical wiring 39, the vacuum state with a low heat transfer coefficient is the same as in the vacuum chamber 11. Will be kept. Therefore, even if the exterior case 35 is heated, it is possible to keep the heat from being transmitted to the interior case 33 and the apparatus main body 31 to a very low level.
In addition, the semiconductor wafer 3 manufactured by vapor-depositing a metal sample by the above vapor deposition method is separated into semiconductor chips. The semiconductor chip is configured as a semiconductor device by being mounted on a substrate or sealed with resin.

以上説明したように、上記温度測定装置５、これを備える真空蒸着装置１、及び、温度測定方法によれば、装置本体３１がプラネタリドーム１７に固定されるため、装置本体３１をプラネタリドーム１７から離して真空漕１１の外側に配置する場合と比較して、温度計３７から装置本体３１に引き出す電気配線３９がプラネタリドーム１７の複雑な動作を阻害しない。すなわち、多軸回転するプラネタリドーム１７に固定された被蒸着物の温度を直接測定することが可能となる。
そして、装置本体３１が熱の影響を受けやすい制御回路や記憶媒体等の構成要素を含んでいても、装置本体３１は殆ど加熱されないため、外装ケース３５の外側に配された半導体ウェーハ３の温度を正確に測定することができる。また、これにより、半導体ウェーハ３に対する金属試料の蒸着制御を容易に行うことが可能となり、その結果として、半導体ウェーハ３の蒸着面３ａに蒸着された金属膜の膜質が良好となる。 As described above, according to the temperature measuring device 5, the vacuum vapor deposition device 1 including the temperature measuring device 5, and the temperature measuring method, since the device main body 31 is fixed to the planetary dome 17, the device main body 31 is removed from the planetary dome 17. Compared with the case where it is separated and placed outside the vacuum vessel 11, the electrical wiring 39 drawn from the thermometer 37 to the apparatus main body 31 does not hinder the complicated operation of the planetary dome 17. That is, it becomes possible to directly measure the temperature of the deposition object fixed to the planetary dome 17 that rotates in multiple axes.
Even if the apparatus main body 31 includes components such as a control circuit and a storage medium that are easily affected by heat, the apparatus main body 31 is hardly heated, so that the temperature of the semiconductor wafer 3 disposed outside the outer case 35 is increased. Can be measured accurately. This also makes it possible to easily control the vapor deposition of the metal sample on the semiconductor wafer 3, and as a result, the film quality of the metal film deposited on the vapor deposition surface 3a of the semiconductor wafer 3 is improved.

すなわち、正確に測定された半導体ウェーハ３の温度履歴データは装置本体３１の記憶媒体に記憶されているため、金属試料の蒸着が終了した後に、装置本体３１を真空漕１１から取り出すことで、この温度履歴データを取得することができる。そして、この温度履歴データに基づいて、真空蒸着装置１における金属試料の蒸着制御を容易に行うことができる。具体的には、取得した温度履歴データに基づいて加熱源１５の出力制御を実施する等して、半導体ウェーハ３を高い精度で所定温度に加熱・保持することが可能となるため、半導体ウェーハ３の蒸着面３ａに蒸着された金属膜の膜質が良好となる。
さらに、このように製造される半導体ウェーハ３を個片化してなる半導体チップは電気特性に優れる。したがって、電気特性に優れた半導体チップを備える半導体装置を提供することが可能となる。 That is, since the temperature history data of the semiconductor wafer 3 accurately measured is stored in the storage medium of the apparatus main body 31, the apparatus main body 31 is removed from the vacuum chamber 11 after the deposition of the metal sample is completed. Temperature history data can be acquired. And based on this temperature history data, the vapor deposition control of the metal sample in the vacuum vapor deposition apparatus 1 can be performed easily. Specifically, since the output of the heating source 15 is controlled based on the acquired temperature history data, the semiconductor wafer 3 can be heated and held at a predetermined temperature with high accuracy. The film quality of the metal film deposited on the deposition surface 3a is improved.
Furthermore, the semiconductor chip formed by dividing the semiconductor wafer 3 manufactured in this way is excellent in electrical characteristics. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device including a semiconductor chip with excellent electrical characteristics.

また、上記温度測定装置５によれば、外装ケース３５内において内装ケース３３を非接触状態で浮遊させる浮遊手段４９として磁石４３，４７を利用しているため、その反発磁力により外装ケース３５内において内装ケース３３を確実に浮遊させることができる。なお、この反発磁力が、プラネタリドーム１７の回転等によって外装ケース３５に作用する外力よりも大きくなるように設定しておけば、内装ケース３３と外装ケース３５との接触を確実に防止でき、また、内装ケース３３と外装ケース３５との衝突を回避して装置本体３１の保護も確実に図ることができる。
また、上記温度測定装置５によれば、装置本体３１が電池で駆動するように構成されていることから、装置本体３１から真空漕１１の外側まで電源用の配線を引き出す必要も無いため、多軸回転するプラネタリドーム１７に対する温度測定装置５の取り付けを容易に行うことができる。 Further, according to the temperature measuring device 5, since the magnets 43 and 47 are used as the floating means 49 that floats the inner case 33 in a non-contact state in the outer case 35, the repulsive magnetic force causes the inner case 33 to float in the outer case 35. The interior case 33 can be reliably floated. If the repulsive magnetic force is set to be larger than the external force acting on the outer case 35 due to the rotation of the planetary dome 17 or the like, the contact between the inner case 33 and the outer case 35 can be reliably prevented, and Further, it is possible to reliably protect the apparatus main body 31 by avoiding a collision between the inner case 33 and the outer case 35.
Further, according to the temperature measuring device 5, since the device main body 31 is configured to be driven by a battery, it is not necessary to draw a power supply wiring from the device main body 31 to the outside of the vacuum tube 11. The temperature measuring device 5 can be easily attached to the planetary dome 17 that rotates about the axis.

また、上記真空蒸着装置１において、同一のプラネタリドーム１７に取り付けられる複数の外装ケース３５は、プラネタリドーム１７の外面１７ｂにおいて、第１軸線Ｌ１を基準として互いに軸対称に配されているため、プラネタリドーム１７を回転させる機構（例えばプラネタリドーム１７とアーム２１との連結部分）に余分な負荷をかけることなく、プラネタリドーム１７を安定した状態で回転させることができる。 In the vacuum deposition apparatus 1, the plurality of outer cases 35 attached to the same planetary dome 17 are arranged symmetrically with respect to the first axis L 1 on the outer surface 17 b of the planetary dome 17. The planetary dome 17 can be rotated in a stable state without applying an extra load to a mechanism for rotating the dome 17 (for example, a connecting portion between the planetary dome 17 and the arm 21).

なお、中心軸線Ｌ３に直交する内装ケース３３の外周面（外面）３３ａ及び外装ケース３５の内周面（内面）３５ｂの断面形状は、上記実施形態のように円形状に形成されることに限らず、少なくとも互いに相似形となる任意形状に形成されていればよく、例えば図５に示すように、互いに相似形となる正多角形状に形成されていてもよい。すなわち、内装ケース３３の外周面３３ａ及び外装ケース３５の内周面３５ｂの断面形状は、図示例のように正六角形状でもよいが、例えば正四角形状、正五角形状であってもよい。この場合、内装ケース３３の外周面３３ａの外接円は、外装ケース３５の内周面３５ｂの外接円よりも小さく、かつ、外装ケース３５の内周面３５ｂの内接円よりも大きくなるように設定されることが好ましい。 In addition, the cross-sectional shape of the outer peripheral surface (outer surface) 33a of the interior case 33 orthogonal to the central axis L3 and the inner peripheral surface (inner surface) 35b of the outer case 35 is not limited to being circular as in the above embodiment. Instead, it is only necessary to form at least arbitrary shapes that are similar to each other. For example, as shown in FIG. 5, they may be formed into regular polygonal shapes that are similar to each other. That is, the cross-sectional shape of the outer peripheral surface 33a of the inner case 33 and the inner peripheral surface 35b of the outer case 35 may be a regular hexagonal shape as in the illustrated example, but may be, for example, a regular square shape or a regular pentagonal shape. In this case, the circumscribed circle of the outer peripheral surface 33 a of the inner case 33 is smaller than the circumscribed circle of the inner peripheral surface 35 b of the outer case 35 and larger than the inscribed circle of the inner peripheral surface 35 b of the outer case 35. It is preferably set.

すなわち、内装ケース３３の外周面３３ａの外接円を外装ケース３５の内周面３５ｂの外接円よりも小さく設定することで、内装ケース３３の外周面３３ａと外装ケース３５の内周面３５ｂとの間に隙間を形成することができる。また、内装ケース３３の外周面３３ａの外接円を外装ケース３５の内周面３５ｂの内接円よりも大きく設定することで、内装ケース３３が外装ケース３５に対して中心軸線Ｌ３回りに不意に回転することを防止して、内装ケース３３を外装ケース３５内において安定した状態に保持することができる。 That is, by setting the circumscribed circle of the outer peripheral surface 33a of the inner case 33 to be smaller than the circumscribed circle of the inner peripheral surface 35b of the outer case 35, the outer peripheral surface 33a of the inner case 33 and the inner peripheral surface 35b of the outer case 35 are set. A gap can be formed between them. Further, by setting the circumscribed circle of the outer peripheral surface 33a of the inner case 33 to be larger than the inscribed circle of the inner peripheral surface 35b of the outer case 35, the inner case 33 unexpectedly around the central axis L3 with respect to the outer case 35. The inner case 33 can be held in a stable state in the outer case 35 by preventing rotation.

また、上記実施形態の温度測定装置５において、装置本体３１は円柱状に形成されるとしたが、任意の外面形状を有していてよい。また、内装ケース３３の内面は、少なくとも装置本体３１を固定状態で収容できる形状に形成されていればよく、例えば装置本体３１の外面形状に対応する形状に形成されていてもよい。
さらに、内装ケース３３や外装ケース３５を構成する磁石４３，４７はシート状に形成されるとしたが、外装ケース３５内において内装ケース３３を非接触状態で浮遊させることができれば、任意の形状に形成されていてよい。さらに、浮遊手段４９は磁石４３，４７によって構成されることに限らず、少なくとも外装ケース３５内において内装ケース３３を非接触状態で浮遊させるものによって構成されればよい。 Moreover, in the temperature measuring device 5 of the said embodiment, although the apparatus main body 31 was formed in the column shape, you may have arbitrary outer surface shapes. Further, the inner surface of the interior case 33 may be formed in a shape that can accommodate at least the apparatus main body 31 in a fixed state. For example, the inner case 33 may be formed in a shape corresponding to the outer surface shape of the apparatus main body 31.
Further, the magnets 43 and 47 constituting the interior case 33 and the exterior case 35 are formed in a sheet shape. However, if the interior case 33 can be floated in a non-contact state in the exterior case 35, the magnets 43 and 47 can have any shape. It may be formed. Furthermore, the floating means 49 is not limited to being configured by the magnets 43 and 47, and may be configured by at least the internal case 33 floating in a non-contact state within the external case 35.

また、外装ケース３５は、プラネタリドーム１７の外面１７ｂに固定されるとしたが、例えばプラネタリドーム１７の内面１７ａに固定されてもよい。ただし、半導体ウェーハ３を赤外線ランプ（加熱源１５）の照射によって加熱する場合には、外装ケース３５も赤外線ランプからの熱によって直接加熱されるため、外装ケース３５の加熱を極力減らすことを考慮すれば、外装ケース３５は、上記実施形態のようにプラネタリドーム１７の外面１７ｂに固定されることがより好ましい。
さらに、温度計３７によって測定された半導体ウェーハ３の温度履歴データは、装置本体３１において記憶されることに限らず、例えば無線により真空漕１１の外側に送信されてもよい。この場合には、装置本体３１に無線送信機を設けると共に、真空漕１１の外側に無線送信機から送信された温度履歴データを受信する無線受信機、及び、これに接続されて温度履歴データを記憶する記憶媒体や温度履歴データを表示する表示装置等を設けておけばよい。この構成では、蒸着の即時制御を実施することが可能となる。すなわち、蒸着を実施しながら、温度履歴データに基づいて金属試料の蒸着制御を行うことができる。 The outer case 35 is fixed to the outer surface 17b of the planetary dome 17, but may be fixed to the inner surface 17a of the planetary dome 17, for example. However, when the semiconductor wafer 3 is heated by irradiation with an infrared lamp (heating source 15), since the outer case 35 is also directly heated by the heat from the infrared lamp, it is considered to reduce the heating of the outer case 35 as much as possible. For example, the outer case 35 is more preferably fixed to the outer surface 17b of the planetary dome 17 as in the above embodiment.
Furthermore, the temperature history data of the semiconductor wafer 3 measured by the thermometer 37 is not limited to being stored in the apparatus main body 31, and may be transmitted to the outside of the vacuum chamber 11 by radio, for example. In this case, the apparatus main body 31 is provided with a wireless transmitter, the wireless receiver that receives the temperature history data transmitted from the wireless transmitter outside the vacuum chamber 11, and the temperature history data connected to the wireless receiver. A storage medium for storage, a display device for displaying temperature history data, or the like may be provided. With this configuration, it is possible to perform immediate control of vapor deposition. That is, the vapor deposition control of the metal sample can be performed based on the temperature history data while performing the vapor deposition.

また、上記実施形態の真空蒸着装置１において、各プラネタリドーム１７は、２枚のドーム状部材２４，２５によって構成されるとしたが、例えば１枚のドーム状部材によって構成されてもよい。また、真空漕１１内にはプラネタリドーム１７が複数設けられるとしたが、例えば１つだけ設けられてもよい。
さらに、真空蒸着装置１においては、半導体ウェーハ３に金属膜を形成するとしたが、例えばガラス基板等の他の被蒸着物の蒸着面に金属膜等の蒸着膜を形成してもよい。
また、温度測定装置５は、半導体ウェーハ３等の蒸着面に金属試料を蒸着する真空蒸着装置１に設けられることに限らず、少なくとも真空漕１１内に設けられたプラネタリドーム１７の内面１７ａに半導体ウェーハ３やガラス基板等の被薄膜形成物を固定した上で、真空状態において被薄膜形成物の薄膜形成面に薄膜形成材料からなる薄膜を形成する薄膜形成装置に設けられればよい。 In the vacuum deposition apparatus 1 of the above embodiment, each planetary dome 17 is configured by the two dome-shaped members 24 and 25. However, for example, the planetary dome 17 may be configured by a single dome-shaped member. Moreover, although the plurality of planetary domes 17 are provided in the vacuum chamber 11, for example, only one planetary dome 17 may be provided.
Furthermore, in the vacuum vapor deposition apparatus 1, the metal film is formed on the semiconductor wafer 3, but a vapor deposition film such as a metal film may be formed on the vapor deposition surface of another deposition target such as a glass substrate.
Further, the temperature measuring device 5 is not limited to being provided in the vacuum vapor deposition device 1 for depositing a metal sample on the vapor deposition surface of the semiconductor wafer 3 or the like, and at least a semiconductor is formed on the inner surface 17a of the planetary dome 17 provided in the vacuum chamber 11. What is necessary is just to provide in the thin film formation apparatus which forms the thin film which consists of thin film formation materials in the thin film formation surface of a thin film formation object in a vacuum state, after fixing thin film formation objects, such as a wafer 3 and a glass substrate.

さらに、温度測定装置５は、多軸回転するプラネタリドーム１７に取り付けられることに限らず、複雑に移動する任意の移動体に取り付けることが可能である。そして、移動体が真空環境下で移動するものである限り、上記実施形態の場合と同様に、外装ケース３５の外部環境に影響されることなく、移動体あるいはこれに固定された被測定物の温度を測定することができる。なお、複雑な移動をする移動体としては、多軸回転するプラネタリドーム１７のほかに、例えば振動等の平行移動及び自転を組み合わせた移動をするもの、平行移動及び公転を組み合わせた移動をするもの等が挙げられる。
また、温度測定装置５は、上述した移動体に固定されなくても、真空環境下において使用することで上記実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、温度測定装置５が真空環境下に配置されていれば、外装ケース３５が外部環境によって加熱されても、外装ケース３５の内部において浮遊状態とされた内装ケース３３及び装置本体３１が加熱されることは殆ど無いため、温度計３７により外装ケース３５の外側の温度を正しく測定することができる。 Furthermore, the temperature measuring device 5 is not limited to being attached to the planetary dome 17 that rotates in multiple axes, but can be attached to any moving body that moves in a complicated manner. As long as the moving body moves in a vacuum environment, the moving body or the object to be measured fixed to the moving body is not affected by the external environment of the outer case 35 as in the case of the above embodiment. The temperature can be measured. In addition to the planetary dome 17 that rotates in multiple axes, for example, a moving body that moves in combination with parallel movement and rotation, such as vibration, or a movement that combines parallel movement and revolution, Etc.
Moreover, even if the temperature measuring device 5 is not fixed to the above-described moving body, the same effect as that of the above embodiment can be obtained by using it in a vacuum environment. That is, if the temperature measuring device 5 is arranged in a vacuum environment, the interior case 33 and the apparatus body 31 that are in a floating state inside the exterior case 35 are heated even if the exterior case 35 is heated by the external environment. Therefore, the temperature outside the outer case 35 can be correctly measured by the thermometer 37.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

１真空蒸着装置（薄膜形成装置）
３半導体ウェーハ（被蒸着物、被測定物、被薄膜形成物）
３ａ蒸着面（薄膜形成面）
５温度測定装置
１１真空漕
１３蒸着源
１７プラネタリドーム（移動体）
１７ａ内面
１７ｂ外面
３１装置本体
３３内装ケース
３３ａ外面
３３ｃ挿通孔
３５外装ケース
３５ｂ内面
３５ｃ挿通孔
３７温度計
４３内側磁石シート（磁石）
４７外側磁石シート（磁石）
４９浮遊手段
Ｌ１第１軸線（回転軸線）
Ｌ２第２軸線 1 Vacuum deposition equipment (thin film forming equipment)
3 Semiconductor wafer (deposited object, object to be measured, thin film object)
3a Deposition surface (thin film formation surface)
5 Temperature measuring device 11 Vacuum bowl 13 Deposition source 17 Planetary dome (moving body)
17a inner surface 17b outer surface 31 apparatus main body 33 inner case 33a outer surface 33c insertion hole 35 outer case 35b inner surface 35c insertion hole 37 thermometer 43 inner magnet sheet (magnet)
47 Outer magnet sheet (magnet)
49 Floating means L1 1st axis (rotation axis)
L2 2nd axis

Claims

The device body;
An interior case that houses the device body in a fixed state;
An outer case that accommodates the inner case so that an inner surface dimension is formed larger than an outer surface dimension of the inner case and a gap is formed between the inner case and the inner case;
A thermometer disposed on the outside of the exterior case, and electrically wired to the apparatus main body through an insertion hole of the interior case and the exterior case,
A temperature measuring device comprising: floating means for floating the inner case in a non-contact state in the outer case.

The temperature measuring device according to claim 1, wherein the floating means is constituted by a magnet that forms an inner surface of the outer case and an outer surface of the inner case that face each other.

Cross-sectional shapes of the outer surface of the inner case and the inner surface of the outer case facing each other are formed into regular polygonal shapes that are similar to each other,
A circumscribed circle on the outer surface of the interior case formed in a regular polygon shape is smaller than a circumscribed circle on the inner surface of the exterior case formed in a regular polygon shape, and larger than an inscribed circle on the inner surface of the exterior case. The temperature measuring device according to claim 1, wherein the temperature measuring device is set to be.

The inside of the vacuum chamber, which can be in a vacuum state, is formed into a bowl shape by a thin film forming material and a material having high thermal conductivity, and fixes the thin film forming object on the inner surface. A thin film forming apparatus configured to form a thin film made of the thin film forming material on a thin film forming surface of the thin film forming object in a vacuum state, comprising a planetary dome that rotates about an axis;
A temperature measuring device according to any one of claims 1 to 3, comprising:
The outer case is fixed to the planetary dome;
The thin film forming apparatus, wherein the thermometer is fixed to the thin film forming object attached to the inner surface of the planetary dome.

The planetary dome is rotatable about a rotation axis that passes from the inner surface side to the outer surface side so as to pass through the center of gravity,
A plurality of the temperature measuring devices are attached to the same planetary dome,
The thin film forming apparatus according to claim 4, wherein the plurality of exterior cases are arranged symmetrically with respect to each other with respect to the rotation axis.

A temperature measurement method for measuring a temperature of the measurement object while moving the measurement object together with the moving object in a vacuum environment after fixing the measurement object to the moving object,
The temperature measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer case is fixed to the moving body and the thermometer is fixed to the object to be measured. A temperature measuring method characterized by measuring a temperature of a measurement object.

A semiconductor device including a semiconductor chip formed by dividing a semiconductor wafer,
The semiconductor wafer is fixed to a moving body, and when depositing a deposit on the deposition surface of the semiconductor wafer while moving the semiconductor wafer together with the moving body in a vacuum environment, the semiconductor wafer according to claim 1. In a state where the outer case of the temperature measuring device according to any one of the above is fixed to the moving body and the thermometer is fixed to the semiconductor wafer, the temperature of the semiconductor wafer is measured by the thermometer,
A semiconductor device, wherein the semiconductor wafer is manufactured by performing deposition control of the deposited material on the semiconductor wafer based on the measured temperature of the semiconductor wafer.