JP2016534573A - 基板温度測定用ガス連結プローブ - Google Patents

Abstract

概して、半導体デバイスの製造に際して基板の温度を測定する低圧温度センサを開示する。開口を有し、プラテンの誘電体プレート内に配置されているガス室を種々の実施例で開示するものであり、ガス室における開口を囲むようにシール部材が配置されてガス室における開口が基板に対して封止されうるようにした。更に、ガス室内には温度センサ及びスプリングを配置し、スプリングにより温度センサを基板に接触配置させるように押圧するようにした。更に、ガス室を低圧ガスで加圧して、基板と温度センサとの間の熱伝導を高めるように構成したガス源を提供する。

Description

本発明の具体例は一般に、基板処理分野に関するものであり、特に半導体デバイスの製造中の基板の温度を測定することに関するものである。

半導体デバイスは代表的に、これが半導体ウエハのような基板上に徐々に形成される多工程処理を用いて製造される。この製造処理の種々のステップ（工程）中は、基板の温度を制御するのが好ましい。例えば、製造処理中では、基板の導電型及び導電率レベルを変える目的でイオンを基板内に注入することができる（このことはしばしばドーピングと称される）。集積回路（ＩＣ）の基板及びその薄膜構造体中の正確なドーピングプロファイルは、適切なＩＣ性能にとってしばしば重要なものとなる。所望のドーピングプロファイルを達成させるには、１種以上のイオン種を異なるドーズ量及び異なるエネルギーで注入させることができる。注入ドーズ量及び有効な注入エネルギーは注入処理中の基板の温度により影響される可能性がある。実際に、あるイオン注入処理は、基板の温度が室温に比べて高い間に実行されるように設計されている。或いはまた、あるイオン注入処理は、基板の温度が室温に比べて低い間に実行されるように設計されている。

上述したことから明らかなように、基板の正確な温度がイオン注入処理の結果に影響を及ぼす。従って、製造処理をより良好に制御するためには、半導体製造中の基板の温度を測定する必要がある。

この本発明の概要は、以下の「発明を実施するための形態」で更に説明する概念の簡単な形態での選択を紹介するために開示するものである。この概要は、特許請求の範囲に開示した主題のうちの主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図するものでも、特許請求の範囲に開示した主題の範囲を決定する際の補佐として意図するものでもない。

本発明の種々の例は一般に、半導体製造処理中に基板の温度を測定するためのガス連結温度プローブを提供するものである。例示的な温度プローブは、基板の温度を測定する温度センサと、開口を有し、温度センサを囲むように配置されたガス室と、ガス室における開口を囲むように配置されたシール部材であって、このガス室における開口を基板に対して封止するように構成された当該シール部材と、ガス室内に配置されたスプリングであって、温度センサを基板に接触配置させるように押圧する当該スプリングとを具えるようにする。

他の例としては、ある具体例が半導体製造処理に際して基板を支持するプラテンを開示するものであり、このプラテンは、基板を支持する誘電体プレートと、この誘電体プレート内に配置され、基板の温度を測定する温度プローブとを具えており、この温度プローブが、基板の温度を測定する温度センサと、開口を有し、温度センサを囲むように配置されたガス室と、ガス室における開口を囲むように配置されたシール部材であって、このガス室における開口を基板に対して封止するように構成されたシール部材と、ガス室内に配置されたスプリングであって、温度センサを基板に接触配置させるように押圧する当該スプリングとを具えるようにする。

他の例示的なある具体例は、半導体製造処理に際して基板の温度を測定する温度プローブを開示するものであり、この温度プローブが、基板を支持するように構成されたプラテンの誘電体プレート内に配置され、開口を有しているガス室と、基板の温度を測定する温度センサと、この温度センサと熱接触している温度センサ接点と、開口を有し、温度センサを囲むように配置されたガス室と、ガス室における開口を囲むように配置されたシール部材であって、ガス室における開口を基板に対し封止するように構成されたシール部材と、ガス室内に配置されたスプリングであって、温度センサを基板に接触配置させるように押圧するスプリングと、を具えているようにする。

例として、以下の添付図面を参照して、本発明のデバイスの様々な実施形態につき説明する。

半導体製造デバイス用の例示的なプラテンを示すブロック線図である。 例示的な温度センサを示すブロック線図である。 例示的な温度センサを示すブロック線図である。 他の例示的な温度センサを示すブロック線図である。 他の例示的な温度センサを示すブロック線図である。 更に他の本発明の例示的な温度プローブを示すブロック線図である。 更にその他の本発明の例示的な温度プローブを示すブロック線図である。 更に異なるその他の本発明の例示的な温度プローブを示すブロック線図である。

本発明の実施例によれば、半導体デバイスの製造処理中に基板の温度を測定する手段を提供しうる。明らかなように、半導体デバイスは例えば、半導体ウエハのような基板内及び基板上にデバイスの構造体を形成することにより製造される。製造処理中、基板はしばしばプラテン上に支持される。このプラテンは、基板を種々の処理ステップにさらすのを容易にする。図１は、本発明の種々の実施例に応じて配置した例示的プラテン１００の断面を示すブロック線図である。このプラテン１００は、処理される基板の温度を測定するのが望ましい半導体デバイスを製造するための大型の装置（例えば、注入装置、プラズマ室等）内に導入することができることが明らかである。

図示するように、プラテン１００はこのプラテン１００の種々の移動を容易にするスキャナ機構１０２に結合させることができる。プラテン１００は誘電体プレート１１０及びインターフェースプレート１２０を有することができる。誘電体プレート１１０には電極１１２を埋め込むことができ、これら電極は誘電体プレート１１０の表面上に基板１０４（例えば、半導体ウエハ等）を保持させる静電気力を生じるものである。誘電体プレート１１０の表面は平坦にするか又は、基板１０４に対する裏面接触を低減させるとともに裏面粒子を低減させるようにメサ構造１１４を含むようにしうる。基板１０４と誘電体プレート１１０との間に形成されたインターフェース１１６には、基板１０４と誘電体プレート１１０との間の熱接触を改善又は調節する裏面ガスを含めるようにしうる。

誘電体プレート１１０内には加熱用の１つ以上の加熱素子１１８を埋め込んでこの誘電体プレート１１０の温度を所望温度に維持するようにしうる。処理中に例えば基板１０４を加熱する必要がある場合には、加熱素子１１８を起動し、これにより基板１０４の温度を誘電体プレート１１０との熱接触の為に増大させるようにしうる。インターフェースプレート１２０には冷却用通路１２２を設け、この冷却用通路内に冷却用流体を流し、プラテン１００を冷却するようにしうる。処理中に例えば基板１０４を冷却する必要がある場合には、冷却用流体を冷却用通路に流し、これにより誘電体プレート１１０の温度及び基板１０４の温度をもインターフェースプレートとの熱接触の為に低減させるようにしうる。

処理中は基板１０４の温度を監視するのが有利であることは明らかである。従って、プラテン１００に１つ以上の温度プローブを設けることができる。例えば、温度プローブ１４０及び１４２を有するプラテン１００を図示してある。温度プローブ１４０及び１４２の種々の例を図２〜６につき以下に説明する。ある例では、温度プローブ（例えば、温度プローブ１４０）を、誘電体プレート１１０内で、基板を保持する表面に隣接させて配置することができる。従って、基板１０４がプラテン１００上に配置されると、温度プローブ１４０が基板１０４に隣接且つ接触して基板の温度を測定するようになりうる。更に、温度プローブ（例えば、温度プローブ１４２）を、誘電体プレート１１０を越えて延在する基板１０４の一部分に隣接させて配置することができる。

図１に示す温度プローブの個数は開示を明確にするためのものであることを理解すべきである。実際に、如何なる個数の（例えば、図１に示すよりも多い又は少ない）温度プローブをも設けることができる。例えば、基板１０４の温度を種々の異なる位置で測定する目的で多数の温度プローブ１４０を誘電体プレート１１０内に埋め込むのが望ましいものとしうる。

図２Ａ及び２Ｂは、一例の温度プローブ２００の断面を示すブロック線図である。図示するように、温度プローブ２００はプラテンの誘電体プレート２０２内に配置されている。一般に、図２Ａは基板と接触する前の温度プローブを示しており、一方、図２Ｂは基板２０４が誘電体プレート２０２上に配置された後の温度プローブを示している。ある実施例では、温度プローブ２００を図１のプラテン１００内に温度プローブ１４０として設けることができることは明らかである。温度プローブ２００は、開口２１２が開けられているガス室２１０を具えている。ある例では、ガス室２１０をセラミック材料から形成する。更なる例では、ガス室２１０を、電気伝導率及び熱伝導率が低いセラミック材料から形成する。ガス室２１０は誘電体プレート２０２内に配置されており、開口２１２は基板２０４（図２Ｂに示す）を付着させることができる誘電体プレート２０２の表面を開放するためのものである。

ガス室２１０は、以下で詳細に説明するようにこのガス室２１０をガス２１６で加圧するように構成したガス源２１４を有する。ある例では、ガス２１６を例えば、窒素のような希ガスとすることができる。他のガスには、ヘリウム又はアルゴンを含めることができる。ある例では、ガス室２１０を低い圧力（例えば、２〜２０トル（１トルは約１３３．３パスカルである））に加圧するようにガス源２１４を構成することができる。ある例では、ガス室２１０内の圧力を８〜１０トルとすることができる。この低い圧力を維持するためには、ガス室２１０内の圧力を低減させるのに真空を用いるようにガス源２１４を構成するようにしうる。ガス室内の圧力は、ガス源２１４に結合させることのできる圧力センサ２１８に基づいて監視又は調整するか、或いはその双方を行うようにすることができる。ある例では、温度プローブ２００をイオン注入装置の処理室内に配置することができる。イオン注入処理中は、処理室がある真空レベルにあることが明らかである。ある例では、ガス室２１０をイオン注入装置の処理室内の圧力に比べて高い圧力に加圧するようにガス源２１４を構成するようにしうる。

温度プローブ２００は、開口２１２及び誘電体プレート２０２の頂面（例えば、基板２０４を支持するように構成された表面）に隣接してガス室内に配置される温度センサ２２０をも有する。ある例では、温度センサ２２０を、熱電対（ＴＣ）か、測温抵抗体（ＲＴＤ）か、温度を測定しうる（サーミスタ又は半導体ベースのセンサを含むがこれらに限定されない）他の装置とすることができる。温度センサ２２０は、この温度センサ２２０の起動及び動作の双方又は何れか一方を達成するように構成した温度センサモジュール２５０に電気的に結合されている。

ガス室２１０内にはスプリング２３０が配置されており、このスプリングは温度センサ２２０を誘電体プレート２０２の頂面に向けて押圧し、基板２０４が誘電体プレート２０２上に配置されると、温度センサ２２０が（例えば、図２Ｂに示すように）基板２０４に接触しうるようになっている。又、ガス室内の開口２１２を囲むようにシール部材２４０が配置されている。このシール部材２４０は、基板２０４が誘電体プレート２０２上に配置されると、ガス室２１０の内部空洞（例えば、図２Ｂに示す内部空洞２１１）がこのシール部材２４０を介して基板２０４の下側面に対して封止されるように構成されている。ある例では、シール部材２４０をＯリングとすることができる。他の例では、誘電体プレート２０２を処理中に加熱又は冷却させうる温度に耐えうる材料（例えば、シリコン又はガス充填金属Ｏリング等）からシール部材２４０を形成することができる。

特に図２Ｂを参照するに、誘電体プレート２０２上に配置された基板２０４を示してある。又、スプリング２３０による押圧の為に、基板２０４の下側面と接触している温度センサ２２０を示してある。更に、シール部材２４０がガス室を基板２０４に対し封止して内部空洞２１１を形成している。この状態で、ガス源２１４がガス室２１０の内部空洞２１１をガス２１６で加圧することができる。

処理中に、ガス室２１０の内部空洞２１１が加圧されると、ガス室２１０内の圧力により温度センサ２２０と基板２０４との間の熱伝導度を高めることができる。ある例では、ガス室２１０内の比較的低い圧力により温度センサ２２０と基板２０４との間の熱伝導度を高めるようにしうる。従って、基板の温度の決定を容易としうる。更に、上述したように、ある誘電体プレート（例えば、図１の誘電体プレート１１０）を能動的に加熱又は冷却させることができる。ガス室２１０は、温度センサ２２０と誘電体プレート２０２との間の温度遮蔽部として作用しうる。従って、温度センサ２２０は、誘電体プレート２０２の温度により悪影響を受けることなしに基板２０４の温度をより一層正確に測定することができる。

図３Ａ及び３Ｂは、一例の温度プローブ３００の断面を示すブロック線図である。図示するように、この温度プローブ３００は誘電体プレート内に配置されていない。ある実施例では、この温度プローブ３００を図１のプラテン１００内に温度プローブ１４２として設けることができる。一般に、図３Ａは、基板３０４に接触する前の温度プローブを示しており、図３Ｂは、基板３０４に接触した後の温度プローブを示している。

温度プローブ３００は、この温度プローブを基板３０４から離したり基板３０４に向けたりするように移動させるように構成した移動コントローラ３０６を有している。この移動コントローラ３０６は、特に、温度プローブを基板３０４に向けて移動させ、この温度プローブが図３Ｂに示すように基板３０４の温度を測定するように配置されるようにしうる。従って、処理中、基板３０４の温度測定が望ましい場合に、移動コントローラ３０６が、図３Ｂに示すように温度プローブ３００を基板３０４に対接するように配置することができる。

特に図３Ａに戻るに、温度プローブ３００は、開口３１２が開けられたガス室３１０を有している。ある例では、ガス室３１０をセラミック材料から形成する。他の例では、ガス室３１０を、電気伝導率及び熱伝導率が低いセラミック材料から形成する。ガス室３１０は、以下で詳細に説明するようにこのガス室３１０をガス３１６で加圧するように構成したガス源３１４を有する。ある例では、ガス３１６を例えば、アルゴンのような希ガスとすることができる。ある例では、ガス室３１０を低い圧力（例えば、２〜２０トル、又は８〜１０トル等）に加圧するようにガス源３１４を構成することができる。この低い圧力を維持するためには、ガス室３１０内の圧力を低減させるのに真空を用いるようにガス源３１４を構成するようにしうる。ガス室内の圧力は、ガス源３１４に結合させることのできる圧力センサ３１８に基づいて監視又は調整するか、或いはその双方を行うようにすることができる。ある例では、温度プローブ３００をイオン注入装置の処理室内に配置することができる。イオン注入処理中は、処理室がある真空レベルにあることが明らかである。ある例では、ガス室３１０をイオン注入装置の処理室内の圧力に比べて低い圧力に加圧するようにガス源３１４を構成するようにしうる。

温度プローブ３００は温度センサ３２０をも有する。ある例では、温度センサ３２０を、熱電対か、測温抵抗体か、温度を測定しうる他の装置とすることができる。温度センサ３２０は、この温度センサ３２０の起動及び動作の双方又は何れか一方を達成するように構成した温度センサモジュール３５０に電気的に結合されている。

ガス室３１０内にはスプリング３３０が配置されており、このスプリングは温度センサ３２０をガス室３１０の頂面に向けて押圧し、温度プローブ３００が基板３０４に隣接するように移動されると、温度センサ３２０が（例えば、図３Ｂに示すように）基板３０４に接触しうるようになっている。又、ガス室内の開口３１２を囲むようにシール部材３４０が配置されている。このシール部材３４０は、温度プローブ３００が基板３０４に隣接するように移動されると、ガス室３１０の内部空洞（例えば、図３Ｂに示す内部空洞３１１）がこのシール部材３４０を介して基板３０４の下側面に対して封止されるように構成されている。ある例では、シール部材３４０をＯリングとすることができる。他の例では、基板３０４を処理中に加熱又は冷却させうる温度に耐えうる材料（例えば、シリコン又はガス充填金属Ｏリング等）からシール部材３４０を形成することができる。

特に図３Ｂを参照するに、基板３０４に隣接するように移動された温度プローブ３００を示してある。又、スプリング３３０による押圧の為に、基板３０４の下側面と接触している温度センサ３２０を示してある。更に、シール部材３４０がガス室を基板３０４に対し封止して内部空洞３１１を形成している。この状態で、ガス源３１４がガス室３１０の内部空洞３１１をガス３１６で加圧することができる。

処理中に、ガス室３１０の内部空洞３１１が加圧されると、ガス室３１０内の圧力により温度センサ３２０と基板３０４との間の熱伝導度を高めることができる。ある例では、ガス室３１０内の比較的低い圧力により温度センサ３２０と基板３０４との間の熱伝導度を高めるようにしうる。従って、基板３０４の温度の決定を容易としうる。更に、上述したように、温度プローブ３００をイオン注入装置の処理室内に配置することができる。この処理室内の圧力が低くなることにより、基板３０４と温度センサ３２０との間の熱伝導度を悪くするおそれがあることが明らかである。しかし、内部空洞３１１内のガスにより、温度センサ３２０は、イオン注入装置の処理室内の圧力が低いことにより悪影響を受けることなしに、基板２０４の温度をより一層正確に測定することができるようになる。

図４〜６は、例示的な温度プローブ４００、５００及び６００の断面をそれぞれ示すブロック線図である。これらの温度プローブ４００、５００及び６００は誘電体プレート（例えば、４０２、５０２及び６０２）内に配置した状態で示しているが、これらは温度プローブ３００に類似するように構成することができることが明らかである。特に、１つ以上の温度プローブ４００、５００又は６００を誘電体プレート内に配置しないようにしうるが、これに代えて処理中に基板に隣接するように移動させて、これにより基板の温度を（図３Ａ及び３Ｂにつき説明したように）測定しうるようにできる。

更に、図４〜６は、基板に接触させた後の温度プローブ４００、５００及び６００のみを示していることが明らかである。しかし、（例えば、図２Ａ及び２Ｂ又は図３Ａ及び３Ｂに示すように）コンパニオン配置が推考される。特に図４を参照するに、温度プローブ４００はガス室４１０を有し、このガス室４１０はこれをガス４１６で加圧するように構成したガス源４１４を有している。ある例では、ガス４１６を例えば、アルゴンのような希ガスとすることができる。ある例では、ガス室４１０を低い圧力（例えば、２〜２０トル、又は８〜１０トル等）に加圧するようにガス源４１４を構成することができる。この低い圧力を維持するためには、ガス室４１０内の圧力を低減させるのに真空を用いるようにガス源４１４を構成するようにしうる。ガス室内の圧力は、ガス源４１４に結合させることのできる圧力センサ４１８に基づいて監視又は調整するか、或いはその双方を行うようにすることができる。ある例では、温度プローブ４００をイオン注入装置の圧力室内に配置することができる。イオン注入処理中は、処理室がある真空レベルにあることが明らかである。ある例では、ガス室４１０をイオン注入装置の処理室内の圧力に比べて低い圧力に加圧するようにガス源４１４を構成するようにしうる。

温度プローブ４００は更に、温度センサ４２０と、誘電体プレート４０２の頂面に隣接してガス室内に配置される温度センサ接点４２２とを有する。ある例では、温度センサ４２０を、熱電対か、測温抵抗体か、温度を測定しうる他の装置とすることができる。温度センサ４２０は、この温度センサ４２０の起動及び動作の双方又は何れか一方を達成するように構成した温度センサモジュール４５０に電気的に結合されている。ある例では、温度センサ４２０を、小型で、基板４０４に対し充分な熱接触を達成するのに不適切なものとすることができることが明らかである。このような場合、温度センサ４２０を温度センサ接点４２２に（例えば、にかわ付、接着剤付、はんだ付等で）取付けることができる。温度センサ接点４２２は、基板４０４に対する熱接触点を生ぜしめるのに充分な表面積を有するように構成することができる。ある例では、温度センサ接点４２２を、充分に大きな熱伝導特性を有する材料（例えば、アルミニウや、アルミナや、ジルコニア等）から形成することができる。従って、図示するように、温度センサ４２０を温度センサ接点４２２の第１の表面上に配置し、この第１の表面とは反対側の温度センサ接点の第２の表面は基板４０４と接触するように構成してある。

ガス室４１０内にはスプリング４３０が配置されており、このスプリングは温度センサ接点４２２を（従って、温度センサ４２０を）誘電体プレート４０２の頂面に向けて押圧し、基板４０４が誘電体プレート４０２の上に配置されると、温度センサ接点４２２が基板４０４に接触するようになっている。又、ガス室４１０内の開口４１２を囲むようにシール部材４４０が配置されている。このシール部材４４０は、基板４０４が誘電体プレート４０２の上に配置されると、ガス室４１０の内部空洞４１１がこのシール部材４４０を介して基板４０４の下側面に対して封止されるように構成されている。ある例では、シール部材４４０をＯリングとすることができる。他の例では、誘電体プレート４０２を処理中に加熱又は冷却させうる温度に耐えうる材料（例えば、シリコン又はガス充填金属Ｏリング等）からシール部材４４０を形成することができる。

上述したように、内部空洞内に形成される低圧領域の為に、温度センサ接点４２２を介する、基板４０４及び温度センサ４２０間の熱伝導を増大させることができる。

図５を参照するに、温度プローブ５００はガス源５１４を有するガス室５１０を具えており、このガス源はガス室５１０をガス５１６で加圧するように構成されている。ある例では、ガス５１６を例えば、アルゴンのような希ガスとすることができる。ある例では、ガス室５１０を低い圧力（例えば、２〜２０トル、又は８〜１０トル等）に加圧するようにガス源５１４を構成することができる。この低い圧力を維持するためには、ガス室５１０内の圧力を低減させるのに真空を用いるようにガス源５１４を構成するようにしうる。ガス室内の圧力は、ガス源５１４に結合させることのできる圧力センサ５１８に基づいて監視又は調整するか、或いはその双方を行うようにすることができる。ある例では、温度プローブ５００をイオン注入装置の圧力室内に配置することができる。イオン注入処理中は、処理室を具体例として２．０×１０^−５トルのようなある真空レベルにするが、２〜２０トルとすることができることが明らかである。ある例では、ガス室５１０をイオン注入装置の処理室内の圧力に比べて低い圧力に加圧するようにガス源５１４を構成するようにしうる。

温度プローブ５００は更に、温度センサ５２０と、誘電体プレート５０２の頂面に隣接してガス室内に配置される温度センサ接点５２２とを有する。ある例では、温度センサ５２０を、熱電対か、測温抵抗体か、温度を測定しうる他の装置とすることができる。温度センサ５２０は、この温度センサ５２０の起動及び動作の双方又は何れか一方を達成するように構成した温度センサモジュール５５０に電気的に結合されている。ある例では、温度センサ５２０を、小型で、基板５０４に対し充分な熱接触を達成するのに不適切なものとすることができることが明らかである。このような場合、温度センサ５２０を温度センサ接点５２２に（例えば、にかわ付、接着剤付、はんだ付等で）取付けることができる。温度センサ接点５２２は、基板５０４に対する熱接触点を生ぜしめるのに充分な表面積を有するように構成することができる。ある例では、温度センサ接点５２２を、充分に大きな熱伝導特性を有する材料（例えば、アルミニウや、アルミナや、ジルコニア等）から形成することができる。

ガス室５１０内にはスプリング５３０及び５３２と、キャリアチューブ５１３とが配置されており、これらは温度センサ接点５２２を（従って、温度センサ５２０を）誘電体プレート５０２の頂面に向けて押圧し、基板５０４が誘電体プレート５０２の上に配置されると、温度センサ接点５２２が基板５０４に接触しうるようになっている。又、ガス室５１０内の開口５１２を囲むようにシール部材５４０が配置されている。このシール部材５４０は、基板５０４が誘電体プレート５０２の上に配置されると、ガス室５１０の内部空洞５１１がこのシール部材５４０を介して基板５０４の下側面に対して封止されるように構成されている。ある例では、シール部材５４０をＯリングとすることができる。他の例では、誘電体プレート５０２を処理中に加熱又は冷却させうる温度に耐えうる材料（例えば、シリコン又はガス充填金属Ｏリング等）からシール部材５４０を形成することができる。

上述したように、内部空洞内に形成される低圧領域の為に、温度センサ接点５２２を介する、基板５０４及び温度センサ５２０間の熱伝導を増大させることができる。

図６を参照するに、温度プローブ６００はガス源６１４を有するガス室６１０を具えており、このガス源はガス室６１０をガス６１６で加圧するように構成されている。ある例では、ガス６１６を例えば、アルゴンのような希ガスとすることができる。ある例では、ガス室６１０を低い圧力（例えば、２〜２０トル、又は８〜１０トル等）に加圧するようにガス源６１４を構成することができる。この低い圧力を維持するためには、ガス室６１０内の圧力を低減させるのに真空を用いるようにガス源６１４を構成するようにしうる。ガス室内の圧力は、ガス源６１４に結合させることのできる圧力センサ６１８に基づいて監視又は調整するか、或いはその双方を行うようにすることができる。ある例では、温度プローブ６００をイオン注入装置の処理室内に配置することができる。イオン注入処理中は、処理室がある真空レベルにあることが明らかである。ある例では、ガス室６１０をイオン注入装置の処理室内の圧力に比べて低い圧力に加圧するようにガス源６１４を構成するようにしうる。

温度プローブ６００は更に、温度センサ６２０と、誘電体プレート６０２の頂面に隣接してガス室内に配置される温度センサ接点６２２とを有する。ある例では、温度センサ６２０を、熱電対か、測温抵抗体か、温度を測定しうる他の装置とすることができる。温度センサ６２０は、この温度センサ６２０の起動及び動作の双方又は何れか一方を達成するように構成した温度センサモジュール６５０に電気的に結合されている。ある例では、温度センサ６２０を、小型で、基板６０４に対し充分な熱接触を達成するのに不適切なものとすることができることが明らかである。このような場合、温度センサ６２０を温度センサ接点６２２内に埋め込むことができる。温度センサ接点６２２は、基板６０４に対する熱接触点を生ぜしめるのに充分な表面積を有するように構成することができる。ある例では、温度センサ接点６２２を、充分に大きな熱伝導特性を有する材料（例えば、アルミニウや、アルミナや、ジルコニア等）から形成することができる。

ガス室６１０内にはスプリング６３０及び６３２と、キャリアチューブ６１３とが配置されており、これらは温度センサ接点６２２を（従って、温度センサ６２０を）誘電体プレート６０２の頂面に向けて押圧し、基板６０４が誘電体プレート６０２の上に配置されると、温度センサ接点６２２が基板６０４に接触しうるようになっている。又、ガス室６１０内の開口６１２を囲むようにシール部材６４０が配置されている。このシール部材６４０は、基板６０４が誘電体プレート６０２の上に配置されると、ガス室６１０の内部空洞６１１がこのシール部材６４０を介して基板６０４の下側面に対して封止されるように構成されている。ある例では、シール部材６４０をＯリングとすることができる。他の例では、誘電体プレート６０２を処理中に加熱又は冷却させうる温度に耐えうる材料（例えば、シリコン又はガス充填金属Ｏリング等）からシール部材６４０を形成することができる。

上述したように、内部空洞内に形成される低圧領域の為に、温度センサ接点６２２を介する、基板６０４及び温度センサ６２０間の熱伝導を増大させることができる。

上述した例は、説明の目的のみで開示したものであり、これらの例に限定されるものではないことが明らかである。更に、本発明の範囲はここに開示した特定の実施例により限定されるものではない。実際に、当業者にとっては、前述した説明及び添付図面から本発明の開示に対する他の種々の実施例及び変形例がここに開示したもの以外に明らかとなるものである。従って、このような他の実施例及び変形例は本発明の範囲内に入るものである。更に、特定の目的に対する特定の環境における特定の実施内容で本発明を説明したが、その有効性はこれらに限定されるものではなく、本発明は、如何なる目的にも対する如何なる環境でも良好に実施しうることを当業者は認識しうるものである。従って、本発明の特許請求の範囲は、ここで説明した全範囲及び精神を考慮して解釈されるべきである。

Claims (15)

1. 半導体製造処理に際しての基板温度測定用アセンブリにおいて、該基板温度測定用アセンブリが、
   基板の温度を測定する温度センサと、
   開口を有し、前記温度センサを囲むように配置されたガス室と、
   前記ガス室における前記開口を囲むように配置されたシール部材であって、前記ガス室における前記開口を前記基板に対して封止するように構成された当該シール部材と、
   前記ガス室内に配置されたスプリングであって、前記温度センサを前記基板に接触配置させるように押圧する当該スプリングと
   を具えている基板温度測定用アセンブリ。
2. 請求項１に記載の基板温度測定用アセンブリにおいて、該基板温度測定用アセンブリが更に、前記ガス室をガスで加圧するように構成されたガス源を具えており、該ガス源は前記ガス室を８〜１０トルの圧力に加圧しうるようになっている基板温度測定用アセンブリ。
3. 請求項１に記載の基板温度測定用アセンブリにおいて、該基板温度測定用アセンブリが更に、前記ガス室内に配置された温度センサ接点を具えており、前記温度センサは前記温度センサ接点と熱接触しており、前記スプリングが前記温度センサ接点を前記基板と接触配置するように押圧するようになっている基板温度測定用アセンブリ。
4. 請求項３に記載の基板温度測定用アセンブリにおいて、前記温度センサは、前記温度センサ接点の第１の表面の上に配置され、該第１の表面は前記温度センサ接点の第２の表面とは反対側にあり、該第２の表面は前記基板と接触するように構成されている基板温度測定用アセンブリ。
5. 請求項３に記載の基板温度測定用アセンブリにおいて、前記温度センサは前記温度センサ接点内に埋め込まれているようにした基板温度測定用アセンブリ。
6. 半導体製造処理に際しての基板支持用プラテンにおいて、該基板支持用プラテンが、
   基板を支持する誘電体プレートと、
   該誘電体プレート内に配置され、前記基板の温度を測定する温度プローブと
   を具えており、前記温度プローブが、
   基板の温度を測定する温度センサと、
   開口を有し、前記温度センサを囲むように配置されたガス室と、
   前記ガス室における前記開口を囲むように配置されたシール部材であって、前記ガス室における前記開口を前記基板に対して封止するように構成された当該シール部材と、
   前記ガス室内に配置されたスプリングであって、前記温度センサを前記基板に接触配置させるように押圧する当該スプリングと
   を具えている基板支持用プラテン。
7. 請求項６に記載の基板支持用プラテンにおいて、該基板支持用プラテンが更に、前記ガス室をガスで加圧するように構成されたガス源を具えており、該ガス源は前記ガス室を８〜１０トルの圧力に加圧しうるようになっている基板支持用プラテン。
8. 請求項７に記載の基板支持用プラテンにおいて、前記ガスは希ガスである基板支持用プラテン。
9. 請求項６に記載の基板支持用プラテンにおいて、この基板支持用プラテンが更に、前記ガス室内に配置された温度センサ接点を具えており、前記温度センサは前記温度センサ接点と熱接触しており、前記スプリングが前記温度センサ接点を前記基板と接触配置するように押圧するようになっている基板支持用プラテン。
10. 請求項９に記載の基板支持用プラテンにおいて、前記温度センサは、前記温度センサ接点の第１の表面の上に配置され、該第１の表面は前記温度センサ接点の第２の表面とは反対側にあり、該第２の表面は前記基板と接触するように構成されている基板支持用プラテン。
11. 請求項９に記載の基板支持用プラテンにおいて、前記温度センサは前記温度センサ接点内に埋め込まれているようにした基板支持用プラテン。
12. 半導体製造処理に際して基板の温度を測定する温度プローブにおいて、該温度プローブが、
    基板を支持するように構成されたプラテンの誘電体プレート内に配置され、開口を有しているガス室と、
    前記基板の温度を測定する温度センサと、
    該温度センサと熱接触している温度センサ接点と、
    開口を有し、前記温度センサを囲むように配置されたガス室と、
    前記ガス室における前記開口を囲むように配置されたシール部材であって、前記ガス室における前記開口を前記基板に対し封止するように構成された当該シール部材と、
    前記ガス室内に配置されたスプリングであって、前記温度センサを前記基板に接触配置させるように押圧する当該スプリングと
    を具えている温度プローブ。
13. 請求項１２に記載の温度プローブにおいて、該温度プローブが更に、前記ガス室をガスで加圧するように構成されたガス源を具えている温度プローブ。
14. 請求項１３に記載の温度プローブにおいて、前記ガス源は前記ガス室を８〜１０トルの圧力に加圧するように構成されている温度プローブ。
15. 請求項１４に記載の温度プローブにおいて、前記ガスは希ガスである温度プローブ。

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