JP3461868B2 - 温度センサを較正する無線装置及び方法 - Google Patents
温度センサを較正する無線装置及び方法Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は全般的にセンサ技術、
更に具体的に云えば、半導体装置の熱的製造方法に対す
る無線式温度較正装置及び方法に関する。
更に具体的に云えば、半導体装置の熱的製造方法に対す
る無線式温度較正装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】多数の半導体装置の熱的製造方
法は温度センサを用いているが、こう云うセンサは信頼
性及び再現性のある基準に対する較正を必要とする。重
要な一群の装置製造方法は急速熱処理（ＲＴＰ）であ
る。大抵のＲＴＰ反応器は、図１に示す様に、ウェーハ
温度の測定及び制御の為に非接触形高温測定方式を用い
ている。然し、高温測定方法によるＲＴＰの温度測定の
精度及び再現性はウェーハの放射率によって強く左右さ
れる。実際、受入れることのできる様なプロセスの再現
性を達成する為には、頻繁な高温測定式センサの較正を
必要とする。この様な頻繁な相互較正は、図１に示す様
に、熱電対を結合した別々の標準較正用ウェーハ（ＴＣ
−結合ウェーハ）をプロセス室内に配置することによっ
て行なわれるのが普通である。ＴＣ結合較正用ウェーハ
は、プロセス室内で、石英窓とガス・シャワーヘッドの
間に配置される。然しＴＣ結合較正用ウェーハはＴＣワ
イヤに対する外部電気接続を必要とする。その結果、較
正過程にはＴＣ結合ウェーハの手作業による装入及び取
外しが必要である。この手作業の過程は時間がかかり、
装置の利用度に対する悪影響の為、半導体装置の製造環
境では適当ではない。多重区域照明装置内に収容された
多点高温測定式センサを較正する為に、多くの分布した
熱電対を持つＴＣ結合ウェーハを必要とする時、この問
題は更に重大になる。その他、熱電対の助けを借りた温
度較正は反応性（例えば酸化性）雰囲気内では、更に高
い温度（＞９５０℃）では適当ではない。これは、こう
云う状態の下では、熱電対の接合が急速に劣化する為で
ある。不活性状態の下でも、熱電対の寿命が限られてい
る。この為、ＴＣ結合ウェーハは寿命が限られていて、
限られた回数の手作業による較正試験にしか使うことが
できない。ＴＣ結合ウェーハは、熱負荷が原因で起こる
局部的な温度オフセットの為に（１０℃又はそれ以上と
云う様な大きい）較正誤差を招くこともある。較正誤差
の原因を最少限に抑える為には特別の結合手順が必要で
ある。温度センサの較正の為に商業的なＴＣ結合ウェー
ハを利用し得る。然し、こう云うＴＣ結合ウェーハは高
価である。最後に、手作業による熱電対の助けを借りた
較正は、プロセス室に汚染物を導入する惧れがある。こ
れは装置の製造歩留りを下げる惧れがあり、ゲート誘電
体の形成及びエピタキシャル・シリコンの成長の様な重
要なプロセスでは特にそうである。
法は温度センサを用いているが、こう云うセンサは信頼
性及び再現性のある基準に対する較正を必要とする。重
要な一群の装置製造方法は急速熱処理（ＲＴＰ）であ
る。大抵のＲＴＰ反応器は、図１に示す様に、ウェーハ
温度の測定及び制御の為に非接触形高温測定方式を用い
ている。然し、高温測定方法によるＲＴＰの温度測定の
精度及び再現性はウェーハの放射率によって強く左右さ
れる。実際、受入れることのできる様なプロセスの再現
性を達成する為には、頻繁な高温測定式センサの較正を
必要とする。この様な頻繁な相互較正は、図１に示す様
に、熱電対を結合した別々の標準較正用ウェーハ（ＴＣ
−結合ウェーハ）をプロセス室内に配置することによっ
て行なわれるのが普通である。ＴＣ結合較正用ウェーハ
は、プロセス室内で、石英窓とガス・シャワーヘッドの
間に配置される。然しＴＣ結合較正用ウェーハはＴＣワ
イヤに対する外部電気接続を必要とする。その結果、較
正過程にはＴＣ結合ウェーハの手作業による装入及び取
外しが必要である。この手作業の過程は時間がかかり、
装置の利用度に対する悪影響の為、半導体装置の製造環
境では適当ではない。多重区域照明装置内に収容された
多点高温測定式センサを較正する為に、多くの分布した
熱電対を持つＴＣ結合ウェーハを必要とする時、この問
題は更に重大になる。その他、熱電対の助けを借りた温
度較正は反応性（例えば酸化性）雰囲気内では、更に高
い温度（＞９５０℃）では適当ではない。これは、こう
云う状態の下では、熱電対の接合が急速に劣化する為で
ある。不活性状態の下でも、熱電対の寿命が限られてい
る。この為、ＴＣ結合ウェーハは寿命が限られていて、
限られた回数の手作業による較正試験にしか使うことが
できない。ＴＣ結合ウェーハは、熱負荷が原因で起こる
局部的な温度オフセットの為に（１０℃又はそれ以上と
云う様な大きい）較正誤差を招くこともある。較正誤差
の原因を最少限に抑える為には特別の結合手順が必要で
ある。温度センサの較正の為に商業的なＴＣ結合ウェー
ハを利用し得る。然し、こう云うＴＣ結合ウェーハは高
価である。最後に、手作業による熱電対の助けを借りた
較正は、プロセス室に汚染物を導入する惧れがある。こ
れは装置の製造歩留りを下げる惧れがあり、ゲート誘電
体の形成及びエピタキシャル・シリコンの成長の様な重
要なプロセスでは特にそうである。
【０００３】
【課題を解決する為の手段及び作用】従って、この発明
の目的は無線式較正装置を提供することである。この発
明の別の目的は初期の較正を必要としない様に、一定の
物理的なパラメータに基づいた既知の精密で再現性のあ
る温度較正点を持つ無線式較正装置を提供することであ
る。
の目的は無線式較正装置を提供することである。この発
明の別の目的は初期の較正を必要としない様に、一定の
物理的なパラメータに基づいた既知の精密で再現性のあ
る温度較正点を持つ無線式較正装置を提供することであ
る。
【０００４】この発明の別の目的は、手作業の必要が全
くなしに、自動的なウェーハ処理過程で作用する無線式
較正装置を提供することである。
くなしに、自動的なウェーハ処理過程で作用する無線式
較正装置を提供することである。
【０００５】この発明の別の目的は、不活性な雰囲気で
も反応性の雰囲気でも作用する無線式較正装置を提供す
ることである。
も反応性の雰囲気でも作用する無線式較正装置を提供す
ることである。
【０００６】この発明の別の目的は、寿命を長くし、精
密で再現性のある温度センサの較正の為に反復的に使う
ことができる無線式較正装置を提供することである。
密で再現性のある温度センサの較正の為に反復的に使う
ことができる無線式較正装置を提供することである。
【０００７】高温測定技術の様なウェーハ温度センサの
精密で再現性のある較正は、従来問題であった。一般的
に、この発明の一形式では、少なくとも１つの温度セン
サを較正する装置と方法を提供する。第１の複数個の較
正アイランドを持つウェーハを用意する。アイランドは
１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つ材料で
つくられる。無線装置は、傾斜形の温度較正過程の間、
この融点に等しいウェーハ温度で、各々の温度センサの
出力に階段形の変化を誘起する様に作用し得る。
精密で再現性のある較正は、従来問題であった。一般的
に、この発明の一形式では、少なくとも１つの温度セン
サを較正する装置と方法を提供する。第１の複数個の較
正アイランドを持つウェーハを用意する。アイランドは
１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つ材料で
つくられる。無線装置は、傾斜形の温度較正過程の間、
この融点に等しいウェーハ温度で、各々の温度センサの
出力に階段形の変化を誘起する様に作用し得る。
【０００８】図面全体に亘り、特に断らない限り、対応
する部分には同じ参照数字を用いている。
する部分には同じ参照数字を用いている。
【０００９】
【実施例】この発明の好ましい実施例を、図１に示す様
なウェーハ温度を測定する為に高温測定式センサを用い
る急速熱処理（ＲＴＰ）反応器の場合について説明す
る。この代りに、この発明はこの他の製造装置及び温度
測定方式、例えば熱膨張を基本とする温度センサ、音響
式センサ及びエリプソメータを基本としたセンサにも用
いることができる。精密な温度測定及び制御を必要とす
る典型的なプロセスは、化学反応気相成長（ＣＶＤ）、
熱酸化及び熱アニールがある。然し、この発明の用途は
半導体装置の製造方法に制限されない。例えば、この発
明は平坦パネル表示（ＦＰＤ）製造方法にも用いること
ができる。
なウェーハ温度を測定する為に高温測定式センサを用い
る急速熱処理（ＲＴＰ）反応器の場合について説明す
る。この代りに、この発明はこの他の製造装置及び温度
測定方式、例えば熱膨張を基本とする温度センサ、音響
式センサ及びエリプソメータを基本としたセンサにも用
いることができる。精密な温度測定及び制御を必要とす
る典型的なプロセスは、化学反応気相成長（ＣＶＤ）、
熱酸化及び熱アニールがある。然し、この発明の用途は
半導体装置の製造方法に制限されない。例えば、この発
明は平坦パネル表示（ＦＰＤ）製造方法にも用いること
ができる。
【００１０】従来の装置と対照的に、この発明の較正用
ウェーハは熱電対（ＴＣ）を持たず、精密な高温測定方
式による較正（又はその他の温度センサの較正）に使う
前にＴＣ結合ウェーハに対する初期の較正を何等必要と
しない。この発明の較正用ウェーハは、一定の物理的な
パラメータに基づく既知の精密な温度較正用基準点を提
供する。熱電対がないから、較正用ウェーハは無線であ
る。この為、較正過程の為にウェーハの自動的な処理が
できる。自動化した処理反応器の内部での手作業による
ウェーハの処理を必要としない。この特徴により、この
発明の較正基準は製品製造の環境と両立性を持つ。更
に、この発明の較正用ウェーハは、不活性な雰囲気でも
反応性（例えば酸化性及び窒化性）雰囲気でも、多数の
温度較正に反復的に使うことができる。こう云うウェー
ハは従来のＴＣ結合ウェーハに比べて、ずっと多数回の
較正試験に保つと予想される。
ウェーハは熱電対（ＴＣ）を持たず、精密な高温測定方
式による較正（又はその他の温度センサの較正）に使う
前にＴＣ結合ウェーハに対する初期の較正を何等必要と
しない。この発明の較正用ウェーハは、一定の物理的な
パラメータに基づく既知の精密な温度較正用基準点を提
供する。熱電対がないから、較正用ウェーハは無線であ
る。この為、較正過程の為にウェーハの自動的な処理が
できる。自動化した処理反応器の内部での手作業による
ウェーハの処理を必要としない。この特徴により、この
発明の較正基準は製品製造の環境と両立性を持つ。更
に、この発明の較正用ウェーハは、不活性な雰囲気でも
反応性（例えば酸化性及び窒化性）雰囲気でも、多数の
温度較正に反復的に使うことができる。こう云うウェー
ハは従来のＴＣ結合ウェーハに比べて、ずっと多数回の
較正試験に保つと予想される。
【００１１】この発明は専用の標準較正ウェーハにも、
又は実際の装置ウェーハにも実施することができる。後
者の場合、温度較正素子をウェーハの裏側の上に配置
し、各々の装置ウェーハがそれ自身の較正基準としても
作用し得る様にする。前者の場合、較正素子はウェーハ
の前側（研磨した側）又は裏側の何れに配置してもよ
い。
又は実際の装置ウェーハにも実施することができる。後
者の場合、温度較正素子をウェーハの裏側の上に配置
し、各々の装置ウェーハがそれ自身の較正基準としても
作用し得る様にする。前者の場合、較正素子はウェーハ
の前側（研磨した側）又は裏側の何れに配置してもよ
い。
【００１２】この発明は各々のウェーハの上に１つ又は
２つ（又は多数でも）の較正素子形式を配置することが
できる様にする。各々の較正素子形式は、１個の既知の
精密な温度を関連して持っている。これから説明する様
に、利得及びオフセットの両方について、高温測定式セ
ンサをその動作温度範囲内で較正する為には、２つの較
正温度点（Ｔ1 及びＴ2 ）があれば十分である。この発
明では、適当な元素の融点を較正温度点として使う。純
粋な元素及び比が分かっている２種類（又は更に多くの
元素）の合金の融点は物理的な定数であり、熱サイクル
の間、固相から溶融相への遷移が起こった時、こう云う
定数をセンサの較正の為に用いることができる。この様
な相遷移は、これから説明する様に、非接触式手段によ
って実時間で検出することができる。
２つ（又は多数でも）の較正素子形式を配置することが
できる様にする。各々の較正素子形式は、１個の既知の
精密な温度を関連して持っている。これから説明する様
に、利得及びオフセットの両方について、高温測定式セ
ンサをその動作温度範囲内で較正する為には、２つの較
正温度点（Ｔ1 及びＴ2 ）があれば十分である。この発
明では、適当な元素の融点を較正温度点として使う。純
粋な元素及び比が分かっている２種類（又は更に多くの
元素）の合金の融点は物理的な定数であり、熱サイクル
の間、固相から溶融相への遷移が起こった時、こう云う
定数をセンサの較正の為に用いることができる。この様
な相遷移は、これから説明する様に、非接触式手段によ
って実時間で検出することができる。
【００１３】種々の材料の元素は、融点で固相から溶融
相へ遷移する際、光反射率の様な物理的な特性に突然の
変化を示す。例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）の面の光反
射率は、融点（ＧｅではＴｍ＝９３７．４℃）で固相か
ら溶融相への遷移が起こる時、階段形の変化（増加）を
示す。電気比抵抗及びマイクロ波反射率の様なこの他の
材料の性質も、材料の融点で突然の階段形の変化を示す
ことがある。この発明の目的に使われる好ましい性質
は、使われる材料の融点に於けるウェーハの光反射率又
は放射率、並びにそれに伴う突然の変化である。
相へ遷移する際、光反射率の様な物理的な特性に突然の
変化を示す。例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）の面の光反
射率は、融点（ＧｅではＴｍ＝９３７．４℃）で固相か
ら溶融相への遷移が起こる時、階段形の変化（増加）を
示す。電気比抵抗及びマイクロ波反射率の様なこの他の
材料の性質も、材料の融点で突然の階段形の変化を示す
ことがある。この発明の目的に使われる好ましい性質
は、使われる材料の融点に於けるウェーハの光反射率又
は放射率、並びにそれに伴う突然の変化である。
【００１４】この発明の第１の好ましい実施例の断面が
図２に示されている。ウェーハ３０は、ウェーハ３０の
前側又は後側（前側を選ぶのが好ましい）の何れかで、
基板２８に隣接して設けられたバッファ層構造３２を含
む。較正材料（例えばゲルマニウム）のアイランド３６
はバッファ層構造３２に隣接してつくられている。バッ
ファ層構造３２は、温度較正過程の間、アイランド３６
の較正材料が基板と反応するのを防止する為、例えば酸
化物層３３及び窒化物層３４の両方で構成することがで
きる。カプセル封じ層３８が較正アイランド３６を覆っ
て隔離している。アイランド３６が較正の際に溶融並び
に凝固するから、カプセル封じ層３８が各々のアイラン
ド３６を密封して較正元素３６を収容しておく。最後
に、（窒化シリコンの様な）不活性化層４０がカプセル
封じ層３８に隣接して設けられる。不活性化層４０は、
酸素の様な反応性雰囲気内でアイランド３６が劣化する
のを防止する。
図２に示されている。ウェーハ３０は、ウェーハ３０の
前側又は後側（前側を選ぶのが好ましい）の何れかで、
基板２８に隣接して設けられたバッファ層構造３２を含
む。較正材料（例えばゲルマニウム）のアイランド３６
はバッファ層構造３２に隣接してつくられている。バッ
ファ層構造３２は、温度較正過程の間、アイランド３６
の較正材料が基板と反応するのを防止する為、例えば酸
化物層３３及び窒化物層３４の両方で構成することがで
きる。カプセル封じ層３８が較正アイランド３６を覆っ
て隔離している。アイランド３６が較正の際に溶融並び
に凝固するから、カプセル封じ層３８が各々のアイラン
ド３６を密封して較正元素３６を収容しておく。最後
に、（窒化シリコンの様な）不活性化層４０がカプセル
封じ層３８に隣接して設けられる。不活性化層４０は、
酸素の様な反応性雰囲気内でアイランド３６が劣化する
のを防止する。
【００１５】次に第１の好ましい実施例を形成する方法
を、図３ａ乃至３ｄについて説明する。図３ａに示す様
に、ウェーハ３０の基板２８の上に初期バッファ障壁層
３３，３４がデポジットされる。バッファ構造は二酸化
シリコンの初期層３３と窒化シリコンの上側層３４とで
構成することができる。二酸化シリコン層３３は例えば
約１，０００Åの厚さを持っていてもよく、低圧化学反
応気相成長（ＬＰＣＶＤ）によって形成することができ
る。当業者であれば明らかであるが、プラズマ強化化学
反応気相成長（ＰＥＣＶＤ）及び熱酸化の様な他の方法
をこの代わりに用いてもよい。窒化シリコン層３４も約
１，０００Åの厚さを持っていてもよく、ＬＰＣＶＤに
よって形成することができる。やはり当業者には明らか
であろうが、この代わりにＰＥＣＶＤの様な他の方法を
用いてもよい。バッファ構造は、耐高温金属の様なこの
他の適当な材料の層でつくってもよい。
を、図３ａ乃至３ｄについて説明する。図３ａに示す様
に、ウェーハ３０の基板２８の上に初期バッファ障壁層
３３，３４がデポジットされる。バッファ構造は二酸化
シリコンの初期層３３と窒化シリコンの上側層３４とで
構成することができる。二酸化シリコン層３３は例えば
約１，０００Åの厚さを持っていてもよく、低圧化学反
応気相成長（ＬＰＣＶＤ）によって形成することができ
る。当業者であれば明らかであるが、プラズマ強化化学
反応気相成長（ＰＥＣＶＤ）及び熱酸化の様な他の方法
をこの代わりに用いてもよい。窒化シリコン層３４も約
１，０００Åの厚さを持っていてもよく、ＬＰＣＶＤに
よって形成することができる。やはり当業者には明らか
であろうが、この代わりにＰＥＣＶＤの様な他の方法を
用いてもよい。バッファ構造は、耐高温金属の様なこの
他の適当な材料の層でつくってもよい。
【００１６】次に図３ｂに示す様に、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）の様な所望の較正材料３５の薄層をデポジットす
る。Ｇｅの融点Ｔn1は９３７．２℃である。デポジッシ
ョンは、ＣＶＤ、又はスパッタリングの様な物理的な気
相成長（ＰＶＤ）の様な種々の方法によって行なうこと
ができる。較正層３５は２００乃至３，０００Åの範囲
内の厚さを持ち、典形的には約２，０００Åである。較
正材料は３つの基準によって選ばれる。第１に、融点が
関心のある温度範囲になければならない。典形的には、
１５０℃乃至１，１５０℃である。第２に、カプセル封
じ層の汚染及び応力によって誘起されるはがれを防止す
る為並びに多数回の較正試験ができる様にする為に、高
い沸点及び低い蒸気圧が必要である。最後に、較正材料
は、反応器の汚染を防止する為に、シリコン処理技術と
両立性を持つ適当な元素又は合金でなければならない。
表１はこの発明の目的にとって好ましい材料の幾つかの
例を示す。
ｅ）の様な所望の較正材料３５の薄層をデポジットす
る。Ｇｅの融点Ｔn1は９３７．２℃である。デポジッシ
ョンは、ＣＶＤ、又はスパッタリングの様な物理的な気
相成長（ＰＶＤ）の様な種々の方法によって行なうこと
ができる。較正層３５は２００乃至３，０００Åの範囲
内の厚さを持ち、典形的には約２，０００Åである。較
正材料は３つの基準によって選ばれる。第１に、融点が
関心のある温度範囲になければならない。典形的には、
１５０℃乃至１，１５０℃である。第２に、カプセル封
じ層の汚染及び応力によって誘起されるはがれを防止す
る為並びに多数回の較正試験ができる様にする為に、高
い沸点及び低い蒸気圧が必要である。最後に、較正材料
は、反応器の汚染を防止する為に、シリコン処理技術と
両立性を持つ適当な元素又は合金でなければならない。
表１はこの発明の目的にとって好ましい材料の幾つかの
例を示す。
【００１７】
【表１】
表 １
元素／合金 融 点 沸 点 固体密度 溶融密度
（℃） （℃） （ｇ／cm3 ） （ｇ／cm3 ）
アルミニウム（Ａｌ） 660.37 2467 2.6989 2.370
ビスマス（Ｂｉ） 271.3 1560 10.05
ゲルマニウム（Ｇｅ） 937.4 2830 5.323 5.57
インジウム（Ｉｎ） 156.61 2080 7.31 7.01
錫（Ｓｎ） 231.97 2270 7.31 6.98
10% Ａｌ＋90% Ｓｎ 540.0
【００１８】次に較正層３５をマイクロ写真製版及びプ
ラズマ・エッチ（又は湿式エッチ）によってパターンぎ
めして、図３ｃに示す様にＧｅアイランド３６のアレイ
を形成する。アレイ３６が図４に示す様にウェーハの表
面全部を覆っていることが好ましい。然し、この代わり
に、ウェーハ表面の一部分だけを覆っていてもよい。Ｇ
ｅアイランドの典形的な寸法は２５μｍ×２５μｍ（隣
合ったアイランドの間に２．５μｍのすき間）である。
寸法をこれより大きくしても小さくしてもよい。図４は
アイランド３６を四角で示してあるが、勿論この代わり
に六角形の様なこの他の形を使ってもよい。Ｇｅパター
ンぎめエッチは塩素含有（例えばＣｌ2）又は弗素含有
（例えばＳＦ2 ）のプラズマ内で実施することができ
る。
ラズマ・エッチ（又は湿式エッチ）によってパターンぎ
めして、図３ｃに示す様にＧｅアイランド３６のアレイ
を形成する。アレイ３６が図４に示す様にウェーハの表
面全部を覆っていることが好ましい。然し、この代わり
に、ウェーハ表面の一部分だけを覆っていてもよい。Ｇ
ｅアイランドの典形的な寸法は２５μｍ×２５μｍ（隣
合ったアイランドの間に２．５μｍのすき間）である。
寸法をこれより大きくしても小さくしてもよい。図４は
アイランド３６を四角で示してあるが、勿論この代わり
に六角形の様なこの他の形を使ってもよい。Ｇｅパター
ンぎめエッチは塩素含有（例えばＣｌ2）又は弗素含有
（例えばＳＦ2 ）のプラズマ内で実施することができ
る。
【００１９】ＳｉＯ2 （又は窒化シリコン）のカプセル
封じ層３８を、図３ｄに示す様に、ＬＰＣＶＤ又はＰＥ
ＣＶＤによってデポジットする。当業者であれば、スパ
ッタリングの様なこの他の方法を用いてもよいことが理
解されよう。カプセル封じ層の典形的な厚さは１，００
０Åである。
封じ層３８を、図３ｄに示す様に、ＬＰＣＶＤ又はＰＥ
ＣＶＤによってデポジットする。当業者であれば、スパ
ッタリングの様なこの他の方法を用いてもよいことが理
解されよう。カプセル封じ層の典形的な厚さは１，００
０Åである。
【００２０】最後に不活性化層４０をデポジットする。
不活性化層４０は、厚さ約１，０００Åの窒化シリコン
で構成することができ、例えばＰＥＣＶＤによってデポ
ジットすることができる。不活性化層４０は、反応性の
酸化雰囲気内での較正試験の際、較正元素の酸化を防止
する。こうして得られた構造が図２に示されている。
不活性化層４０は、厚さ約１，０００Åの窒化シリコン
で構成することができ、例えばＰＥＣＶＤによってデポ
ジットすることができる。不活性化層４０は、反応性の
酸化雰囲気内での較正試験の際、較正元素の酸化を防止
する。こうして得られた構造が図２に示されている。
【００２１】この発明の第２の好ましい実施例の断面が
図５に示されている。ウェーハ３０が基板２８に隣接し
て設けられた積重ねバッファ層３２（又は単独のバッフ
ァ層）を含み、ウェーハ３０の前側又は後側のどちらに
あってもよい（前側に配置することが好ましい）。第１
の較正材料３６のアイランドがバッファ層３２に隣接し
て設けられる。バッファ層３２は、温度較正の間、アイ
ランド３６の較正材料が基板と反応するのを防止する為
に、酸化物層及び窒化物層の両方で構成することができ
る。カプセル封じ層３８がアイランド３６を覆っていて
隔離している。第２の較正材料４６のアイランドがカプ
セル封じ層３８の上に設けられる。カプセル封じ層４８
が第２の較正材料のアイランド４６を密封する。最後に
不活性化層４０がカプセル封じ層４８に隣接して設けら
れる。不活性化層４０（窒化シリコン）は、酸化の様な
反応性雰囲気内でのアイランド３６，４６の劣化を防止
する。カプセル封じ及び不活性化の両方の為に、窒化シ
リコンの一層を使ってもよい。
図５に示されている。ウェーハ３０が基板２８に隣接し
て設けられた積重ねバッファ層３２（又は単独のバッフ
ァ層）を含み、ウェーハ３０の前側又は後側のどちらに
あってもよい（前側に配置することが好ましい）。第１
の較正材料３６のアイランドがバッファ層３２に隣接し
て設けられる。バッファ層３２は、温度較正の間、アイ
ランド３６の較正材料が基板と反応するのを防止する為
に、酸化物層及び窒化物層の両方で構成することができ
る。カプセル封じ層３８がアイランド３６を覆っていて
隔離している。第２の較正材料４６のアイランドがカプ
セル封じ層３８の上に設けられる。カプセル封じ層４８
が第２の較正材料のアイランド４６を密封する。最後に
不活性化層４０がカプセル封じ層４８に隣接して設けら
れる。不活性化層４０（窒化シリコン）は、酸化の様な
反応性雰囲気内でのアイランド３６，４６の劣化を防止
する。カプセル封じ及び不活性化の両方の為に、窒化シ
リコンの一層を使ってもよい。
【００２２】次に図６ａ乃至６ｃについて、第２の好ま
しい実施例を形成する方法を説明する。図６ａは、バッ
ファ層３３，３４、第１の較正アイランド３６、及びカ
プセル封じ層３８を持つウェーハ３０の断面図である。
これらの層は前に第１の好ましい実施例について述べた
のと同じ様に形成される。
しい実施例を形成する方法を説明する。図６ａは、バッ
ファ層３３，３４、第１の較正アイランド３６、及びカ
プセル封じ層３８を持つウェーハ３０の断面図である。
これらの層は前に第１の好ましい実施例について述べた
のと同じ様に形成される。
【００２３】図６ｂに示す様に、第２の較正材料の薄い
層（例えば１，０００Å）４５がカプセル封じ層３８の
上にデポジットされる。これは例えばＣＶＤ又はＰＶＤ
を使って行なうことができる。第２の較正材料は、例え
ば錫で構成することができる。第１及び第２の較正材料
に対する好ましい選び方は、例えばゲルマニウムと錫、
ゲルマニウムとアルミニウム又はアルミニウムと錫であ
る。錫とゲルマニウム（ＳｎＧｅ）では、Ｔm1は約２３
７℃でありＴm2は約９３７℃である。この組合せは、
（例えば急速熱酸化、急速熱アニール等の様な用途に対
し）汚染の問題を伴わずに、広い温度範囲に亘るセンサ
の較正に良好である。ゲルマニウムも錫もIV族半導体で
あり、シリコン内の汚染物質とは考えられない。アルミ
ニウム及びゲルマニウムは、高温測定信号の較正にＴm1
＞４００℃が必要である時、好ましい組合せである。こ
れは、或る高温測定センサは、４００℃未満の温度に対
しては、十分な信号レベルを持たないからである。錫及
びアルミニウムでは、Ｔm1が約２３２℃に等しく、Ｔm2
が約６６０℃である。この組合せは、低温プロセスに於
ける無線式の較正に役立つ。例としては、５５０℃乃至
７５０℃の温度範囲内にあるシリサイド反応／アニール
・プロセスがある。
層（例えば１，０００Å）４５がカプセル封じ層３８の
上にデポジットされる。これは例えばＣＶＤ又はＰＶＤ
を使って行なうことができる。第２の較正材料は、例え
ば錫で構成することができる。第１及び第２の較正材料
に対する好ましい選び方は、例えばゲルマニウムと錫、
ゲルマニウムとアルミニウム又はアルミニウムと錫であ
る。錫とゲルマニウム（ＳｎＧｅ）では、Ｔm1は約２３
７℃でありＴm2は約９３７℃である。この組合せは、
（例えば急速熱酸化、急速熱アニール等の様な用途に対
し）汚染の問題を伴わずに、広い温度範囲に亘るセンサ
の較正に良好である。ゲルマニウムも錫もIV族半導体で
あり、シリコン内の汚染物質とは考えられない。アルミ
ニウム及びゲルマニウムは、高温測定信号の較正にＴm1
＞４００℃が必要である時、好ましい組合せである。こ
れは、或る高温測定センサは、４００℃未満の温度に対
しては、十分な信号レベルを持たないからである。錫及
びアルミニウムでは、Ｔm1が約２３２℃に等しく、Ｔm2
が約６６０℃である。この組合せは、低温プロセスに於
ける無線式の較正に役立つ。例としては、５５０℃乃至
７５０℃の温度範囲内にあるシリサイド反応／アニール
・プロセスがある。
【００２４】第２の較正材料をデポジットした後、第２
のパターンぎめ工程を実施して、図６ｃに示す様に、第
２の較正材料のアイランド４６のアレイを形成する。ア
イランド４６は第１のアイランド３６と同じ寸法を持っ
ていてよい。アイランド４６のパターンは、第１の較正
元素が蔭にならない様になっている。これによってウェ
ーハの任意の点に於ける平均の局部的な反射率／放射率
が、両方の較正元素の反射率によって決定される様に保
証される。
のパターンぎめ工程を実施して、図６ｃに示す様に、第
２の較正材料のアイランド４６のアレイを形成する。ア
イランド４６は第１のアイランド３６と同じ寸法を持っ
ていてよい。アイランド４６のパターンは、第１の較正
元素が蔭にならない様になっている。これによってウェ
ーハの任意の点に於ける平均の局部的な反射率／放射率
が、両方の較正元素の反射率によって決定される様に保
証される。
【００２５】最後に、図５に示す様に、第２のカプセル
封じ層５０及び不活性化層４０をデポジットする。第２
のカプセル封じ層５０は約１，０００Åの厚さでＳｉＯ
2 で構成することができる。不活性化層４０は厚さ約
１，０００Åの窒化シリコンで構成することができる。
両方の層は例えばＰＥＣＶＤによってデポジットするこ
とができる。不活性化層４０は、酸化性雰囲気内で較正
試験をする際、較正元素の酸化を防止する。カプセル封
じ及び不活性化層の両方の目的の為に、窒化シリコンの
単独の上側層を用いてもよい。
封じ層５０及び不活性化層４０をデポジットする。第２
のカプセル封じ層５０は約１，０００Åの厚さでＳｉＯ
2 で構成することができる。不活性化層４０は厚さ約
１，０００Åの窒化シリコンで構成することができる。
両方の層は例えばＰＥＣＶＤによってデポジットするこ
とができる。不活性化層４０は、酸化性雰囲気内で較正
試験をする際、較正元素の酸化を防止する。カプセル封
じ及び不活性化層の両方の目的の為に、窒化シリコンの
単独の上側層を用いてもよい。
【００２６】第１及び第２の好ましい実施例は、ＲＴＰ
反応器の一点及び多点式の両方の高温測定センサに対す
る無線式の温度較正試験に使うことができる。動作につ
いて説明すると、較正点Ｔm1及びＴm2には、幾つかの方
法の内の１つによって検出することができる。Ｔm1及び
Ｔm2の較正点を検出する好ましい方法は、直接的に高温
測定信号（１つ又は複数）によるものである。ウェーハ
温度がＴm2又はＴm1より高くなると、ウェーハの反射率
の階段形の変化により、その実効放射率に階段形の変化
が生じ、その結果生ずる高温測定信号は、図７に示す様
に、小さな階段形の変化を生ずる。温度／電力のゆっく
りした傾斜（開放ループ式の電力の上向き傾斜の間）を
仮定すると、
反応器の一点及び多点式の両方の高温測定センサに対す
る無線式の温度較正試験に使うことができる。動作につ
いて説明すると、較正点Ｔm1及びＴm2には、幾つかの方
法の内の１つによって検出することができる。Ｔm1及び
Ｔm2の較正点を検出する好ましい方法は、直接的に高温
測定信号（１つ又は複数）によるものである。ウェーハ
温度がＴm2又はＴm1より高くなると、ウェーハの反射率
の階段形の変化により、その実効放射率に階段形の変化
が生じ、その結果生ずる高温測定信号は、図７に示す様
に、小さな階段形の変化を生ずる。温度／電力のゆっく
りした傾斜（開放ループ式の電力の上向き傾斜の間）を
仮定すると、
【数１】Ｔ＝αＩ＋β (1)
であり、ここでＩは線形にした高温計出力電流又は電
圧、Ｔは較正されたウェーハ温度、αは勾配又は線形係
数、βはオフセットである。
圧、Ｔは較正されたウェーハ温度、αは勾配又は線形係
数、βはオフセットである。
【００２７】第１の好ましい実施例における様に、１種
類の較正材料を使う場合、Ｔm1及びＩ1 が決定される。
勾配は一般的に別個の熱電対較正試験から分かるから、
オフセットは次の様に計算することができる。
類の較正材料を使う場合、Ｔm1及びＩ1 が決定される。
勾配は一般的に別個の熱電対較正試験から分かるから、
オフセットは次の様に計算することができる。
【数２】β＝Ｔm1−αＩ1 (2)
【００２８】２種類又は更に多くの較正材料を使う場
合、Ｔm1及びＩ1 もＴm2およびＩ2 も分かるから、勾配
及びオフセットの両方を計算することができる。
合、Ｔm1及びＩ1 もＴm2およびＩ2 も分かるから、勾配
及びオフセットの両方を計算することができる。
【数３】
Ｔm1＝αＩ1 ＋β (3)
【数４】
Ｔm2＝∝Ｉ2 ＋β (4)
【数５】
Ｔm2−Ｔm1＝ ∝（Ｉ2 −Ｉ1 ） (5)
【数６】
【数７】
【数８】
【００２９】無線式の較正用ウェーハは、実際の装置と
なるウェーハと同じ裏側の放射率を持つのが普通である
（但し高温測定装置が放射率の補償を用いる場合、この
条件はそうしなければならないものではない）。多点高
温測定センサ装置では、同じ無線式較正用ウェーハを、
全ての高温測定センサの同時の較正に使うことができ
る。各々のセンサに対して別々の（Ｉi1，Ｔm1及び
Ｉi2，Ｔm2）を決定し、その後、センサ毎に、別々の勾
配（利得）及びオフセットを計算することができる。
なるウェーハと同じ裏側の放射率を持つのが普通である
（但し高温測定装置が放射率の補償を用いる場合、この
条件はそうしなければならないものではない）。多点高
温測定センサ装置では、同じ無線式較正用ウェーハを、
全ての高温測定センサの同時の較正に使うことができ
る。各々のセンサに対して別々の（Ｉi1，Ｔm1及び
Ｉi2，Ｔm2）を決定し、その後、センサ毎に、別々の勾
配（利得）及びオフセットを計算することができる。
【００３０】（高温測定信号の小さな階段形の変化を検
出しようとする代わりに）高温測定の較正の為に、Ｔm1
及びＴm2遷移を検出する別の方法は、前側から（或は裏
側からでもよい）レーザ・ビーム１１８を使って、図８
に示す用に面の反射率の値を監視することである。レー
ザ・ビーム１１８が各々のセンサ１−４からウェーハ１
２に差し向けられる。センサ１−４はＲＴＰ反応器の多
重区域照明装置の中に配置されていて、石英窓１１０に
よってウェーハ１１２から隔てられている。ウェーハ１
１２の反対側にガス・シャワーヘッド１１４がある。好
ましい実施例ではセンサ１−４が高温計である。然し、
当業者であれば、この代わりにセンサ１−４がエリプソ
メータ、熱膨張センサ又は音響式センサであってもよい
ことが理解されよう。レーザは、整合を改善する為の光
ファイバ継手１２０を用いた安価なＨｅＮｅ（６，３２
８Å）レーザであってよい。検出器１１６を用いて、較
正サイクルの電力を傾斜形に上昇する間、反射率の値Ｒ
1 −Ｒ4 を監視する。較正サイクルの間に測定された面
の反射率の値は、図９に示す用に、（Ｉi1，Ｔm1及びＩ
i2，Ｔm2）に対応する時刻に階段形の変化を生ずる。従
って、Ｔm1とＩi1及びＴm2とＩi2が決定され、上に述べ
た勾配（利得）及びオフセットの計算が適用される。
出しようとする代わりに）高温測定の較正の為に、Ｔm1
及びＴm2遷移を検出する別の方法は、前側から（或は裏
側からでもよい）レーザ・ビーム１１８を使って、図８
に示す用に面の反射率の値を監視することである。レー
ザ・ビーム１１８が各々のセンサ１−４からウェーハ１
２に差し向けられる。センサ１−４はＲＴＰ反応器の多
重区域照明装置の中に配置されていて、石英窓１１０に
よってウェーハ１１２から隔てられている。ウェーハ１
１２の反対側にガス・シャワーヘッド１１４がある。好
ましい実施例ではセンサ１−４が高温計である。然し、
当業者であれば、この代わりにセンサ１−４がエリプソ
メータ、熱膨張センサ又は音響式センサであってもよい
ことが理解されよう。レーザは、整合を改善する為の光
ファイバ継手１２０を用いた安価なＨｅＮｅ（６，３２
８Å）レーザであってよい。検出器１１６を用いて、較
正サイクルの電力を傾斜形に上昇する間、反射率の値Ｒ
1 −Ｒ4 を監視する。較正サイクルの間に測定された面
の反射率の値は、図９に示す用に、（Ｉi1，Ｔm1及びＩ
i2，Ｔm2）に対応する時刻に階段形の変化を生ずる。従
って、Ｔm1とＩi1及びＴm2とＩi2が決定され、上に述べ
た勾配（利得）及びオフセットの計算が適用される。
【００３１】この発明の第３の好ましい実施例が図１０
に示されている。この図は、ウェーハ６２の裏側の幅の
狭いリング６０上に較正元素を形成することを示す。リ
ングは典形的な幅が２mm又はそれ未満であってよく、多
点式高温測定センサの半径方向のプローブ位置に対応す
る半径方向の位置に配置される。リングは１種類又は更
に多くの較正材料で構成することができる。直接高温測
定式階段検出又はレーザ反射率と云う、（Ｉi1，Ｔm1）
及び（Ｉi2，Ｔm2）に対する２つの検出方法の何れかを
使うことができる。この場合、ＨｅＮｅレーザ・プロー
ブを照明装置の光パイプの中に配置して、ウェーハの裏
側（高温系の光パイプと同様な構造）上の特定の半径方
向の位置に向けることができる。
に示されている。この図は、ウェーハ６２の裏側の幅の
狭いリング６０上に較正元素を形成することを示す。リ
ングは典形的な幅が２mm又はそれ未満であってよく、多
点式高温測定センサの半径方向のプローブ位置に対応す
る半径方向の位置に配置される。リングは１種類又は更
に多くの較正材料で構成することができる。直接高温測
定式階段検出又はレーザ反射率と云う、（Ｉi1，Ｔm1）
及び（Ｉi2，Ｔm2）に対する２つの検出方法の何れかを
使うことができる。この場合、ＨｅＮｅレーザ・プロー
ブを照明装置の光パイプの中に配置して、ウェーハの裏
側（高温系の光パイプと同様な構造）上の特定の半径方
向の位置に向けることができる。
【００３２】図１１ａ及び図１１ｂについて説明する
と、第４の好ましい実施例は、２つの別々の無線式較正
用ウェーハを使う。両方のウェーハ３０Ａ，３０Ｂは、
第１の好ましい実施例について前に説明し、図２に示す
様にして形成することができる。較正アイランド３６Ａ
及び３６Ｂが夫々カプセル封じ層３８Ａ及び３８Ｂ内に
配置される。カプセル封じ層３８Ａ，３８Ｂは、夫々バ
ッファ層３２Ａ及び３２Ｂによって基板２８Ａ，２８Ｂ
から隔てられている。不活性化層４０Ａ，４０Ｂが夫々
ウェーハ３０Ａ，３０Ｂを覆っている。然し、各々のウ
ェーハは異なる較正材料である。動作について説明する
と、前に述べた２つの検出方法の何れかにより、第１の
ウェーハを使ってＩi1及びＴm1を決定する。第２のウェ
ーハを使ってＩi2及びＴm2を決定する。一旦（Ｉi1，Ｔ
m1）及び（Ｉi2，Ｔm2）が分かれば、式(6) 及び(7) に
従って、勾配及びオフセットを計算することができる。
と、第４の好ましい実施例は、２つの別々の無線式較正
用ウェーハを使う。両方のウェーハ３０Ａ，３０Ｂは、
第１の好ましい実施例について前に説明し、図２に示す
様にして形成することができる。較正アイランド３６Ａ
及び３６Ｂが夫々カプセル封じ層３８Ａ及び３８Ｂ内に
配置される。カプセル封じ層３８Ａ，３８Ｂは、夫々バ
ッファ層３２Ａ及び３２Ｂによって基板２８Ａ，２８Ｂ
から隔てられている。不活性化層４０Ａ，４０Ｂが夫々
ウェーハ３０Ａ，３０Ｂを覆っている。然し、各々のウ
ェーハは異なる較正材料である。動作について説明する
と、前に述べた２つの検出方法の何れかにより、第１の
ウェーハを使ってＩi1及びＴm1を決定する。第２のウェ
ーハを使ってＩi2及びＴm2を決定する。一旦（Ｉi1，Ｔ
m1）及び（Ｉi2，Ｔm2）が分かれば、式(6) 及び(7) に
従って、勾配及びオフセットを計算することができる。
【００３３】以上、若干の好ましい実施例を詳しく説明
した。この発明の範囲は、特許請求の範囲内にあって上
に述べたものとは異なる実施例をも含むことを承知され
たい。
した。この発明の範囲は、特許請求の範囲内にあって上
に述べたものとは異なる実施例をも含むことを承知され
たい。
【００３４】この発明を実施例について説明したが、こ
の説明はこの発明を制約するものと解してはならない。
以上の説明から、当業者には、図示の実施例の種々の変
更及び組合せとこの発明のその他の実施例が容易に考え
られよう。従って特許請求の範囲は、この様な変更又は
実施例をも包括することを承知されたい。
の説明はこの発明を制約するものと解してはならない。
以上の説明から、当業者には、図示の実施例の種々の変
更及び組合せとこの発明のその他の実施例が容易に考え
られよう。従って特許請求の範囲は、この様な変更又は
実施例をも包括することを承知されたい。
【００３５】以上の説明に関連して、この発明は更に下
記の実施態様を有する。 (1) 当該少なくとも１つの温度センサが当該無線装置
の温度に依存する特性を検出して、この温度に依存する
特性に対応する信号を出力する様に作用し得る様な少な
くとも１つの温度センサを較正する無線装置に於て、複
数個の較正アイランドを持つウェーハを有し、該アイラ
ンドは１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つ
材料であって、動作中、傾斜形温度較正過程の間、前記
融点に等しいウェーハ温度で、前記温度に依存する特性
に階段形の変化が発生する様になっている無線装置。
記の実施態様を有する。 (1) 当該少なくとも１つの温度センサが当該無線装置
の温度に依存する特性を検出して、この温度に依存する
特性に対応する信号を出力する様に作用し得る様な少な
くとも１つの温度センサを較正する無線装置に於て、複
数個の較正アイランドを持つウェーハを有し、該アイラ
ンドは１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つ
材料であって、動作中、傾斜形温度較正過程の間、前記
融点に等しいウェーハ温度で、前記温度に依存する特性
に階段形の変化が発生する様になっている無線装置。
【００３６】(2) (1) 項に記載した無線装置に於て、
温度センサが高温計である無線装置。
温度センサが高温計である無線装置。
【００３７】(3) (1) 項に記載した無線装置に於て、
レーザ・ビームをウェーハに差し向けるレーザ光源と、
光反射率測定装置とを有し、レーザ光源は、傾斜形に温
度を上昇させる較正試験の間、前記融点に等しいウェー
ハ温度に於ける温度に依存する特性の階段形の変化に対
応する光反射率測定装置の出力の階段形の変化を誘起す
る様に作用し得る無線装置。
レーザ・ビームをウェーハに差し向けるレーザ光源と、
光反射率測定装置とを有し、レーザ光源は、傾斜形に温
度を上昇させる較正試験の間、前記融点に等しいウェー
ハ温度に於ける温度に依存する特性の階段形の変化に対
応する光反射率測定装置の出力の階段形の変化を誘起す
る様に作用し得る無線装置。
【００３８】(4) 前側及び後側を持ち、当該少なくと
も１つの温度センサが当該無線装置の温度に依存する特
性を検出して、この温度に依存する特性に対応する信号
を出力する様に作用し得る様な少なくとも１つの温度セ
ンサを較正する無線装置に於て、基板と、該基板に隣接
してその上に配置されていて、基板の汚染及び熱反応を
防止するバッファ層と、該バッファ層に隣接して配置さ
れていて、当該第１の較正アイランドが１５０℃乃至
１，１５０℃の範囲内の融点を持つ材料でつくられてい
て、動作中、前記傾斜形に温度を上げる較正過程の間、
前記第１の較正アイランドの融点に等しいウェーハ温度
で温度に依存する特性の第１の階段形の変化が生ずる様
になっている複数個の第１の較正アイランドと、該較正
アイランドに隣接していて、較正の間、該較正アイラン
ドを密封してその形及び完全さを保つ第１のカプセル封
じ層とを有する無線装置。
も１つの温度センサが当該無線装置の温度に依存する特
性を検出して、この温度に依存する特性に対応する信号
を出力する様に作用し得る様な少なくとも１つの温度セ
ンサを較正する無線装置に於て、基板と、該基板に隣接
してその上に配置されていて、基板の汚染及び熱反応を
防止するバッファ層と、該バッファ層に隣接して配置さ
れていて、当該第１の較正アイランドが１５０℃乃至
１，１５０℃の範囲内の融点を持つ材料でつくられてい
て、動作中、前記傾斜形に温度を上げる較正過程の間、
前記第１の較正アイランドの融点に等しいウェーハ温度
で温度に依存する特性の第１の階段形の変化が生ずる様
になっている複数個の第１の較正アイランドと、該較正
アイランドに隣接していて、較正の間、該較正アイラン
ドを密封してその形及び完全さを保つ第１のカプセル封
じ層とを有する無線装置。
【００３９】(5) (4) 項に記載した無線装置に於て、
第１のカプセル封じ層の上に配置されていて、較正アイ
ランドが反応性雰囲気内で劣化しない様に保護する不活
性化層を有する無線装置。
第１のカプセル封じ層の上に配置されていて、較正アイ
ランドが反応性雰囲気内で劣化しない様に保護する不活
性化層を有する無線装置。
【００４０】(6) (5) 項に記載した無線装置に於て、
バッファ層、第１の較正アイランド、第１のカプセル封
じ層及び不活性化層が装置の前側に形成されている無線
装置。
バッファ層、第１の較正アイランド、第１のカプセル封
じ層及び不活性化層が装置の前側に形成されている無線
装置。
【００４１】(7) (5) 項に記載した無線装置に於て、
バッファ層、第１の較正アイランド、第１のカプセル封
じ層及び不活性化層が装置の裏側に形成されている無線
装置。
バッファ層、第１の較正アイランド、第１のカプセル封
じ層及び不活性化層が装置の裏側に形成されている無線
装置。
【００４２】(8) (4) 項に記載した無線装置に於て、
第１の較正アイランドが、ゲルマニウム、錫、アルミニ
ウム又はその合金からなる群から選ばれた材料で構成さ
れる無線装置。
第１の較正アイランドが、ゲルマニウム、錫、アルミニ
ウム又はその合金からなる群から選ばれた材料で構成さ
れる無線装置。
【００４３】(9) (5) 項に記載した無線装置に於て、
バッファ層、第１のカプセル封じ層及び不活性化層が窒
化シリコンで構成される無線装置。
バッファ層、第１のカプセル封じ層及び不活性化層が窒
化シリコンで構成される無線装置。
【００４４】(10) (9) 項に記載した無線装置に於て、
バッファ層が二酸化シリコン層を有する無線装置。
バッファ層が二酸化シリコン層を有する無線装置。
【００４５】(11) (5) 項に記載した無線装置に於て、
第１のカプセル封じ層及び不活性化層が二酸化シリコン
で構成される無線装置。
第１のカプセル封じ層及び不活性化層が二酸化シリコン
で構成される無線装置。
【００４６】(12) (4) 項に記載した無線装置に於て、
温度センサが高温計である無線装置。
温度センサが高温計である無線装置。
【００４７】(13) (5) 項に記載した無線装置に於て、
前記第１のカプセル封じ層に隣接して配置された複数個
の第２の較正アイランドを有し、該第２の較正アイラン
ドは第１の較正材料とは異なる材料でつくられていて、
１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持ち、動作
中、傾斜形に温度を上げる較正過程の間、前記第２の較
正アイランドの融点に等しいウェーハ温度で、温度に依
存する特性に、第２の階段形の変化が発生する様になっ
ており、更に、前記第２の較正アイランド及び不活性化
層の間に配置されていて、前記第２の較正アイランドを
密封してその完全さを保つ第２のカプセル封じ層を有す
る無線装置。
前記第１のカプセル封じ層に隣接して配置された複数個
の第２の較正アイランドを有し、該第２の較正アイラン
ドは第１の較正材料とは異なる材料でつくられていて、
１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持ち、動作
中、傾斜形に温度を上げる較正過程の間、前記第２の較
正アイランドの融点に等しいウェーハ温度で、温度に依
存する特性に、第２の階段形の変化が発生する様になっ
ており、更に、前記第２の較正アイランド及び不活性化
層の間に配置されていて、前記第２の較正アイランドを
密封してその完全さを保つ第２のカプセル封じ層を有す
る無線装置。
【００４８】(14) (3) 項に記載した無線装置に於て、
第１及び第２の較正アイランドが夫々錫及びゲルマニウ
ムで構成される無線装置。
第１及び第２の較正アイランドが夫々錫及びゲルマニウ
ムで構成される無線装置。
【００４９】(15) (13)項に記載した無線装置に於て、
第１及び第２の較正アイランドが夫々ゲルマニウム及び
アルミニウムで構成される無線装置。
第１及び第２の較正アイランドが夫々ゲルマニウム及び
アルミニウムで構成される無線装置。
【００５０】(16) (13)項に記載した無線装置に於て、
第１及び第２の較正アイランドが夫々アンチモン及び錫
で構成される無線装置。
第１及び第２の較正アイランドが夫々アンチモン及び錫
で構成される無線装置。
【００５１】(17) 当該少なくとも１つの温度センサが
装置の温度に依存する特性を検出し得る様に作用し得る
様な少なくとも１つの温度センサを較正する装置に於
て、複数個の較正リングを持ち、各々リングが１５０℃
乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つ少なくとも１種
類の材料を持っていて、動作中、傾斜形に温度を上げる
較正過程の間、前記較正リングの融点に等しいウェーハ
温度で前記温度に依存する特性に階段形の変化が発生す
る様になっているウェーハと、何れもウェーハ上の１つ
の較正リングに達し向けられる複数個の光ビームと、各
々の光ビームに対するウェーハの反射率の値を検出する
複数個の検出器とを有する装置。
装置の温度に依存する特性を検出し得る様に作用し得る
様な少なくとも１つの温度センサを較正する装置に於
て、複数個の較正リングを持ち、各々リングが１５０℃
乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つ少なくとも１種
類の材料を持っていて、動作中、傾斜形に温度を上げる
較正過程の間、前記較正リングの融点に等しいウェーハ
温度で前記温度に依存する特性に階段形の変化が発生す
る様になっているウェーハと、何れもウェーハ上の１つ
の較正リングに達し向けられる複数個の光ビームと、各
々の光ビームに対するウェーハの反射率の値を検出する
複数個の検出器とを有する装置。
【００５２】(18) 少なくとも１つの温度センサを較正
する方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の
融点を持つ材料の第１の複数個の較正アイランドを持つ
ウェーハを用意し、該ウェーハの温度を傾斜関数で上昇
させ、前記ウェーハ温度が、較正される温度センサ毎に
変化させられつつある間、前記少なくとも１つの温度セ
ンサを用いて前記ウェーハの温度に依存する特性を測定
し、較正される温度センサ毎に、前記第１の較正アイラ
ンドの融点に等しいウェーハ温度に対応して、前記温度
に依存する特性の第１の階段形変化を検出し、較正され
る温度センサ毎に、較正パラメータを計算する工程を含
む方法。
する方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の
融点を持つ材料の第１の複数個の較正アイランドを持つ
ウェーハを用意し、該ウェーハの温度を傾斜関数で上昇
させ、前記ウェーハ温度が、較正される温度センサ毎に
変化させられつつある間、前記少なくとも１つの温度セ
ンサを用いて前記ウェーハの温度に依存する特性を測定
し、較正される温度センサ毎に、前記第１の較正アイラ
ンドの融点に等しいウェーハ温度に対応して、前記温度
に依存する特性の第１の階段形変化を検出し、較正され
る温度センサ毎に、較正パラメータを計算する工程を含
む方法。
【００５３】(19) (18)項に記載した方法に於て、ウェ
ーハが、前記第１の較正アイランドとは異なる材料でつ
くられていて、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融
点を持つ複数個の第２の較正アイランドを持っている方
法。
ーハが、前記第１の較正アイランドとは異なる材料でつ
くられていて、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融
点を持つ複数個の第２の較正アイランドを持っている方
法。
【００５４】(20) (19)項に記載した方法に於て、較正
される各々の温度センサに対し、第２の較正材料の融点
に等しいウェーハ温度に対応する前記物理的な特性の第
２の階段形の変化を検出する工程を含む方法。
される各々の温度センサに対し、第２の較正材料の融点
に等しいウェーハ温度に対応する前記物理的な特性の第
２の階段形の変化を検出する工程を含む方法。
【００５５】(21) (20)項に記載した方法に於て、温度
に依存する特性が面の反射率である方法。
に依存する特性が面の反射率である方法。
【００５６】(22) 少なくとも１つの温度センサを較正
する方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の
融点を持つ材料でつくられた少なくとも複数個の較正構
造を持っていて、前記少なくとも１つの温度センサがウ
ェーハの反射率を検出して該反射率に対応する信号を出
力する様なウェーハを用意し、光ビームをウェーハに差
し向け、各々の光ビームが差し向けられた点に於けるウ
ェーハの反射率を測定し、較正構造の融点に等しいウェ
ーハ温度に対応する、検出された反射率の第１の段階形
の変化を検出し、該第１の階段形の変化に対応する信号
の第１の電流レベルを決定し、較正される各々の温度セ
ンサに対して較正パラメータを計算する工程を含む方
法。
する方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の
融点を持つ材料でつくられた少なくとも複数個の較正構
造を持っていて、前記少なくとも１つの温度センサがウ
ェーハの反射率を検出して該反射率に対応する信号を出
力する様なウェーハを用意し、光ビームをウェーハに差
し向け、各々の光ビームが差し向けられた点に於けるウ
ェーハの反射率を測定し、較正構造の融点に等しいウェ
ーハ温度に対応する、検出された反射率の第１の段階形
の変化を検出し、該第１の階段形の変化に対応する信号
の第１の電流レベルを決定し、較正される各々の温度セ
ンサに対して較正パラメータを計算する工程を含む方
法。
【００５７】(23) 少なくとも１つの温度センサを較正
する方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の
融点を持つ第１の材料の第１の複数個の較正アイランド
を有する第１のウェーハを用意し、該第１ウェーハの温
度をゆっくりと傾斜形に上げ、温度センサ毎に、前記変
化する温度に応答して第１のウェーハの温度に依存する
特性を測定し、温度センサ毎に、第１の較正アイランド
の融点に等しい第１のウェーハ温度に対応する、前記温
度に依存する特性の第１の階段形の変化を検出し、１５
０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つが、前記第
１の材料とは異なる第２の材料の第２の複数個の較正ア
イランドを有する第２のウェーハを用意し、該第２のウ
ェーハの温度をゆっくりと傾斜形に上げ、温度センサ毎
に、前記増加する温度に応答して前記第２のウェーハの
温度に依存する特性を測定し、温度センサ毎に、前記第
２の較正アイランドの融点に等しい第２のウェーハ温度
に対応する、前記温度に依存する特性の第２の階段形の
変化を検出し、較正される温度センサ毎に、較正パラメ
ータを計算する工程を含む方法。
する方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の
融点を持つ第１の材料の第１の複数個の較正アイランド
を有する第１のウェーハを用意し、該第１ウェーハの温
度をゆっくりと傾斜形に上げ、温度センサ毎に、前記変
化する温度に応答して第１のウェーハの温度に依存する
特性を測定し、温度センサ毎に、第１の較正アイランド
の融点に等しい第１のウェーハ温度に対応する、前記温
度に依存する特性の第１の階段形の変化を検出し、１５
０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つが、前記第
１の材料とは異なる第２の材料の第２の複数個の較正ア
イランドを有する第２のウェーハを用意し、該第２のウ
ェーハの温度をゆっくりと傾斜形に上げ、温度センサ毎
に、前記増加する温度に応答して前記第２のウェーハの
温度に依存する特性を測定し、温度センサ毎に、前記第
２の較正アイランドの融点に等しい第２のウェーハ温度
に対応する、前記温度に依存する特性の第２の階段形の
変化を検出し、較正される温度センサ毎に、較正パラメ
ータを計算する工程を含む方法。
【００５８】(24) (23)項に記載した方法に於て、少な
くとも１つの光ビームをウェーハに差し向け、各々の光
ビームに対して、反射率を検出する検出器を用意し、前
記第１及び第２の階段形の変化が該検出器の出力信号で
検出される工程を含む方法。
くとも１つの光ビームをウェーハに差し向け、各々の光
ビームに対して、反射率を検出する検出器を用意し、前
記第１及び第２の階段形の変化が該検出器の出力信号で
検出される工程を含む方法。
【００５９】(25) 少なくとも１つの温度センサを較正
する装置と方法を説明した。１５０℃乃至１，１５０℃
の範囲内に融点を持つ材料の第１の複数個の較正アイラ
ンド３６を持つウェーハ３０を用意する。温度センサを
使って、又は別個の光源を通じて、動作中のウェーハの
実効的な反射率を測定する。第１の較正アイランドの融
点に等しいウェーハ温度に対応する、温度センサの出力
信号の第１の階段形の変化を検出する。最後に、温度セ
ンサの較正パラメータを計算する。この他の装置及び方
法も説明した。
する装置と方法を説明した。１５０℃乃至１，１５０℃
の範囲内に融点を持つ材料の第１の複数個の較正アイラ
ンド３６を持つウェーハ３０を用意する。温度センサを
使って、又は別個の光源を通じて、動作中のウェーハの
実効的な反射率を測定する。第１の較正アイランドの融
点に等しいウェーハ温度に対応する、温度センサの出力
信号の第１の階段形の変化を検出する。最後に、温度セ
ンサの較正パラメータを計算する。この他の装置及び方
法も説明した。
【図１】多重区域急速熱処理装置と共に示した従来のＴ
Ｃ結合ウェーハ較正装置のブロック図。
Ｃ結合ウェーハ較正装置のブロック図。
【図２】この発明の第１の好ましい実施例による温度較
正用ウェーハの断面図。
正用ウェーハの断面図。
【図３】装置を製造する種々の状態に於けるこの発明の
第１の好ましい実施例による温度較正用ウェーハの断面
図。
第１の好ましい実施例による温度較正用ウェーハの断面
図。
【図４】この発明の第２の好ましい実施例による相異な
る２つの較正元素を有する温度較正装置の平面図。
る２つの較正元素を有する温度較正装置の平面図。
【図５】この発明の第２の好ましい実施例による相異な
る２つの較正元素を有する温度較正装置の断面図。
る２つの較正元素を有する温度較正装置の断面図。
【図６】種々の製造状態に於けるこの発明の第２の好ま
しい実施例による温度センサ較正用ウェーハの断面図。
しい実施例による温度センサ較正用ウェーハの断面図。
【図７】熱処理室に於けるゆっくりした温度／電力の傾
斜形上昇の間の時間に対する温度センサ較正用ウェーハ
のスペクトル・ラジアンス出力のグラフ。
斜形上昇の間の時間に対する温度センサ較正用ウェーハ
のスペクトル・ラジアンス出力のグラフ。
【図８】この発明による無線式温度較正装置を持つ急速
熱処理装置のブロック図。
熱処理装置のブロック図。
【図９】ゆっくりした温度／電力の傾斜形上昇の間の、
時間に対する温度センサ較正用ウェーハの出力ラジアン
ス並びに時間に対する較正用ウェーハの反射率の値の両
方を示す定性的なグラフ。
時間に対する温度センサ較正用ウェーハの出力ラジアン
ス並びに時間に対する較正用ウェーハの反射率の値の両
方を示す定性的なグラフ。
【図１０】この発明の第３の好ましい実施例による無線
式温度較正用ウェーハの平面図。
式温度較正用ウェーハの平面図。
【図１１】この発明の第４の好ましい実施例の断面図。
３０ ウェーハ
３６ アイランド
フロントページの続き
(72)発明者 リノ エイ．ベロ
アメリカ合衆国テキサス州ダラス，ロイ
ド ドライブ 18790，アパートメント
ナンバー 724
(56)参考文献 Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．,
1992年 １月，63（１），ｐｐ．188−
190
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/26
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも１つの温度センサが無線装置
の温度に依存する特性を検出して、この温度に依存する
特性に対応する信号を出力する様に作用し得る様な前記
少なくとも１つの温度センサを較正する前記無線装置に
於て、複数個の較正アイランドを持つウェーハを有し、
該アイランドは１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融
点を持つ材料であって、動作中、傾斜形温度較正過程の
間、前記融点に等しいウェーハ温度で、前記温度に依存
する特性に階段形の変化が発生する様になっている無線
装置。 - 【請求項２】 少なくとも１つの温度センサが装置の温
度に依存する特性を検出し得る様に作用し得る様な前記
少なくとも１つの温度センサを較正する前記装置に於
て、複数個の較正リングを持ち、各々リングが１５０℃
乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つ少なくとも１種
類の材料を持っていて、動作中、傾斜形に温度を上げる
較正過程の間、前記較正リングの融点に等しいウェーハ
温度で前記温度に依存する特性に階段形の変化が発生す
る様になっているウェーハと、何れもウェーハ上の１つ
の較正リングに達し向けられる複数個の光ビームと、各
々の光ビームに対するウェーハの反射率の値を検出する
複数個の検出器とを有する装置。 - 【請求項３】 前側及び後側を持ち、少なくとも１つの
温度センサが無線装置の温度に依存する特性を検出し
て、この温度に依存する特性に対応する信号を出力する
様に作用し得る様な前記少なくとも１つの温度センサを
較正する前記無線装置に於て、基板と、該基板に隣接し
てその上に配置されていて、基板の汚染及び熱反応を防
止するバッファ層と、該バッファ層に隣接して配置され
ていて、較正アイランドが１５０℃乃至１，１５０℃の
範囲内の融点を持つ材料でつくられていて、動作中、前
記傾斜形に温度を上げる較正過程の間、前記較正アイラ
ンドの融点に等しいウェーハ温度で温度に依存する特性
の階段形の変化が生ずる様になっている複数個の較正ア
イランドと、該較正アイランドに隣接していて、較正の
間、該較正アイランドを密封してその形及び完全さを保
つカプセル封じ層とを有する無線装置。 - 【請求項４】 少なくとも１つの温度センサを較正する
方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点
を持つ材料の複数個の較正アイランドを持つウェーハを
用意し、該ウェーハの温度を傾斜関数で上昇させ、前記
ウェーハ温度が、較正される温度センサ毎に変化させら
れつつある間、前記少なくとも１つの温度センサを用い
て前記ウェーハの温度に依存する特性を測定し、較正さ
れる温度センサ毎に、前記較正アイランドの融点に等し
いウェーハ温度に対応して、前記温度に依存する特性の
階段形変化を検出し、較正される温度センサ毎に、較正
パラメータを計算する工程を含む方法。 - 【請求項５】 少なくとも１つの温度センサを較正する
方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点
を持つ材料でつくられた少なくとも複数個の較正構造を
持っていて、前記少なくとも１つの温度センサがウェー
ハの反射率を検出して該反射率に対応する信号を出力す
る様なウェーハを用意し、光ビームをウェーハに差し向
け、各々の光ビームが差し向けられた点に於けるウェー
ハの反射率を測定し、較正構造の融点に等しいウェーハ
温度に対応する、検出された反射率の階段形の変化を検
出し、該階段形の変化に対応する信号の電流レベルを決
定し、較正される各々の温度センサに対して較正パラメ
ータを計算する工程を含む方法。 - 【請求項６】 少なくとも１つの温度センサを較正する
方法に於て、１５０℃乃至１，１５０℃の範囲内の融点
を持つ第１の材料の第１の複数個の較正アイランドを有
する第１のウェーハを用意し、該第１ウェーハの温度を
ゆっくりと傾斜形に上げ、温度センサ毎に、前記変化す
る温度に応答して第１のウェーハの温度に依存する特性
を測定し、温度センサ毎に、第１の較正アイランドの融
点に等しい第１のウェーハ温度に対応する、前記温度に
依存する特性の第１の階段形の変化を検出し、１５０℃
乃至１，１５０℃の範囲内の融点を持つが、前記第１の
材料とは異なる第２の材料の第２の複数個の較正アイラ
ンドを有する第２のウェーハを用意し、該第２のウェー
ハの温度をゆっくりと傾斜形に上げ、温度センサ毎に、
前記増加する温度に応答して前記第２のウェーハの温度
に依存する特性を測定し、温度センサ毎に、前記第２の
較正アイランドの融点に等しい第２のウェーハ温度に対
応する、前記温度に依存する特性の第２の階段形の変化
を検出し、較正される温度センサ毎に、較正パラメータ
を計算する工程を含む方法。 - 【請求項７】 少なくとも１つの温度センサーを較正す
る方法であって、１５０℃乃至１,１５０℃の範囲内の
融点を持つ材料でつくられた複数個の較正構造を少なく
とも１個持っているウエファを用意し、前記少なくとも
１つの温度センサーが、前記ウエファの温度に依存する
特性を検出し、前記温度に依存する特性に対応する信号
を出力するよう作動する能力を有し、電力の入力を選択
的に変化させて前記温度に依存する特性にまでウエファ
の温度を上昇させ、電力の入力を選択的に変化させて較
正を実行するためにウエファの温度を上昇させ、ウエフ
ァに少なくとも１つの光ビームを向け、ウエファ温度を
上昇させるステップの間、各々の光ビームが向けられた
点におけるウエファ表面の反射率を測定し、前記較正構
造の融点に等しいウエファ温度に対応するウエファ表面
反射率における階段形の変化を検出し、前記階段形の変
化に対応する１組のセンサーパラメータを決定し、較正
される温度センサー毎に、１組の較正パラメータを計算
するステップを含む方法。 - 【請求項８】 少なくとも１つの温度センサーを較正す
る方法であって、１５０℃乃至１,１５０℃の範囲内の
融点を持つ材料でつくられた複数個の較正アイランドを
持っているウエファを用意し、電力の入力を選択的に変
化させて上記ウエファの温度を上昇させ、前記ウエファ
温度を上昇させる間、前記少なくとも１つの温度センサ
ーでウエファ表面の放射率を測定し、前記較正アイラン
ドの融点に等しいウエファ温度に対応するウエファ表面
放射率における階段形の変化を較正される前記温度セン
サー毎に検出し、較正される温度センサー毎に較正パラ
メータを計算するステップを含む方法。
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