JPH03113331A - アニール時における試料表面温度の計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、試料のアニール時に疑似試料を用いて当該
試料の表面温度を計測する方法に関する。

〔従来の技術〕

例えばシリコンウェーハ等の試料表面のアニル時の温度
計測を熱電対を用いて行うとしても、試料表面の二次元
的な温度分布差により正確な計測を行うことができない
。

また、熱源からの輻射熱を熱電対が直接受けるため、試
料表面温度のみを正確に計測するができない。

そこで従来は、熱電対を埋め込んだ疑似試料を用いて温
度計測を行うようにしている。

これを第２図を参照して説明すると、試料台４上に載せ
た試料２に、熱源６から発せられかつ反射板８で反射さ
れた放射光（輻射熱）１０を照射してアニールを行う際
に、試料２の近傍にそれと同じ材料から成る疑似試料１
２であってその中に熱電対１６を埋め込んだものを配置
しておき、この熱電対１６によってアニール時の疑似試
料１２の表面温度を計測し、それによって疑イ以試料１
２と同条件下にある試料２の表面温度を間接的に計測す
るようにしている。１４は疑似試料台である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のような計測方法は、試料２がシリコン
等のウェーハの場合には適用することができるが、試料
２が例えばガラス基板の表面にａ−３ｉ　　（アモルフ
ァスシリコン）等の半導体薄膜を形成して成るような場
合には適用することができない。

これは、試料２がそのような構造の場合、測定条件を合
わせるために疑似試料１２も試料２と同じ構造にする必
要があるが、ａ−３ｔ等の半導体薄膜は熱伝導が悪く、
熱電対１６をそのような疑似試料に（より具体的にはそ
れを構成する基板に）埋め込んでも表面との温度差が大
きいので、あるいは熱電対を薄膜の表面に設けても平面
的な温度分布差が大きいのて、疑似試料の表面温度の正
確な計測ができず、ひいては試料２のアニール時の表面
温度の正確な計測ができないからである。

同様の問題は、試料の表面が誘電体薄膜等の場合にも存
在する。

そこでこの発明は、基板の表面に薄膜を形成して成る試
料のアニール時の表面温度を正確に計測することができ
る計測方法を提供することを主たる目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明の計測方法は、基板
の表面に薄膜を形成して成る試料に熱源から発せられる
放射光を照射してアニールを行う際に、前記試料の基板
と同じ材料から成る基板の表面に前記試料の薄膜と同じ
材料から成る薄膜が形成され、かつその表面が前記熱源
から発せられる放射光の波長域に対して吸収波長域を持
たない高熱伝導性薄膜で覆われた疑似試料を用い、この
疑似試料の表面に熱電対を設け、更にこの熱電対を前記
熱源からの放射光に直接さらされないようにカバーで覆
っておき、そのような疑似試料を前記試料の近傍に配置
して当該疑似試料の表面温度を前記熱電対によって計測
することを特徴とする。

〔作用〕

試料に対するアニール時には、疑似試料も、それが試料
の近傍に配置されているため、熱源からの放射光を受け
て加熱される。

その場合、疑似試料の表面に設けた高熱伝導性薄膜は、
熱源からの放射光の波長域に対して吸収波長域を持たな
いため、当該放射光を吸収せずにそれを下の薄膜に透過
させる。

また、高熱伝導性薄膜を透過した放射光によってその下
の薄膜が加熱されるが、その熱は、当該薄膜の熱伝導が
悪くても、その表面に設けた高熱伝導性薄膜によって速
やかに熱電対に伝えられる。

従って、平面的な温度分布による温度差を考慮せずに、
疑似試料を構成する薄膜の表面温度を正確に計測するこ
とができる。

しかも、熱電対をカバーで覆っているので、それが熱源
からの放射光によって直接加熱されることもない。

〔実施例〕

第１図は、この発明に係る試料表面温度の計測方法の一
例を示す図である。

この例では、試料台４上に、例えばガラス製の基板２２
の表面に例えばシリコン等の半導体の薄膜２４を形成し
て成る試料２０を載せており、これに熱源６から発せら
れかつ反射板８で反射された放射光１０を照射してアニ
ールを行うものである。

その際、試料２０の基板２２と同じ材料から成る基板３
２の表面に試料２０の薄膜２４と同じ材料から成る薄膜
３４が形成され、かつその表面が前記放射光ｌＯの波長
域に対して吸収波長域を持たない高熱伝導性薄膜３６で
覆われた疑似試料３０を用い、この疑似試料３０の表面
に熱電対３８を設け、更にこの熱電対３８を放射光ｌＯ
に直接さらされないようにカバー４０で覆っておき、こ
のような疑似試料３０を試料２０の近傍に配置して当該
疑似試料３０の表面温度を熱電対３８によって計測する
ようにしている。１４は疑似試料台である。

上記高熱伝導性薄膜３６には、熱伝導のきわめて良好な
材料を用いるのが好ましいが、この高熱伝導性薄膜３６
は上記のように熱源６から放射される放射光１００波長
域に対して吸収波長域を持たない（略言すれば透明であ
る）ものとするため、その材料は熱源６の種類に応じて
選定するものとする。

例えば、熱源６がハロゲンランプやキセノンランプの場
合、高熱伝導性薄膜３６にはＢＮ、Ａ！Ｑ　Ｎ１−Ｃ（
ダイヤモンド状カーボン）等が利用できる。これらは、
いずれも吸収波長域を持たない領域が大きい。

上記のようにすれば、試料２０に対するアニール時には
、疑似試料３０も、それが試料２０の近傍に配置されて
いるため、熱源６からの放射光１０を受けて加熱される
。

その場合、疑似試料３０の表面に設けた高熱伝導性薄膜
３６は、熱源６からの放射光１０の波長域に対して吸収
波長域を持たないため、当該放射光１０を吸収せずにそ
れを下の薄膜３４に透過させる。従ってそれ自身が熱源
６からの放射光ｌＯによって直接加熱されることがない
ので、熱電対３８による目的とする薄膜３４の表面温度
の計測を正確に行うことができる。

また、高熱伝導性薄膜３６を透過した放射光１０によっ
てその下の薄膜３４が加熱されるが、その熱は、当該薄
膜３４の熱伝導が悪くても、その表面に設けた高熱伝導
性薄膜３６によって速やかに熱電対３８に伝えられる。

従って、平面的な温度分布による温度差を考慮せずに、
疑似試料３０を構成する薄膜３４の表面温度を熱電対３
８によって正確に計測することができる。

しかも、熱電対３８をカバー４０で覆っているので、そ
れが熱源６からの放射光１０によって直接加熱されるこ
とがなく、従ってそのような原因による計測誤差も発生
しない。

これらの結果、疑似試料３０の、より具体的にはそれを
構成する薄膜３４の表面温度を温度分布を考慮すること
なく正確に計測することができ、ひいてはそれと同条件
下にある試料２０の、より具体的にはそれを構成する薄
膜２４の表面温度を正確に計測することができる。

なお、上記のような試料２０および疑似試料３０を構成
する薄膜２４および３４は、半導体薄膜に限定されるも
のではなく、誘電体薄膜等であっても良い。

また、アニール時の雰囲気も特定のものに限定されるも
のではなく、真空中でも良いし、大気中でも良いし、窒
素ガス等の不活性雰囲気中等でも良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、疑似試料の表面温度を
温度分布を考慮することなく正確に計測することができ
、ひいてはそれと同条件下にある、基板の表面に薄膜を
形成して成る試料のアニール時の表面温度を正確に計測
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る試料表面温度の計測方法の一
例を示す図である。第２図は、従来の試料表面温度の計
測方法の一例を示す図である。 ６・・・熱源、１０・・・放射光、２０・１．試料、２
２・・・基板、２４・・・薄膜、３０・・・疑似試料、
３２・・・基板、３４・・・薄膜、３６・・・高熱伝導
性薄膜、 ３　日・・・ 熱電対、 ４０・・・ カバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の表面に薄膜を形成して成る試料に熱源から
   発せられる放射光を照射してアニールを行う際に、前記
   試料の基板と同じ材料から成る基板の表面に前記試料の
   薄膜と同じ材料から成る薄膜が形成され、かつその表面
   が前記熱源から発せられる放射光の波長域に対して吸収
   波長域を持たない高熱伝導性薄膜で覆われた疑似試料を
   用い、この疑似試料の表面に熱電対を設け、更にこの熱
   電対を前記熱源からの放射光に直接さらされないように
   カバーで覆っておき、そのような疑似試料を前記試料の
   近傍に配置して当該疑似試料の表面温度を前記熱電対に
   よって計測することを特徴とするアニール時における試
   料表面温度の計測方法。