JPS6036927A - センサ− - Google Patents
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- JPS6036927A JPS6036927A JP58144415A JP14441583A JPS6036927A JP S6036927 A JPS6036927 A JP S6036927A JP 58144415 A JP58144415 A JP 58144415A JP 14441583 A JP14441583 A JP 14441583A JP S6036927 A JPS6036927 A JP S6036927A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
-
- G—PHYSICS
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/04—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured not forming one of the thermoelectric materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセンサーに関し、更に詳しくは光照射炉内の温
度制御に適した測温センサーに関するものである。
度制御に適した測温センサーに関するものである。
一般に加熱処理を行なうための装置のうち、白熱電球よ
りの放射光を被処理物に照射する光照射炉は、種々の特
長を有するため、鋼材等の熱処理及び乾燥、プラスチッ
ク成型、熱特性試験装置等に巾広く利用されてｉる。特
に最近においては、半導体の製造における加熱が必要と
される工程、例えば不純物拡散工程、化学的気相成長工
程、イオン打ち込み層の結晶欠陥の回復工程、電気的活
性化のための熱処理工程、更にはシリコンウエノ・−の
表層を窒化若しくは酸化せしめるための熱処理工程を遂
行する場合の加熱炉として、従来から用いられている電
気炉、高周波炉等に代わって、光照射炉の利用が検討さ
れている。これけ、光照射炉においては、被処理物を汚
染し或いは電気的に悪影響を与えることがないこと、消
費電力が小さいこと等のほか、従来の加熱炉では大面積
の被処理物を均一に加熱することができ、ず、最近にお
ける半導体の大面積化に対応することができないからで
ある。
りの放射光を被処理物に照射する光照射炉は、種々の特
長を有するため、鋼材等の熱処理及び乾燥、プラスチッ
ク成型、熱特性試験装置等に巾広く利用されてｉる。特
に最近においては、半導体の製造における加熱が必要と
される工程、例えば不純物拡散工程、化学的気相成長工
程、イオン打ち込み層の結晶欠陥の回復工程、電気的活
性化のための熱処理工程、更にはシリコンウエノ・−の
表層を窒化若しくは酸化せしめるための熱処理工程を遂
行する場合の加熱炉として、従来から用いられている電
気炉、高周波炉等に代わって、光照射炉の利用が検討さ
れている。これけ、光照射炉においては、被処理物を汚
染し或いは電気的に悪影響を与えることがないこと、消
費電力が小さいこと等のほか、従来の加熱炉では大面積
の被処理物を均一に加熱することができ、ず、最近にお
ける半導体の大面積化に対応することができないからで
ある。
ところで、被処理物の加熱温度をフィードバック制御し
たり、あるいは異常加熱動作が発生した場合に保安動作
機能を作動させるためには、光照射炉内の温度ないしは
被処理物自体の温度を測定する必要がある。そして従来
、被処理物が半導体ウェハーの場合に、その温度を測定
する方法として熱電対を半導体ウェハーに直接接触させ
るか、或いは熱電対をウェハー近傍の放射空間に露出し
ておくことが行われていたが、この方法では熱電対によ
って半導体ウェハーが汚染され、また、熱電対と半導体
ウェハーとでは光照射による被刀口熱条件が異るので十
分な測温精度が得られない等の問題点があった。更に、
半導体ウェハーを適当な大きさのサセプターにセットし
て加熱する場合には、サセプターに熱電対を埋め込んで
測温する方法があるが、これはサセプターの熱容量が太
きいため敏感に温度制御するのが困難であり、また半導
体ウェハーとサセプターとでは温度差があるため測温精
度が悪い不具合があった。そしてランプからの光量と半
導体ウェハーからの反射光量を測定することにより測温
する方法は、ランプからの光量に比べて半導体ウェハー
からの反射光量が少いので精度よく測温するのがむずか
しい。
たり、あるいは異常加熱動作が発生した場合に保安動作
機能を作動させるためには、光照射炉内の温度ないしは
被処理物自体の温度を測定する必要がある。そして従来
、被処理物が半導体ウェハーの場合に、その温度を測定
する方法として熱電対を半導体ウェハーに直接接触させ
るか、或いは熱電対をウェハー近傍の放射空間に露出し
ておくことが行われていたが、この方法では熱電対によ
って半導体ウェハーが汚染され、また、熱電対と半導体
ウェハーとでは光照射による被刀口熱条件が異るので十
分な測温精度が得られない等の問題点があった。更に、
半導体ウェハーを適当な大きさのサセプターにセットし
て加熱する場合には、サセプターに熱電対を埋め込んで
測温する方法があるが、これはサセプターの熱容量が太
きいため敏感に温度制御するのが困難であり、また半導
体ウェハーとサセプターとでは温度差があるため測温精
度が悪い不具合があった。そしてランプからの光量と半
導体ウェハーからの反射光量を測定することにより測温
する方法は、ランプからの光量に比べて半導体ウェハー
からの反射光量が少いので精度よく測温するのがむずか
しい。
そこで本発明は、被処理物を汚染することがなく、応答
性と測温精度とが良くて光照射炉内の温度制御に適した
センサーを提供することを目的とし、その構成は、一対
の金属ワイヤー例えば熱電対を構成する一対の金属ワイ
ヤーの各端部を金属板もしくは金属薄膜に接続して一体
の感熱素子を形成し、この金属板を真空に排気された、
または非酸化性ガスが充填された透光容器内に気密封止
してなることを特徴とするものである。
性と測温精度とが良くて光照射炉内の温度制御に適した
センサーを提供することを目的とし、その構成は、一対
の金属ワイヤー例えば熱電対を構成する一対の金属ワイ
ヤーの各端部を金属板もしくは金属薄膜に接続して一体
の感熱素子を形成し、この金属板を真空に排気された、
または非酸化性ガスが充填された透光容器内に気密封止
してなることを特徴とするものである。
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を説明する。
第１図はセンサー１の構成を示すが、一対のワイヤー１
１．１１は直径０．５ ｓａｗ ／の白金−白金ロジタ
ムの熱電対からなり、各端部は、６Ｗ角、厚さα１■の
ニッケル製金属板１２に溶接されている。このワイヤー
１１はセラミック製絶縁管１６に後れているが、これら
は石英管からなる透光容器１４内に圧力５００＋ａ＋Ｈ
ｆのアルゴンガスとともに気密に封入され、封止部１４
ａよりリード線１５が引き出されている。
１．１１は直径０．５ ｓａｗ ／の白金−白金ロジタ
ムの熱電対からなり、各端部は、６Ｗ角、厚さα１■の
ニッケル製金属板１２に溶接されている。このワイヤー
１１はセラミック製絶縁管１６に後れているが、これら
は石英管からなる透光容器１４内に圧力５００＋ａ＋Ｈ
ｆのアルゴンガスとともに気密に封入され、封止部１４
ａよりリード線１５が引き出されている。
第２図、第６図は上記構成のセンサー１を光照射炉内で
使用した例を示すが、炉内の上面と下面には、８５０Ｗ
のハロゲンラング２がそれぞれ１２本づつ平面状で密に
並べられ、その背部には反射部材５が設けられてランプ
２よりの発光が加熱空間５に向けて照射されるようにな
っている。側方にも副反射部材４が設けられているが、
反射部材６、副反射部材４の内部には冷却水路が設けら
れて水冷されている。加熱空間５には石英ガラス製の反
応容器６が配置され、その内部中央には被処理物である
半導体ウェハー７が石英製の支持具８で支持されている
。そして、反応容器６内にはセンサー１が配置され、封
止部１４ａは炉外に位置して、そのリード′ａ１５値工
湘制御部に培蒔貞れていスー面して、ランプ２に通電し
て発光させると半導体ウェハー７が昇温するが、同時に
センサー１内の金属板１２も加熱され、熱電対であるワ
イヤー１１にそれに相当する起電力が生じて測温される
。そして設定温度との偏位に応じてランプ電力が制御さ
れ、常に一定の温度で半導体ウェハー７が加熱される。
使用した例を示すが、炉内の上面と下面には、８５０Ｗ
のハロゲンラング２がそれぞれ１２本づつ平面状で密に
並べられ、その背部には反射部材５が設けられてランプ
２よりの発光が加熱空間５に向けて照射されるようにな
っている。側方にも副反射部材４が設けられているが、
反射部材６、副反射部材４の内部には冷却水路が設けら
れて水冷されている。加熱空間５には石英ガラス製の反
応容器６が配置され、その内部中央には被処理物である
半導体ウェハー７が石英製の支持具８で支持されている
。そして、反応容器６内にはセンサー１が配置され、封
止部１４ａは炉外に位置して、そのリード′ａ１５値工
湘制御部に培蒔貞れていスー面して、ランプ２に通電し
て発光させると半導体ウェハー７が昇温するが、同時に
センサー１内の金属板１２も加熱され、熱電対であるワ
イヤー１１にそれに相当する起電力が生じて測温される
。そして設定温度との偏位に応じてランプ電力が制御さ
れ、常に一定の温度で半導体ウェハー７が加熱される。
この様に本発明のセンサー１は、まず金属板１２を設け
たので半導体ウェハー７と同じ条件で光照射され、従っ
て両者は一定の相関性をもって温度変化し、またワイヤ
ー１１の端部を溶接などにより金属板１２と一体に接続
したので、従来の熱電対の接点に比べて光を受ける面積
が、大きく、ワイヤー１１を伝導して逃げる熱量の影響
も小さくなって、応答性が良くて正確に測温できる。ま
た、金属板１２とワイヤー１１を透光容器１４内に封止
したので、これらが被処理物を汚染することが全くなく
、また、透光容器１４内を真空に排気するか、非酸化性
ガスが充填された状態にしたので、金属８ｉ１２が酸化
することがなくて性能は劣化せず、更には、真空ないし
は充填される非酸化性ガスの種類を選定することによっ
て熱応答性を制御できる。なぜならば、真空にすると昇
温特性は良くなるが冷却特性が遅くなり、カスを充填す
ると逆に冷却特性が良くなり、ガスのＳ類によってもそ
の特性が変化するからである。因みに、アルゴンガスを
充填した前記の実施例において、被処理物を厚さ０．５
ｍ、直径４インチのシリコンウェハーとし、立上りを約
２００ ′Ｃ／ｓｅｃの速度で昇温したときに、本セン
サー１で検出した立上りの昇温特性は約１６０ツーを示
し、十分に速い応答性が確認でき、更に降温時はより速
い応答性を示した。
たので半導体ウェハー７と同じ条件で光照射され、従っ
て両者は一定の相関性をもって温度変化し、またワイヤ
ー１１の端部を溶接などにより金属板１２と一体に接続
したので、従来の熱電対の接点に比べて光を受ける面積
が、大きく、ワイヤー１１を伝導して逃げる熱量の影響
も小さくなって、応答性が良くて正確に測温できる。ま
た、金属板１２とワイヤー１１を透光容器１４内に封止
したので、これらが被処理物を汚染することが全くなく
、また、透光容器１４内を真空に排気するか、非酸化性
ガスが充填された状態にしたので、金属８ｉ１２が酸化
することがなくて性能は劣化せず、更には、真空ないし
は充填される非酸化性ガスの種類を選定することによっ
て熱応答性を制御できる。なぜならば、真空にすると昇
温特性は良くなるが冷却特性が遅くなり、カスを充填す
ると逆に冷却特性が良くなり、ガスのＳ類によってもそ
の特性が変化するからである。因みに、アルゴンガスを
充填した前記の実施例において、被処理物を厚さ０．５
ｍ、直径４インチのシリコンウェハーとし、立上りを約
２００ ′Ｃ／ｓｅｃの速度で昇温したときに、本セン
サー１で検出した立上りの昇温特性は約１６０ツーを示
し、十分に速い応答性が確認でき、更に降温時はより速
い応答性を示した。
そして、一対の金属ワイヤーの端部を接続する金属板が
、石英基板上のいわゆる金属薄膜であっても、昇温にと
もなう金属薄膜の抵抗値の変化を検出することによりこ
の実施例と同様に再現性よく測温できる。
、石英基板上のいわゆる金属薄膜であっても、昇温にと
もなう金属薄膜の抵抗値の変化を検出することによりこ
の実施例と同様に再現性よく測温できる。
以上説明したように、本発明のセンサーは、一対の金属
ワイヤーの各端部を金属板もしくは金属薄膜に接続して
一体の感熱素子を形成し、この金属もしくは金属薄膜を
真空に排気された、または非酸化性ガスが充填された透
光容器内に気密に封止したので、被処理物を汚染するこ
とがなく、応答性と測温精度とが良くて光照射炉内の温
度制御に適したセンサーを提供することができる。
ワイヤーの各端部を金属板もしくは金属薄膜に接続して
一体の感熱素子を形成し、この金属もしくは金属薄膜を
真空に排気された、または非酸化性ガスが充填された透
光容器内に気密に封止したので、被処理物を汚染するこ
とがなく、応答性と測温精度とが良くて光照射炉内の温
度制御に適したセンサーを提供することができる。
第１図は本発明実施例の正面図、第２図はセンサーの使
用態様の正面断面図、第３図は同じく側面断面図である
。
用態様の正面断面図、第３図は同じく側面断面図である
。
Claims (1)
- 一対の金属ワイヤーの各端部を金属板もしくは金属薄膜
に接続して一体の感熱素子を形成し、この金属板もしく
は金属薄膜を真空に排気された、または非酸化性ガスが
充填された透光容器内に気密封止してなるセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144415A JPS6036927A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144415A JPS6036927A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036927A true JPS6036927A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15361637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58144415A Pending JPS6036927A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036927A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203424U (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-25 | ||
| JPS62203425U (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-25 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4515994Y1 (ja) * | 1966-04-27 | 1970-07-03 |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP58144415A patent/JPS6036927A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4515994Y1 (ja) * | 1966-04-27 | 1970-07-03 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203424U (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-25 | ||
| JPS62203425U (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-25 |
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