JPH011923A - 半導体装置製造における試料温度の測定方法 - 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〕 この発明は半導体装置の製造の際の試料温度の測定方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体製造装置では、カセットと呼ばれる試料（
ウェハー）固定治具にウェハーを入れて取り扱いやすく
し、このカセットを装置内に自動で出し入れするという
手法がとられている。この場合、半導体プロセスできわ
めて重要なウェハーの温度を測定する一般的な方法は、
カセット側壁に熱電対を接触させ、その温度を測定する
というものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このカセット側壁に熱電対を接触させる方法は、接触の
信頼性が悪く、従って温度の測定精度が悪いという問題
があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、精度良く試料温
度を測定する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ウェハー用カセット上面に２ケ所マ−りを配
置し、このカセットを、レーザー干渉系によりＸ、Ｙ位
置を常時測定しているステージに装着し、第一のマーク
をマーク位置検出系の直下に移動させマーク位置を検出
し、つづいてステージを移動して第二のマークをマーク
位置検出系の直下に移動させマーク位置を検出するとと
もにレーザ干渉系によってマーク間距離を測定し、標準
温度でのマーク間距離と実際に測定されたマーク距離の
差分がカセットの熱膨張率によると考え、カセットの熱
膨張率をもとにマーク間距離を測定した時点でのカセッ
ト温度すなわち試料温度を求めることを特徴とする。

〔実施例〕

以下に本発明について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の方法を実施するための装置の一実施例
を示したものである。試料（ウェハー）４をカセット１
に挿入し、これをメーンステージ２に固定する。カセッ
ト１の上には２つのマークＡとマークＢが一定の間隔で
設けられている。

電子線源７から電子線を出して走査し、マークＢ（また
はマークＡ）の中心位置を反射電子信号８がスレッシュ
−ホルトレベル（破線）をこえる２点の位置の中心とし
て求め、その位置で電子線を固定する。次にマークＡと
マークＢの間の距離の測定であるが、これは装置に設け
られているレーザ干渉系を用いて行なう。このレーザ干
渉系は図示のように、レーザ光源１２、ハーフミラ−１
３、全反射ミラー１４，１５、レーザ検出器１６および
ステージ２の面（少なくともレーザ光が照射される部分
は反射面とされている）とで構成されている。温度Ｔ’
ＣにおけるマークＡとモータＢとの間の距Ａｔ　（Ｘ　
ＡＴ　　Ｘ　ＢＴ）を測定するには、まず前記のとおり
電子線がマークＢに照射され反射電子信号８が生じてい
る状態からＸモータ１０を駆動し始めてステージ２をＸ
方向にマークＡの反射電子信号が検出されるまで動かす
。このときレーザ干渉系のレーザ光源１２から入射した
光は、ハーフミラ−１３，全反射ミラー１４゜１５で反
射されステージ２の左側面に達してそこから反射され入
射光と干渉し、レーザ検出器１６には強度変化する光が
検出される。このときの強度変化の回数にレーザ光の波
長を掛は合わせるとＸＡＴ　　Ｘｎｔが得られる０例え
ばレーザ検出器１６としてこの距離が直接表示されるも
のを用いるならば、レーザ検出器１６の表示から直ちに
ＸＡＴ−ＸＢＴが求まることになる。

今、カセット材の線膨張率をに、ある基準温度Ｔｏにお
けるマークＡとマークＢとの距離をｆＴｏとすると、 ＸＡＴ　　ＸＢＴ＝　ｌ　〒。＋　ｋ　（Ｔ　　Ｔｏ　
）　ｌ！　Ｔ。

と表わされる。この式からカセットの温度ＴはＴ　＝　
（ＸＡＴ　　Ｘ　ＢＴ）　／　ｋ　ｌ　Ｔ。＋Ｔｏ　　
１／にとなる。ここでに、ｅ↑。、Ｔｏは既知量である
からＸＡＴ−ＸＢＴを測定してやればＴが求められるこ
とになる。

上記実施例では試料の温度ではなくカセットの温度を求
めているが、試料はカセットに比べて熱容菫が小さいの
で熱平衡の状態では試料の温度はカセットの温度とほぼ
同じと考えることができ、したがってカセットの温度を
測定すれば、試料の温度を測定したことになる。カセッ
トがアルミニウム製（線膨張率２．３Ｘ１０−’）でマ
ークＡ。

８間距離が１０Ｏｎ＋ｍとし、レーザ干渉系で位置８（
η定精度０．０１μｍが得られるとすると０．０１／２
．３ｘ１０−’ｘｌｏｏｘｌｏ３＝４．３５Ｘ１０−’
度 すなわち、０．００４℃の測定精度で試料温度を測定で
きる。

なお、上記実施例ではマークを検出するのに電子線の例
を示したが、これに限らず他の方法、例えばレーザや′
Ｆ■撮像管等を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、半導体装置の製造
の際に半導体試料の温度を高精度で得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の構成を示す概略図である。 １・・・カセット、２・・・ステージ、３．３°・・・
マーク、４・・・試料、５・・・検出信号、６・・・偏
光器、７・・・電子線源、１０．１１・・・モータ、１
２・・・レーザ光源、１３・・・ハーフミラ−１１４，
１５・・・全反射ミラー、１６・・・レーザ検出器。 第１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体試料を装着したカセット上面に２個所マークを
   設け、このカセットをステージに配置し、第１のマーク
   をマーク位置検出系の直下に移動させマーク位置を検出
   し、つづいてステージを移動して第２のマークをマーク
   位置検出系の直下に移動させマーク位置を検出するとと
   もに、この第１のマークと第２マークとの間の距離をレ
   ーザ干渉系によつて測定し、この測定距離と温度との関
   係からカセットに装着した試料の温度を求めることを特
   徴とする半導体装置製造における試料温度の測定方法。