JPH09189622A - X線拡散を使用した原位置温度測定装置 - Google Patents

X線拡散を使用した原位置温度測定装置

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JPH09189622A
JPH09189622A JP8281127A JP28112796A JPH09189622A JP H09189622 A JPH09189622 A JP H09189622A JP 8281127 A JP8281127 A JP 8281127A JP 28112796 A JP28112796 A JP 28112796A JP H09189622 A JPH09189622 A JP H09189622A
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wafer
temperature
temperature measuring
rays
measuring device
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Katsuya Okumura
勝弥 奥村
James G Ryan
ガードナー リャン ジェームズ
Gregory B Stephenson
ブライアン スティーブンスン グレゴリー
Hans-Joerg Timme
ティメ ハンス−イェルク
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Siemens Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体プロセスでの原位置・非接触温度測定
のための改善された方法および装置を提供することであ
る。 【解決手段】 半導体ウェハを収容するプロセスチャン
バと、前記ウェハと、プロセスチャンバ中のコミュニケ
ーション手段を介してコミュニケーションする入射X線
源と、前記ウェハから反射されたX線を受信するための
手段と、ウェハの格子定数を、受信された反射X線に基
づいて検出し、ウェハの温度を得るための手段とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハのよ
うな単結晶基板に対する無接触・原位置温度測定装置に
関し、原位置の温度測定をX線回折による単結晶基板の
格子パラメータの測定によって行うものに関する。
【0002】
【従来の技術】急速な温度制御が、急速熱処理(RT
P)、焼き鈍し、酸化、窒化、化学蒸着(CVD)のよ
うな多くの半導体プロセスで要求される。またプラズマ
・エンハンスド・化学蒸着(PECVD)、物理蒸着
(PVD)および反応イオンエッチング(RIE)のよ
うな処理に対しても要求される。しかし半導体プロセス
中の温度測定は非常に困難である。なぜなら、通常は熱
結合のような接触法の使用が要求されるからである。非
接触・原位置測定が必要な場合には、光学的高温測定法
のような方法がしばしば使用される。光学的高温測定法
にはいくつかの欠点があり、低温領域では不正確であ
る。というのは、この方法は測定される波長に依存して
おり、ウェハ(裏面)の放射率または基板のフィルム構
造に依存するからである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、半導
体プロセスでの原位置・非接触温度測定のための改善さ
れた方法および装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの方法
は、半導体ウェハを収容するプロセスチャンバと、前記
ウェハと、プロセスチャンバ中のコミュニケーション手
段を介してコミュニケーションする入射X線源と、前記
ウェハから反射されたX線を受信するための手段と、ウ
ェハの格子定数を、受信された反射X線に基づいて検出
し、ウェハの温度を得るための手段とを有する温度測定
装置によって解決される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明によれば、原位置・非接触
温度測定が、例えばSi,Ge、またはGaAsウェハ
のような単結晶半導体に対して行われる。ここでは半導
体基板またはウェハについて説明するが、このような基
板またはウェハは半導体プロセス中に通常行われる所定
のフィルムまたは構造体によってコーティングされてい
ると理解されたい。本発明は、X線回折を用いた格子パ
ラメータの測定に基づくものである。いわゆる格子定数
のような格子パラメータは温度に依存する。N.W.Ashcro
ft and N.D.Mermin, Solid State Physics, Saunders,
Philadelphia,1976 参照。精密な温度膨張研究と測定に
よって、格子パラメータが温度関数として多くの材料に
対して良く知られている。例えば R.S.Krishnan, R.Sri
nivasan, and S.Devanarayanan, Thermal Expansion of
Crustals, Pergamon Press, Oxford,1979参照。
【0006】本発明により、単結晶半導体基板温度をプ
ロセス中に半導体と接触することなく正確に測定するこ
とができる。より詳細には本発明により、原位置で処理
温度の較正と制御が可能となる。本発明は、半導体(基
板)温度が重要なパラメータである(すなわち熱処理)
すべての形式の半導体プロセスまたは製造装置に適用す
ることができる。
【0007】前記利点および別の利点を得るため、また
本発明の目的と関連して、実施例および明細書に記載さ
れたように、本発明は半導体ウェハに対する非接触・原
位置温度測定装置を提供するものであり、この測定装置
は半導体ウェハを収容するプロセスチャンバと、前記ウ
ェハと、プロセスチャンバ中のコミュニケーション手段
を介してコミュニケーションする入射X線源と、前記ウ
ェハから反射されたX線を受信するための手段と、ウェ
ハの格子定数を、受信された反射X線に基づいて検出
し、ウェハの温度を得るための手段とを有する。
【0008】本発明の半導体ウェハに対する非接触・原
位置温度測定方法は、単結晶シリコンウェハをプロセス
チャンバに配置し、入射X線源を、プロセスチャンバ内
の前記ウェハとコミュニケートさせ、前記ウェハから反
射されたX線を受信し、ウェハの格子定数を、受信され
た反射X線に基づいて検出し、格子定数によって決定さ
れたウェハの温度を求めるステップを有する。
【0009】
【実施例】図1には、本発明の原位置温度測定装置の実
施例が示されている。一般的に、X線源12ダイオード
アレイ検出器14は、半導体チップ処理装置の外側に配
置されている。入射X線ビーム(例えばX線22aと2
3aを含むX線の束)と単反射X線、例えば22bまた
は23bはそれぞれ1つまたは複数の窓18を通ってプ
ロセスチャンバ16に結合される。窓18は、例えばベ
リリウムのような適切な材料からなる。X線回折は半導
体ウェハ24の裏面、表面、またはエッジで生じる。
【0010】X線源12は標準の実験用X線源とするこ
とができ、通常は拡散ビームを発射する。この拡散ビー
ムは単色発光ラインを含み、この単色発光ラインは多色
バックグランドにスーパーインポーズされている。モノ
クロメータは所定の波長の放射を選択するのに使用する
ことができる。例としてベント・モノクロメータ26
(1次元または2次元の曲率を有する)をフォーカシン
グされた単色X線を供給するために使用することができ
る。図1には破線30でX線源/検出器ユニットの対称
軸が示されている。このX線源/検出器ユニットは線源
12と検出器アレイ14からなる。この軸は、例えば
(001)Siウェハについてウェハ(裏側)表面に対
して垂直でなければならない。実線22bはある程度の
低温、例えば20℃で反射されたX線を表し、破線23
bは高温、例えば1200℃で反射されたX線を表す。
【0011】図2はより詳細に、入射X線と反射X線の
関係を示す。角度2は入射X線22aに対する回折角度
θを表し、角度3は入射X線23aと反射X線23bに
対する回折角度θを表す。ここでX線の全拡散角度は2
θであることに注意して欲しい。
【0012】単色の拡散ビームまたは焦点(収束)ビー
ムが使用されるならば、ブラッグ角度θ(a(T))ま
たはシフトδθ(a(T))=θ(a(T0))−θ
(a(Tini))に基づく温度測定は格子定数a(T)
についての正確な情報を提供する。したがって熱膨張式
を介して基板温度Tを得ることができる。この場合、マ
ルチチャネル・フォトダイオードアレイ検出器14はθ
またはδθの測定にそれぞれ使用される。拡散角度θの
測定はウェハの位置に関する情報を必要とする。反対
に、シフトδθの測定は、初期ウェハ温度Tiniに関す
る情報を必要とする。これは、θ(a(Tini))+δ
θを決定するためである。半導体ウェハ上のX線スポッ
ト28は非常に小さくなければならない(例えば≒1/
2mm)。これは回折角度を正確に測定するためであ
る。いったん回折角度θを検出すれば、格子定数aはブ
ラッグ条件から得ることができる。基板温度Tは関数a
(T)の逆転による熱膨張式から算出することができ
る。
【0013】一方、平行多色X線を使用する場合には、
固定ブラッグ角度(θ=一定)で反射されたX線ビーム
の波長λ(a(T))または波長のシフトδλ(a
(T))=λ(a(T))−λ(a(Tini))の測定
がそれぞれ必要である。X線をエラスティックに散乱さ
せるためには、回折されたビームの波長が入射ビームの
波長と等しく、したがっていずれのδλもaのシフト、
δaによって引き起こされることに注意すべきである。
実際には、シフトδλの測定は回折されたX線ビームの
シフトδθの測定よりも困難である。
【0014】熱処理の間、ウェハ位置の変化が生じるこ
とがある。このような変化は、単結晶基板24のX線源
12と検出器アレイ14に対する位置を変化させる。そ
のため、δθまたはδλがそれぞれシフトする。このこ
とは半導体格子の熱膨張とは関連しておらず、したがっ
て基板温度についての情報を妨害または無用にしてしま
う。さらにこのような熱作用がなくても、基板位置はウ
ェハの初期撓みや歪みのために変化することがある。
【0015】したがって、X線ビーム回折が生じる個所
またはその近傍のウェハ位置または単結晶体配列を背一
価うに記録しなければならない。測定された情報は位置
補償手段にフィードバックすることができ、半導体基板
24をX線源12と検出器アレイ14に対して正確に位
置決めして、正しいデータを得ることができる。位置決
め手段は高速機械調整機構をX線源/検出器ユニット内
に有するか、または測定されたδθまたはδλ信号を補
正するためのソフトウェア・アルゴリズムである。
【0016】ウェハ位置またはウェハ運動の測定は例え
ばレーザー光を用いて行うことができる。しかし別の手
段は、第2の回折X線ビームを基準ビームとして、図3
に示すように使用することである。図3では、第1のX
線源とモノクロメータ(例えば図1のX線源12とモノ
クロメータ26)が、波長λ1の入射X線ビーム22a
と23aを形成する。第2の基準X線源とモノクロメー
タ31は、波長λ2の入射X線ビーム32aと33aを
形成する。ここでλ2<λ1である。入射ビーム32aと
33aは反射X線32bまたは33bを形成する。これ
もウェハ24の温度に依存する。反射されたX線ビーム
32bまたは33bはダイオードアレイ基準検出器34
により受信される。図3では、角度4は低温に対する回
折角度θであり、角度5は高温に対する回折角度θであ
る。
【0017】例えばブラッグ角度のシフトを測定するこ
とによる単色アプローチについて考えて見る。第2の反
射は波長λ2<λ1で行われ、得られるブラッグ角度θ2
<θ1を次のように選択することができる。すなわち、
シフトδθ2がシフトδθ1よりも半導体基板の熱膨張
δaについて、(λ1とθ1の)主ビームに対しては比較
的に不感であるように選択することができる。ウェハの
撓みまたは運動はθ1とθ2を正確に同じ量だけシフト
するから、θ2を基準にしたθ1のシフトは熱格子膨
張、すなわち基板温度に関する情報を含んでいる。角度
θ1とθ2(またはシフト、δθ1とδθ2)の両方を同じ
精度で測定できることに注意すべきである。
【0018】本発明の単色光の実施例を以下詳細に説明
する。以下に説明する方法は正確でフレキシブルであ
り、実際に興味のあるすべての温度領域(例えば室温T
=20℃からT=1200℃まで)に適用することがで
きる。半導体製造のほとんどの非接触温度測定法は制限
された温度領域にしか適用可能でないか、また測定でき
ないことに注意すべきである。
【0019】この実施例では、単色X線源12が(00
1)シリコン基板ウェハの格子定数の測定に使用され
る。単色X線源12(これはモノクロメータを有するX
線管とすることができる)は固定波長λのX線を発生
し、これは試料に適切な角度範囲にわたって入射する。
この角度範囲は、興味のあるすべての温度に対するブラ
ッグ角度θ(a(T))を含む。試料の温度に対して正
確なブラッグ角度を形成するこのビームの一部が反射さ
れることとなる。このことは図1の実線22bにより示
されており、図2により詳細に示されている。回折角度
θの測定によって、格子定数aをブラッグ条件を用いて
検出することができる。さらに、基板温度Tを熱膨張式
a=a(T)によって検出することができる。
【0020】適切な反射とλおよびθに対する相応する
値を検出するために、X線回折に対するラウエ条件また
は等価のブラッグ条件を使用しなければならない。付加
的に、半導体結晶格子と相応する逆格子の構造に関する
情報が必要である。反射ピークまたは回折ピークは積分
指数hklにより表される。積分指数は逆格子の相応す
るベクトルに所属するものである。逆格子のベクトルは
元の結晶格子の格子面の群に対して垂直であることに注
意すべきである。
【0021】結晶によるX線回折はラウネ条件によって
表される。
【0022】K=k‘−k (1) ここでkとk‘はそれぞれ入射ビームと回折ビームのウ
ェーブ・ベクトルである。Kは逆格子のベクトルであ
る。エラスティックに分散させるために、k’=k=2
π/λを用いる。ただしk‘≡|k’|であり、k≡|
k|である。結果として両方のベクトルk‘と−kは、
ベクトルKの同じ角度φを有する。したがって式(1)
をベクトルKと乗算することによって、K2=2kKcos
φが得られる。kとk’との間の視射角(ブラッグ角
度)θとベクトルKに対する垂直面を代入すると次のよ
うに書き換えられる。
【0023】 K=2ksinθ=4π/λ・sinθ (2) θ=π/2−φであることに注意。kとk‘との間の全
拡散角度は2θによって与えられる。
【0024】可能な反射は逆格子のベクトルKによって
与えられる。(単原子)ダイヤモンドまたは(二原子)
閃亜鉛鉱構造の格子はブラベ格子ではないから、これら
を2点基底の面心立方格子として表現する必要がある。
基底はd1=0、d2=(a/4)(ex+ey+ez)として選択する
ことができる。ex,ey,ezのベクトルは立方軸に沿
ったユニットベクトルである。上に述べたようにパラメ
ータaは、半導体格子の下にある面心立方格子の格子定
数であり、温度の関数である。室温ではSi,Ge,G
aAsに対してそれぞれ値5.43Å、5.66Å、
5.65Åの値をとる。Ashcroft et al., Solid State
Physics 参照。
【0025】格子定数aを有する面心立方(fcc)格
子の逆格子は、キュービックセルサイド4π/aの体心
立方(bcc)である。すべての逆格子ベクトルKは積
分指数hklにより次のようにパラメータ化することが
できる。
【0026】 K=2π/a(hex+key+lez) (3) 長さは K=|K|=2π/a・√(h2+k2+l2) (4) しかしhklの中心値に対してだけは、式(3)により
与えられるベクトルKは逆格子ベクトルとなる(下記参
照)。間隔 dhkl=2π/K=a/√(h2+k2+l2) (5) を代入すれば、式(2)はなじみのあるブラッグ条件の
形をとる。
【0027】 λ=2dhklsinθ (6) 通常はブラッグ条件に発生する次数nは、反射hklに
割り当てられた間隔dhklに吸収されることに注意。
【0028】逆格子ベクトルKをex方向で有する反射
hkl(例えばh=k=0)だけを考慮する。bcc逆
格子は4π/aの格子定数を有しているから、lの等しい
ベクトルだけが存在する。しかしシリコン格子は1つの
基底を有する単原子格子として表されているから、幾何
構造ファクタを逆bcc格子のすべての点に対して割り
当てる必要がある。したがって、l=4n(nは整数)
を有するこれらのベクトルが反射を定めるだけである。
l=4n+2の他のベクトルはゼロの幾何構造ファクタ
を有する。Ashcroft et al., Solid State Physics 参
照。ブラッグ画像を使用する場合、シリコン結晶の<0
04>原子面の族における回折の次数に相当するnを代
入することに注意。これらの面はa/4の間隔を有す
る。したがって例えば回折式(6)が反射004、00
8、0012等に対して使用される。
【0029】λ=2a/l・sinθ (7) l=4nの00l反射に対して、nは整数。
【0030】所定のlとキュービックセルサイドaにつ
いて、式(7)はパラメータλとθに関連する。この実
施例では、X線は単色であり、ブラッグ角度θの小さな
変化が、格子パラメータaの変化に依存する温度に関す
る情報を得るために測定される。興味の量は、
【0031】
【数1】
【0032】Krishnan et al., Thermal Expansion of
Crystals, Table 5.1 からシリコンに対して da/dT=a(T0)α(T) (9) が得られる。
【0033】 α(T)=A+B(T−T0) (10a) そして定数は T0=273K A=3.084×10-6-1 (10b) B=1.957×10-9-2 これらのパラメータは次の関係から得られる。
【0034】a(T)=a(T0)[1+A(T-T0)+(B/2)(T-T0)2] ここで右辺は測定された格子定数データ(293から9
70゜Kの温度範囲でのX線回折により得られる)への
最小二乗適合多項式である。Krishnan et al., Thermal
Expansion of Crystals参照。格子パラメータは5.4305
Åから5.4579Åの間で、温度が20℃から1200℃に
上昇するとき変化する。式(9)と(10)に従って
2.7×10−5Åの格子パラメータ分解能が、約10
00℃付近の温度に対して±1℃の基板温度分解能を達
成するために必要である。
【0035】式(7)から、
【0036】
【数2】
【0037】が得られる。したがって、
【0038】
【数3】
【0039】式(12)においてブラッグ角度θの温度
感度は高温に対しては、αが増大するため比較的に鋭敏
であることに注意。しかし室温から出発して1200℃
まで感度は2以下の係数で変化するだけである。感度に
対するもっとも大きな影響は反射角度θ自体によって与
えられる。なぜならtanθが増大するからである。θが
π/2の裏面反射が最も有効である。
【0040】可能な温度分解能を評価するために、ダイ
オードアレイ検出器14を考慮しなければならない。典
型的なフォトダイオードアレイ検出器は、約1024チ
ャネルを有する。ここで個別のチャネルは距離εにより
分離されている。Δがウェハと検出器との間の距離を表
すとすると、Δ≫εに対しては角度分解能は
【0041】
【数4】
【0042】により与えられる。ただし、ビームはεよ
り小さな試料のスポットに収束すると仮定する。したが
って
【0043】
【数5】
【0044】の温度分解能が得られる。
【0045】最適の温度分解能に対しては検出器は小さ
なεを有し、ウェハから大きな距離Δで配置しなければ
ならない。拡散角度θは、プロセスチャンバ16とX線
源12と検出器アレイ14の構造が許す限りπ/2に近
づくように選択すべきである。X線波長λは式(7)か
ら所定の反射001に対して得られる。ε=1/20m
m、Δ=1m、tanθ=10のセットアップで
【0046】
【数6】
【0047】が得られる。
【0048】選択されたいずれかの反射00lに対し
て、波長λと回折角度θはブラッグ式(6)または
(7)に従わなければならない。このことはX線波長の
上限となる:λ≦2d00 l。最高の温度分解能を得る
ために、λはできるだけその上限に近いように選択しな
ければならない(裏面反射)。シリコンに対しては次の
特性曲線の1つを使用することができる。例えば、 a)イリジウムLα1、2d008=2a/8=1.3
576Åの008に対してλ=1.3513Å b)ニオブKβ1、2d0016=2a/16=0.6
788Åの0016に対してλ=0.6658Å 特性曲線を使用して、ハイビーム強度が得られるが、可
能な回折角度でのパッティング制限はハードウェア構造
を制限する。択一的にタングステンターゲット管のバッ
クグランドスペクトル連続制動放射を使用し、所望の波
長を(モノクロメータを使用して)選択することができ
る。このようにして角度θは、装置較正が許す限りπ/
2に近づくよう選択することができる。付加的に、いず
れかのエキゾチックX線管ターゲットを使用する必要も
あろう。
【0049】本発明による単色アプローチは拡散または
収束入射ビームのいずれかが必要である。収束単色ビー
ムはフォーカシング・モノクロメータ(ベントクリスタ
ル)を使用して実現することができる。
【0050】1024チャネルのダイオード検出器アレ
イの典型的なサンプリング時間は約1msである。しか
しサンプリング時間(サンプリングレートの逆数)はX
線ビームの強度に依存する。強度が小さいとサンプリン
グ時間が長くなる。この理由のため、特別のX線ライン
を使用するのが有利な選択であろう(しかしこのことは
エキゾチックターゲットの特性曲線を、例えばタングス
テンターゲット管の制動放射強度と比較して制限するも
のではない)1msから1sまでのサンプリング時間が
リーズナブルである。
【0051】単色アプローチでの温度測定分解能の観点
から、検出器を半導体上の測定スポットから離すように
運動するのが最善である。しかし常に分解能と反射ビー
ム強との間のトレードオフの問題がある。必要ならば、
データ収集時間を低減するため、すなわちサンプリング
レートを高めるために分解能を犠牲にすることもでき
る。サンプリングレートは等温プロセス中、急速熱処理
の定常状態中の温度測定に対して、また較正適用時には
問題とならない。
【0052】要約すると、本発明の手段では、測定スポ
ットはシリコン基板ウェハ24の裏面または中心の近傍
に配置される。X線源12(密閉管)から到来する僅か
に拡散したビームはベントモノクロメータ結晶26によ
り反射される。モノクロメータ結晶、反射、および回折
角度の選択は次のように決定される。すなわち、ウェハ
に小さな測定スポット28で到達する単色ビームが所望
の波長を有するように決定されるのである。ベントモノ
クロメータ結晶26の使用により、発せられた単色X線
を測定スポットにフォーカスすることができる。X線ビ
ーム束の外側にあるX線は測定スポットに異なる入射角
度で収束する。しかしブラッグ条件を満たすビームだけ
が半導体ウェハ24によって反射される。図1の実線が
示すように、1つの特定のビームだけが所定温度に対し
てこの条件を満たす。相応する角度θは半導体格子定数
a(T)に依存し、この格子定数自体が基板温度T(熱
膨張)の関数である。したがって、高速マルチチャネル
フォトダイオードアレイ検出器を使用した反射角度θの
測定は半導体基板温度を検出する。(ベント)モノクロ
メータ26は、使用される単色X線の波長変化を回避す
るため所定の温度に維持しなければならない。最大ブラ
ッグ角度θはまた、半導体基板温度が最小のときに得ら
れる。式(10a)によれば、基板温度が高くなると格
子定数も大きくなり、式(7)により、ブラッグ角度は
小さくなる。
【0053】本発明を上記の実施例に基づいて説明した
が、当業者であれば請求項の枠内で本発明を変更するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による原位置温度測定装置の概略図であ
る。
【図2】入射X線および半導体ウェハから反射されたX
線の角度を示す概略図である。
【図3】本発明の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
12 X線源 14 ダイオードアレイ検出器 16 プロセスチャンバ 18 窓 24 ウェハ 26 モノクロメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594145404 インターナショナル ビジネス マシーン ズ コーポレーション アメリカ合衆国ニューヨーク州 10504 ニューヨーク アーモンク オールド オ ーチャード ロード (番地なし) (72)発明者 奥村 勝弥 アメリカ合衆国 ニュー ヨーク プーグ キープシー アージェント ドライヴ 2 (72)発明者 ジェームズ ガードナー リャン アメリカ合衆国 コネチカット ニュータ ウン ボッグズ ヒル ロード 100 (72)発明者 グレゴリー ブライアン スティーブンス ン アメリカ合衆国 イリノイ ライル チャ トフィールド レイン 1920 (72)発明者 ハンス−イェルク ティメ ドイツ連邦共和国 タウフキルヒェン リ ンデンリング 48

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェハのような単結晶基板に対す
    る無接触・原位置温度測定装置において、 半導体ウェハを収容するプロセスチャンバと、 前記ウェハと、プロセスチャンバ中のコミュニケーショ
    ン手段を介してコミュニケーションする入射X線源と、 前記ウェハから反射されたX線を受信するための手段
    と、 ウェハの格子定数を、受信された反射X線に基づいて検
    出し、ウェハの温度を得るための手段とを有することを
    特徴とする温度測定装置。
  2. 【請求項2】 前記X線源と前記ウェハとの間に配置さ
    れ、所望の波長を選択するためのモノクロメータを有す
    る、請求項1記載の温度測定装置。
  3. 【請求項3】 モノクロメータは、X線をフォーカスす
    るためのベントモノクロメータである、請求項2記載の
    温度測定装置。
  4. 【請求項4】 ウェハは、Si、Ge、またはGaAS
    半導体である、請求項1記載の温度測定装置。
  5. 【請求項5】 コミュニケーション手段はベリリウム窓
    である、請求項1記載の温度測定装置。
  6. 【請求項6】 受信手段はダイオードアレイ検出器であ
    る、請求項1記載の温度測定装置。
  7. 【請求項7】 温度測定の前に、ウェハの正確な位置を
    記録するための位置決め手段を有する、請求項1記載の
    温度測定装置。
  8. 【請求項8】 半導体ウェハに対する無接触・原位置温
    度測定方法において、 単結晶シリコンウェハをプロセスチャンバに配置し、 入射X線源を、プロセスチャンバ内の前記ウェハとコミ
    ュニケートさせ、 前記ウェハから反射されたX線を受信し、 ウェハの格子定数を、受信された反射X線に基づいて検
    出し、 格子定数によって決定されたウェハの温度を求める、こ
    とを特徴とする温度測定方法。
  9. 【請求項9】 X線源からの所定の放射波長を選択する
    ステップを含む、請求項8記載の温度測定方法。
  10. 【請求項10】 選択された波長を前記ウェハにフォー
    カスするステップを含む、請求項9記載の温度測定方
    法。
  11. 【請求項11】 X線を照射する前に、ウェハの位置を
    正確に検出するステップを含む、請求項8記載の温度測
    定方法。
  12. 【請求項12】 所定の回折角度を選択するステップを
    含む、請求項8記載の温度測定方法。
  13. 【請求項13】 平行多色X線源を使用する、請求項1
    2記載の温度測定方法。
  14. 【請求項14】 回折されたX線の波長または波長シフ
    トを測定する、請求項13記載の温度測定方法。
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