(57)【要約】      （修正有）【課題】温度や歪みを計測するためのセンサ付ウェーハを安価に製造でき、しかも精度よく温度や歪みの計測を行えるようにする。【解決手段】基板１０の表面に、当該基板１０表面に下地膜１１が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板１０に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板１０中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜１１が形成される。基板１０表面の下地膜１１の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサ１の配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化される。【選択図】図１
2010185771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜が形成され、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項２】
請求項１において、基板は、シリコンウェーハまたはＧaＡsまたはＧaＰまたはＡl、Ｃu、Ｆe、Ｔi、ＳＵＳのいずれかの金属またはカーボンであること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項３】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度に変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項４】
請求項３において、基板は、ガラスまたは石英ガラスまたはサファイヤまたはセラミックまたはポリイミドまたはテフロンまたはエポキシまたはこれらプラスチックの繊維強化材であること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項５】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板の表面に、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクが塗布されてセンサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されており、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項６】
請求項１または２において、センサの配線パターンが描画、金属化された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項７】
請求項３または４において、センサの配線パターンが描画、金属化された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項８】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板の表面に、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクが塗布されてセンサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されており、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項９】
請求項１または２において、センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１０】
請求項３または４において、センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１１】
請求項５において、センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１２】
請求項６において、センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１３】
請求項７において、センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１４】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板の表面に、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクが塗布されてセンサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されており、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされ、
オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１５】
請求項９において、オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１６】
請求項１０において、オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１７】
請求項１１において、オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１８】
請求項１２において、オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項１９】
請求項１３において、オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とするセンサ付き基板。
【請求項２０】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２１】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２２】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２３】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２４】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理をする工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２５】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理を行う工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２６】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理をする工程と、
オーバーコート処理された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２７】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理をする工程と、
オーバーコート処理された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２８】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理をする工程と、
オーバーコート処理された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【請求項２９】
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理を行う工程と、
オーバーコート処理された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とするセンサ付き基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温プロセスにおけるシリコンウェーハなどの基板の温度または／および歪みを計測するセンサが設けられたシリコンウェーハなどの基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハに処理を施して半導体デバイスを製造する工程には、シリコンウェーハを高温に温調する高温プロセスがある。高温プロセスでは、歩留まり向上などのためにシリコンウェーハの各部を均一に加熱するときなどに、精度よく温度を管理する必要がある。このため、温度センサがウェーハ上に設けられたセンサ付きシリコンウェーハを用意し、製造ラインの始業時あるいは製造ラインの立ち上げ時など、実際のシリコンウェーハに処理を施す前に、実際のシリコンウェーハと同じ熱環境にて、温度センサ付きシリコンウェーハ上の各部の温度を温度センサにより計測して、実際のシリコンウェーハの各部が均一に加熱されるように温調装置を微調整することが行われる。
【０００３】
この他に、温度センサに加えて歪みセンサがウェーハ上に設けられたセンサ付きシリコンウェーハを用意し、高温プロセスの温度負荷時において温度に加えてセンサ付きシリコンウェーハの歪み（熱歪み）を計測し、その計測結果から、実際のシリコンウェーハの反り等を考慮して温調装置を微調整するのが望ましい。
【０００４】
シリコンウェーハの温度や歪みを計測するセンサは、熱電対、測温抵抗体、歪みゲージと呼ばれるセンサであり、熱起電力や金属の抵抗値を計測し温度変換することにより、シリコンウェーハの温度や歪みを計測する。
【０００５】
従来のセンサ付きシリコンウェーハを製造する方法としては、つぎに掲げるものがある。
【０００６】
Ａ）シリコンウェーハ上に、薄いフィルムに形成したセンサを接着剤を用いて貼り付けることにより、センサ付きシリコンウェーハを製造する方法。
【０００７】
Ｂ）シリコンウェーハ上に、センサを構成する金属薄膜を蒸着、スパッタリングなどで形成することにより、センサ付きシリコンウェーハを製造する方法（下記特許文献１等）
Ｃ）シリコンウェーハ上にＣＶＤ法によりセンサを構成する金属薄膜を形成することにより、センサ付きシリコンウェーハを製造する方法（下記特許文献２等）
また、近年、基板上に配線パターンをナノ粒子分散インクを用いて描画する技術が開発されている。
【０００８】
Ｄ）特許文献３、４、５には、ステンレス基板上に絶縁層としてのガラス層を形成し、その上に、銀を主成分とするナノ粒子分散インクを用いて配線パターンを描画して、歪みセンサを製造するという発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２-１３９３３９号公報
【特許文献２】特開平８-３０６６６５号公報
【特許文献３】特開２００６-２２６７５１号公報
【特許文献４】特開２００６-２４２７９７号公報
【特許文献５】特開２００７-８５９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記（Ａ）の方法は、接着剤を用いてセンサをシリコンウェーハに貼り付けているため、接着状態によってはセンサ自体の反り、クリープ、ドリフトが生じやすく、温度や歪みの計測値がばらつき、誤差が生じるうえに温度計測や歪み計測を正確に行えない場合がある。  また、上記（Ｂ）、（Ｃ）の方法は、上記（Ａ）の方法で発生するような問題は生じないものの、シリコンウェーハにセンサを形成するための設備が大掛かりなものとなり高コストを招く。とりわけ、近年、直径３００ｍｍや３００ｍｍを超えるシリコンウェーハにセンサを形成する必要があり、要求スペックを満たしつつ安価にセンサ付きウェーハを製造することは困難となっている。さらに補足すると、安価に作製するためのＰｔ以外の材料と従来の作製方法を用いてミアンダ配線を面上に展開した測温抵抗体で、計測値がスペックを満たすようにするには、ミアンダ配線部をより大面積とするか、ミアンダ配線厚さをより極薄膜にする必要がある。大面積となれば基板自体の反りの影響が大きくなる上、面内温度を均一に制御するための温度センサとして使用し難い。極薄膜のミアンダ配線とした場合、導通時のジュール熱の影響、薄膜の連続性の懸念、電気信号の入・出力用端子と導線との接合方法の制約が問題となる。
【００１１】
上記（Ｄ）の方法は、あくまでもステンレス基板上に銀を主成分とするナノ粒子分散インクを描画するに際して金属間の絶縁のために絶縁層を形成するというものであり、ナノ粒子分散インクを基板上に描画するに際して金属間の絶縁以外の問題を解決することに関しては、明確な開示がない。
【００１２】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、温度や歪みを計測するためのセンサ付ウェーハを安価に製造でき、しかも精度よく温度や歪みの計測を行えるようにし、さらに基板上にナノ粒子分散インクを描画するに際して発生する諸問題を解決することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜が形成され、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されていること
を特徴とする。
【００１４】
第２発明は、第１発明において、
基板は、シリコンウェーハまたはＧaＡsまたはＧaＰまたはＡl、Ｃu、Ｆe、Ｔi、ＳＵＳのいずれかの金属またはカーボンであること
を特徴とする。
【００１５】
第３発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されていること
を特徴とする。
【００１６】
第４発明は、第３発明において、
基板は、ガラスまたは石英ガラスまたはサファイヤまたはセラミックまたはポリイミドまたはテフロンまたはエポキシまたはこれらプラスチックの繊維強化材であること
を特徴とする。
【００１７】
第５発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板の表面に、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクが塗布されてセンサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されており、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００１８】
第６発明は、第１発明または第２発明において、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００１９】
第７発明は、第３発明または第４発明において、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００２０】
第８発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板の表面に、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクが塗布されてセンサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されており、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とする。
【００２１】
第９発明は、第１発明または第２発明において、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とする。
【００２２】
第１０発明は、第３発明または第４発明において、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とする。
【００２３】
第１１発明は、第５発明において、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とする。
【００２４】
第１２発明は、第６発明において、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とする。
【００２５】
第１３発明は、第７発明において、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされていること
を特徴とする。
【００２６】
第１４発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板の表面に、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクが塗布されてセンサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され、金属化されており、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされ、
オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００２７】
第１５発明は、第９発明において、
オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００２８】
第１６発明は、第１０発明において、
オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００２９】
第１７発明は、第１１発明において、
オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００３０】
第１８発明は、第１２発明において、
オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００３１】
第１９発明は、第１３発明において、
オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理されていること
を特徴とする。
【００３２】
第２０発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００３３】
第２１発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００３４】
第２２発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００３５】
第２３発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００３６】
第２４発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理をする工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００３７】
第２５発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理を行う工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００３８】
第２６発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理をする工程と、
オーバーコート処理された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００３９】
第２７発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理をする工程と、
オーバーコート処理された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００４０】
第２８発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板であって、
基板の表面に、当該基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクの基板中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制できる下地膜を形成する工程と、
基板表面の下地膜の表面に、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理をする工程と、
オーバーコート処理された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とする。
【００４１】
第２９発明は、
高温プロセスにおける基板の温度または／および歪みを計測するためのセンサが基板上に設けられたセンサ付き基板の製造方法であって、
センサは抵抗体としての金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより、基板の温度または／および歪みを計測するものであり、
基板は、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板であって、
基板の表面に、ナノ粒子分散インクが直接塗布されてセンサの配線パターンを描画する工程と、
ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と、
センサの配線パターンが描画、金属化され、アニール処理された基板の表面に、当該基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制し、基板の反りを低減することができ、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができるオーバーコート処理を行う工程と、
オーバーコート処理された基板を、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理する工程と
を含むこと
を特徴とする。
【発明の効果】
【００４２】
本発明のセンサ付き基板は、基板上に、Ａu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子のナノ粒子分散インクまたはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子の混合したナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンが描画され、ナノ粒子分散インクが焼成され金属化されることにより作製されている。
【００４３】
ここで、ナノ粒子分散インクは、数百ｎｍ以下の粒子が溶媒中に分散しているものであり、ナノ粒子分散インクを用いてセンサの配線パターンを描画した後、焼成される。焼成が行われることによりナノ粒子分散インク中に含まれている有機系分散剤および溶剤が蒸発し、ナノ粒子同士が溶け合い互いに融着し導電性を持つようになり、安定した形状に金属化する。こうしてセンサの配線パターンを作製すると、金属結晶の粒界が非常に多く存在しているため、同じ金属を使用してもみかけの電気抵抗率等が大きくなる。これによって、ノイズが相対的に小さくなるので温度及び歪みの微小変化を精度よく計測できるようになる。よって、測温抵抗体や歪みゲージなど、金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより基板の温度または／および歪みを計測するセンサは、ノイズ等の影響を受けにくくなり計測の精度が向上する。また、抵抗値が大きくなったことで、ミアンダ配線部を小さくすることができるようになり、より微小領域の温度または／および歪みの計測ができるようになる。
【００４４】
本発明者により、シリコンウェーハなどの基板は、ナノ粒子分散インクを直接塗布して描画、金属化すると、ナノ粒子分散インクに含まれる金属が基板中に拡散するという問題があることがわかった。またナノ粒子分散インクの基板に対する密着力が低いことがわかった。また、センサ付き基板として構成した場合に、抵抗値が安定しないことがわかった。また、基板の反りが発生することがわかった。
【００４５】
そこで、基板表面に下地膜を形成してから、ナノ粒子分散インクを用いて、センサの配線パターンを描画、金属化する。これにより基板表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力が高められる。また、同様に基板中への拡散が抑制される。また、同様に金属結晶の粒成長が抑制され、センサ付き基板として構成した場合に、抵抗値が安定する（第１発明、第２発明、第９発明、第１２発明、第１５発明、第１８発明、第２０発明、第２２発明、第２４発明、第２６発明、第２８発明）。
【００４６】
これに対して、ガラスなどの基板は、ナノ粒子分散インクを直接塗布して描画、金属化したとしても、金属が基板中に拡散することはない。そこで、このような基板に対しては、基板の表面に、ナノ粒子分散インクを直接塗布してセンサの配線パターンを描画、金属化してもよい（第３発明、第４発明、第７発明、第１０発明、第１３発明、第１６発明、第１９発明、第２１発明、第２３発明、第２５発明、第２７発明、第２９発明）。
【００４７】
第５発明、第６発明、第７発明、第１１発明、第１２発明、第１３発明、第１７発明、第１８発明、第１９発明、第２２発明、第２３発明、第２４発明、第２５発明、第２８発明、第２９発明では、センサの配線パターンが描画、金属化された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理される。
【００４８】
すなわち、アニール処理によって金属結晶の粒成長が促進され、また結晶界面に存在する不安定な原子が安定化され、粒成長が平衡状態に達する。これにより界面エネルギーが安定し、センサ付き基板を構成した場合に使用温度における電気抵抗値が安定する。よってセンサ付き基板の使用時に抵抗値の経時変化が起き難い安定したセンサ付き基板を作製することができる。
【００４９】
第８発明、第９発明、第１０発明、第１１発明、第１２発明、第１３発明、第１４発明、第１５発明、第１６発明、第１７発明、第１８発明、第１９発明、第２４発明、第２５発明、第２６発明、第２７発明、第２８発明、第２９発明では、センサの配線パターンが描画、金属化された基板の表面に、オーバーコート処理がされる。これにより基板表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、金属結晶の粒成長が抑制され、センサ付き基板を構成した場合に電気抵抗値が安定する。さらに同様に基板の反りを低減することができる。また、同様に空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターンの裂傷を抑制することができる。
【００５０】
第１４発明、第１５発明、第１６発明、第１７発明、第１８発明、第１９発明、第２６発明、第２７発明、第２８発明、第２９発明では、オーバーコート処理された基板が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターンに電流を流しながら、アニール処理される。これによりオーバーコート処理された基板に対してアニール処理がされていない場合と比較して、オーバーコート処理後にアニール処理を行うようにしているため、オーバーコート材を安定化させることができ、センサ付き基板として構成した場合に、抵抗値が安定する。
【００５１】
特に、第１７発明、第１８発明、第１９発明、第２８発明、第２９発明では、オーバーコート処理前にアニール処理が行われ、更にオーバーコート処理後にアニール処理を行うようにしている。オーバーコート処理前に行われるアニール処理は、オーバーコート処理後に行うアニール処理と比較して、結晶粒の移動により配線パターンの線巾が不均一になり易く、電気抵抗値がばらついた状態となる。そこで、オーバーコート処理後にアニール処理を行うことで、結晶粒の移動が抑制され、配線パターンの線巾が均一になり、電気抵抗値がばらつくことなく安定化する。
【００５２】
また、オーバーコート処理後にアニール処理を行うことで、オーバーコート処理前に行われるアニール処理に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、実施例のセンサ付きシリコンウェーハの各製造工程における断面を示した図である。
【図２】図２は、ミアンダ配線部を２９箇所持つセンサ付きシリコンウェーハを示した図で、図２（ａ）は、センサ付きシリコンウェーハの表面を示した図で、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すセンサ付きシリコンウェーハの表面上の個々のセンサを拡大して示した図で、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示すセンサのミアンダ配線部を拡大して示した図である。
【図３】図３は、焼成処理後のセンサ付きシリコンウェーハを、２３℃に温調された冷却板と、１００℃に温調された熱板との間で所定の時間をかけて往復させて、センサ１の抵抗値の変化を繰り返し計測した結果を示すグラフである。
【図４】図４は、アニール処理後のセンサ付きシリコンウェーハを、２３℃に温調された冷却板と、１００℃に温調された熱板との間で所定の時間をかけて往復させて、センサ１の抵抗値の変化を繰り返し計測した結果を示すグラフである。
【図５】図５は、オーバーコート処理後のセンサ付きシリコンウェーハを、高温プロセス時の代表的な温度に相当する２５０℃に温調された蓋付熱板上に放置して同一ウエーハ上に描画された２箇所のセンサ各抵抗値の経時変化を繰り返し計測した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、図面を参照して本発明に係るセンサ付き基板およびセンサ付き基板の製造方法の実施の形態について説明する。なお、以下では、基板としてシリコンウェーハを想定して説明する。しかし、本発明は、シリコンウェーハ以外にガラス基板など、基板を製造するに際して高温プロセスにおいて基板の温度または／および歪みを計測することが必要な基板に適用することができる。ここで、本明細書において、高温プロセスとは、概ね２５０℃以上の温度になることがあるプロセスのことである。
【００５５】
基板の種類としては、ナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板、ナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板のいずれであってもよい。
【００５６】
ナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散する基板としては、具体的には、シリコンウェーハまたはＧaＡsまたはＧaＰまたはＡl、Ｃu、Ｆe、Ｔi、ＳＵＳのいずれかの金属またはカーボンである。
【００５７】
ナノ粒子分散インクに含まれる金属が拡散しない基板としては、具体的には、ガラスまたは石英ガラスまたはサファイヤまたはセラミックまたはポリイミドまたはテフロンまたはエポキシまたはこれらプラスチックの繊維強化材である。
【００５８】
また、ナノ粒子分散インクとは、本明細書において、粒径が数百ｎｍ以下のＡu、Ａg、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子かＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子またはＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子の混合したナノ粒子分散インクが溶媒中に均一に分散されたインクの意味で使用する。
【００５９】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、実施例のセンサ付きシリコンウェーハ１００の各製造工程における断面を示している。以下、図面を併せ参照して説明する。
【００６０】
まず、半導体デバイスの製造に使用される実際のシリコンウェーハと同一のシリコンウェーハ１０が用意され、このシリコンウェーハ１０の上に、ナノ粒子分散インクのシリコンウェーハ１０への密着度を高める等の目的のために下地膜処理（プライマーコート）が施される。
【００６１】
シリコンウェーハ１０は、ナノ粒子分散インクを直接塗布して描画、金属化すると、ナノ粒子分散インクに含まれる金属が基板中に拡散するという問題があることがわかった。またナノ粒子分散インクの基板に対する密着力が低いことがわかった。また、センサ付きシリコンウェーハ１００として構成した場合に、抵抗値が安定しないことがわかった。また、シリコンウェーハ１０の反りが発生することがわかった。そこで、シリコンウェーハ１０の表面に、当該シリコンウェーハ表面に下地膜が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクの基板に対する密着力を高め、ナノ粒子分散インクのシリコンウェーハ１０中への拡散を抑制し、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長を抑制することができる下地膜１１が形成される。このような問題を解決できる下地膜の材料としては、ポリイミドなどの有機材料、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２などの無機材料、これら有機材料と無機材料を混合したハイブリッド材料が挙げられる。
【００６２】
また、下地膜１１の処理方法としては、スパッタ、イオンプレーティング、蒸着、スピンコート、ディッピング、スクリーン印刷、熱融着、シランカップリングとＮiメッキの組み合わせが挙げられる。
【００６３】
スパッタ、イオンプレーティング、蒸着は、有機材料、無機材料を用いて下地膜１１を処理する場合に適用される。
【００６４】
スピンコート、ディッピング、スクリーン印刷、熱融着は、有機材料、ハイブリッド材料を用いて下地膜１１を処理する場合に適用される。
【００６５】
たとえば、有機材料と無機材料とを混合した材料をスピンコート材料（原料溶液）として、このスピンコート材料をシリコンウェーハ１０上に載せて回転させて、スピンコート法により原材料が均一に分散された下地膜１１が生成される。下地膜１１は、１５０℃〜２００℃で約１時間乾燥処理を行うことによりシリコンウェーハ１０上に固着する。ここで、有機材料と無機材料とを混合した材料のうち、有機材料には、ナノ粒子分散インク膜が焼成後に密着度を高めることができる材料が使用される。また、有機材料と無機材料とを混合した材料のうち、無機材料には、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２など、高温プロセスにおける耐熱性を高めることができる材料が使用される（図１（ａ））。
【００６６】
以上は、ナノ粒子分散インクに含まれる金属が基板中に拡散するシリコンウェーハ１０などの基板を想定した場合である。これに対して、ガラスなどの基板は、ナノ粒子分散インクを直接塗布して描画したとしても、ナノ粒子分散インクに含まれる金属が基板中に拡散することはない。そこで、このような基板に対しては、下地膜１１を施すことなく基板の表面に、ナノ粒子分散インクを直接塗布してセンサの配線パターンを描画、金属化してもよい。
【００６７】
つぎに、配線ピッチの微細化を目的として、ナノ粒子分散インクのシリコンウェーハ１０への撥水性を向上させるために、撥液剤１２が下地膜１１の上に塗布される。撥液剤１２の塗布は、スピンコート法により行うことができる。撥液剤１２としては、フッ素系高分子液等を使用することができる（図１（ｂ））。
【００６８】
つぎに、ウェーハ１０が所定温度で加熱され、撥液剤１２が乾燥処理される。これにより下地膜１１の上の撥液剤１２が１分子層程度残留し、インクジェット印刷時に着弾するインクが広がることが防止され、細線の印刷が可能となる。この撥液層は、ナノ粒子分散インク膜の焼成過程で蒸散するので、ナノ粒子分散インク膜がシリコンウェーハ１０表面上に密着することには影響を与えない。
【００６９】
つぎに、シリコンウェーハ１０の下地膜１１上に、Ａｇが微粒子として含有されたナノ粒子分散インクが、作製しようとする温度センサあるいは歪みセンサ１の形状パターンに描画された後、焼成される。焼成が行われることにより、ナノ粒子分散インク中に含まれている有機系分散剤および溶剤が蒸発し、ナノ粒子同士が溶け合い互いに融着し導電性を持つようになり、安定した形状に金属化される。
【００７０】
本実施例におけるセンサ１は、Ａｇの抵抗値を計測することにより、シリコンウェーハ１の温度または／および歪みを計測するセンサである。たとえばインクジェット方式によってナノ粒子分散インクが、センサ部とセンサ部に電気的に接続される配線部の形状に描画される。インクジェット方式以外の任意の方法であってもよく、たとえばグラビア印刷法を用いることができる。またナノ粒子分散インクに含有される金属微粒子としては、Ａｇの代わりに、Ａu、Ｐt、Ｎi、Ｃuのいずれかの金属の微粒子を用いてもよい。またＡgにＰdまたはＣuまたはＳiを含む合金微粒子であってもよい。またＡg微粒子とＰdまたはＣuまたはＳiの微粒子が混合されたものであってもよい（図１（ｃ））。
【００７１】
つぎに、センサ１の配線パターンが描画、金属化されたシリコンウェーハ１０が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサ１の配線パターンに電流を流しながら、アニール処理される。たとえば実際に使用する最大温度よりも高温でアニールが行われる。
【００７２】
アニール処理によって金属結晶の粒成長が促進され、結晶界面に存在する不安定な原子が安定化され、粒成長が平衡状態に達する。これにより界面エネルギーが安定し、センサ付きシリコンウェーハ１００を構成した場合にセンサ付きシリコンウェーハ１００の使用温度における電気抵抗値が安定する。
【００７３】
つぎに、センサ１の配線パターンが描画、金属化されたシリコンウェーハ１０の表面に、シリコンウェーハ表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長が抑制され、シリコンウェーハ１０の反りが低減し、空気の対流の影響を受けにくくなり、センサの配線パターン１の裂傷を抑制することができるオーバーコート処理がされる。このような要求スペックを満たすオーバーコート材１３としては、ポリイミドなどの有機材料、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２などの無機材料、これら有機材料と無機材料を混合したハイブリッド材料が挙げられる。
【００７４】
また、オーバーコートの処理方法としては、スパッタ、イオンプレーティング、蒸着、スピンコート、ディッピング、スクリーン印刷、熱融着、Ａｌメッキ後アルマイト処理が挙げられる。
【００７５】
スパッタ、イオンプレーティング、蒸着は、有機材料、無機材料を用いてオーバーコート処理をする場合に適用される。
【００７６】
スピンコート、ディッピング、スクリーン印刷、熱融着は、有機材料、ハイブリッド材料を用いてオーバーコート処理をする場合に適用される。
【００７７】
ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長が抑制されることで、センサ１の電気抵抗値が安定する。また、オーバーコート処理を施すことにより、Ａｇが硫化するなどして不純物が生成されることが抑制される。また、オーバーコート処理を施すことにより、内部応力が軽減されセンサ１の配線パターンの反りを低減することができる（図１（ｄ））。
【００７８】
つぎに、オーバーコート処理されたセンサ付きシリコンウェーハ１００が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサの配線パターン１に電流を流しながら、アニール処理される。
【００７９】
これによりオーバーコート処理されたセンサ付きシリコンウェーハ１００に対してアニール処理がされていない場合と比較して、オーバーコート処理後にアニール処理を行うようにしているため、オーバーコート材１３を安定化させることができ、センサ付きシリコンウェーハ１００として構成した場合に、抵抗値が安定する。
【００８０】
ここで、オーバーコート処理前に行われるアニール処理は、オーバーコート処理後に行うアニール処理と比較して、結晶粒の移動により配線パターンの線巾が不均一になり易く、電気抵抗値がばらついた状態となる。オーバーコート処理後にアニール処理を行うことで、結晶粒の移動が抑制され、配線パターンの線巾が均一になり、電気抵抗値がばらつくことなく安定化する。
【００８１】
また、オーバーコート処理後にアニール処理を行うことで、オーバーコート処理前に行われるアニール処理に要する時間を短縮することができる。
【００８２】
以上により、センサ付きウェーハ１００が作製される。
【００８３】
ただし、製品の必要に応じて、つぎの工程が適宜付加される。
【００８４】
たとえば、基板上の配線パターンに電気出力の入出力をするために接着したリボンケーブルが異方導電性接着シートで基板上の電気入出力用端子とリボンケーブル側の電気入出力用端子が接着される。この場合、異方導電性接着シートは、フィルムに空いた穴に金属が埋め込まれているビアフィリング型の異方導電性シートが使用される。
【００８５】
本実施形態によれば、つぎのような作用効果が得られる。
【００８６】
Ａ）ナノ粒子分散インクを用いてセンサ１の配線パターンを作製すると、金属結晶の粒界が非常に多く存在しているため、同じ金属を使用してもみかけの電気抵抗率が大きくなる。これによって、ノイズが相対的に小さくなるので温度及び歪みの微小変化を精度よく計測できるようになる。よって、測温抵抗体や歪みゲージなど、金属の抵抗値を計測し、温度または／および歪みに変換することにより基板の温度または／および歪みを計測するセンサは、ノイズ等の影響を受けにくくなり計測の精度が向上する。また、抵抗値が大きくなったことで、ミアンダ配線部を小さくすることができるようになり、より微小領域の温度または／および歪みの計測ができるようになる。
【００８７】
Ｂ）シリコンウェーハ１０の表面に下地膜１１を形成してから、ナノ粒子分散インクを用いて、センサ１の配線パターンを描画、金属化するようにしているため、シリコンウェーハ１０の表面に下地膜１１が形成されていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクのシリコンウェーハ１０に対する密着力が高められる。また、ナノ粒子分散インクのシリコンウェーハ１０中への拡散が抑制される。また、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長が抑制され、センサ付きシリコンウェーハ１００として構成した場合に、抵抗値が安定する。
【００８８】
Ｃ）ガラスなどの基板は、ナノ粒子分散インクを用いて描画、金属化したとしても、ナノ粒子分散インクに含まれる金属が基板中に拡散することはない。そこで、このような基板に対しては、基板の表面に、センサの配線パターンを直接描画、金属化することができる。
【００８９】
Ｄ）センサ１の配線パターンが描画、金属化されたセンサ付きシリコンウェーハ１００が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサ１の配線パターンに電流を流しながら、アニール処理される。アニール処理によって金属結晶の粒成長が促進され、結晶界面に存在する不安定な原子が安定化され、粒成長が平衡状態に達する。これにより界面エネルギーが安定し、センサ付きシリコンウェーハ１００を構成した場合に使用温度における電気抵抗値が安定する。よってセンサ付きシリコンウェーハ１００の使用時に抵抗値の経時変化が起き難い安定したセンサ付きシリコンウェーハ１００を作製することができる。
【００９０】
Ｅ）センサ１の配線パターンが描画、金属化されたセンサ付きシリコンウェーハ１００の表面に、オーバーコート処理がされる。これによりセンサ付きシリコンウェーハ１００表面にオーバーコート処理がされていない場合と比較して、ナノ粒子分散インクに含まれる金属結晶の粒成長が抑制され、センサ付きシリコンウェーハ１００を構成した場合に電気抵抗値が安定する。さらに同様にセンサ付きシリコンウェーハ１００の反りを低減することができる。また、同様に空気の対流の影響を受けにくくなり、センサ１の配線パターンの裂傷を抑制することができる。
【００９１】
Ｆ）オーバーコート処理されたセンサ付きシリコンウェーハ１００が、高温プロセス時の温度以上の温度で、または、センサ１の配線パターンに電流を流しながら、アニール処理される。これによりオーバーコート処理されたセンサ付きシリコンウェーハ１００に対してアニール処理がされていない場合と比較して、オーバーコート処理後にアニール処理を行うようにしているため、オーバーコート材１３を安定化させることができ、センサ付きシリコンウェーハ１００として構成した場合に抵抗値が安定する。また、オーバーコート処理前に行われるアニール処理は、オーバーコート処理後に行うアニール処理と比較して、結晶粒の移動により配線パターンの線巾が不均一になり易く、電気抵抗値がばらついた状態となる。オーバーコート処理後にアニール処理を行うことで、結晶粒の移動が抑制され、配線パターンの線巾が均一になり、電気抵抗値がばらつくことなく安定化する。また、オーバーコート処理後にアニール処理を行うことで、オーバーコート処理前に行われるアニール処理に要する時間を短縮することができる。
【００９２】
以下、各実施例について説明する。
【００９３】
（実施例１）
直径３００ｍｍのシリコンウェーハ１０の表面に下地膜１１の材料を、スピンコート法（１０００ｒｐｍ×３０ｓｅｃ）を用いて塗布し、１５０℃×１ｈｒの熱処理により乾燥させた。つぎに、この下地膜１１の上に、溶剤で５０倍に薄めた撥液剤をスピンコート法（１０００ｒｐｍ×３０ｓｅｃ）を用いて塗布し、１５０℃×１ｈｒの熱処理により乾燥させた。つぎに、撥液剤を乾燥させたシリコンウェーハ１０の表面に、Ａｇ含有のナノ粒子分散インクを用いて、配線パターンを描画した。配線パターンの描画には、インクジェット装置を使用した。
【００９４】
つぎに、配線パターンが描画されたシリコンウェーハ１０を、２３０℃に加熱された送風式のオーブンに入れてナノ粒子分散インクの焼成処理を施し、ナノ粒子分散インクを金属化させた。
【００９５】
このような工程を経て、図２に示すような、ミアンダ配線部を２９箇所持つセンサ付きシリコンウェーハ１００が作製された。図２（ａ）は、センサ付きシリコンウェーハ１００の表面を示しており、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すセンサ付きシリコンウェーハ１００の表面上の個々のセンサ１を拡大して示しており、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示すセンサ１のミアンダ配線部を拡大して示している。
【００９６】
作製されたセンサ付きシリコンウェーハ１００を、２３℃に温調された冷却板と、１００℃に温調された熱板との間で所定の時間をかけて往復させて、センサ１の抵抗値を繰り返し計測した。計測結果を図３に示す。図３の横軸は、時間（ｓｅｃ）であり、縦軸は、センサ１の抵抗値（Ω）である。図３に示すように、電気抵抗値のピーク値は、７７７．６Ωから７７７．８Ωまでの間の０．２Ωの範囲（温度で約０．１℃に相当する）に収まっており、１００℃を計測するのに約０．１℃以下の僅かな誤差であることがわかる。
【００９７】
（実施例２）
実施例２では、上述の実施例１と同様な処理を経て、ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化させた。
【００９８】
焼成後に配線パターンに電流を流しながら、センサ付きシリコンウェーハ１００の使用温度（たとえば２５０℃）以上でアニール処理を所定時間施した。
【００９９】
作製されたセンサ付きシリコンウェーハ１００を用いて、実施例１と同様に、２３℃に温調された冷却板と、１００℃に温調された熱板とを往復させて、センサ１の抵抗値を計測した。
【０１００】
図４に示すように、電気抵抗値のピーク値は、１１９１．３Ωから１１９１．５Ωまでの間の０．２Ωの範囲（温度で約０．１℃に相当する）に収まっており、１００℃を計測するのに約０．１℃以下の僅かな誤差であることがわかる。ただし、実施例１と比較すると、同じ１００℃を計測するのに電気抵抗値が上昇しており、電気抵抗値の安定性が向上していることがわかる。
【０１０１】
（実施例３）
実施例３では、上述の実施例１と同様な処理を経て、ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化させた。
【０１０２】
焼成後に、配線パターンの上にオーバーコート材１３として樹脂インクをスピンコート法により塗布し、１５０℃×１ｈｒの熱処理により乾燥させた。
【０１０３】
作製されたセンサ付きシリコンウェーハ１００を用いて、その特性を実施例１と同様に計測したところ、図３と同様の結果が得られた。
【０１０４】
（実施例４）
実施例４では、上述の実施例１と同様な処理を経て、ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化させた。
【０１０５】
焼成後に、配線パターンの上にオーバーコート材１３としてＡｌ２Ｏ３をイオンプレーティングでコーティングした。
【０１０６】
製作されたセンサ付きシリコンウェーハ１００を、高温プロセス時の代表的な温度に相当する２５０℃に温調された蓋付熱板上に放置して同一ウエーハ１０上に描画された２箇所のセンサ１、２の各抵抗値の経時変化を繰り返し計測した。計測結果を図５に示す。図５の横軸は、時間（ｈｒ）であり、縦軸は、同一ウエーハ１０上に描画された２箇所のセンサ１、２の各抵抗値Ａｇ１、Ａｇ２（ｋΩ）である。なお、計測データは１時間毎にまとめられ、ＪＩＳＺ８４０４に基づきＡタイプの不確かさを計算して、Ｋ＝２でエラーバーを表示してある。各抵抗値Ａｇ１、Ａｇ２の両方とも、少なくとも１００時間誤差範囲内で抵抗値が推移しており、ナノ粒子分散インクが熱により経時変化することなく安定していることがわかる。なお、オーバーコート材１３に、ＡｌＮ、ＳｉＯ２を用いた場合でも同様の特性が得られた。
【０１０７】
（実施例５）
実施例１と同様に、シリコンウェーハ１０の表面に下地膜１１を形成した。下地膜１１は、シランカップリングとＮｉメッキとの組み合わせにより形成した。
【０１０８】
下地膜１１を形成した後は、実施例１と同様の工程を経て、Ａｇ含有のナノ粒子分散インクを用いて、配線パターンを描画し、ナノ粒子分散インクを焼成し、金属化した。
【０１０９】
つぎに、配線パターンと密着していないＮｉメッキ膜の部分をプラズマエッチングにより除去した。
【０１１０】
作製されたセンサ付きシリコンウェーハ１００を用いて、その特性を実施例１と同様に計測したところ、図３と同様の結果が得られた。
【０１１１】
（実施例６）
ナノ粒子分散インクとして、ＡｇにＰｄを拡散させたものを使用した。センサ付きシリコンウェーハ１００の製造工程は、図１と同様に行った。
【０１１２】
製作されたセンサ付きシリコンウェーハ１００を用いて、その特性を実施例１と同様に計測したところ、図３と同様の結果が得られた。
【０１１３】
（実施例７）
実施例４と同様に、オーバーコート処理を行った後に、配線パターンに電流を流しながら、センサ付きシリコンウェーハ１００の使用温度以上でアニール処理を所定時間施した。
【０１１４】
製作されたセンサ付きシリコンウェーハ１００を用いて、その特性を実施例４と同様に計測したところ、図５と同様の結果が得られた。
【符号の説明】
【０１１５】
１  センサ、１０  シリコンウェーハ、１１  下地膜、１２  撥液剤、１３  オーバーコート材、１００  センサ付きシリコンウェーハ
【図１】
2010185771.tif 000003
【図２】
2010185771.tif 000004
【図３】
2010185771.tif 000005
【図４】
2010185771.tif 000006
【図５】
2010185771.tif 000007