(57)【要約】  良好な測温性能を備える温度測定装置とその製造方法を提供する。温度測定装置（１０）は、半導体ウエハ（１２）の凹部（１２ｃ）の底面に設置された温度センサ（１１）を備える。半導体ウエハ（１２）と温度センサ（１１）とは、第１の接合層（１４）と第２の接合層（２４）とを介して接合される。第１の接合層（１４）と第２の接合層（２４）とは、同一の材料、具体的に熱伝導率の高い金属から形成され、更に面方向にほぼ均一な厚みを備えるように形成されている。このような第１の接合層（１４）と第２の接合層（２４）とによって、半導体ウエハ（１２）から温度センサ（１１）への熱伝導が良好に生ずる。従って、温度測定装置（１０）は良好な測温性能を備える。
2007119359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハと、
前記ウエハ上に設置される基板と、
前記基板の一方の主面上に形成され、センサとして機能する機能層と、
前記基板と前記ウエハとの間に、前記基板の設置される領域に対応して前記ウエハ上に形成された第１の接合層と、
前記第１の接合層と対向する前記基板の他方の主面上に形成された第２の接合層と、を備え、
前記第１の接合層と前記第２の接合層とは、同一の材料から形成されることを特徴とするウエハ状計測装置。
【請求項２】
前記基板は、前記ウエハ上に形成された凹部の底面に設置され、
前記第１の層は、前記ウエハの前記凹部の底面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハ状計測装置。
【請求項３】
前記ウエハ上に形成された前記凹部の深さと、前記基板の厚みとはほぼ同じに形成されることを特徴とする請求項２に記載のウエハ状計測装置。
【請求項４】
前記第１の接合層と前記第２の接合層とは、金又は銅からなることを特徴とする請求項１に記載のウエハ状計測装置。
【請求項５】
前記基板は、シリコンウエハであることを特徴とする請求項１に記載のウエハ状計測装置。
【請求項６】
前記基板の一方の主面に形成される機能層は、測温抵抗体として機能する白金層であることを特徴とする請求項１に記載のウエハ状計測装置。
【請求項７】
前記基板は、Ａ面又はＣ面のサファイア単結晶基板であることを特徴とする請求項６に記載のウエハ状計測装置。
【請求項８】
前記第１の接合層と前記ウエハとの間には第１の密着層が形成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハ状計測装置。
【請求項９】
前記第２の接合層と前記基板との間には、第２の密着層が形成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハ状計測装置。
【請求項１０】
前記ウエハ上に設置される基板は、複数の前記基板から構成されることを特徴とする請求項１に記載のウエハ状計測装置。
【請求項１１】
前記複数の基板は、それぞれに形成される第２の接合層が、該複数の基板について同一のプロセスで形成されたものであることを特徴とする請求項１０に記載のウエハ状計測装置。
【請求項１２】
基板の一方の主面上にセンサとして機能する機能層を形成する機能層形成工程と、
ウエハ上の前記基板が設置される領域に対応し、第１の接合層を形成する第１の接合層形成工程と、
前記基板の他方の主面上に第２の接合層を形成する第２の接合層形成工程と、
前記第１の層と前記第２の層とを接合させる接合工程と、を備え、
前記第１の接合層形成工程と、前記第２の接合層形成工程では、同一の材料を用いることを特徴とするウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項１３】
前記基板が設置される領域に対応する凹部を前記ウエハ上に形成する凹部形成工程を更に備え、
前記第１の接合層形成工程では、前記ウエハに形成された前記凹部の底面に前記第１の接合層を形成することを特徴とする請求項１２に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項１４】
前記凹部形成工程では、前記凹部の深さと前記基板の厚みとをほぼ同じに形成することを特徴とする請求項１３に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１の接合層形成工程及び前記第２の接合層形成工程では、金又は銅を用いて前記第１の接合層及び前記第２の接合層を形成することを特徴とする請求項１２に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項１６】
前記基板は、シリコンウエハを用いることを特徴とする請求項１２に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項１７】
前記機能層形成工程は、前記基板の一方の主面上に測温抵抗体として機能する白金層を形成することを特徴とする請求項１２に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項１８】
前記基板は、Ａ面又はＣ面のサファイア単結晶基板を用いることを特徴とする請求項１７に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第１の接合層形成工程は、前記第１の接合層と前記ウエハとの間に、第１の密着層を形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項２０】
前記第２の接合層形成工程は、更に前記第２の接合層と前記基板との間に、第２の密着層を形成する工程を備えることを特徴とする請求項１２に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【請求項２１】
前記機能層形成工程は、複数の前記基板について同一のプロセスで前記機能層を形成し、
前記第２の接合層形成工程は、前記複数の基板について同一のプロセスで前記第２の接合層を形成し、
前記第１の接合層形成工程は、前記ウエハ上の前記基板が設置される複数の領域に対応して、第１の接合層を形成し、
前記接合工程は、前記複数の基板について前記第１の接合層と前記第２の接合層を接合する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のウエハ状計測装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハプロセスの状態などを測定するためのウエハ状計測装置とその製造方法に関し、特に半導体ウエハの温度を測定する温度測定装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造プロセスにおいては、例えばレジスト液塗布後の乾燥のための加熱処理、露光後の加熱処理（ポストエスクポージャベーキング）、ウエハ表面に所定の薄膜を形成する際のＣＶＤ処理等、半導体ウエハ（以下、ウエハ）を加熱する処理が行われる。これらの熱処理の際、歩留まり向上のためには、ウエハの面内温度はなるべく均一にする必要がある。【０００３】
例えば、ポストエクスポージャーベーキング等のベーク処理が行われるホットプレートユニットでは、処理時の温度が回路パターンの線幅に影響を与える等の理由から、ホットプレートの温度分布の均一性が要求されている。したがって、ホットプレートが所定の温度分布均一性を有しているか否かを検証するため、従来測定用ダミーウエハの数個の測定点に熱電対を埋設し、この測定用ダミーウエハをホットプレート上に載置し、ホットプレートの温度分布を測定している（例えば特許第２９８４０６０号公報を参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、熱電対等の温度センサをウエハに接触するように設置して測定する場合、一般に温度センサとウエハとの間に温度センサを固定するための接着剤等からなる接合層が形成される。しかし、この接合層の熱伝導率が低い、厚みにばらつきがある等、ウエハから温度センサへの熱伝導が良好に生じない要因があると、ウエハの各測定点の正確な測温が困難であるという問題が生ずる。結果として、ホットプレート等の温度分布が正確に測定できず、処理に悪影響が及ぶという問題がある。【０００５】
そこで、ウエハから温度センサへ良好に熱伝導が生じ、良好な測温性能を備える温度測定装置とその製造方法が求められている。【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、ウエハから温度センサへの熱伝導が良好に生じ、良好な測温性能を備える温度測定装置とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の観点に係るウエハ状計測装置は、
ウエハと、
前記ウエハ上に設置される基板と、
前記基板の一方の主面上に形成され、センサとして機能する機能層と、
前記基板と前記ウエハとの間に、前記基板の設置される領域に対応して前記ウエハ上に形成された第１の接合層と、
前記第１の接合層と対向する前記基板の他方の主面上に形成された第２の接合層と、を備え、
前記第１の接合層と前記第２の接合層とは、同一の材料から形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ウエハ上のセンサとウエハとを熱伝導率の高い材料を用いて接合することにより、良好な計測性能を備えるウエハ状計測装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る温度測定装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す温度測定装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る温度測定装置に設置される温度センサを模式的に示す図である。
【図４】図３の温度センサが設置されるウエハの部分を模式的に示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施の形態に係る温度センサの製造方法を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態に係る温度センサの製造方法を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態に係る温度測定装置の製造方法を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施の形態に係る温度測定装置の製造方法を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の実施の形態に係る温度測定装置の製造方法を示す図である。
【図７】４種類の基板に白金層を形成した場合のＸ線回折パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００１０】
１０  温度測定装置
１１  温度センサ
１２  半導体ウエハ
１４  第１の接合層
１５  保護膜
１６  配線
１７  ワイヤ
１８  フラットケーブル
２１  基板
２２  白金層
２３  端子
２４  第２の接合層
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る温度測定装置及びその製造方法について図面を参照して説明する。【００１２】
本発明の実施の形態に係る温度測定装置１０を図１〜図４に示す。図１は、温度測定装置１０を示す平面図である。図２は、図１に示す温度測定装置１０のＡ−Ａ線断面図である。図３（ａ）は、温度測定装置１０を構成する温度センサ１１を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図４（ａ）は温度センサ１１が設置される領域の半導体ウエハ１２を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。【００１３】
本実施の形態に係る温度測定装置１０は図１〜図４に示すように、温度センサ１１と、半導体ウエハ１２と、第１の接合層１４と、保護膜１５と、配線１６と、ワイヤ１７と、フラットケーブル１８と、から構成される。温度測定装置１０は、半導体ウエハ１２に形成され、ウエハの形状をなしている。【００１４】
本実施の形態の温度測定装置１０は、半導体装置の製造プロセスにおける、例えばレジスト液塗布後の乾燥のための加熱処理、露光後の加熱処理（ポストエスクポージャベーキング）、ウエハ表面に所定の薄膜を形成する際のＣＶＤ処理等の熱処理で用いられる。具体的には、例えば、ポストエクスポージャーベーキング等のベーク処理が行われるホットプレートユニットで、ホットプレートが所定の温度分布均一性を有しているか否かを検証するため用いられる。【００１５】
温度センサ１１は、図１〜図３に示すように、基板２１と、白金層２２と、端子２３と、第２の接合層２４と、を備える。温度センサ１１は、白金の抵抗値が温度によって直線的に変化することを利用して温度を測定するいわゆる白金測温抵抗体である。温度センサ１１は、図２に示すように、ワイヤ１７を介して４本の配線１６と接続されている。このように四探針法を用いることによって配線１６の抵抗値の影響を除去することが可能となる。【００１６】
なお、本実施の形態では基板２１上に白金層２２を形成したのちに、半導体ウエハ１２上に載置する構成を採っている。半導体ウエハの温度を測定する方法としては、白金測温抵抗体として機能する白金層２２を半導体ウエハ１２上に直に成膜する方法も考えられる。しかし、半導体ウエハごとにスパッタ、パターニングの工程を施す必要があり生産効率が悪く、更に製造コストが増加する問題がある。そこで、詳細に後述するように、本実施の形態ではウエハ上に複数の温度センサ１１を形成して切り出し、半導体ウエハ１２上に設置する構成を採っている。【００１７】
基板２１は、例えばシリコン単結晶基板から構成され、基板２１の上面に白金層２２が形成される。【００１８】
白金層２２は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板２１の上面に葛折り状に形成される。また、白金層２２の両端は、それぞれ２カ所に端子２３が設けられる。また、端子２３は、ワイヤ１７によって半導体ウエハ１２上に形成された配線１６と電気的に接続される。【００１９】
第２の接合層２４は、熱伝導率の高い材料から構成され、例えば金、銅等の金属から構成される。本実施の形態では特に第２の接合層２４として金を用いる。第２の接合層２４は、図２及び図３（ｂ）に示すように基板２１の底面に形成される。第２の接合層２４は、基板２１との密着性を良くするためクロム等からなる第２の密着層（図示せず）を介して基板２１の下面に形成される。なお、半導体ウエハ１２に形成される第１の接合層１４と第２の接合層２４とは同一の材料から形成される。また、第２の接合層２４は、詳細に後述するように第１の接合層１４と圧接によって接合される。このように第１の接合層１４と第２の接合層２４とを同一の材料から形成し、更に詳細に後述するように圧接によって接合することにより、第２の接合層２４と第１の接合層１４とは、面方向にほぼ均一な厚みを備えるように良好に接合されるため、半導体ウエハ１２から温度センサ１１への熱伝導がむらなく良好に生じる。【００２０】
半導体ウエハ１２は、シリコン層１２ａと、ＳｉＯ２層１２ｂと、から構成される。半導体ウエハ１２上には図１に示すように温度センサ１１が半導体ウエハ１２の中心領域と、周辺領域に均等に配置されており、温度センサ１１は図２に示すように半導体ウエハ１２上に設けられた凹部１２ｃ内に設置される。また、凹部１２ｃの深さは、温度センサ１１の高さとほぼ同一に形成され、具体的には３０μｍ〜２００μｍ程度に形成される。従って、温度センサ１１の上面と半導体ウエハ１２の上面とは図２に示すようにほぼ同一平面となる。また、図４（ｂ）に示すように凹部１２ｃの底面、換言すれば温度センサ１１が設置される領域には、第１の接合層１４が形成される。【００２１】
なお、図１に示す温度センサ１１の個数、配置は一例であって、５個より多く配置することも少なく配置することも可能である。また、本実施の形態では半導体ウエハ１２に設けた凹部１２ｃ内に温度センサ１１を設置する構成を例に挙げて説明したが、半導体ウエハ１２に凹部１２ｃを設けずに、半導体ウエハ１２の上面に第１の接合層１４を形成し、第１の接合層１４上に温度センサ１１を設置しても良い。この場合、温度センサ１１は、半導体ウエハ１２の上面と比較し突出するように設置される。【００２２】
保護膜１５は、例えばセラミックス系保護材から構成され、図２に示すように半導体ウエハ１２上に設けられた温度センサ１１と、ワイヤ１７と、半導体ウエハ１２上に設けられた配線１６を覆うように形成される。保護膜１５によって、温度センサ１１等は外部環境から保護され安定した動作が可能となる。【００２３】
配線１６は、導体材料から構成され、図１に示すように半導体ウエハ１２上に形成される。また配線１６の一端はワイヤ１７を介して温度センサ１１の端子２３に接続され、他端はフラットケーブル１８に接続される。なお、上述したように温度センサ１１は四探針法で抵抗値を測定するために４カ所で接続するので、配線１６は１つの温度センサ１１に対して４本形成されるが、図１では説明の便宜のため４本の配線１６をまとめて１本の線で示している。温度センサ１１の白金層２２の抵抗値の変化は、白金層２２の端子２３からワイヤ１７、配線１６、フラットケーブル１８を経由して、外部に設置された計測部（図示せず）によって測定される。計測部は白金層２２の抵抗値から各温度センサ１１の設けられた領域の半導体ウエハ１２の温度を判別する。なお、ワイヤ１７は、ワイヤボンディングによって配線１６と端子２３を電気的に接続する。【００２４】
このように、本実施の形態では、第１の接合層１４と第２の接合層２４として熱伝導率の高い同一の材料を用いることにより半導体ウエハ１２と温度センサ１１とを良好に接合させることができ、更に圧接によって接合させるため第１の接合層１４と第２の接合層２４とはほぼ均一な厚みを備える。従って、半導体ウエハ１２から温度センサ１１への熱伝導にむらが生じにくく、良好な熱伝導が生ずる。従って、温度測定装置１０は良好な測温性能を備える。【００２５】
特に、第1の接合層１４及び第２の接合層２４を金で形成する場合、表面が酸化せず安定に保たれるので、強固に接合され、熱伝導度と電気伝導度を高く保つことができる。その結果、良好な温度センサ１１の特性を得ることができる。また、半導体ウエハ１２に凹部１２ｃを形成し、温度センサ１１をはめ込んで、半導体ウエハ１２の表面と温度センサ１１の高さを同じにする場合、実際のウエハで計測したのと同じ状態を模擬できるので、正確な計測ができる。【００２６】
次に、本発明の実施の形態に係る温度測定装置１０の製造方法について図を用いて説明する。図５ＡはウエハＷに複数の温度センサ１１を形成した状態を示す断面図である。【００２７】
複数の温度センサ１１を形成することが可能な面積を備えるウエハＷを用意する。そして、ウエハＷの下面に、ニッケル又はクロムからなる第２の密着層（図示せず）をスパッタ等によって形成する。続いて、第２の密着層の上に、スパッタ、又はメッキによって図５Ａに示すように熱伝導率の高い材料、例えば金からなる第２の接合層２４を形成する。【００２８】
次に、ウエハＷ上にスパッタ、イオンミリング等によって葛折り状の白金層２２を形成する。また、白金層２２と同時に端子２３も形成する。続いて、ウエハＷを予め定められたダイシングラインｄに沿って切断し、図５Ｂに示す温度センサ１１を複数個得る。【００２９】
このように、同時に複数の温度センサ１１を形成するので、特性のそろった複数の温度センサ１１が得られる。そして、その特性のそろった複数の温度センサ１１をウエハＷに接合するので、複数の温度センサ１１の特性が均一である温度測定装置１０が構成できる。特に、同一のプロセスで複数の温度センサ１１の第２の接合層２４を形成するので、ダイシングによって切り出したのちの複数の温度センサ１１を半導体ウエハ１２に接合したときに、複数の温度センサ１１について接合部の熱伝導特性が均一になる。また、温度センサ１１の高さもそろうので、より測定精度が向上する。【００３０】
図６Ａ乃至図６Ｃは、本発明の実施の形態に係る温度測定装置１０の製造方法を示す図である。図６Ａは、ウエハ１２の加工を示す断面図である。半導体ウエハ１２の温度センサ１１が設置される領域に、温度センサ１１の厚みとほぼ同じ深さを備える凹部１２ｃを、フォトリソグラフィ、エッチング等によって形成する。また、スパッタ等によって半導体ウエハ１２上に図１に示すような配線１６を形成する。【００３１】
続いて、凹部１２ｃの底面、つまり温度センサ１１が設置される面に、第１の接合層１４と半導体ウエハ１２との密着性を良好にするため、ニッケル又はクロム等からなる第１の密着層（図示せず）を、メッキ、スパッタ等により形成する。続いて、第１の密着層の上面に、スパッタ等により、熱伝導性の高い材料、例えば金からなる第１の接合層１４を図６Ａに示すようにスパッタ等によって形成する。なお、第１の接合層１４と第２の接合層２４とは同一の材料を用いる。【００３２】
図６Ｂは、半導体ウエハ１２に温度センサ１１を接合する様子を示す断面図である。第１の接合層１４上に第２の接合層２４が接するように温度センサ１１を配置させた半導体ウエハ１２をプレス装置（図示せず）の下部プレート上に設置する。次に、プレス装置に設置されたヒータによって装置内の温度を上昇させ、第１の接合層１４と第２の接合層２４とを軟化させる。続いて、下部プレートに対向し且つ平行に設置された上部プレートによって温度センサ１１へ、半導体ウエハ１２に対して垂直且つ面方向にほぼ均一な圧力を加える。圧力を加え、所定時間が経過した後、ヒータによる装置内の加熱を停止し、室温まで自然冷却させる。これにより、第１の接合層１４と第２の接合層２４とがほぼ均一な厚みを有するように接合される。なお、プレス装置内の温度、温度の上昇速度、下降速度、圧力、圧力を加える時間等は、第１の接合層１４と第２の接合層２４の厚み、材料等により適宜変化させる。【００３３】
次に端子２３と、半導体ウエハ１２上に設けられた配線１６とをワイヤ１７によって電気的に接続する。さらに、配線１６とフラットケーブル１８とも電気的に接続する。続いて、温度センサ１１、配線１６、ワイヤ１７等を覆うようにポリイミド、酸化膜、窒化膜等からなる保護膜１５を形成する。
以上の工程から、図６Ｃに示すように温度測定装置１０が形成される。【００３４】
上述したように、本実施の形態の温度測定装置１０の製造方法は、温度センサ１１の基板２１の下面に熱伝導性の高い、例えば金からなる第２の接合層２４を、半導体ウエハ１２に形成された凹部１２ｃの底面に第２の接合層２４と同じ材料で第１の接合層１４を形成し、高温下で所定圧力で加圧した状態を維持することによって接合する。これにより、温度センサ１１と半導体ウエハ１２との接合面が密着して形成され、更に厚みがほぼ均一に形成されるため、温度センサ１１の白金層２２への熱伝導にむらが生ずることを抑制することができる。従って、白金層２２の応答性が向上し、温度測定装置１０は良好な測温性能を備える。【００３５】
また、本実施の形態ではウエハＷに複数の白金層２２及び第２の接合層２４を形成し、切り出すことによって温度センサ１１を形成する。これにより、複数の温度センサを同時に形成することができるため、生産効率を向上させ、更に製造コストを削減することが可能となる。なぜなら、本実施の形態と異なる形態、例えば半導体ウエハ上に直接温度センサとして機能する白金層を成膜し温度測定装置を形成する場合、温度センサを形成するためには半導体ウエハ全体に白金のスパッタ、パターニング等の工程を施す必要がある。例えば本実施の形態のように温度センサ１１を半導体ウエハ１２上に５個配置する場合であっても、半導体ウエハ全体に白金のスパッタ、パターニング等の工程を施す必要がある。従って、本実施の形態のようにウエハＷ上に複数の温度センサ１１を形成して切り出す方法と比較して、白金、レジスト等の材料が多く必要となり、生産効率が悪く、コストが増加する問題があるからである。【００３６】
さらに、本実施の形態では、温度センサ１１の基板２１を比較的薄く形成することによって、白金層２２への熱伝導が更に良好に生じ、白金層２２の応答性を更に上昇させることが可能である。
このように本実施の形態の製造方法によれば、良好な測温性能を備える温度測定装置を製造することができる。【００３７】
本発明は上述した実施の形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。例えば、上述した実施の形態では、基板２１としてシリコン基板を用いる場合を例に挙げて説明したが、基板２１としてサファイヤ基板を用いることも可能である。この場合サファイヤ基板は、白金層２２へ良好に熱伝導が生じ、白金層２２が半導体ウエハ１２の温度に正確に応答するように薄く形成されるのが好ましく、例えば３０μｍ〜２００μｍの厚みに形成される。【００３８】
図７にＡ面、Ｃ面、Ｒ面のサファイア単結晶基板それぞれに白金層を成膜した場合と、シリコン基板（Ｓｉ／ＳｉＯ２）上に白金層を成膜した場合のＸ線回折パターンを示す。なお、図７に示すＸ線回折パターンでは、白金層はパターニングされていない状態である。図７から明らかなように、シリコン基板上に白金層を成膜した場合より、サファイア基板上に形成した方がＰｔ（１１１）のピークが高く現れ、この面の配向性が高くなる。特にＣ面、Ａ面のサファイア基板上に白金層を形成した場合にＰｔ（１１１）のピークが高く出ており、Ｐｔ（１１１）面に高い配向性を備えることが分かる。また、Ｃ面とＡ面とでは、Ｃ面の方がやや高い配向性を示すことも分かる。従って、基板２１として、Ｃ面又はＡ面のサファイア単結晶基板を用いることによって、（１１１）面に高い配向性を備える白金層２２を構成することができる。【００３９】
基板２１としてサファイア基板を用いることで、白金層２２の配向性が高くなり、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が向上する。なお、シリコン基板上にスパッタによって白金層を形成した場合であってもパターニングした上で熱処理を施すことによって抵抗温度係数を上昇させることも可能である。しかし、熱処理によってＰｔの凝集が生じ、パターンサイズが微細になると断線が生ずる場合がある。しかし、サファイア基板上に白金層を形成することによって白金層２２が（１１１）面に高い配向性を備え、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が良好に上昇するため、パターニング後の熱処理を省略することができ、白金層のパターンサイズが微細である場合のＰｔの凝集による断線を避けることができる。【００４０】
このように、温度センサ１１を構成する基板２１としてＡ面またはＣ面の単結晶サファイア基板を用いることによって白金層２２の配向性を高くすることが可能である。従って、白金層２２の抵抗温度係数が上昇し、白金層２２の温度に対する応答性が向上し、温度測定装置１０は更に良好な測温性能を備える。【００４１】
本発明は、温度センサ１１以外の他のセンサを用いるウエハ状計測装置に適用できる。例えば、温度センサ１１に代えてフローセンサを基板で形成し、半導体ウエハ１２に接合してもよい。その場合、フローセンサの基板を半導体ウエハ１２の凹部にはめ込んで、ほぼ表面を平らに形成すると、実際にプロセス加工されるウエハと形状が同じとみなせ、チャンバ内のフローがウエハを挿入した場合と同じになる。その結果、実際のウエハで計測したのと同じ状態を模擬できるので、正確な計測ができる。その他、静電容量の変化を応用したセンサや、応力歪みなどを計測するセンサについても適用できる。本実施の形態は、半導体ウエハ１２を用いて説明したが、ウエハ状計測装置の主基材として半導体ウエハ１２に限らず、広くウエハ状の材料を用いることができる。シリコンウエハの他に、液晶装置の基板などを用いて、液晶装置の製造プロセスの計測に用いることができる。その場合、製造に用いるウエハと同じ形状にすることが望ましい。【００４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。【００４３】
本出願は、２００６年３月１６日に出願された、日本国特許出願２００６−０７３０５２号に基づく。本明細書中に日本国特許出願２００６−０７３０５２号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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