(57)【要約】【課題】ＰＶＤ、ＣＶＤ、ドライエッチング等の工程におけるプラズマ発生環境下において、精度の高い温度計測が可能で、且つ高温域で温度計測する場合にも雰囲気を汚染することのない、到達温度表示方法及び到達温度表示器並びにそれを用いた到達温度表示計を提供すること。【解決手段】低融点物質９を格納するための低融点物質格納室７と、複数の微細孔６ａが設けられた微細孔形成板６とを具備し、前記低融点物質格納室１０の上に前記微細孔形成板６を設置し、特定の温度に達したときに前記低融点物質９が前記複数の微細孔６ａから溢れ出すように、前記低融点物質９の重量とと前記複数の微細孔６ａの総容積を設定し、前記複数の微細孔６ａから溢れ出た痕跡を判別するように構成して成ることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低融点物質を所定の空間内に格納し、前記低融点物質が特定の温度に達したときに前記所定の空間から溢れ出すように前記所定の空間の容積と前記低融点物質の重量を設定し、溢れ出た痕跡から前記特定の温度に到達したことを判別することを特徴とする到達温度表示方法。
【請求項２】
前記低融点物質は、Ｇａ、Ｇａ合金、Ｓｎ合金、Ａｇ合金、Ｂｉ合金、Ｉｎ合金、Ａｕ合金、Ｚｎ合金、ワックスの内から選ばれた一種又は二種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の到達温度表示方法。
【請求項３】
低融点物質を格納するための低融点物質格納室と、複数の微細孔が設けられた微細孔形成板とを具備し、前記低融点物質格納室の上に前記微細孔形成板を当接して設置し、特定の温度に達したときに前記低融点物質が前記微細孔形成板に形成された前記複数の微細孔から溢れ出すように、前記低融点物質格納室と前記複数の微細孔との総合の容積及び前記低融点物質の重量を設定し、前記複数の微細孔から溢れ出た痕跡が判別できるように構成して成ることを特徴とする到達温度表示器。
【請求項４】
前記低融点物質は、Ｇａ、Ｇａ合金、Ｓｎ合金、Ａｇ合金、Ｂｉ合金、Ｉｎ合金、Ａｕ合金、Ｚｎ合金、ワックスの内から選ばれた一種又は二種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載の到達温度表示器。
【請求項５】
前記微細孔形成板の前記複数の微細孔は、厚さが均一の平板に貫通して設けられ、直径及び深さはすべて同じであり、検知する到達温度に比例して前記複数の微細孔の数を増加して成ることを特徴とする請求項３に記載の到達温度表示器。
【請求項６】
前記低融点物質格納室は、底板と、貫通穴を設けた基板とで構成され、前記基板の前記貫通穴に、前記低融点物質が嵌挿されて成ることを特徴とする請求項３に記載の到達温度表示器。
【請求項７】
前記微細孔形成板は、前記溢れ出た痕跡が判別できるように不透明の材料を用いて成ることを特徴とする請求項３又は５に記載の到達温度表示器。
【請求項８】
前記微細孔形成板の材質は焼結アルミナであることを特徴とする請求項３、５又は７に記載の到達温度表示器。
【請求項９】
前記低融点物質の重量の設定は、精密に断面寸法を出した棒状のものを所定の厚さで切断して成ることを特徴とする請求項３に記載の到達温度表示器。
【請求項１０】
前記微細孔形成板の前記複数の微細孔の内部と前記低融点物質格納室とは真空に保たれていることを特徴とする請求項３に記載の到達温度表示器。
【請求項１１】
前記低融点物質格納室はガラス材料で構成されていることを特徴とする請求項３又は６に記載の到達温度表示器。
【請求項１２】
前記微細孔形成板の上に、当該微細孔形成板の前記複数の微細孔を染み出してきた前記低融点物質を収納するためのリングスペーサが設けられて成ることを特徴とする請求項３乃至１１の何れか一に記載の到達温度表示器。
【請求項１３】
請求項３乃至１２の何れか一に記載の到達温度指示器を複数台用意し、前記複数台の到達温度指示器の到達温度を僅かずつ異ならせ、当該複数台の到達温度表示器を熱伝達本体部に埋め込んで成ることを特徴とする到達温度表示計。
【請求項１４】
前記熱伝達本体部は、アルミニウム製であることを特徴とする請求項１３に記載の到達温度表示計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等を製造するための反応炉内の基板ホルダ又は基板トレーに載置されたシリコン基板又はガラス基板の温度分布を計測するための到達温度表示方法及び到達温度表示器並びにそれを用いた到達温度表示計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体デバイス、フラットディスプレイパネル、薄膜光回路等は、エレクトロニクス産業の基礎となる重要なデバイスであり、これらはシリコン基板又はガラス基板上に製造される。これらの半導体デバイスやフラットディスプレイパネルの製造においては、ＣＶＤ（化学気相成長法）、ＰＶＤ（物理気相成長法）、ＥＢ（電子ビーム）蒸着による薄膜形成技術、及びドライエッチング等による薄膜加工技術は必須の技術である。加えて、微細な精密加工が要求されるのでフォトリソグラフィ技術も不可欠な技術である。
【０００３】
ＣＶＤ工程、ＰＶＤ工程における成膜速度及び膜質、並びにドライエッチング工程におけるエッチング速度及びエッチング形状は、反応炉（以下、チャンバと記載することもある）内の雰囲気温度に強く依存することが知られている。チャンバ内の雰囲気温度は、基板ホルダ又は基板トレーに載置されたシリコン基板又はガラス基板の温度に反映する。それ故、薄膜を形成したとき、薄膜の厚さや特性が基板上の場所で異なっている場合には、基板上での温度が均一になっていないことが主要因である。従って、各種半導体デバイスやフラットディスプレイパネル等の品質向上、製品の歩留まり向上を図るためには、チャンバ内に設置された基板の温度管理は特に重要である。
【０００４】
基板ホルダ又は基板トレーに載置された基板の温度は均一であることが好ましいが、チャンバ室の大きさ、電極形状等の影響で厳密に均一にすることは難しい。しかし、少なくとも基板上の温度分布が明確になっていれば、その温度バラツキ分を考慮に入れて製作を行うことができる。そのようにバラツキ分を考慮に入れて製作すれば、結果として各種半導体デバイスやフラットディスプレイパネル等の品質向上、製品の歩留まり向上に繋がることとなる。
【０００５】
従来のシリコン基板又はガラス基板の温度管理には、２種類の金属線の接合点間の温度差によって生じる熱起電力を利用して温度計測をする熱電対や被測定物が発する赤外線を捕らえて温度に変換する放射温度計が使用されている。それらの使用態様は、熱電対を用いる場合には熱電対を基板上の計測したい場所に設置し、放射温度計を用いる場合には赤外線を捕らえるカメラを計測したい基板側に向けるという態様である。
【０００６】
しかし、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ドライエッチング等の工程において、これらの温度計測器を使用する場合、プラズマ発生の環境下での使用となるため、以下のような問題があった。
【０００７】
熱電対をプラズマが発生する環境下で使用する場合には、プラズマ発生のための高周波が補償導線上に乗り、それがノイズとなり正確な温度計測ができない。また、熱電対を設置するのに場所をとり、基板上の緻密な温度計測は到底不可能である。
【０００８】
放射温度計をプラズマが発生する環境下で使用する場合には、熱電対のように補償導線を必要としないため、上記熱電対を使用する場合の問題はないが、放射温度計は、被測定物表面が発する赤外線を捕らえて温度計測をするものであり、被測定物と放射温度計との間でプラズマがノイズとなり正確な温度計測ができない。加えて、赤外線を捕らえるカメラを基板に対して垂直方向に保持することが難しく、また放射率の設定が困難であり、正確な温度測定は難しい。
【０００９】
プラズマが発生する環境下においても使用できる温度計測器として、感温ラベル（例えば、特許文献１参照）やサーモペイント（例えば、特許文献２参照）がある。これらは、感熱性の素子（顔料）を耐熱性フィルムの中に密閉し、規定温度に達した場合、感温物質が変色することを利用して、温度計測を行うものであり、前述した熱電対や放射温度計とは異なって、プラズマが発生する環境下においても或る程度の正確な温度計測が可能である。
【００１０】
この場合の使用態様は、感温ラベルやサーモペイントをシリコン基板又はガラス基板の所定の位置に貼り付けたり、塗布することとなる。しかし、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ドライエッチング等が行われる２５０℃〜６００℃という高温の雰囲気温度において、シリコン基板又はガラス基板の温度を前記感温ラベルやサーモペイントで検出する場合には、有機物を多用しているこれらの温度計測器では、焼損や昇華によってチャンバ内の雰囲気を汚染するという問題があった。
【００１１】
また、前述したように、各種半導体デバイスやディスプレイパネルの品質向上のためには、成膜速度、膜質、エッチング速度、エッチング形状等の面からシリコン基板又はガラス基板の温度管理は重要であるが、感温ラベルやサーモペイントを利用するこれらの温度計測器は、ある規定の温度を超えた場合に、感温物質の変色によって大凡の温度を推定するものであり、精度の高い温度管理を行うことができないという問題もあった。
【００１２】
更に、特許文献３には、真空又は減圧プラズマを使用する半導体装置の製造プロセスにおいて、ウエハの温度を直接計測することができ、且つ、プラズマによる高周波雑音及びプラズマ活性反応による発熱の影響を受けず、計測に際してパーティクル及び金属汚染を発生することなく、また、プロセス装置に特別な設備を設ける必要がない温度計測装置が開示されている。
【００１３】
そのための解決手段として、以下の手段が開示されている。シリコンウエハから成る基材上に、薄膜構造体を複数設ける。この薄膜構造体は、所定の幅、長さ、厚さの直方体がポジ型のフォトレジストにより構成され、その形状は履歴する温度に対して不可逆的に変化するものである。この付加逆的な変化を利用し、当該薄膜構造体の膜厚を測定することによりシリコンウエハの温度を計測するというものである。
【００１４】
上記手段によればシリコンウエハから成る基材の温度計測は可能と考えられる。しかし、計測可能な温度範囲は狭く、最高計測温度は、使用するフォトレジストに依存するが、耐熱性の高い感光性のポリイミド材料を使用しても４００℃程度であり、計測できる最高温度が低いという問題がある。実際の工程を考えると計測できる温度範囲として室温から６００℃が望ましい。
【００１５】
更に、上記特許文献３では、温度校正のための処理時間を、実際のプロセス処理時間と一致させるとの記載がある。これは、フォトレジストの膜厚変化は加熱温度だけではなく加熱時間にも依存するためである。従って、実際の運用に当たっては種々の加熱時間、種々の加熱温度に対してそれぞれに校正する必要がある。実際の製造工程には種々のプロセスがあり、そのプロセス毎に校正しなければならないことを考えると実際の運用は困難である。
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−１４４４５４号公報
【特許文献２】特開２００２−１１７７２７号公報
【特許文献３】特開２００２−３５０２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ドライエッチング等の工程におけるプラズマ発生環境下において、基板ホルダ又は基板トレーに載置したシリコン基板又はガラス基板の精度の高い温度計測が可能で、且つ高温域で温度計測する場合にもチャンバ内の雰囲気を汚染せず、然も計測範囲が広い、到達温度表示方法及び到達温度表示器並びにそれを用いた到達温度表示計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願発明の到達温度表示方法は、低融点物質を所定の空間内に格納し、前記低融点物質が特定の温度に達したときに前記所定の空間から溢れ出すように前記所定の空間の容積と前記低融点物質の重量を設定し、溢れ出た痕跡から前記特定の温度に到達したことを判別することを特徴とする。前記低融点物質は、Ｇａ、Ｇａ合金、Ｓｎ合金、Ａｇ合金、Ｂｉ合金、Ｉｎ合金、Ａｕ合金、Ｚｎ合金、ワックスの内から選ばれた一種又は二種以上の組み合わせである。
【００１９】
本願発明の到達温度表示器は、低融点物質を格納するための低融点物質格納室と、複数の微細孔が設けられた微細孔形成板とを具備し、前記低融点物質格納室の上に前記微細孔形成板を当接して設置し、特定の温度に達したときに前記低融点物質が前記微細孔形成板に形成された前記複数の微細孔から溢れ出すように、前記低融点物質格納室と前記複数の微細孔との総合の容積及び前記低融点物質の重量を設定し、前記複数の微細孔から溢れ出た痕跡が判別できるように構成して成ることを特徴とする。
【００２０】
前記低融点物質は、Ｇａ、Ｇａ合金、Ｓｎ合金、Ａｇ合金、Ｂｉ合金、Ｉｎ合金、Ａｕ合金、Ｚｎ合金、ワックスの内から選ばれた一種又は二種以上の組み合わせである。何れの物質を用いる場合であれ、当該低融点物質の熱膨張係数或いは体積膨張率を把握することが必要である。物質によっては、体積膨張率は一定ではなく、温度によって変化することもあり得る。加えて、前記低融点物質格納室の熱膨張率をも考慮に入れることも必要である。
【００２１】
前記微細孔形成板の前記複数の微細孔は、厚さが均一の平板に貫通して設けられ、直径及び深さはすべて同じであり、検知する到達温度に比例して前記複数の微細孔の数を増加して成ることを特徴とする。
【００２２】
前記低融点物質格納室は、底板と、貫通穴を設けた基板とで構成され、前記基板の前記貫通穴に、前記低融点物質が嵌挿されて成ることを特徴とする。
【００２３】
前記微細孔形成板は、前記溢れ出た痕跡が判別できるように不透明の材料を用いて成ることを特徴とする。前記微細孔形成板の材質は焼結アルミナであっても良い。
【００２４】
前記低融点物質の重量の設定は、精密に断面寸法を出した棒状のものを所定の厚さで切断して成ることを特徴とする。
【００２５】
前記微細孔形成板の前記複数の微細孔の内部と前記低融点物質格納室とは真空に保たれていることを特徴とする。また、前記低融点物質格納室はガラス材料で構成されていることを特徴とする。更に、前記微細孔形成板の上に、当該微細孔形成板の前記複数の微細孔を染み出してきた前記低融点物質を収納するためのリングスペーサが設けられて成ることを特徴とする。
【００２６】
本願発明の到達温度表示計は、請求項３乃至１２の何れか一に記載の到達温度指示器を複数台用意し、前記複数台の到達温度指示器の到達温度を僅かずつ異ならせ、当該複数台の到達温度表示器を熱伝達本体部に埋め込んで成ることを特徴とする。前記熱伝達本体部は、アルミニウム製であっても良い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る到達温度表示計は、低融点物質を所定の空間内に格納し、前記低融点物質が特定の温度に達したときに前記所定の空間から溢れ出るように前記所定の空間の容積と前記低融点物質の重量を設定し、溢れ出た痕跡から前記特定の温度に到達したことを判別するように構成したので、従来の温度計測器のように補償導線等を使用せずに温度計測ができるため、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ドライエッチング等の工程におけるチャンバ内の基板の温度を計測する場合、プラズマ発生のための高周波やプラズマ中の電子、イオン等の影響は受けずに正確な温度計測が可能である。
【００２８】
また、本願発明に係る到達温度表示計は、当該到達温度表示計を構成する材料がガラス、金属であるため、高温域での使用が可能であり、焼損や昇華によるチャンバ内雰囲気の汚染がない。従って、従来困難であったＰＶＤ、ＣＶＤ等の工程における高温域（２５０℃以上）での温度管理が可能となり各種半導体デバイスや液晶ディスプレイパネルの品質向上、歩留まり向上に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態は以下に示すものに限定されるものではない。図１は本願発明の到達温度表示計の斜視図である。到達温度表示計１は、アルミニウム製の熱伝達本体部３に複数台（図１では５０台）の到達温度表示部２が埋め込まれた構成になっている。なお、到達温度表示計１の外形は、図１では長方形であるが、円形でも楕円形でも構わない。計測しようとする対象物などに応じて外形を適宜変えることが可能である。
【００３０】
到達温度表示部２は、直径が略７．０ｍｍ、厚さが略１．６ｍｍであり、詳細は後述するが、内部が真空に保たれたまま各部品が高温接着剤により接着固定されている。各到達温度表示部２は、アルミニウム製の熱伝達本体部３に研削加工された穴にそれぞれ埋め込まれ、高温接着剤で接着固定されている。なお、熱伝達本体部３に形成する穴は貫通穴であっても良いが、その場合は到達温度表示部２と熱伝達本体部３との厚さを同じにすることが望ましい。
【００３１】
高温接着剤は、高温５００℃程度まで材質の劣化が生じないものを言う。アルミニウム製の熱伝達本体部３の厚さは適宜決定することができる。アルミニウム製としたのは、熱伝達が良好で加工し易いこと、フッ素系ガスに対して安定であることによる。各到達温度表示器２の上部には数値が刻印されているが、これが到達温度を表している。低融点物質が微細孔形成板の複数の微細孔から溢れ出る温度を、言い換えれば到達温度を低い順に並べておき、溢れ出た痕跡のある到達温度表示器の刻印されている数値を読み、最大の数値が本到達温度表示計１により計測された最高雰囲気温度ということになる。低融点物質が溢れ出るメカニズムについては後述する。
【００３２】
図２は、到達温度表示器２の概略断面図、図３は斜視図である。到達温度表示器２は、カバーガラス４、リングスペーサ５、微細孔形成板６、低融点物質格納室７、底板８及び低融点物質９より構成されている。本実施の形態では、低融点物質９としてＧａを用いた。その他、低融点物質として、Ｇａ合金、Ｓｎ合金、Ａｇ合金、Ｂｉ合金、Ｉｎ合金、Ａｕ合金、Ｚｎ合金、ワックスの内から選ばれた一種を用いることが可能であり、到達温度表示器を製作するコンセプトは同じである。
【００３３】
底板８は、直径７．０、厚さ０．２ｍｍの円形のガラス板で形成される。
【００３４】
低融点物質格納室７は、所定の厚さのガラス基板にフォトリソグラフ技術、エッチング技術及び機械加工を併用して貫通穴１０が設けられ、低融点物質格納室７の底部に底板８が高温接着剤により接着固定されるように構成されている。この貫通穴１０に低融点物質９が嵌挿される。ここで、嵌挿とは貫通穴１０に低融点物質９が隙間無くきっちり埋まっているような状態を言う。従って、低融点物質格納室７の厚さは、後述する低融点物質９の所定の重量と関係する。
【００３５】
微細孔形成板６は、直径７ｍｍで所定の厚さの酸化アルミニウムに、所定の直径を有する微細孔６ａを所定の数だけ設けたものである。微細孔６ａは、フォトリソグラフ技術、エッチング技術及び機械加工を併用して形成される。この微細孔形成板６は、低融点物質格納室７の上部に設置される。この微細孔６ａから低融点物質であるＧａが特定の温度に達したときに溢れ出すように、低融点物質格納室７の容積、即ち低融点物質９の重量と、微細孔形成板６に設けた微細孔６ａの総容積が調整されている。なお、微細孔形成板６は不透明であり、Ｇａが溢れ出した痕跡は容易に判別することが出来る。これは、Ｇａはガラスなどに頑固に濡れ、一旦濡れると拭き取ることは容易ではないという性質を有するからである。
【００３６】
低融点物質９は、前述のように本実施の形態ではＧａである。以下、各到達温度表示器毎にどの様に低融点物質９の重量と微細孔形成板６の微細孔６ａの数を決めるかを説明する。
【００３７】
低融点物質であるＧａの重量は、何れの到達温度表示器においても同じである。例えば、Ｇａを正確に直径５ｍｍの円柱体に製作しておき、均一の厚さで切り出せば、各到達温度表示器２で重量は同じとなる。前述の低融点物質格納室７の貫通穴１０は切り出したＧａの直径と同じであり、低融点物質格納室７の厚さは切り出したＧａの厚みと同一である。
【００３８】
低融点物質９は温度が上がれば、体積膨張率に従って膨張する。従って、或る温度で到達温度表示器２を表示させるには、その或る温度で膨張するＧａの総量を計算しておき、その総量と同じ容積になるように微細孔６ａの数を決める。すると、或る温度に到達したときに膨張したＧａはちょうど微細孔６ａの表面まで溢れ出し、その痕跡をそこに留めることとなる。更に或る温度以上になれば、その温度に応じて膨張したＧａが微細孔６ａから溢れ出てくることとなる。
【００３９】
従って、到達温度表示が高いものほど、微細孔形成板６に形成される微細孔６ａの数が多くなり、表示温度と微細孔６ａの数は理想的には比例関係にある。即ち、例えば３０℃から７０℃増加した１００℃で到達温度を表示させる到達温度表示器２に設けられる微細孔６ａの数は、３０℃から１４０℃増加した１７０℃で到達温度を表示させる到達温度表示器２に設けられる微細孔６ａのちょうど半分である。但し、Ｇａの寸法、即ち重量は変わらず、低融点物質格納室７に形成される貫通穴１０の大きさも同じとした場合である。然しながら、実際には選択した低融点物質の熱膨張係数（或いは体積膨張率）は温度に対して一定ではないこと、及び低融点物質格納室の熱膨張もあるので、到達温度表示器２を試作した後に微調整が必要である。ここで、微調整とは用いる低融点物質の重量を僅かに変えること、又は微細孔形成板６に形成される微細孔６ａの数を僅かに変えることを意味する。
【００４０】
微細孔形成板６は前述のように、低融点物質格納室１０の上に重ねられるが、微細孔形成板６上の微細孔６ａは低融点物質格納室１０の貫通穴１０上のみに来る様に設けられる。
【００４１】
リングスペーサ５は、微細孔６ａから溢れ出て来た低融点物質９を収納するために設けられたものであり、リングスペーサ５の高さは任意で良い。即ち、溢れ出てきた低融点物質９が収納できれば良いだけであるから、本実施の形態では０．５ｍｍとした。
【００４２】
カバーガラス４は、リングスペーサ５に被せる蓋であり、微細孔形成板６の微細孔６ａを観察できるように透明なガラス材料で構成されている。直径は７．０ｍｍであり厚さは０．２ｍｍである。厚さは適宜決めることができるが、薄過ぎると強度の問題が生じる。なお、カバーガラス４とリングスペーサ５との接着には高温接着剤を用いた。高温接着剤は１６４０℃までの使用に耐えるものであり、用いる接着剤の量は微量であり、主成分はアルミナであるから、焼損や昇華によるチャンバ内雰囲気の汚染の心配はない。
【００４３】
図４は、到達温度表示器２の分解斜視図である。この図を用いて組み立て方法を説明する。まず、底板８と低融点物質格納室７を高温接着剤にて接着固定する。そのようにして構成した低融点物質格納室７の貫通穴１０に、精密に秤量したＧａの円柱体９を嵌挿する。次に、低融点物質格納室７の上部に微細孔形成板６を被せて、その上にリングスペーサ５を置く。微細孔形成板６と低融点物質格納室７、微細孔形成板６とリングスペーサ５とは高温接着剤にて接着固定される。最後に、リングスペーサ５にカバーガラス４を高温接着剤にて接着固定することにより、到達温度表示器２の製作が完了する。なお、微細孔形成板６が低融点物質格納室７から浮き上がって固定されないように注意を要する。浮き上がって固定されると所定の空間の容積が設計値通りではなくなり、設計した温度より高温で低融点物質が溢れ出すこととなり、表示温度の誤差を招くことになる。なお、上記の各部品の接着固定は、真空中で行われる。従って、微細孔形成板６の微細孔６ａとリングスペーサ５の低融点物質収納室１１内部は真空であり、高温になって溢れ出した低融点物質の蒸気圧等の影響は殆ど考慮しなくても良い。
【００４４】
表１は、実際に設計した到達温度表示器の各温度に対する微細孔６ａの数を示す。表示温度の分解能は５℃とした。Ｇａの固体密度は０．００６０９５ｇ／ｍｍ３、体積膨張係数は０．０００１／℃とした。低融点物質格納室７の貫通穴１０の直径は５ｍｍであり、低融点物質格納室７の厚さは０．４１８ｍｍとした。即ち、用いたＧａの重量は０．０５ｇである。また、微細孔形成板６に形成する微細孔６ａの直径は２０μｍ、微細孔の深さ、即ち微細孔形成板６の厚さは３００μｍとした。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
図５は、試作した到達温度表示計１の使用結果について説明するものである。なお、試作した到達温度表示計１は、前述のように、Ｇａの体積膨張率が温度に対して一定でないこと及び低融点物質格納室７の熱膨張がある、その他製作誤差等により、或る温度領域では微調整が必要であり、その微調整を施したものである。この試作した到達温度表示計１を、半導体部品を製造するチャンバ内の温度の計測を想定して、温度を一定にした恒温層に入れて温度を計測した。比較の対象として熱電対による温度の計測も行った。到達温度表示計１は、到達温度表示器２の低融点物質であるＧａ９が微細孔形成板６の微細孔６ａから溢れ出る温度、言い換えれば到達温度の低い順に並べてあり、溢れ出た痕跡のある到達温度表示器２の上に刻印されている数値を読み、最大の数値が本到達温度表示計１により計測された最大の雰囲気温度ということになる。
【００４７】
実際には、表１に示した微細孔数を有し、且つ微調整を施した到達温度表示器の内、５０℃〜２９５℃用の５０台を横方向に１０台、縦方向に５台、到達温度の低い順に並べた。なお、本実施の形態では、５０℃〜２９５℃用の到達温度表示計の例を示したが、その他３００℃〜５００℃を計測できる到達温度表示計も試作した。
【００４８】
温度測定は、まず、恒温層の特定の部分に熱電対を置いて温度を測定した。設定温度になるまでの温度―時間特性を測定し、スムーズに設定温度に到達することを確かめた。不活性ガスなどは一切流さずに、温度のみを測定した。次に、その部分に本願発明の到達温度表示計１を置いて、同じ条件で温度を測定した。
【００４９】
結果は、設定温度１３０℃に対して熱電対で測定した場合は１２８℃、本願発明の到達温度表示計では１３０℃の表示のある到達温度表示器まで、溢れ出した痕跡を確認することができた。なお、設定温度を４３５℃と比較的高温に設定した場合は、熱電対での測定結果は４２９℃、本願発明の到達温度表示計では４３５℃であった。低温度測定後の到達温度表示計１の表示の様子を図５に示した。即ち、１３０℃の表示のある到達温度表示器２まで、溢れ出した痕跡を確認することができた。従って、本願発明の到達温度表示計１の有効性、実用性を確認することが出来た。
【００５０】
なお、本実施の形態では、低融点物質としてＧａを用いた到達温度表示計について詳述したが、Ｓｎ−Ｂｉ合金を用いたものも試作した。重量％で、Ｓｎを５８％、Ｂｉを４２％とした。試作結果は、５０℃〜５００℃の温度範囲で到達温度が計測できるものであった。また、低融点物質としてワックスを用いる場合には、一般にはワックスの引火温度が比較的低く、且つ高温では蒸発し易いので、計測できる温度領域は低温に限られる。
【００５１】
本願発明の到達温度表示計１は、一回切りの使用である。何故なら、Ｇａが溢れ出た痕跡を拭い去ることは容易ではなく、基本的に微細孔形成板を交換しなければならない。微細孔形成板の交換は到達温度表示器を分解しなければならず、従って、本願到達温度表示計は一回限りの使用であるが、使用した低融点物質、実施の形態ではＧａを回収し、再利用することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本願発明に係る到達温度表示計は、各種半導体デバイス製造や液晶ディスプレイパネル製造のためのＰＶＤ、ＣＶＤ、ドライエッチング等の工程におけるシリコン基板やガラス基板の温度管理、及びチャンバ内の温度管理に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本願発明の到達温度表示計の斜視図である。
【図２】図１の到達温度表示器の断面図である。
【図３】図１の到達温度表示器の斜視図である。
【図４】図１の到達温度表示器の分解図である。
【図５】本願発明の到達温度表示計の使用例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  到達温度表示計
２  到達温度表示器
３  熱伝達本体部
４  カバーガラス
５  リングスペーサ
６  微細孔形成板
６ａ  微細孔
７  低融点物質格納室
８  底板
９  低融点物質（Ｇａ）
１０  貫通穴
１１  低融点物質収納室
【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５】
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