集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置
【課題】集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を提供する。
【解決手段】複数の空洞内の個別のセンサか、又は、基板表面に蒸着される複数の薄膜センサを含む基板を備える、ケーブルと相互接続部のデザインである。個別のセンサは、各々の空洞内に接着され埋込用樹脂で埋め込まれる。各々のセンサは、相互接続システムによる線条に結合される導線を有する。基板上の薄膜センサ導線は、相互接続システムによって信号伝送ケーブルに接続される。線条は、被覆処理されて、基板に結合される張力除去構造部に集められる。ケーブルは、フラットな部分と丸い部分とを有し、フラットな部分で並列に並べられ、丸い部分で他方の上に一方が積み重ねられた、信号伝送フラットケーブルアレイを備える。各々の信号ケーブルは、相互に結合される複数の線条を備える。一対のリボンは、ケーブルアレイの長さ方向に延びる。
【解決手段】複数の空洞内の個別のセンサか、又は、基板表面に蒸着される複数の薄膜センサを含む基板を備える、ケーブルと相互接続部のデザインである。個別のセンサは、各々の空洞内に接着され埋込用樹脂で埋め込まれる。各々のセンサは、相互接続システムによる線条に結合される導線を有する。基板上の薄膜センサ導線は、相互接続システムによって信号伝送ケーブルに接続される。線条は、被覆処理されて、基板に結合される張力除去構造部に集められる。ケーブルは、フラットな部分と丸い部分とを有し、フラットな部分で並列に並べられ、丸い部分で他方の上に一方が積み重ねられた、信号伝送フラットケーブルアレイを備える。各々の信号ケーブルは、相互に結合される複数の線条を備える。一対のリボンは、ケーブルアレイの長さ方向に延びる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置に関する。特に、本発明は、半導体ウェーハ及びフラットパネルプロセス等の過酷なプロセス条件下での抵抗熱検出器（ＲＴＤ）、光ファイバーセンサ又は熱電対（ＴＣ）を実装した基板の温度測定に使用される。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子製造プロセス中、ウェーハ温度は、材料表面構造又は膜蒸着又はエッチングの物性を管理する上で重要なパラメータである。実際、ウェーハ温度の管理及びウェーハ温度の均一性は、プロセス管理及び均一性を達成する上で鍵となるパラメータである。現在、半導体素子の製造では、通常、チャンバ内の温度が均一化か否かを判断する間接的な方法を使用している。実装基板の温度を直接測定すると、温度管理及び温度均一性の最適化を直接行うことができる。従って、基板領域の実温度をもたらす装置でもって半導体素子の歩留まりを大幅に上げることができる。
【０００３】
現在、プロセス熱サイクルを受けるテスト基板の膜特性又は電気特性に関する温度関連の変動を測定することに基づく、間接的な温度測定法を利用することが一般的である。テストウェーハ特性の変動は、プロセス完了後に測定されることから、プロセス熱履歴、到達ピーク温度又は時間温度累積示度を測定するのに利用可能なのは一回の測定結果だけである。更に、間接的な測定方法は、プロセスサイクルを特徴づけるか又は最適化するために、多数のテスト基板を使用して度重なるプロセスサイクルが必要である。その結果、プロセス温度サイクルは、多くの異なる温度ステップのために複雑になる場合があるので、完全なプロセスサイクル中の原位置での連続的な温度測定が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、典型的にテストウェーハ先端に結合された個別の抵抗熱検出器（ＲＴＤ）又は熱電対（ＴＣ）パターンを用いる、直接的な原位置温度測定システムの使用は制限される。このようなシステムのＲＴＤ又はＴＣ導線は、真空フランジの両面間接続端子の電気コネクタ、又は０リングシールの下に配置できるフラットケーブルのいずれかを経由して処理チャンバから引き出される。残念ながら、外部ＲＴＤ又はＴＣ導線は、測定接合部又は基板から熱を奪うか、又はそこに熱を伝達し得る。更に、個々のセンサを取り付けるのに使用される接着材料の熱伝導性、エネルギー吸収性及び放射率特性が誤差発生源となる場合がある。実際、センサ導線があると、エネルギーが加熱源からウェーハに流れて、その結果、ウェーハの温度が変わってしまう。従って、ウェーハ表面上にセンサ導線があると、ウェーハの温度が変わって温度読取値にひずみが生じる。
【０００５】
公知の原位置設計システムに関連する別の問題は、処理チャンバのＯリングフランジの下での固定によって引き起こされるフラットケーブル内の導体ワイヤの破損である。また、柔らかいＯリングとシール面との間にフラットケーブル両面間接続端子を配置すると気密シール又は真空シールからの漏れ量は小さい。しかし、膜の表面はＯリングよりは柔らかくないので、表面擦傷及びフランジ傷に沿ったガス漏出を完全には塞いで防止できない。その結果、漏れ量はＯリングに接触するフラットケーブル側では非常に少ないが、平らなフランジシール面と、フラットケーブル両面間接続端子のフィルム表面との間では漏れ量は多い。
【０００６】
従って、均一の表面放射率を維持して正確な温度測定を行う基板を実装する技術が必要である。更に、度重なる真空チャンバへの挿入、及び４００℃を超える熱からワイヤ導体を保護するシステムが必要である。本発明は、集積回路製造ツール基板上で温度を検出する方法及び装置を開示して、公知のシステムに関連する種々の問題を解消するものである。結果として、最適化された均一の放射率で、均一なセンサと相互接続パターンをウェーハ上にもたらすシステムが得られる。従って、このシステムは、何も実装されていないウェーハと同様に、ウェーハの各々の所望領域での実温度を測定することが可能になる。更に、フラットケーブル構造は、内部の導体ワイヤを損傷することなく真空シールの下にケーブルを繰り返して配置することを可能にする。更に、シール面に沿う両面間接続端子の漏れ量は、加圧又は減圧下で非常に少なくなる。更に、製品設計は、ＰＣコネクタのピンへの半田付け又は圧着に先だって、センサ導体ワイヤの迅速な組み付け、及び容易な識別を可能にする。
【０００７】
もしくは、薄膜金属相互接続導体線、及びプロセス温度を測定する薄膜ＲＴＤ又は熱電対センサ素子は、ガラス基板上、シリコンウェーハ上、又は他の導電基板に蒸着された誘電膜上に直接に蒸着できる。基板表面で直接温度を測定すると、多数の測定誤差発生源を減じることができる。また、薄膜相互接続部及びセンサ素子の単純な表面保護は、湿式プロセスの容易な測定を可能にする。薄膜が実装されたウェーハの温度測定精度の改善は、主として、基板とセンサと間で熱伝導量が遥かに高くなったことによる。その利点は、非等温線加熱環境で基板温度を測定したときに顕著である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を提供することによって、特定の問題を解消する。基板温度検出装置の例示的な実施形態は、複数の小さな空洞を含む表面を有する基板を備える。複数のセンサの各々は、基板の対応する空洞内に接着剤で接着され、埋込用樹脂で埋め込まれる。各々のセンサは、埋込用樹脂がセンサを含む空洞上に付加されて相互接続システムによって少なくとも１つの線条又はワイヤに接続される場合に、埋込用樹脂によって形成される埋め込み層を通って突出するセンサ導線を有する。各々の線条又はワイヤは、ポリイミド等の絶縁材壁で被覆処理され、基板の基部に結合され、線条が張力を受けて切れるか伸びることを防ぐ張力除去構造部に集まっている。
【０００９】
ケーブル組立体は、フラットケーブル部と丸ケーブル部とを有し、張力除去構造部に取り付けられる。ケーブル組立体は、並列に並べられた信号伝送フラットケーブルの平行アレイを含む。各々の信号伝送ケーブルは、複数の線条を相互に並列に接着剤で接着することによって形成される。一対の圧縮制限リボンはケーブルアレイの長手方向に延び、各々は互いに対向してケーブルアレイの端部に設けられている。リボン及び信号伝送ケーブルアレイは、第１の端部と、これと反対側にある第２の端部を有するフラットケーブル部を形成するように、２枚の平行フィルム部材で接着するか、又は、それらを薄くて柔らかい連続シートに成形することによって一緒に保持される。フラットケーブルフイルムの表面は、シール面に対して固定される際に、加圧又は減圧下での漏れ量を少なくするように、薄くて柔らかい層又は被覆物で被覆処理してもよい。柔らかい層は、別個の１枚のシートフィルムとして、フラットケーブルとシールフランジとの間に差し込んでもよい。リボンは、フラットケーブルの第１の端部において張力除去構造部に固定される。保護ブーツは、フラットケーブル部の第２の端部を覆って設けられており、丸ケーブル部への移行部となる。丸ケーブル部は、ブーツによって保護される第１の端部を有し、積み重ねた信号伝送ケーブルを含む。ケーブル内の線条又はワイヤは、丸ケーブル部の遠位端においてコネクタに終端処理される。
【００１０】
個別のセンサの実施形態において、相互接続システムは、導電フィルムで被覆処理され、各々のセンサに隣接して基板表面に取り付けられる複数の薄いボンディング・パッドを絶縁板上に備える。センサ導線は、各々の隣接するボンディング・パッドの第１の側面に接続される。線条又はワイヤは、第１の側面の反対側でボンディング・パッドの各々の第２の側面に別々に接続される。
【００１１】
薄膜センサの実施形態において、相互接続システムは、導電フィルムで被覆処理された１つ又はそれ以上の絶縁板上に複数の薄いボンディング・パッドを備える。絶縁板は、ケーブル張力除去クランプに隣接するフラットケーブル又は相互接続ケーブルの第１の端部近傍の基板表面に取り付けられる。センサ導線の薄膜トレースは、絶縁板に隣接して測定基板上に位置するボンディング・パッドアレイに終端処理される。絶縁板上のボンディング・パッドは、ボンディング・ワイヤ又はボンディング・リボンで薄膜センサ基板上のボンディング・パッドと相互接続される。フラットケーブルの第１の端部からの線条又はワイヤは、絶縁板上の複数のボンディング・パッドの反対側の側面に結合される。従って、フラットケーブルのワイヤ又は線条アレイは、測定基板上の薄膜センサ導線に個別に結合される。
【００１２】
他の実施形態において、フラットケーブルリボンは、真空シール下で使用される際に、フラットケーブル内の信号伝送ケーブルを保護するよう硬化ニッケルで作られている。リボンは、該リボンが真空シールに過大な応力をかけないように圧縮力を分散させるのに必要な幅と厚みを有し、且つシールフランジによる信号伝送ケーブルの圧縮損傷を防止するのに十分な厚みを有している。更なる実施形態において、信号伝送ケーブルは、丸ケーブル部内で矩形コアを形成するケーブルの積み重ねアレイへ移行するように、フラットケーブル部の第２の端部で特定の順序で一方が他方の上に積み重ねられている。この組織的な構成によって、コネクタへ終端処理する際に、信号伝送ケーブル及び各々の信号伝送ケーブル内の線条の識別が容易になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の利点には、基板及びケーブルインタフェースで使用される小型ボンディング・パッドが挙げられ、センサ導線を都合よくしっかりとフラットケーブル部へ接続できる。これによって、製品製造時間が短くなり、基板表面上に単純できれいな接続形状をもたらす。他の利点には、フラットケーブル部へ２本の金属リボンを組み込むことが挙げられる。これによって、線条に損傷を与えることなく真空シール部においてフラットケーブル部を繰り返して使用できる。更に、積み重ねられた信号伝送ケーブルの使用によって、線条の識別が容易になり、迅速に製品を組み立てが可能になる。薄膜センサを基板表面に直接蒸着すると、センサの基板への優れた熱結合性と、センサ及び導線の非常に小さな熱質量とによって、更に高い測定精度を達成できる。基板平面は保護層で密閉することができ、湿式プロセスでの薬品に耐えることができる。更に、センサ及び導線パターンの均一分布によって優れた放射率均一性がもたらされる。最後に、多数のセンサを基板に蒸着するので、必要なセンサ位置を得るためのセンサの選択及び非選択が簡単になる。
【００１４】
本発明の他の利点は、図面を参照して以下の詳細な説明を読むことで明かになる筈である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態による集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による個別のセンサを示す図である。
【図３】３Ａは、本発明の第１の実施形態による複数の空洞を含む基板を示す図である。３Ｂは、本発明の第１の実施形態によるセンサを含む空洞を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による張力除去構造部を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるフラットケーブル部を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるＹ字形部品と耐引張部材とを示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態による集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるフラットケーブル部を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態による信号伝送フラットケーブルアレイを示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態による保護ブーツにおける信号伝送フラットケーブルの積み重ね状態を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるセンサを示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるボンディング・パッドを示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による軸対称の実装基板を示す図である。
【図１４】本発明の他の実施形態によるセンサを含む空洞を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による基板上にケーブルと相互接続デザインとを実装するプロセスを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の他の実施形態によるフラットケーブル部に耐高温領域を実装するプロセスを示すフローチャートである。
【図１７】本発明の例示的な実施形態による薄膜温度検出装置を示す図である。
【図１８】本発明の例示的な実施形態による基板の断面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態による円形基板を示す図である。
【図２０】本発明の他の実施形態による矩形基板を示す図である。
【図２１】本発明の他の実施形態による基板の断面図である。
【図２２】本発明の他の実施形態による基板の断面図を示す図である。
【図２３】本発明の例示的な実施形態による基板を実装するプロセスを示すフローチャートである。
【図２４】本発明の他の実施形態による基板上に不活性化層を配置するプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置に関する。特に、本発明は、基板上の平面薄膜センサアレイと、基板上の薄膜センサ又は個別のセンサについての一体式フラットケーブル及び相互接続部に関する。本発明は、半導体ウェーハ及びフラットパネルプロセス等の過酷なプロセス条件下での、抵抗熱検出器（ＲＴＤ）センサ、光ファイバーセンサ又は熱電対（ＴＣ）が実装された基板の温度測定に使用される。
【００１７】
１．個別センサ埋込式基板の実施形態
図１から図５を参照して第１の実施形態１０を説明する。集積回路製造ツール基板の個別センサを使用して温度を検出する装置を示す。装置１０は、複数の小さな空洞２８を包含する表面２６を有する基板２０を備える。複数のセンサ３０の各々は、接着剤３２で基板２０の対応する空洞２８内に接着され、埋込用樹脂で埋め込まれている。各々のセンサ３０は、埋込用樹脂３４がセンサ３０を収容する空洞２８に付加される場合に該埋込用樹脂３４によって形成される埋込層３８を貫通して突出するセンサ導線３６を有する。各々のセンサ導線３６は、相互接続システム４０によって少なくとも１つの線条５８に結合される。図４に示すように、各々の線条５８は、機械的保護のための絶縁材６０の壁で被覆され、基板２０の基部２４に連結された張力除去構造部２２に集まっている。張力除去構造部２２は、線条５８が張力を受けて伸びたり切れたりするのを防ぐ。
【００１８】
フラットケーブル部５２と丸ケーブル部９０とを有するケーブル組立体５０は、張力除去構造部２２に取り付けられている。ケーブル組立体５０は、並列に配置された信号伝送フラットケーブル５６のアレイ５４を備える。各々の信号伝送フラットケーブル５６は、複数の線条５８を並列に接着剤で接着することによって形成される。一対の圧縮制限するリボン６２は、信号伝送フラットケーブル５６のアレイ５４の長手方向に延び、各々は対向側に設けられている。リボン６２と信号伝送フラットケーブル５６のアレイ５４とは、２枚のフィルム６４で互いに接着されており、第１の端部６６と、反対側の第２の端部６８とを有するフラットケーブル部５２を形成する。リボン６２は、フラットケーブル部５２の第１の端部６６において張力除去構造部２２の第１の側面２４に取り付けられている。保護ブーツ８０は、フラットケーブル部５２の第２の端部６８を覆って設けられており、丸ケーブル部９０への移行部となる。丸ケーブル部９０は、ブーツ８０に連結された第１の端部９２を有し、線条５８を含んでいる。コネクタ１００は、丸ケーブル部９０の第２の端部９４に接続されている。丸ケーブル部９０内に含まれる線条５８は、コネクタ１００へ終端処理される。
【００１９】
本発明の他の実施形態を図６に示す。ケーブル組立体５０は、フラットケーブル部５２の第２の端部６８でリボン６２に溶着されるＹ字型部品７６を更に備えている。耐引張部材７８は、フラットケーブル部５２の第２の端部６８でＹ字型部品７６に結合されている。耐引張部材７８は、信号伝送フラットケーブル５６が張力を受けて伸びたり切れたりするのを防止する。好適な実施形態では、耐引張部材７８は、ケブラー繊維で構成される。耐引張部材７８の長さは、信号伝送フラットケーブル５６の長さよりもわずかに短く、耐引張部材７８の弾性係数は信号伝送フラットケーブル５６の弾性係数よりも大きい。もしくは、耐引張部材７８は、フラットケーブル部５２内のリボン６２の延長部であってもよい。
【００２０】
本発明の他の実施形態を図７及び図８に示す。ケーブル組立体５０は、更に、基板２０と、フラットケーブル部５２の第１の端部６６の間に耐高温領域７０を備える。耐高温領域７０は、１つ又はそれ以上の高温薄壁フラットスリーブ７２を備え、各々は１つ又はそれ以上の信号伝送フラットケーブル５６を取り囲んでいる。耐高温領域７０に沿って所定間隔で複数のクロスバー７４が配置され、この領域を保持している。好適な実施形態では、クロスバー７４は、耐高温領域７０に沿って１／２インチの間隔で配置される。この耐高温領域は、４００℃を超える温度に耐えることができる。耐高温領域７０の長さは、温度勾配と、基板からＯリングシール（図示せず）までの距離によって決定される。もしくは、フラットケーブル部５２の全長は、約２６０℃の温度に耐えるように、カプトンテープ又はフィルム６４等の、１つ又はそれ以上のテープシート又はフィルム６４で保持してもよい。
【００２１】
図９及び図１０に示す本発明の他の実施形態において、信号伝送フラットケーブルのアレイ５４は、フラットケーブル部５２の第２の端部６８で出ていく際に、平行アレイから積層型アレイに移行する。信号伝送フラットケーブル５６は、特定の順序で一方が他方の上に積み重ねられ、ケーブルスリーブ８２で保持される。信号伝送フラットケーブルの積層アレイ５４は、保護ブーツ８０から丸ケーブル部９０まで送られる。中に入っている個々の信号伝送フラットケーブル５６と線条５８とを容易に識別できるよう、積み重ね順序は、丸ケーブル部９０に沿って維持される。線条５８は、コネクタ１００に終端処理される。好適な実施形態において、線条５８は導体銅線である。もしくは、ＴＣワイヤ、光ファイバー又は導体ワイヤと光ファイバーとの組み合わせを線条５８として使用できる。更に、リボン６２は、処理チャンバの真空シール下で使用される際にフラットケーブル部５２の信号伝送フラットケーブル５６を保護するよう硬化ニッケルで作られている。リボン６２は、幅１．０ｍｍ、厚さ０．１３ｍｍであり、リボン６２が真空シールに過大な応力をかけないよう圧縮力を分散するようになっている。
【００２２】
図１１及び図１２に示す他の実施形態において、相互接続システム４０は、導電フィルム４８で被覆処理され、絶縁薄板４７上に蒸着された複数の薄いボンディング・パッド４２を備える。絶縁薄板４７は、各々のセンサ３０に隣接する基板２０の表面２６に接着剤４９で接着される。センサ導線３６は、隣接する各々のボンディング・パッド４２の第１の側面４４に接続される。線条５８は、第１の側面４４の反対側のボンディング・パッド４２の第２の側面４６に個別に接続される。
【００２３】
例示的な実施形態において、絶縁板４７は、４００℃を超える温度に耐えることができるセラミック製であり、ボンディング・パッド４２はアルミニウム製である。更に、ボンディング・パッド４２上の導電フィルム４８は、銀と白金又はモリブデンとマンガンで構成される。この導電フィルム４８は、センサ導線３６と線条５８との間での信号伝送を容易にする。更に、絶縁板４７は接着剤４９で基板表面２６に接着される。例示的な実施形態では、接着剤４９はポリイミドである。
【００２４】
図１３及び図１４は、本発明の他の実施形態による基板２０を示す。この実施形態では、基板２０は次のように構成されている。すなわち、図示のようにセンサ３０は基板２０上に軸対称のパターンを形成しており、表面２６の放射率の均一性が最適化されるよう基板２０上で均一のパターン密度を得るようになっている。例示的な実施形態において、センサ３０は白金抵抗熱検出器であり、隣接するボンディング・パッド４２に溶着又は接着される一対のセンサ導線３６を有し、４００℃で性能を得られるようポリイミド接着剤等の高温接着剤を使用して空洞２８に接着されている。更に、線条５８は、ポリイミド絶縁壁で被覆処理された０．０００３インチの導電銅線であり、４本のワイヤは、第１の側面４４の反対側にある各々のボンディング・パッド４２の第２の側面４６に溶着され、コネクタ１００に半田付けされている。各々の信号伝送ケーブルは１２本の導体ワイヤを含み、１７個のＲＴＤ組立体については６本の伝送ケーブルを使用してケーブル組立体を形成できる。センサ３０は、ポリイミド結合剤でもってシリカを被覆した窒化アルミニウム等の、良好な電気絶縁熱伝導体で埋め込まれており、センサ３０と基板２０との間の良好な熱結合を得るようになっている。もしくは、ＲＴＤに代えて、ＴＣ又は光ファイバーをセンサ３０として使用してもよい。更に、線条５８として、光ファイバー、ワイヤ、又は導体ワイヤと光ファイバーとを組み合わせたものを使用できる。
【００２５】
図１５は、例えば、図１で示した集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を形成する方法１１０を示す。ステップ１１２で、線条５８のグループを、接着剤を用いて並列に接着して、複数の信号伝送フラットケーブル５６を形成する。ステップ１１４で、ケーブル５６及び線条５８を容易に識別できるように、信号伝送フラットケーブル５６を一方が他方の上になるように特定の順序で個別に積み重ねる。ステップ１１６で、その順序が保たれるように、積み重ねた信号伝送ケーブル５６をケーブル組立体５０の丸ケーブル部９０まで送り込む。ステップ１１８で、積み重ねた信号伝送フラットケーブル５６を覆って保護ブーツ８０を配置する。ステップ１２０で、信号伝送フラットケーブルのアレイ５４を形成するために、複数の信号伝送フラットケーブル５６を並べる。ステップ１２２で、信号伝送フラットケーブルのアレイ５４の各々の側面上にリボン６２を配置する。ステップ１２４で、２枚のフィルム６４を用いて信号伝送フラットケーブルのアレイ５４とリボン６２とを相互に接着して、第１の端部６６と、これと反対側の第２の端部６８とを有するケーブル組立体５０のフラットケーブル部５２を形成する。ステップ１２６で、丸ケーブル部９０の端部９４にコネクタ１００を接続する。ステップ１２８で、信号伝送フラットケーブル５６内に含まれる線条５８をコネクタ１００に終端処理する。ステップ１３０で、基板２０の表面２６に複数の空洞２８を軸対称形状で形成する。ステップ１３２で、各々の空洞２８内にセンサ導線３６を有するセンサ３０を配置する。ステップ１３４で、接着剤３２を用いて各々のセンサ３０を各々の空洞２８内に接着する。ステップ１３６で、センサ３０を収容する各々の空洞２８を埋込用樹脂３４で埋め込む。ステップ１３８で、各々のセンサ導線３６を相互接続システム４０によって少なくとも１つの被覆処理された線条５８に接続する。ステップ１４０で、全ての線条が集まる基板２０の基部２４に張力除去構造部２２を取り付ける。最後に、ステップ１４２で、ケーブル組立体５０に包含されるリボン６２を張力除去構造部２２の第１の側面２４に取り付け、ケーブル組立体５０を基板２０に固定する。
【００２６】
図１６は、例えば、図７及び図８に示される集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を形成する方法の追加ステップ２００を示す。ステップ２０２で、フラットケーブル部５２の第１の端部６６の近傍の領域をポリイミドスリーブ７２で覆い、耐高温領域７０を形成する。最後に、ステップ２０４で、耐高温領域７０内に所定間隔で複数のクロスバー７４を配置する。
【００２７】
本発明の他の態様は、所定の形状に成形でき、かつ、ケーブル５０を伸張するのに利用される張力が解放される度に元の形状に戻る、フラットケーブル部５２又は丸ケーブル部９０を含む。本発明の他の態様では、張力除去構造部２２はステンレス鋼製であり、基板に取り付けられた一対のリベット２３によって基板２０に結合してもよい。また、張力除去構造部２２は、基板２０と同じ材料で作り、接着剤で基板に接着してもよい。更に、張力除去構造部２２は、線条が損傷した場合に再加工又は修理のための余分な線条を備えている。
【００２８】
２．基板に直接蒸着される薄膜相互接続導線及びセンサの実施形態
他の実施形態において、薄膜金属相互接続導線の導体線と、プロセス温度を測定するための薄膜ＲＴＤ又は熱電対センサ素子は、ガラス基板上、又は、シリコンウェーハ上又は他の半導体基板上に蒸着された誘電フィルム上に直接蒸着することができる。温度センサを基板の表面に直接形成すると、多くの測定誤差発生源を低減できる。また、薄膜相互接続部とセンサ素子の表面の単純な保護は、湿式プロセスによる簡単な測定が可能となる。薄膜実装ウェーハの温度測定精度の１つの重要な改良点は、基板とセンサとの間の熱結合に優れ、センサと導線の質量が遥かに小さくなったことによる。その利点は、非等温線加熱環境で基板温度を測定する場合に顕著になる。
【００２９】
図１７と１８を参照して例示的な実施形態３００を説明する。集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置が示されている。装置３００は、電気的に絶縁である表面３１２を有する基板３１０を備える。金属膜３１６を用いて、基板３１０の表面３１２上に、複数の相互接続導体線３１４が蒸着されパターン化されている。基板３１０の均一な赤外線吸収性と放射率をもたらす導体線３１４のレイアウトに留意されたい。基板３１０の導体線３１４のレイアウトの影響は、高温時又は真空環境下で最も大きい。従って、導体線３１４は、均一な密度で基板表面３１２全体にわたって対称なパターンでもって配置される必要がある。例えば、密度が均一な領域は、大きくても数ミリの範囲にわたる必要がある。導線ボンディング・パッド３１１のアレイは、基板３２０の縁部で蒸着され、導体線３１４に接続される。センサ導線３２４を有する複数の薄膜センサ３２２は、金属膜３１６を用いて基板３１０の表面３１２上に蒸着されてパターン化される。センサ導線３２４は、蒸着パターンで導体線３１４に接続される。全ての線３１４は、ウェーハ３２０の縁部近傍で１つ又はそれ以上の蒸着された薄膜導線ボンディング・パッド３１１に結合されている。蒸着ボンディング・パッド３１１、及び該蒸着ボンディング・パッド３１１に隣接して基板に取り付けられる個別のボンディング・パッド３１８のアレイは、ボンディング・ワイヤ又はリボンを介して接続され、その結果、センサ３２２と個別ボンディング・パッド３１８との間に相互接続経路３２６がもたらされる。相互接続経路３２６は、ケーブル５０がウェーハに３１０に結合される際に、薄膜導線ボンディング・パッド３１１の応力除去を助けるよう使用される。
【００３０】
好適な実施形態では、センサパターン３２２は、微小領域ビームエネルギーソースによって加熱される際に、基板３１０の微小領域の局所的な温度を測定する限定された領域である必要がある。特に基板縁部３２０近傍でプロセス測定及び最適化のための適切な空間分解能をもたらすには、センサ領域３２２は１ｍｍ未満であるのが好ましい。ＲＴＤセンサは、通常、薄い線状曲折抵抗パターンに成形された単一の薄膜導体材であり、矩形で、狭く、長手部が基板縁部３２０に平行に指向されているのが好ましい。超小径ビームエネルギーソースについては、センサ領域３２２は、数ミクロン未満の面積に制限され、ビーム進行経路の方向に分布している必要がある。典型的な３００ｍｍの円形シリコン基板は、表面３１２上の異なる位置に分布する、最大３４個又はそれ以上のアクティブセンサ３２２をもつこともある。その位置は、測定される装置及びプロセスに予想される熱不均一性の形に幾分依存する。
【００３１】
更に、複数のセンサ３２２は、１組の相互接続線３１４に接続されてもよい。これより、不要なセンサ３２２を非活性化又は切断することによって任意の位置を選択できる。センサ３２２は、機能していないセンサ３２２が非活性化されるように選別してもよく、その結果、実装ウェーハの生産性が高くなる。
【００３２】
図１９に示す他の実施形態では、基板は円形である。更に、導体線３１４は、スポーク３３２が基板３１０の縁部３２０に向かって外方に放射状に広がった、対称且つ均一な同心円３３０に形成されており、これにより導体線３１４の同心円３３０は相互接続される。導体線３１４は、センサ３２２が蒸着される複数の導体接合部３３４で交差する。同心円３３０は、導体線３１４の微小な切れ目によって複数の絶縁部分に分離される。スポーク３３２は、両端又はスポーク内の微小な切れ目によって絶縁できる。切れ目のないスポーク３３２は、円形部３３０を相互接続できる。センサ３２２は、同心円３３０の間、スポーク３３２の間、又は、同心円又はスポーク線３３２内の切れ目領域に配置できる。従って、導体線３１４は、通常は基板３１０の縁部３２０近傍の１つ又はそれ以上の領域において、各々のセンサ位置から導線ボンディング・パッド３１１を経由して個別のボンディング・パッド３１８のアレイまでの、相互接続経路３２６をもたらすことができる。基板縁部近傍の１つの領域内のボンディング・パッド３１８が好ましい。
【００３３】
図２０に示す他の実施形態では、基板３１０は矩形である。導体線３１４は、対称で均一な矩形格子形状の相互接続パターン３４０に成形されている。導体線３１４は、センサ３２２が蒸着される複数の導体接部３３４で交差する。矩形基板３１０では、矩形格子形状の相互接続パターン３４０を使用するのが一番よい筈である。相互接続パターン３４０の一部を導体線３１４の切れ目で絶縁できる。センサは、相互接続パターン３４０の開口部内又は導体線３１４の切れ目に配置できる。
【００３４】
他の実施形態において、センサ３２２は、抵抗熱検出器ＲＴＤであり、３本又はそれ以上の導体線３１４と相互接続している。ＲＴＤセンサの相互接続部の導線抵抗は、検出素子抵抗よりもはるかに低い値に制御する必要があり、そうしないと、ＲＴＤ測定回路の電源コンプライアンス電圧要求値が非常に高くなり、動作限界値を超える場合もある。
【００３５】
３本線相互接続を使用するセンサ抵抗測定部及び測定装置の補償部によって、基板加熱による導線抵抗変動の影響を低減できる。各々のＲＴＤセンサ素子との４本線ケルビン相互接続は、測定装置の導線抵抗の影響を取り除くので好ましい。
【００３６】
他の実施形態において、センサ３２２は、熱電対（ＴＣ）であり２本又はそれ以上の導体線３１４と相互接続している。熱電対センサパターンは、通常、第１の形式のＴＣ導体が第２の形式のＴＣ導体にオーバーレイしている、小さな矩形接触領域になっている。薄膜熱電対導線（例えばセンサ導線３２４）は、同心円３３０及び格子パターンに形成されており、基板３１０上に均一な吸収性及び放射性をもたらすことができる。ＴＣは、各々のＴＣ専用又は複数のＴＣが１本の共通相互接続導体線３１４を共有できる、２本の絶縁センサ導線と一緒に形成できる。また、ＴＣは、基板３１０上の１つの小さな均一温度区域内に基準接合部３３４領域を形成することによって、異なる様式で測定するようになっていてもよい。異なるＴＣの実温度は、基板３１０上の基準接合部３３４の温度を加えることによって測定できる。基準接合部３３４の温度は、独立した温度センサ３２２を用いて測定できる。
【００３７】
図２１に示す他の実施形態において、基板は、更に、センサ３２２及びセンサ導線３２４がパターン化される金属膜の下の基板３１０の表面に蒸着される不活性化膜３５０を備える。本実施形態において、基板３１０は導体である。従って、最初に絶縁膜を基板表面３１２に蒸着する必要がある。例えば、通常、導電３１０基板上に誘電膜が蒸着される。このような膜は、相互接続部及びセンサ膜３１６の下に形成して電気的絶縁を行う。シリコン基板３１０には、熱形成した二酸化ケイ素を利用できる。シリコン基板及び他の導電基板３１０は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の物理的蒸着又は化学的蒸着誘電膜３５０で絶縁できる。膜３５０は、導電基板を通る漏洩電流を制限するためにピンホール及び汚れがあってはいけない。不活性化フィルム３５０は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の物理的蒸着誘電膜又は化学的蒸着誘電膜とすることができる。
【００３８】
もしくは、不活性化膜３５０は、パターン化された相互接続部３１４及びセンサ素子の上に形成してもよい。この不活性化膜３５０は、引っかき保護を行い、表面３１２が汚れた場合に導体線３１４の間の漏洩電流を低減又はなくす。不活性化膜は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の物理的蒸着誘電膜又は化学的蒸着誘電膜とすることができる。通常、不活性化膜３５０は、ボンディング・パッドを隠さないようパターン化されており、これによって外部導線システム３１８によるセンサ相互接続膜３１４への接触が可能になる。
【００３９】
図２２に示す他の実施形態において、薄膜実装基板は、基板表面を密閉する保護被覆３６０を備えており、実装された薄膜基板３１０を湿式プロセスで使用できる。この薄膜実装基板３１０は、保護被覆３６０が基板３１０から外部導線システム３１８までの接続部３１４を含む基板表面３１２を密閉する場合は、湿式プロセスの流体と接触した状態で使用できる。密閉被覆には、化学蒸着（ＣＶＤ）によって蒸着できるパラリン（ｐａｒａｌｙｎｅ）及び浸漬被覆又は噴霧被覆できるポリイミド等の材料を含む。
【００４０】
図２３は、例えば、図１７に示すような集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を形成する方法４００を示す。ステップ４１０で、複数の相互接続導体線３１４を、金属膜３１６を用いて基板表面３１２上にパターン化して蒸着する。ステップ４１２で、相互接続導体線３１４に導体接合部３２８を形成する。ステップ４１４で、基板３１０の縁部３２０近傍に導線ボンディング・パッド３１１のアレイを蒸着する。ステップ４１６で、金属膜３１６を用いて基板３１０の縁部３２０にセンサ導線３２４を有する複数の薄膜センサ３２２を形成する。ステップ４１８で、特定のセンサ導線３２４に切れ目を入れて、センサを非選択状態にする。ステップ４２０で、各々の不要なセンサ３２２が導体線３１４から非選択状態になるので、選択されたセンサ３２２とボンディング・パッド３１８との間にのみ相互接続経路３２６を提供する。図２３に示すセンサ３２２、導線３２４及び導線ボンディング・パッド３１１を形成する順序は必要ではない。
【００４１】
センサ３２２及び相互接続線３１４は、同一又は異なる金属で形成してもよい。可能性のある金属としては、アルミニウム、白金、銅、ニッケル、タンタル、並びに、他の金属元素、合金および混合物が含まれる。特定の金属では、基板３１０上の誘電表面３５０上に接着促進膜を必要とすることもある。例えば、白金又は他の貴金属を相互接続部又はセンサ抵抗金属として使用する場合、接着促進膜を酸化物表面の真上又はセンサ金属膜の真下に蒸着させると二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）誘電基板又はガラス基板への接着力が高まる。接着促進金属層には、金属抵抗率の変動又は抵抗対温度の変動を防止するために、高温時のセンサ金属層への拡散率が制限される必要がある。クロム及びチタニウムは、貴金属センサ抵抗素子の接着促進材であり得る。
【００４２】
全ての金属と誘電膜は、写真製版プロセスを使用するか、又は、感光性フォトレジストプロセスを使用してパターン化してもよい。金属膜のパターン化は、リフトオフ法、湿式エッチング、プラズマエッチング、又はイオンエッチングによるものであってもよい。一部のエッチング法では、パターン化処理中の侵食に耐えるように厚いレジスト層を必要とすることもある。他のパターン化プロセスでは、最初にフォトレジストマスクでパターン化して、次に、フォトレジスト膜を傷つけることになるエッチングパターン化プロセスの際に、基板及び相互接続金属を保護するために使用される、ＣＶＤ酸化物又は窒化物誘電膜等の硬質マスクを必要とする場合もある。誘電膜は、湿式エッチング、プラズマエッチング、又はイオンエッチングによってパターン化できる。
【００４３】
３．結論
特定の構成を参照して例示的な実施形態を説明した。当業者であれば、請求項の範囲から逸脱することなく種々の変形及び変更ができることが分かる。例えば、本発明の好適な実施形態の１つでは、基板は、ＲＴＤセンサ及び軸対称のパターンを形成する、隣接したボンディング・パッドを実装するシリコンウェーハである。当業者であれば、変更されたパターンで何らかの検出デバイス及び隣接した相互接続システムを実装する他の基板は、請求項の範囲に含まれることを理解できる。更に、やはり請求項の範囲から逸脱することなく、フラットケーブル組立体の種々の構成が可能である。例えば、信号伝送ケーブルアレイの接着は、カプトンフィルム又はテープに限定されない。更に、いかなる導体又は光ファイバーも信号伝送ケーブル内に含むことができる。同様に、リボンには、やはり請求項の範囲から逸脱することなく、如何なる金属又は圧縮制限材料でも使用できる。
【００４４】
本発明は、公知の技術より多くの利点をもたらす。本発明は、基板及びケーブルインタフェースにおいて使用される小型ボンディング・パッドを備え、これによって、センサ導線を都合よくしっかりとケーブルに接続できる。これによって、製品製造時間が短縮され、基板の表面上に単純できれいな接続形状をもたらす。更に、本発明は、フラットケーブル部へ２本の金属リボンを組み込むことを含む。これによって、信号伝送ケーブルを損傷することなく真空シール部においてフラットケーブル部を繰り返して使用することができる。更に、本発明は、信号伝送ケーブルの積み重ねを利用しており、これによって、線条の識別が容易になり、迅速な製品の組み立てが可能になる。
【００４５】
本明細書で言及した全ての出版物及び特許出願は、各々の出版物又は特許出願が特別にかつ個別に参考文献として組み込まれるよう指示される場合と同様に、本明細書に参考文献として組み込まれている。
【００４６】
本発明は、本明細書において詳細に説明され、例示的な実施形態と最良の実施形態が開示されているが、当業者であれば、請求項の精神と範囲から逸脱することなく多くの変形及び変更を行うことができる。
【００４７】
本願において開示される実施例のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
（１）集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置であって、複数の小さな空洞を含む表面を有する基板と、各々が埋込用樹脂によって形成された埋込層を通って突出するセンサ導線を有し、各々が対応する前記基板の空洞内に接着剤で接着されて前記埋込用樹脂で埋め込みされている複数のセンサと、前記各々のセンサ導線を、各々が機械的保護のために絶縁材壁で被覆処理された少なくとも１つの線条へ結合する相互接続システムと、前記基板の基部に連結され、前記線条が集束されている張力除去構造部と、フラットケーブル部を有するケーブル組立体であって、（ａ）各々が複数の前記線条を並列に接着剤で接着することによって形成される、並列に配置された信号伝送フラットケーブルのアレイと、（ｂ）前記信号伝送ケーブルのアレイの長さ方向に延びる一対のリボンであって、該リボンの各々は前記前記信号伝送ケーブルアレイの両側に配置され、１つ又はそれ以上のフイルムシートと共に保持されて、第１の端部と、その反対側にある第２の端部を有する前記フラットケーブル部を形成するようになっており、前記フラットケーブル部の前記第１の端部において前記張力除去構造部の第１の側面に溶着されているリボンと、（ｃ）前記信号伝送ケーブルが貫通して延びる前記フラットケーブル部の前記第２の端部を覆って配置された保護ブーツと、を備えるケーブル組立体と、前記ケーブル組立体の端部と、前記コネクタに終端処理される前記ケーブル組立体に含まれる前記線条とに結合されるコネクタと、を備えることを特徴とする装置。
（２）前記ケーブル組立体は、前記フラットケーブル部の前記第２の端部の前記リボンに溶着されるＹ字型部品と、前記フラットケーブル部の前記第２の端部で前記Ｙ字型部品に結合されて、前記信号伝送ケーブルが張力を受けて伸びるのを防止するようになった耐引張部材と、前記信号伝送ケーブルが貫通して延びる、前記保護ブーツと前記コネクタとの間の丸ケーブル部と、を更に備えることを特徴とする上記（１）の装置。
（３）前記相互接続システムは、導電フィルムで被覆処理され、前記センサの各々に隣接した前記基板表面に接着剤で接着された薄い絶縁板上に蒸着される複数のボンディング・パッドを更に備え、前記センサ導線は、隣接した各々のボンディング・パッドの第１の側面に結合され、前記線条は、前記第１の側面の反対側にある前記ボンディング・パッドの第２の側面に結合されることを特徴とする上記（２）の装置。
（４）前記張力除去構造部は、前記基板に接着剤で接着され、再加工及び修理のための余分な線条を備えていることを特徴とする上記（３）の装置。
（５）前記リボンは、真空シール下で使用される際に前記フラットケーブル部の前記信号伝送ケーブルを保護するよう硬化ニッケルで構成され、前記リボンは、該リボンが前記真空シールに過大な応力をかけず、前記フラットケーブルが前記真空シールから過大な応力を受けないよう圧縮力を分散させるのに必要な幅と厚みとを有し、前記信号伝送のケーブルは、前記フラットケーブル部の前記第２の端部で特定の順序で一方が他方の上に積み重ねられ、前記コネクタへの終端処理の際に容易に識別できるよう前記順序を維持するために、ケーブルスリーブで保持され、前記フラットケーブル部と前記ケーブル丸ケーブル部の少なくとも１つは、特定の形状に予成形され、前記ケーブルを伸張するために付加された張力量が取り除かれる度に前記形状に実質的に復元し、前記張力除去構造部は、前記基板に取り付けられる一対のリベットによって前記基板に結合され、再加工又は修理のための余分な線条を備える、ことを特徴とする上記（３）の装置。
（６）前記基板は、前記センサが前記基板上に軸対称パターンを形成して、前記基板表面の放射率の均一性が最適化されるよう前記基板上の前記パターンの均一密度をもたらすように実装されており、前記ボンディング・パッドの接着剤はポリイミドであり、前記センサ接着剤はポリイミドであり、前記埋込用樹脂は、ポリイミド結合剤でもってシリカ被覆された窒化アルミニウムである、
ことを特徴とする上記（５）の装置。
（７）前記耐引張部材はケブラー繊維であり、前記耐引張部材の長さは前記信号伝送ケーブルの長さよりもわずかに短く、前記耐引張部材の弾性係数は前記信号伝送ケーブルの弾性係数よりも高く、前記複数の線条を並列に互いに接着して前記各々の信号伝送ケーブルを形成するために使用する前記接着剤はポリイミドである、ことを特徴とする上記（６）の装置。
（８）前記センサは、前記隣接したボンディング・パッドの第１の側面に結合される一対のセンサ導線を有する白金抵抗熱検出器であり、前記線条は、前記第１の側面の反対側にある前記ボンディング・パッドの１つの第２の側面に個別に接続され、前記コネクタに半田付けされる導電性の銅線であり、絶縁材壁はポリイミドである、ことを特徴とする上記（７）の装置。
（９）前記センサは、前記線条に接続される一対のセンサ導線を有する熱電対であり、前記線条は前記コネクタに終端処理される熱電対線であり、前記絶縁材壁はポリイミドである、ことを特徴とする上記（７）の装置。
（１０）前記センサは光ファイバーであり、前記線条は光ファイバーである、ことを特徴とする上記（７）の装置。
（１１）前記ケーブル組立体は、前記フラットケーブル部の前記第２の端部の前記リボンに溶着されるＹ字型部品と、前記信号伝送ケーブルが張力を受けて伸びるのを防止するために、前記フラットケーブル部の前記第２の端部で前記Ｙ字型部品に接続される耐引張部材と、前記フラットケーブル部の前記第１の端部近傍の耐高温領域であって、前記フラットケーブル部の高温領域で複数のクロスバーによって相互に保持されている前記信号伝送ケーブルアレイを、ポリイミドチューブが取り囲むようになっている領域と、前記信号伝送ケーブルが貫通して延びる、前記保護ブーツと前記コネクタとの間の丸ケーブル部と、を更に備えることを特徴とする上記（１）の装置。
（１２）前記相互接続システムは、導電フィルムで被覆処理され、前記各々のセンサに隣接する前記基板表面に接着剤で接着された薄い絶縁板上に蒸着される複数のボンディング・パッドを更に備え、前記センサ導線は、隣接する各々のボンディング・パッドの第１の側面に接続され、前記線条は、前記第１の側面の反対側にある前記ボンディング・パッドの第２の側面に接続されることを特徴とする上記（１１）の装置。
（１３）前記張力除去構造部は、前記基板に接着剤で接着され、再加工及び修理のための余分な線条を備えていることを特徴とする上記（１２）に記載の装置。
（１４）前記リボンは、真空シール下で使用される際に前記フラットケーブル部の前記信号伝送ケーブルを保護するよう硬化ニッケルで構成され、前記リボンは、該リボンが前記真空シールに過大な応力をかけず、前記フラットケーブルが前記真空シールから過大な応力を受けないよう圧縮力を分散させるのに必要な幅と厚みとを有し、前記信号伝送のケーブルは、前記フラットケーブル部の前記第２の端部で特定の順序で一方が他方の上に積み重ねられ、前記コネクタへの終端処理の際に容易に識別できるよう前記順序を維持するために、ケーブルスリーブで保持され、前記フラットケーブル部と前記ケーブル丸ケーブル部の少なくとも１つは、特定の形状に予成形され、前記ケーブルを伸張するために付加された張力量が取り除かれる度に前記形状に実質的に復元し、前記張力除去構造部は、前記基板に取り付けられる一対のリベットによって前記基板に結合され、再加工又は修理のための余分な線条を備える、ことを特徴とする上記（１２）の装置。
（１５）前記基板は、前記センサが前記基板上に軸対称パターンを形成して、前記基板表面の放射率の均一性が最適化されるよう前記基板上の前記パターンの均一密度をもたらすように実装されており、前記ボンディング・パッドの接着剤はポリイミドであり、前記センサ接着剤はポリイミドであり、前記埋込用樹脂は、ポリイミド結合剤でもってシリカ被覆された窒化アルミニウムである、ことを特徴とする上記（１４）の装置。
（１６）前記耐引張部材はケブラー繊維であり、前記耐引張部材の長さは前記信号伝送ケーブルの長さよりもわずかに短く、前記耐引張部材の弾性係数は前記信号伝送ケーブルの弾性係数よりも高く、前記複数の線条を並列に互いに接着して前記各々の信号伝送ケーブルを形成するために使用する前記接着剤はポリイミドである、ことを特徴とする上記（１５）の装置。
（１７）前記センサは、前記隣接したボンディング・パッドの第１の側面に結合される一対のセンサ導線を有する白金抵抗熱検出器であり、前記線条は、前記第１の側面の反対側にある前記ボンディング・パッドの１つの第２の側面に個別に接続され、前記コネクタに半田付けされる導電性の銅線であり、絶縁材壁はポリイミドである、ことを特徴とする上記（１５）の装置。
（１８）前記センサは、前記線条であるか又は前記線条に接続される一対のセンサ導線を有する熱電対であり、前記線条は前記コネクタに終端処理される熱電対線である、ことを特徴とする上記（１５）の装置。
（１９）前記センサは光ファイバーであり、前記線条は光ファイバーであり、前記絶縁材壁はポリイミドである、ことを特徴とする上記（１５）の装置。
（２０）集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を形成する方法であって、（ａ）前記線条グループをポリイミドで並列に互いに接着して、複数の信号伝送フラットケーブルを形成する段階と、（ｂ）前記線条を容易に識別できるように、前記信号伝送フラットケーブルを特定の順序で一方を他方の上に個別に積み重ねる段階と、（ｃ）積み重ねたケーブルを前記円形ケーブルスリーブに通して前記フラットケーブルの長手方向を円形ケーブルスリーブから突出させる段階と、（ｄ）幅広側の端部が前記突出されたケーブルに面するように、前記ケーブルを覆う保護ブーツを配置する段階と、（ｅ）前記信号伝送フラットケーブルを並列に並べて、前記円形スリーブの一端近傍に信号伝送フラットケーブルアレイを形成する段階と、（ｆ）前記信号伝送フラットケーブルアレイの両側に一対のリボンを配置する段階と、（ｇ）２枚のフイルムシートで前記信号伝送フラットケーブルアレイと前記リボンとを適当な位置で接着して、第１の端部と、その反対側にある第２の端部とを有する前記ケーブルのフラットケーブル部を形成する段階と、（ｈ）コネクタを前記ケーブル端部と結合する段階と、（ｉ）前記線条を前記コネクタに終端処理する段階と、（ｊ）前記基板表面上に複数の空洞を形成する段階と、（ｋ）前記各々の空洞内にセンサを配置する段階と、（ｌ）前記各々の空洞内に前記各々のセンサを接着剤で接着する段階と、（ｍ）前記各々のセンサを埋込用樹脂で埋め込む段階と、（ｎ）相互接続システムによって各々のセンサ導線を少なくとも１つの線条と接続する段階と、（ｏ）前記基板に張力除去構造部を取り付ける段階と、（ｐ）前記フラットケーブル部の第１の端部において前記張力除去構造部へ前記リボンを溶着する段階と、を含む方法。
（２１）（ｑ）前記フラットケーブル部の前記第１の端部近傍の領域をポリイミドスリーブで覆って、耐高温領域を形成する段階と、（ｒ）複数のクロスバーを所定間隔で前記耐高温領域内に配置する段階と、を更に含む上記（２０）の方法。
（２２）集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置であって、表面を有する基板と、金属膜を備える前記基板表面上に蒸着されパターン化され、導体接合部で交差する複数の相互接続導体線と、前記基板の縁部に蒸着され、前記導体線に接続される導線ボンディング・パッドアレイと、前記導線ボンディング・パッドに隣接して前記基板に結合され、前記導線ボンディング・パッドに接続される個別のボンディング・パッドアレイと、金属膜を備える前記基板表面上に蒸着されパターン化されるセンサ導線を有する複数の薄膜センサであって、不要なセンサ導線が、センサ非選択プロセスの際に前記導体線から切断されて、前記選択されたセンサと前記パッドとの間にのみ相互接続経路が形成される薄膜センサと、を備えることを特徴とする装置。
（２３）前記基板は円形であり、前記導体線は、スポークが前記基板の前記縁部に向かって放射状に広がる状態で同心円に形成されており、これにより、前記同心円導体線を相互接続して、前記導体線は、複数の導体接合部で交差するようになっており、前記センサは、前記基板上の選択された位置に蒸着される、ことを特徴とする上記（２２）の装置。
（２４）前記基板は矩形であり、前記導体線は長方形の格子状パターンに形成され、前記導体線は複数の導体接合部において交差し、前記センサは、前記基板上の選択された位置に蒸着される、ことを特徴とする上記（２２）の装置。
（２５）前記導線ボンディング・パッドと前記個別ボンディング・パッドとは、複数のボンディング・ワイヤによって接続されることを特徴とする上記（２２）の装置。
（２６）前記導線ボンディング・パッドと前記個別ボンディング・パッドとは、複数のリボンによって接続されることを特徴とする上記（２２）に記載の装置。
（２７）前記センサは抵抗熱検出器であり、前記３本またはそれ以上の導体線と相互接続することを特徴とする上記（２２）の装置。
（２８）前記センサは熱電対であり、前記２本又はそれ以上導体線と相互接続することを特徴とする上記（２２）の装置。
（２９）前記薄膜実装基板が、前記基板表面を密閉して、実装された薄膜ウェーハが湿式プロセスで使用できるようにする保護被覆を備えることを特徴とする上記（２２）の装置。
（３０）前記基板が、前記相互接続部及びセンサ膜の下の前記基板表面に蒸着される不活性化膜を更に備え、前記基板が半導体であることを特徴とする上記（２２）の装置。
（３１）前記基板がガラスであることを特徴とする上記（２２）に記載の装置。
（３２）集積回路製造ツール基板上で温度を検出するための装置を形成する方法であって、（ａ）金属膜を備える基板表面に、対称かつ均一な複数の相互接続導体線をパターン化する段階と、（ｂ）前記相互接続導体線内に導体接合部を形成する段階と、（ｃ）前記基板の縁部に沿って導線ボンディング・パッドアレイを蒸着する段階と、（ｄ）前記基板上の選択位置に、センサ導線を有する複数の薄膜センサを、金属膜を備える前記基板表面上に形成する段階と、（ｅ）前記導体線から各々の不要なセンサの前記センサ導線を非選択状態にして、前記選択されたセンサ及び前記パッドとの間にのみ相互接続経路をもたらす段階と、を含む方法。
（３３）（ｆ）前記センサ及び相互接続膜より下の前記基板表面上に不活性化膜を蒸着する段階と、（ｇ）湿式プロセスで使用するために前記実装基板を覆う保護被覆を蒸着する段階と、を更に含むことを特徴とする上記（３２）の方法。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置に関する。特に、本発明は、半導体ウェーハ及びフラットパネルプロセス等の過酷なプロセス条件下での抵抗熱検出器（ＲＴＤ）、光ファイバーセンサ又は熱電対（ＴＣ）を実装した基板の温度測定に使用される。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子製造プロセス中、ウェーハ温度は、材料表面構造又は膜蒸着又はエッチングの物性を管理する上で重要なパラメータである。実際、ウェーハ温度の管理及びウェーハ温度の均一性は、プロセス管理及び均一性を達成する上で鍵となるパラメータである。現在、半導体素子の製造では、通常、チャンバ内の温度が均一化か否かを判断する間接的な方法を使用している。実装基板の温度を直接測定すると、温度管理及び温度均一性の最適化を直接行うことができる。従って、基板領域の実温度をもたらす装置でもって半導体素子の歩留まりを大幅に上げることができる。
【０００３】
現在、プロセス熱サイクルを受けるテスト基板の膜特性又は電気特性に関する温度関連の変動を測定することに基づく、間接的な温度測定法を利用することが一般的である。テストウェーハ特性の変動は、プロセス完了後に測定されることから、プロセス熱履歴、到達ピーク温度又は時間温度累積示度を測定するのに利用可能なのは一回の測定結果だけである。更に、間接的な測定方法は、プロセスサイクルを特徴づけるか又は最適化するために、多数のテスト基板を使用して度重なるプロセスサイクルが必要である。その結果、プロセス温度サイクルは、多くの異なる温度ステップのために複雑になる場合があるので、完全なプロセスサイクル中の原位置での連続的な温度測定が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、典型的にテストウェーハ先端に結合された個別の抵抗熱検出器（ＲＴＤ）又は熱電対（ＴＣ）パターンを用いる、直接的な原位置温度測定システムの使用は制限される。このようなシステムのＲＴＤ又はＴＣ導線は、真空フランジの両面間接続端子の電気コネクタ、又は０リングシールの下に配置できるフラットケーブルのいずれかを経由して処理チャンバから引き出される。残念ながら、外部ＲＴＤ又はＴＣ導線は、測定接合部又は基板から熱を奪うか、又はそこに熱を伝達し得る。更に、個々のセンサを取り付けるのに使用される接着材料の熱伝導性、エネルギー吸収性及び放射率特性が誤差発生源となる場合がある。実際、センサ導線があると、エネルギーが加熱源からウェーハに流れて、その結果、ウェーハの温度が変わってしまう。従って、ウェーハ表面上にセンサ導線があると、ウェーハの温度が変わって温度読取値にひずみが生じる。
【０００５】
公知の原位置設計システムに関連する別の問題は、処理チャンバのＯリングフランジの下での固定によって引き起こされるフラットケーブル内の導体ワイヤの破損である。また、柔らかいＯリングとシール面との間にフラットケーブル両面間接続端子を配置すると気密シール又は真空シールからの漏れ量は小さい。しかし、膜の表面はＯリングよりは柔らかくないので、表面擦傷及びフランジ傷に沿ったガス漏出を完全には塞いで防止できない。その結果、漏れ量はＯリングに接触するフラットケーブル側では非常に少ないが、平らなフランジシール面と、フラットケーブル両面間接続端子のフィルム表面との間では漏れ量は多い。
【０００６】
従って、均一の表面放射率を維持して正確な温度測定を行う基板を実装する技術が必要である。更に、度重なる真空チャンバへの挿入、及び４００℃を超える熱からワイヤ導体を保護するシステムが必要である。本発明は、集積回路製造ツール基板上で温度を検出する方法及び装置を開示して、公知のシステムに関連する種々の問題を解消するものである。結果として、最適化された均一の放射率で、均一なセンサと相互接続パターンをウェーハ上にもたらすシステムが得られる。従って、このシステムは、何も実装されていないウェーハと同様に、ウェーハの各々の所望領域での実温度を測定することが可能になる。更に、フラットケーブル構造は、内部の導体ワイヤを損傷することなく真空シールの下にケーブルを繰り返して配置することを可能にする。更に、シール面に沿う両面間接続端子の漏れ量は、加圧又は減圧下で非常に少なくなる。更に、製品設計は、ＰＣコネクタのピンへの半田付け又は圧着に先だって、センサ導体ワイヤの迅速な組み付け、及び容易な識別を可能にする。
【０００７】
もしくは、薄膜金属相互接続導体線、及びプロセス温度を測定する薄膜ＲＴＤ又は熱電対センサ素子は、ガラス基板上、シリコンウェーハ上、又は他の導電基板に蒸着された誘電膜上に直接に蒸着できる。基板表面で直接温度を測定すると、多数の測定誤差発生源を減じることができる。また、薄膜相互接続部及びセンサ素子の単純な表面保護は、湿式プロセスの容易な測定を可能にする。薄膜が実装されたウェーハの温度測定精度の改善は、主として、基板とセンサと間で熱伝導量が遥かに高くなったことによる。その利点は、非等温線加熱環境で基板温度を測定したときに顕著である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を提供することによって、特定の問題を解消する。基板温度検出装置の例示的な実施形態は、複数の小さな空洞を含む表面を有する基板を備える。複数のセンサの各々は、基板の対応する空洞内に接着剤で接着され、埋込用樹脂で埋め込まれる。各々のセンサは、埋込用樹脂がセンサを含む空洞上に付加されて相互接続システムによって少なくとも１つの線条又はワイヤに接続される場合に、埋込用樹脂によって形成される埋め込み層を通って突出するセンサ導線を有する。各々の線条又はワイヤは、ポリイミド等の絶縁材壁で被覆処理され、基板の基部に結合され、線条が張力を受けて切れるか伸びることを防ぐ張力除去構造部に集まっている。
【０００９】
ケーブル組立体は、フラットケーブル部と丸ケーブル部とを有し、張力除去構造部に取り付けられる。ケーブル組立体は、並列に並べられた信号伝送フラットケーブルの平行アレイを含む。各々の信号伝送ケーブルは、複数の線条を相互に並列に接着剤で接着することによって形成される。一対の圧縮制限リボンはケーブルアレイの長手方向に延び、各々は互いに対向してケーブルアレイの端部に設けられている。リボン及び信号伝送ケーブルアレイは、第１の端部と、これと反対側にある第２の端部を有するフラットケーブル部を形成するように、２枚の平行フィルム部材で接着するか、又は、それらを薄くて柔らかい連続シートに成形することによって一緒に保持される。フラットケーブルフイルムの表面は、シール面に対して固定される際に、加圧又は減圧下での漏れ量を少なくするように、薄くて柔らかい層又は被覆物で被覆処理してもよい。柔らかい層は、別個の１枚のシートフィルムとして、フラットケーブルとシールフランジとの間に差し込んでもよい。リボンは、フラットケーブルの第１の端部において張力除去構造部に固定される。保護ブーツは、フラットケーブル部の第２の端部を覆って設けられており、丸ケーブル部への移行部となる。丸ケーブル部は、ブーツによって保護される第１の端部を有し、積み重ねた信号伝送ケーブルを含む。ケーブル内の線条又はワイヤは、丸ケーブル部の遠位端においてコネクタに終端処理される。
【００１０】
個別のセンサの実施形態において、相互接続システムは、導電フィルムで被覆処理され、各々のセンサに隣接して基板表面に取り付けられる複数の薄いボンディング・パッドを絶縁板上に備える。センサ導線は、各々の隣接するボンディング・パッドの第１の側面に接続される。線条又はワイヤは、第１の側面の反対側でボンディング・パッドの各々の第２の側面に別々に接続される。
【００１１】
薄膜センサの実施形態において、相互接続システムは、導電フィルムで被覆処理された１つ又はそれ以上の絶縁板上に複数の薄いボンディング・パッドを備える。絶縁板は、ケーブル張力除去クランプに隣接するフラットケーブル又は相互接続ケーブルの第１の端部近傍の基板表面に取り付けられる。センサ導線の薄膜トレースは、絶縁板に隣接して測定基板上に位置するボンディング・パッドアレイに終端処理される。絶縁板上のボンディング・パッドは、ボンディング・ワイヤ又はボンディング・リボンで薄膜センサ基板上のボンディング・パッドと相互接続される。フラットケーブルの第１の端部からの線条又はワイヤは、絶縁板上の複数のボンディング・パッドの反対側の側面に結合される。従って、フラットケーブルのワイヤ又は線条アレイは、測定基板上の薄膜センサ導線に個別に結合される。
【００１２】
他の実施形態において、フラットケーブルリボンは、真空シール下で使用される際に、フラットケーブル内の信号伝送ケーブルを保護するよう硬化ニッケルで作られている。リボンは、該リボンが真空シールに過大な応力をかけないように圧縮力を分散させるのに必要な幅と厚みを有し、且つシールフランジによる信号伝送ケーブルの圧縮損傷を防止するのに十分な厚みを有している。更なる実施形態において、信号伝送ケーブルは、丸ケーブル部内で矩形コアを形成するケーブルの積み重ねアレイへ移行するように、フラットケーブル部の第２の端部で特定の順序で一方が他方の上に積み重ねられている。この組織的な構成によって、コネクタへ終端処理する際に、信号伝送ケーブル及び各々の信号伝送ケーブル内の線条の識別が容易になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の利点には、基板及びケーブルインタフェースで使用される小型ボンディング・パッドが挙げられ、センサ導線を都合よくしっかりとフラットケーブル部へ接続できる。これによって、製品製造時間が短くなり、基板表面上に単純できれいな接続形状をもたらす。他の利点には、フラットケーブル部へ２本の金属リボンを組み込むことが挙げられる。これによって、線条に損傷を与えることなく真空シール部においてフラットケーブル部を繰り返して使用できる。更に、積み重ねられた信号伝送ケーブルの使用によって、線条の識別が容易になり、迅速に製品を組み立てが可能になる。薄膜センサを基板表面に直接蒸着すると、センサの基板への優れた熱結合性と、センサ及び導線の非常に小さな熱質量とによって、更に高い測定精度を達成できる。基板平面は保護層で密閉することができ、湿式プロセスでの薬品に耐えることができる。更に、センサ及び導線パターンの均一分布によって優れた放射率均一性がもたらされる。最後に、多数のセンサを基板に蒸着するので、必要なセンサ位置を得るためのセンサの選択及び非選択が簡単になる。
【００１４】
本発明の他の利点は、図面を参照して以下の詳細な説明を読むことで明かになる筈である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態による集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による個別のセンサを示す図である。
【図３】３Ａは、本発明の第１の実施形態による複数の空洞を含む基板を示す図である。３Ｂは、本発明の第１の実施形態によるセンサを含む空洞を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による張力除去構造部を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるフラットケーブル部を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるＹ字形部品と耐引張部材とを示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態による集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるフラットケーブル部を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態による信号伝送フラットケーブルアレイを示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態による保護ブーツにおける信号伝送フラットケーブルの積み重ね状態を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるセンサを示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるボンディング・パッドを示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による軸対称の実装基板を示す図である。
【図１４】本発明の他の実施形態によるセンサを含む空洞を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による基板上にケーブルと相互接続デザインとを実装するプロセスを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の他の実施形態によるフラットケーブル部に耐高温領域を実装するプロセスを示すフローチャートである。
【図１７】本発明の例示的な実施形態による薄膜温度検出装置を示す図である。
【図１８】本発明の例示的な実施形態による基板の断面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態による円形基板を示す図である。
【図２０】本発明の他の実施形態による矩形基板を示す図である。
【図２１】本発明の他の実施形態による基板の断面図である。
【図２２】本発明の他の実施形態による基板の断面図を示す図である。
【図２３】本発明の例示的な実施形態による基板を実装するプロセスを示すフローチャートである。
【図２４】本発明の他の実施形態による基板上に不活性化層を配置するプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置に関する。特に、本発明は、基板上の平面薄膜センサアレイと、基板上の薄膜センサ又は個別のセンサについての一体式フラットケーブル及び相互接続部に関する。本発明は、半導体ウェーハ及びフラットパネルプロセス等の過酷なプロセス条件下での、抵抗熱検出器（ＲＴＤ）センサ、光ファイバーセンサ又は熱電対（ＴＣ）が実装された基板の温度測定に使用される。
【００１７】
１．個別センサ埋込式基板の実施形態
図１から図５を参照して第１の実施形態１０を説明する。集積回路製造ツール基板の個別センサを使用して温度を検出する装置を示す。装置１０は、複数の小さな空洞２８を包含する表面２６を有する基板２０を備える。複数のセンサ３０の各々は、接着剤３２で基板２０の対応する空洞２８内に接着され、埋込用樹脂で埋め込まれている。各々のセンサ３０は、埋込用樹脂３４がセンサ３０を収容する空洞２８に付加される場合に該埋込用樹脂３４によって形成される埋込層３８を貫通して突出するセンサ導線３６を有する。各々のセンサ導線３６は、相互接続システム４０によって少なくとも１つの線条５８に結合される。図４に示すように、各々の線条５８は、機械的保護のための絶縁材６０の壁で被覆され、基板２０の基部２４に連結された張力除去構造部２２に集まっている。張力除去構造部２２は、線条５８が張力を受けて伸びたり切れたりするのを防ぐ。
【００１８】
フラットケーブル部５２と丸ケーブル部９０とを有するケーブル組立体５０は、張力除去構造部２２に取り付けられている。ケーブル組立体５０は、並列に配置された信号伝送フラットケーブル５６のアレイ５４を備える。各々の信号伝送フラットケーブル５６は、複数の線条５８を並列に接着剤で接着することによって形成される。一対の圧縮制限するリボン６２は、信号伝送フラットケーブル５６のアレイ５４の長手方向に延び、各々は対向側に設けられている。リボン６２と信号伝送フラットケーブル５６のアレイ５４とは、２枚のフィルム６４で互いに接着されており、第１の端部６６と、反対側の第２の端部６８とを有するフラットケーブル部５２を形成する。リボン６２は、フラットケーブル部５２の第１の端部６６において張力除去構造部２２の第１の側面２４に取り付けられている。保護ブーツ８０は、フラットケーブル部５２の第２の端部６８を覆って設けられており、丸ケーブル部９０への移行部となる。丸ケーブル部９０は、ブーツ８０に連結された第１の端部９２を有し、線条５８を含んでいる。コネクタ１００は、丸ケーブル部９０の第２の端部９４に接続されている。丸ケーブル部９０内に含まれる線条５８は、コネクタ１００へ終端処理される。
【００１９】
本発明の他の実施形態を図６に示す。ケーブル組立体５０は、フラットケーブル部５２の第２の端部６８でリボン６２に溶着されるＹ字型部品７６を更に備えている。耐引張部材７８は、フラットケーブル部５２の第２の端部６８でＹ字型部品７６に結合されている。耐引張部材７８は、信号伝送フラットケーブル５６が張力を受けて伸びたり切れたりするのを防止する。好適な実施形態では、耐引張部材７８は、ケブラー繊維で構成される。耐引張部材７８の長さは、信号伝送フラットケーブル５６の長さよりもわずかに短く、耐引張部材７８の弾性係数は信号伝送フラットケーブル５６の弾性係数よりも大きい。もしくは、耐引張部材７８は、フラットケーブル部５２内のリボン６２の延長部であってもよい。
【００２０】
本発明の他の実施形態を図７及び図８に示す。ケーブル組立体５０は、更に、基板２０と、フラットケーブル部５２の第１の端部６６の間に耐高温領域７０を備える。耐高温領域７０は、１つ又はそれ以上の高温薄壁フラットスリーブ７２を備え、各々は１つ又はそれ以上の信号伝送フラットケーブル５６を取り囲んでいる。耐高温領域７０に沿って所定間隔で複数のクロスバー７４が配置され、この領域を保持している。好適な実施形態では、クロスバー７４は、耐高温領域７０に沿って１／２インチの間隔で配置される。この耐高温領域は、４００℃を超える温度に耐えることができる。耐高温領域７０の長さは、温度勾配と、基板からＯリングシール（図示せず）までの距離によって決定される。もしくは、フラットケーブル部５２の全長は、約２６０℃の温度に耐えるように、カプトンテープ又はフィルム６４等の、１つ又はそれ以上のテープシート又はフィルム６４で保持してもよい。
【００２１】
図９及び図１０に示す本発明の他の実施形態において、信号伝送フラットケーブルのアレイ５４は、フラットケーブル部５２の第２の端部６８で出ていく際に、平行アレイから積層型アレイに移行する。信号伝送フラットケーブル５６は、特定の順序で一方が他方の上に積み重ねられ、ケーブルスリーブ８２で保持される。信号伝送フラットケーブルの積層アレイ５４は、保護ブーツ８０から丸ケーブル部９０まで送られる。中に入っている個々の信号伝送フラットケーブル５６と線条５８とを容易に識別できるよう、積み重ね順序は、丸ケーブル部９０に沿って維持される。線条５８は、コネクタ１００に終端処理される。好適な実施形態において、線条５８は導体銅線である。もしくは、ＴＣワイヤ、光ファイバー又は導体ワイヤと光ファイバーとの組み合わせを線条５８として使用できる。更に、リボン６２は、処理チャンバの真空シール下で使用される際にフラットケーブル部５２の信号伝送フラットケーブル５６を保護するよう硬化ニッケルで作られている。リボン６２は、幅１．０ｍｍ、厚さ０．１３ｍｍであり、リボン６２が真空シールに過大な応力をかけないよう圧縮力を分散するようになっている。
【００２２】
図１１及び図１２に示す他の実施形態において、相互接続システム４０は、導電フィルム４８で被覆処理され、絶縁薄板４７上に蒸着された複数の薄いボンディング・パッド４２を備える。絶縁薄板４７は、各々のセンサ３０に隣接する基板２０の表面２６に接着剤４９で接着される。センサ導線３６は、隣接する各々のボンディング・パッド４２の第１の側面４４に接続される。線条５８は、第１の側面４４の反対側のボンディング・パッド４２の第２の側面４６に個別に接続される。
【００２３】
例示的な実施形態において、絶縁板４７は、４００℃を超える温度に耐えることができるセラミック製であり、ボンディング・パッド４２はアルミニウム製である。更に、ボンディング・パッド４２上の導電フィルム４８は、銀と白金又はモリブデンとマンガンで構成される。この導電フィルム４８は、センサ導線３６と線条５８との間での信号伝送を容易にする。更に、絶縁板４７は接着剤４９で基板表面２６に接着される。例示的な実施形態では、接着剤４９はポリイミドである。
【００２４】
図１３及び図１４は、本発明の他の実施形態による基板２０を示す。この実施形態では、基板２０は次のように構成されている。すなわち、図示のようにセンサ３０は基板２０上に軸対称のパターンを形成しており、表面２６の放射率の均一性が最適化されるよう基板２０上で均一のパターン密度を得るようになっている。例示的な実施形態において、センサ３０は白金抵抗熱検出器であり、隣接するボンディング・パッド４２に溶着又は接着される一対のセンサ導線３６を有し、４００℃で性能を得られるようポリイミド接着剤等の高温接着剤を使用して空洞２８に接着されている。更に、線条５８は、ポリイミド絶縁壁で被覆処理された０．０００３インチの導電銅線であり、４本のワイヤは、第１の側面４４の反対側にある各々のボンディング・パッド４２の第２の側面４６に溶着され、コネクタ１００に半田付けされている。各々の信号伝送ケーブルは１２本の導体ワイヤを含み、１７個のＲＴＤ組立体については６本の伝送ケーブルを使用してケーブル組立体を形成できる。センサ３０は、ポリイミド結合剤でもってシリカを被覆した窒化アルミニウム等の、良好な電気絶縁熱伝導体で埋め込まれており、センサ３０と基板２０との間の良好な熱結合を得るようになっている。もしくは、ＲＴＤに代えて、ＴＣ又は光ファイバーをセンサ３０として使用してもよい。更に、線条５８として、光ファイバー、ワイヤ、又は導体ワイヤと光ファイバーとを組み合わせたものを使用できる。
【００２５】
図１５は、例えば、図１で示した集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を形成する方法１１０を示す。ステップ１１２で、線条５８のグループを、接着剤を用いて並列に接着して、複数の信号伝送フラットケーブル５６を形成する。ステップ１１４で、ケーブル５６及び線条５８を容易に識別できるように、信号伝送フラットケーブル５６を一方が他方の上になるように特定の順序で個別に積み重ねる。ステップ１１６で、その順序が保たれるように、積み重ねた信号伝送ケーブル５６をケーブル組立体５０の丸ケーブル部９０まで送り込む。ステップ１１８で、積み重ねた信号伝送フラットケーブル５６を覆って保護ブーツ８０を配置する。ステップ１２０で、信号伝送フラットケーブルのアレイ５４を形成するために、複数の信号伝送フラットケーブル５６を並べる。ステップ１２２で、信号伝送フラットケーブルのアレイ５４の各々の側面上にリボン６２を配置する。ステップ１２４で、２枚のフィルム６４を用いて信号伝送フラットケーブルのアレイ５４とリボン６２とを相互に接着して、第１の端部６６と、これと反対側の第２の端部６８とを有するケーブル組立体５０のフラットケーブル部５２を形成する。ステップ１２６で、丸ケーブル部９０の端部９４にコネクタ１００を接続する。ステップ１２８で、信号伝送フラットケーブル５６内に含まれる線条５８をコネクタ１００に終端処理する。ステップ１３０で、基板２０の表面２６に複数の空洞２８を軸対称形状で形成する。ステップ１３２で、各々の空洞２８内にセンサ導線３６を有するセンサ３０を配置する。ステップ１３４で、接着剤３２を用いて各々のセンサ３０を各々の空洞２８内に接着する。ステップ１３６で、センサ３０を収容する各々の空洞２８を埋込用樹脂３４で埋め込む。ステップ１３８で、各々のセンサ導線３６を相互接続システム４０によって少なくとも１つの被覆処理された線条５８に接続する。ステップ１４０で、全ての線条が集まる基板２０の基部２４に張力除去構造部２２を取り付ける。最後に、ステップ１４２で、ケーブル組立体５０に包含されるリボン６２を張力除去構造部２２の第１の側面２４に取り付け、ケーブル組立体５０を基板２０に固定する。
【００２６】
図１６は、例えば、図７及び図８に示される集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を形成する方法の追加ステップ２００を示す。ステップ２０２で、フラットケーブル部５２の第１の端部６６の近傍の領域をポリイミドスリーブ７２で覆い、耐高温領域７０を形成する。最後に、ステップ２０４で、耐高温領域７０内に所定間隔で複数のクロスバー７４を配置する。
【００２７】
本発明の他の態様は、所定の形状に成形でき、かつ、ケーブル５０を伸張するのに利用される張力が解放される度に元の形状に戻る、フラットケーブル部５２又は丸ケーブル部９０を含む。本発明の他の態様では、張力除去構造部２２はステンレス鋼製であり、基板に取り付けられた一対のリベット２３によって基板２０に結合してもよい。また、張力除去構造部２２は、基板２０と同じ材料で作り、接着剤で基板に接着してもよい。更に、張力除去構造部２２は、線条が損傷した場合に再加工又は修理のための余分な線条を備えている。
【００２８】
２．基板に直接蒸着される薄膜相互接続導線及びセンサの実施形態
他の実施形態において、薄膜金属相互接続導線の導体線と、プロセス温度を測定するための薄膜ＲＴＤ又は熱電対センサ素子は、ガラス基板上、又は、シリコンウェーハ上又は他の半導体基板上に蒸着された誘電フィルム上に直接蒸着することができる。温度センサを基板の表面に直接形成すると、多くの測定誤差発生源を低減できる。また、薄膜相互接続部とセンサ素子の表面の単純な保護は、湿式プロセスによる簡単な測定が可能となる。薄膜実装ウェーハの温度測定精度の１つの重要な改良点は、基板とセンサとの間の熱結合に優れ、センサと導線の質量が遥かに小さくなったことによる。その利点は、非等温線加熱環境で基板温度を測定する場合に顕著になる。
【００２９】
図１７と１８を参照して例示的な実施形態３００を説明する。集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置が示されている。装置３００は、電気的に絶縁である表面３１２を有する基板３１０を備える。金属膜３１６を用いて、基板３１０の表面３１２上に、複数の相互接続導体線３１４が蒸着されパターン化されている。基板３１０の均一な赤外線吸収性と放射率をもたらす導体線３１４のレイアウトに留意されたい。基板３１０の導体線３１４のレイアウトの影響は、高温時又は真空環境下で最も大きい。従って、導体線３１４は、均一な密度で基板表面３１２全体にわたって対称なパターンでもって配置される必要がある。例えば、密度が均一な領域は、大きくても数ミリの範囲にわたる必要がある。導線ボンディング・パッド３１１のアレイは、基板３２０の縁部で蒸着され、導体線３１４に接続される。センサ導線３２４を有する複数の薄膜センサ３２２は、金属膜３１６を用いて基板３１０の表面３１２上に蒸着されてパターン化される。センサ導線３２４は、蒸着パターンで導体線３１４に接続される。全ての線３１４は、ウェーハ３２０の縁部近傍で１つ又はそれ以上の蒸着された薄膜導線ボンディング・パッド３１１に結合されている。蒸着ボンディング・パッド３１１、及び該蒸着ボンディング・パッド３１１に隣接して基板に取り付けられる個別のボンディング・パッド３１８のアレイは、ボンディング・ワイヤ又はリボンを介して接続され、その結果、センサ３２２と個別ボンディング・パッド３１８との間に相互接続経路３２６がもたらされる。相互接続経路３２６は、ケーブル５０がウェーハに３１０に結合される際に、薄膜導線ボンディング・パッド３１１の応力除去を助けるよう使用される。
【００３０】
好適な実施形態では、センサパターン３２２は、微小領域ビームエネルギーソースによって加熱される際に、基板３１０の微小領域の局所的な温度を測定する限定された領域である必要がある。特に基板縁部３２０近傍でプロセス測定及び最適化のための適切な空間分解能をもたらすには、センサ領域３２２は１ｍｍ未満であるのが好ましい。ＲＴＤセンサは、通常、薄い線状曲折抵抗パターンに成形された単一の薄膜導体材であり、矩形で、狭く、長手部が基板縁部３２０に平行に指向されているのが好ましい。超小径ビームエネルギーソースについては、センサ領域３２２は、数ミクロン未満の面積に制限され、ビーム進行経路の方向に分布している必要がある。典型的な３００ｍｍの円形シリコン基板は、表面３１２上の異なる位置に分布する、最大３４個又はそれ以上のアクティブセンサ３２２をもつこともある。その位置は、測定される装置及びプロセスに予想される熱不均一性の形に幾分依存する。
【００３１】
更に、複数のセンサ３２２は、１組の相互接続線３１４に接続されてもよい。これより、不要なセンサ３２２を非活性化又は切断することによって任意の位置を選択できる。センサ３２２は、機能していないセンサ３２２が非活性化されるように選別してもよく、その結果、実装ウェーハの生産性が高くなる。
【００３２】
図１９に示す他の実施形態では、基板は円形である。更に、導体線３１４は、スポーク３３２が基板３１０の縁部３２０に向かって外方に放射状に広がった、対称且つ均一な同心円３３０に形成されており、これにより導体線３１４の同心円３３０は相互接続される。導体線３１４は、センサ３２２が蒸着される複数の導体接合部３３４で交差する。同心円３３０は、導体線３１４の微小な切れ目によって複数の絶縁部分に分離される。スポーク３３２は、両端又はスポーク内の微小な切れ目によって絶縁できる。切れ目のないスポーク３３２は、円形部３３０を相互接続できる。センサ３２２は、同心円３３０の間、スポーク３３２の間、又は、同心円又はスポーク線３３２内の切れ目領域に配置できる。従って、導体線３１４は、通常は基板３１０の縁部３２０近傍の１つ又はそれ以上の領域において、各々のセンサ位置から導線ボンディング・パッド３１１を経由して個別のボンディング・パッド３１８のアレイまでの、相互接続経路３２６をもたらすことができる。基板縁部近傍の１つの領域内のボンディング・パッド３１８が好ましい。
【００３３】
図２０に示す他の実施形態では、基板３１０は矩形である。導体線３１４は、対称で均一な矩形格子形状の相互接続パターン３４０に成形されている。導体線３１４は、センサ３２２が蒸着される複数の導体接部３３４で交差する。矩形基板３１０では、矩形格子形状の相互接続パターン３４０を使用するのが一番よい筈である。相互接続パターン３４０の一部を導体線３１４の切れ目で絶縁できる。センサは、相互接続パターン３４０の開口部内又は導体線３１４の切れ目に配置できる。
【００３４】
他の実施形態において、センサ３２２は、抵抗熱検出器ＲＴＤであり、３本又はそれ以上の導体線３１４と相互接続している。ＲＴＤセンサの相互接続部の導線抵抗は、検出素子抵抗よりもはるかに低い値に制御する必要があり、そうしないと、ＲＴＤ測定回路の電源コンプライアンス電圧要求値が非常に高くなり、動作限界値を超える場合もある。
【００３５】
３本線相互接続を使用するセンサ抵抗測定部及び測定装置の補償部によって、基板加熱による導線抵抗変動の影響を低減できる。各々のＲＴＤセンサ素子との４本線ケルビン相互接続は、測定装置の導線抵抗の影響を取り除くので好ましい。
【００３６】
他の実施形態において、センサ３２２は、熱電対（ＴＣ）であり２本又はそれ以上の導体線３１４と相互接続している。熱電対センサパターンは、通常、第１の形式のＴＣ導体が第２の形式のＴＣ導体にオーバーレイしている、小さな矩形接触領域になっている。薄膜熱電対導線（例えばセンサ導線３２４）は、同心円３３０及び格子パターンに形成されており、基板３１０上に均一な吸収性及び放射性をもたらすことができる。ＴＣは、各々のＴＣ専用又は複数のＴＣが１本の共通相互接続導体線３１４を共有できる、２本の絶縁センサ導線と一緒に形成できる。また、ＴＣは、基板３１０上の１つの小さな均一温度区域内に基準接合部３３４領域を形成することによって、異なる様式で測定するようになっていてもよい。異なるＴＣの実温度は、基板３１０上の基準接合部３３４の温度を加えることによって測定できる。基準接合部３３４の温度は、独立した温度センサ３２２を用いて測定できる。
【００３７】
図２１に示す他の実施形態において、基板は、更に、センサ３２２及びセンサ導線３２４がパターン化される金属膜の下の基板３１０の表面に蒸着される不活性化膜３５０を備える。本実施形態において、基板３１０は導体である。従って、最初に絶縁膜を基板表面３１２に蒸着する必要がある。例えば、通常、導電３１０基板上に誘電膜が蒸着される。このような膜は、相互接続部及びセンサ膜３１６の下に形成して電気的絶縁を行う。シリコン基板３１０には、熱形成した二酸化ケイ素を利用できる。シリコン基板及び他の導電基板３１０は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の物理的蒸着又は化学的蒸着誘電膜３５０で絶縁できる。膜３５０は、導電基板を通る漏洩電流を制限するためにピンホール及び汚れがあってはいけない。不活性化フィルム３５０は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の物理的蒸着誘電膜又は化学的蒸着誘電膜とすることができる。
【００３８】
もしくは、不活性化膜３５０は、パターン化された相互接続部３１４及びセンサ素子の上に形成してもよい。この不活性化膜３５０は、引っかき保護を行い、表面３１２が汚れた場合に導体線３１４の間の漏洩電流を低減又はなくす。不活性化膜は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の物理的蒸着誘電膜又は化学的蒸着誘電膜とすることができる。通常、不活性化膜３５０は、ボンディング・パッドを隠さないようパターン化されており、これによって外部導線システム３１８によるセンサ相互接続膜３１４への接触が可能になる。
【００３９】
図２２に示す他の実施形態において、薄膜実装基板は、基板表面を密閉する保護被覆３６０を備えており、実装された薄膜基板３１０を湿式プロセスで使用できる。この薄膜実装基板３１０は、保護被覆３６０が基板３１０から外部導線システム３１８までの接続部３１４を含む基板表面３１２を密閉する場合は、湿式プロセスの流体と接触した状態で使用できる。密閉被覆には、化学蒸着（ＣＶＤ）によって蒸着できるパラリン（ｐａｒａｌｙｎｅ）及び浸漬被覆又は噴霧被覆できるポリイミド等の材料を含む。
【００４０】
図２３は、例えば、図１７に示すような集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を形成する方法４００を示す。ステップ４１０で、複数の相互接続導体線３１４を、金属膜３１６を用いて基板表面３１２上にパターン化して蒸着する。ステップ４１２で、相互接続導体線３１４に導体接合部３２８を形成する。ステップ４１４で、基板３１０の縁部３２０近傍に導線ボンディング・パッド３１１のアレイを蒸着する。ステップ４１６で、金属膜３１６を用いて基板３１０の縁部３２０にセンサ導線３２４を有する複数の薄膜センサ３２２を形成する。ステップ４１８で、特定のセンサ導線３２４に切れ目を入れて、センサを非選択状態にする。ステップ４２０で、各々の不要なセンサ３２２が導体線３１４から非選択状態になるので、選択されたセンサ３２２とボンディング・パッド３１８との間にのみ相互接続経路３２６を提供する。図２３に示すセンサ３２２、導線３２４及び導線ボンディング・パッド３１１を形成する順序は必要ではない。
【００４１】
センサ３２２及び相互接続線３１４は、同一又は異なる金属で形成してもよい。可能性のある金属としては、アルミニウム、白金、銅、ニッケル、タンタル、並びに、他の金属元素、合金および混合物が含まれる。特定の金属では、基板３１０上の誘電表面３５０上に接着促進膜を必要とすることもある。例えば、白金又は他の貴金属を相互接続部又はセンサ抵抗金属として使用する場合、接着促進膜を酸化物表面の真上又はセンサ金属膜の真下に蒸着させると二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）誘電基板又はガラス基板への接着力が高まる。接着促進金属層には、金属抵抗率の変動又は抵抗対温度の変動を防止するために、高温時のセンサ金属層への拡散率が制限される必要がある。クロム及びチタニウムは、貴金属センサ抵抗素子の接着促進材であり得る。
【００４２】
全ての金属と誘電膜は、写真製版プロセスを使用するか、又は、感光性フォトレジストプロセスを使用してパターン化してもよい。金属膜のパターン化は、リフトオフ法、湿式エッチング、プラズマエッチング、又はイオンエッチングによるものであってもよい。一部のエッチング法では、パターン化処理中の侵食に耐えるように厚いレジスト層を必要とすることもある。他のパターン化プロセスでは、最初にフォトレジストマスクでパターン化して、次に、フォトレジスト膜を傷つけることになるエッチングパターン化プロセスの際に、基板及び相互接続金属を保護するために使用される、ＣＶＤ酸化物又は窒化物誘電膜等の硬質マスクを必要とする場合もある。誘電膜は、湿式エッチング、プラズマエッチング、又はイオンエッチングによってパターン化できる。
【００４３】
３．結論
特定の構成を参照して例示的な実施形態を説明した。当業者であれば、請求項の範囲から逸脱することなく種々の変形及び変更ができることが分かる。例えば、本発明の好適な実施形態の１つでは、基板は、ＲＴＤセンサ及び軸対称のパターンを形成する、隣接したボンディング・パッドを実装するシリコンウェーハである。当業者であれば、変更されたパターンで何らかの検出デバイス及び隣接した相互接続システムを実装する他の基板は、請求項の範囲に含まれることを理解できる。更に、やはり請求項の範囲から逸脱することなく、フラットケーブル組立体の種々の構成が可能である。例えば、信号伝送ケーブルアレイの接着は、カプトンフィルム又はテープに限定されない。更に、いかなる導体又は光ファイバーも信号伝送ケーブル内に含むことができる。同様に、リボンには、やはり請求項の範囲から逸脱することなく、如何なる金属又は圧縮制限材料でも使用できる。
【００４４】
本発明は、公知の技術より多くの利点をもたらす。本発明は、基板及びケーブルインタフェースにおいて使用される小型ボンディング・パッドを備え、これによって、センサ導線を都合よくしっかりとケーブルに接続できる。これによって、製品製造時間が短縮され、基板の表面上に単純できれいな接続形状をもたらす。更に、本発明は、フラットケーブル部へ２本の金属リボンを組み込むことを含む。これによって、信号伝送ケーブルを損傷することなく真空シール部においてフラットケーブル部を繰り返して使用することができる。更に、本発明は、信号伝送ケーブルの積み重ねを利用しており、これによって、線条の識別が容易になり、迅速な製品の組み立てが可能になる。
【００４５】
本明細書で言及した全ての出版物及び特許出願は、各々の出版物又は特許出願が特別にかつ個別に参考文献として組み込まれるよう指示される場合と同様に、本明細書に参考文献として組み込まれている。
【００４６】
本発明は、本明細書において詳細に説明され、例示的な実施形態と最良の実施形態が開示されているが、当業者であれば、請求項の精神と範囲から逸脱することなく多くの変形及び変更を行うことができる。
【００４７】
本願において開示される実施例のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
（１）集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置であって、複数の小さな空洞を含む表面を有する基板と、各々が埋込用樹脂によって形成された埋込層を通って突出するセンサ導線を有し、各々が対応する前記基板の空洞内に接着剤で接着されて前記埋込用樹脂で埋め込みされている複数のセンサと、前記各々のセンサ導線を、各々が機械的保護のために絶縁材壁で被覆処理された少なくとも１つの線条へ結合する相互接続システムと、前記基板の基部に連結され、前記線条が集束されている張力除去構造部と、フラットケーブル部を有するケーブル組立体であって、（ａ）各々が複数の前記線条を並列に接着剤で接着することによって形成される、並列に配置された信号伝送フラットケーブルのアレイと、（ｂ）前記信号伝送ケーブルのアレイの長さ方向に延びる一対のリボンであって、該リボンの各々は前記前記信号伝送ケーブルアレイの両側に配置され、１つ又はそれ以上のフイルムシートと共に保持されて、第１の端部と、その反対側にある第２の端部を有する前記フラットケーブル部を形成するようになっており、前記フラットケーブル部の前記第１の端部において前記張力除去構造部の第１の側面に溶着されているリボンと、（ｃ）前記信号伝送ケーブルが貫通して延びる前記フラットケーブル部の前記第２の端部を覆って配置された保護ブーツと、を備えるケーブル組立体と、前記ケーブル組立体の端部と、前記コネクタに終端処理される前記ケーブル組立体に含まれる前記線条とに結合されるコネクタと、を備えることを特徴とする装置。
（２）前記ケーブル組立体は、前記フラットケーブル部の前記第２の端部の前記リボンに溶着されるＹ字型部品と、前記フラットケーブル部の前記第２の端部で前記Ｙ字型部品に結合されて、前記信号伝送ケーブルが張力を受けて伸びるのを防止するようになった耐引張部材と、前記信号伝送ケーブルが貫通して延びる、前記保護ブーツと前記コネクタとの間の丸ケーブル部と、を更に備えることを特徴とする上記（１）の装置。
（３）前記相互接続システムは、導電フィルムで被覆処理され、前記センサの各々に隣接した前記基板表面に接着剤で接着された薄い絶縁板上に蒸着される複数のボンディング・パッドを更に備え、前記センサ導線は、隣接した各々のボンディング・パッドの第１の側面に結合され、前記線条は、前記第１の側面の反対側にある前記ボンディング・パッドの第２の側面に結合されることを特徴とする上記（２）の装置。
（４）前記張力除去構造部は、前記基板に接着剤で接着され、再加工及び修理のための余分な線条を備えていることを特徴とする上記（３）の装置。
（５）前記リボンは、真空シール下で使用される際に前記フラットケーブル部の前記信号伝送ケーブルを保護するよう硬化ニッケルで構成され、前記リボンは、該リボンが前記真空シールに過大な応力をかけず、前記フラットケーブルが前記真空シールから過大な応力を受けないよう圧縮力を分散させるのに必要な幅と厚みとを有し、前記信号伝送のケーブルは、前記フラットケーブル部の前記第２の端部で特定の順序で一方が他方の上に積み重ねられ、前記コネクタへの終端処理の際に容易に識別できるよう前記順序を維持するために、ケーブルスリーブで保持され、前記フラットケーブル部と前記ケーブル丸ケーブル部の少なくとも１つは、特定の形状に予成形され、前記ケーブルを伸張するために付加された張力量が取り除かれる度に前記形状に実質的に復元し、前記張力除去構造部は、前記基板に取り付けられる一対のリベットによって前記基板に結合され、再加工又は修理のための余分な線条を備える、ことを特徴とする上記（３）の装置。
（６）前記基板は、前記センサが前記基板上に軸対称パターンを形成して、前記基板表面の放射率の均一性が最適化されるよう前記基板上の前記パターンの均一密度をもたらすように実装されており、前記ボンディング・パッドの接着剤はポリイミドであり、前記センサ接着剤はポリイミドであり、前記埋込用樹脂は、ポリイミド結合剤でもってシリカ被覆された窒化アルミニウムである、
ことを特徴とする上記（５）の装置。
（７）前記耐引張部材はケブラー繊維であり、前記耐引張部材の長さは前記信号伝送ケーブルの長さよりもわずかに短く、前記耐引張部材の弾性係数は前記信号伝送ケーブルの弾性係数よりも高く、前記複数の線条を並列に互いに接着して前記各々の信号伝送ケーブルを形成するために使用する前記接着剤はポリイミドである、ことを特徴とする上記（６）の装置。
（８）前記センサは、前記隣接したボンディング・パッドの第１の側面に結合される一対のセンサ導線を有する白金抵抗熱検出器であり、前記線条は、前記第１の側面の反対側にある前記ボンディング・パッドの１つの第２の側面に個別に接続され、前記コネクタに半田付けされる導電性の銅線であり、絶縁材壁はポリイミドである、ことを特徴とする上記（７）の装置。
（９）前記センサは、前記線条に接続される一対のセンサ導線を有する熱電対であり、前記線条は前記コネクタに終端処理される熱電対線であり、前記絶縁材壁はポリイミドである、ことを特徴とする上記（７）の装置。
（１０）前記センサは光ファイバーであり、前記線条は光ファイバーである、ことを特徴とする上記（７）の装置。
（１１）前記ケーブル組立体は、前記フラットケーブル部の前記第２の端部の前記リボンに溶着されるＹ字型部品と、前記信号伝送ケーブルが張力を受けて伸びるのを防止するために、前記フラットケーブル部の前記第２の端部で前記Ｙ字型部品に接続される耐引張部材と、前記フラットケーブル部の前記第１の端部近傍の耐高温領域であって、前記フラットケーブル部の高温領域で複数のクロスバーによって相互に保持されている前記信号伝送ケーブルアレイを、ポリイミドチューブが取り囲むようになっている領域と、前記信号伝送ケーブルが貫通して延びる、前記保護ブーツと前記コネクタとの間の丸ケーブル部と、を更に備えることを特徴とする上記（１）の装置。
（１２）前記相互接続システムは、導電フィルムで被覆処理され、前記各々のセンサに隣接する前記基板表面に接着剤で接着された薄い絶縁板上に蒸着される複数のボンディング・パッドを更に備え、前記センサ導線は、隣接する各々のボンディング・パッドの第１の側面に接続され、前記線条は、前記第１の側面の反対側にある前記ボンディング・パッドの第２の側面に接続されることを特徴とする上記（１１）の装置。
（１３）前記張力除去構造部は、前記基板に接着剤で接着され、再加工及び修理のための余分な線条を備えていることを特徴とする上記（１２）に記載の装置。
（１４）前記リボンは、真空シール下で使用される際に前記フラットケーブル部の前記信号伝送ケーブルを保護するよう硬化ニッケルで構成され、前記リボンは、該リボンが前記真空シールに過大な応力をかけず、前記フラットケーブルが前記真空シールから過大な応力を受けないよう圧縮力を分散させるのに必要な幅と厚みとを有し、前記信号伝送のケーブルは、前記フラットケーブル部の前記第２の端部で特定の順序で一方が他方の上に積み重ねられ、前記コネクタへの終端処理の際に容易に識別できるよう前記順序を維持するために、ケーブルスリーブで保持され、前記フラットケーブル部と前記ケーブル丸ケーブル部の少なくとも１つは、特定の形状に予成形され、前記ケーブルを伸張するために付加された張力量が取り除かれる度に前記形状に実質的に復元し、前記張力除去構造部は、前記基板に取り付けられる一対のリベットによって前記基板に結合され、再加工又は修理のための余分な線条を備える、ことを特徴とする上記（１２）の装置。
（１５）前記基板は、前記センサが前記基板上に軸対称パターンを形成して、前記基板表面の放射率の均一性が最適化されるよう前記基板上の前記パターンの均一密度をもたらすように実装されており、前記ボンディング・パッドの接着剤はポリイミドであり、前記センサ接着剤はポリイミドであり、前記埋込用樹脂は、ポリイミド結合剤でもってシリカ被覆された窒化アルミニウムである、ことを特徴とする上記（１４）の装置。
（１６）前記耐引張部材はケブラー繊維であり、前記耐引張部材の長さは前記信号伝送ケーブルの長さよりもわずかに短く、前記耐引張部材の弾性係数は前記信号伝送ケーブルの弾性係数よりも高く、前記複数の線条を並列に互いに接着して前記各々の信号伝送ケーブルを形成するために使用する前記接着剤はポリイミドである、ことを特徴とする上記（１５）の装置。
（１７）前記センサは、前記隣接したボンディング・パッドの第１の側面に結合される一対のセンサ導線を有する白金抵抗熱検出器であり、前記線条は、前記第１の側面の反対側にある前記ボンディング・パッドの１つの第２の側面に個別に接続され、前記コネクタに半田付けされる導電性の銅線であり、絶縁材壁はポリイミドである、ことを特徴とする上記（１５）の装置。
（１８）前記センサは、前記線条であるか又は前記線条に接続される一対のセンサ導線を有する熱電対であり、前記線条は前記コネクタに終端処理される熱電対線である、ことを特徴とする上記（１５）の装置。
（１９）前記センサは光ファイバーであり、前記線条は光ファイバーであり、前記絶縁材壁はポリイミドである、ことを特徴とする上記（１５）の装置。
（２０）集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置を形成する方法であって、（ａ）前記線条グループをポリイミドで並列に互いに接着して、複数の信号伝送フラットケーブルを形成する段階と、（ｂ）前記線条を容易に識別できるように、前記信号伝送フラットケーブルを特定の順序で一方を他方の上に個別に積み重ねる段階と、（ｃ）積み重ねたケーブルを前記円形ケーブルスリーブに通して前記フラットケーブルの長手方向を円形ケーブルスリーブから突出させる段階と、（ｄ）幅広側の端部が前記突出されたケーブルに面するように、前記ケーブルを覆う保護ブーツを配置する段階と、（ｅ）前記信号伝送フラットケーブルを並列に並べて、前記円形スリーブの一端近傍に信号伝送フラットケーブルアレイを形成する段階と、（ｆ）前記信号伝送フラットケーブルアレイの両側に一対のリボンを配置する段階と、（ｇ）２枚のフイルムシートで前記信号伝送フラットケーブルアレイと前記リボンとを適当な位置で接着して、第１の端部と、その反対側にある第２の端部とを有する前記ケーブルのフラットケーブル部を形成する段階と、（ｈ）コネクタを前記ケーブル端部と結合する段階と、（ｉ）前記線条を前記コネクタに終端処理する段階と、（ｊ）前記基板表面上に複数の空洞を形成する段階と、（ｋ）前記各々の空洞内にセンサを配置する段階と、（ｌ）前記各々の空洞内に前記各々のセンサを接着剤で接着する段階と、（ｍ）前記各々のセンサを埋込用樹脂で埋め込む段階と、（ｎ）相互接続システムによって各々のセンサ導線を少なくとも１つの線条と接続する段階と、（ｏ）前記基板に張力除去構造部を取り付ける段階と、（ｐ）前記フラットケーブル部の第１の端部において前記張力除去構造部へ前記リボンを溶着する段階と、を含む方法。
（２１）（ｑ）前記フラットケーブル部の前記第１の端部近傍の領域をポリイミドスリーブで覆って、耐高温領域を形成する段階と、（ｒ）複数のクロスバーを所定間隔で前記耐高温領域内に配置する段階と、を更に含む上記（２０）の方法。
（２２）集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置であって、表面を有する基板と、金属膜を備える前記基板表面上に蒸着されパターン化され、導体接合部で交差する複数の相互接続導体線と、前記基板の縁部に蒸着され、前記導体線に接続される導線ボンディング・パッドアレイと、前記導線ボンディング・パッドに隣接して前記基板に結合され、前記導線ボンディング・パッドに接続される個別のボンディング・パッドアレイと、金属膜を備える前記基板表面上に蒸着されパターン化されるセンサ導線を有する複数の薄膜センサであって、不要なセンサ導線が、センサ非選択プロセスの際に前記導体線から切断されて、前記選択されたセンサと前記パッドとの間にのみ相互接続経路が形成される薄膜センサと、を備えることを特徴とする装置。
（２３）前記基板は円形であり、前記導体線は、スポークが前記基板の前記縁部に向かって放射状に広がる状態で同心円に形成されており、これにより、前記同心円導体線を相互接続して、前記導体線は、複数の導体接合部で交差するようになっており、前記センサは、前記基板上の選択された位置に蒸着される、ことを特徴とする上記（２２）の装置。
（２４）前記基板は矩形であり、前記導体線は長方形の格子状パターンに形成され、前記導体線は複数の導体接合部において交差し、前記センサは、前記基板上の選択された位置に蒸着される、ことを特徴とする上記（２２）の装置。
（２５）前記導線ボンディング・パッドと前記個別ボンディング・パッドとは、複数のボンディング・ワイヤによって接続されることを特徴とする上記（２２）の装置。
（２６）前記導線ボンディング・パッドと前記個別ボンディング・パッドとは、複数のリボンによって接続されることを特徴とする上記（２２）に記載の装置。
（２７）前記センサは抵抗熱検出器であり、前記３本またはそれ以上の導体線と相互接続することを特徴とする上記（２２）の装置。
（２８）前記センサは熱電対であり、前記２本又はそれ以上導体線と相互接続することを特徴とする上記（２２）の装置。
（２９）前記薄膜実装基板が、前記基板表面を密閉して、実装された薄膜ウェーハが湿式プロセスで使用できるようにする保護被覆を備えることを特徴とする上記（２２）の装置。
（３０）前記基板が、前記相互接続部及びセンサ膜の下の前記基板表面に蒸着される不活性化膜を更に備え、前記基板が半導体であることを特徴とする上記（２２）の装置。
（３１）前記基板がガラスであることを特徴とする上記（２２）に記載の装置。
（３２）集積回路製造ツール基板上で温度を検出するための装置を形成する方法であって、（ａ）金属膜を備える基板表面に、対称かつ均一な複数の相互接続導体線をパターン化する段階と、（ｂ）前記相互接続導体線内に導体接合部を形成する段階と、（ｃ）前記基板の縁部に沿って導線ボンディング・パッドアレイを蒸着する段階と、（ｄ）前記基板上の選択位置に、センサ導線を有する複数の薄膜センサを、金属膜を備える前記基板表面上に形成する段階と、（ｅ）前記導体線から各々の不要なセンサの前記センサ導線を非選択状態にして、前記選択されたセンサ及び前記パッドとの間にのみ相互接続経路をもたらす段階と、を含む方法。
（３３）（ｆ）前記センサ及び相互接続膜より下の前記基板表面上に不活性化膜を蒸着する段階と、（ｇ）湿式プロセスで使用するために前記実装基板を覆う保護被覆を蒸着する段階と、を更に含むことを特徴とする上記（３２）の方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置であって、
表面を有する基板と、
金属膜を備える前記基板表面上に蒸着されパターン化され、導体接合部で交差する複数の相互接続導体線と、
前記基板の縁部に蒸着され、前記導体線に接続される導線ボンディング・パッドアレイと、
前記導線ボンディング・パッドに隣接して前記基板に結合され、前記導線ボンディング・パッドに接続される個別のボンディング・パッドアレイと、
金属膜を備える前記基板表面上に蒸着されパターン化されるセンサ導線を有する複数の薄膜センサであって、不要なセンサ導線が、センサ非選択プロセスの際に前記導体線から切断されて、前記選択されたセンサと前記パッドとの間にのみ相互接続経路が形成される薄膜センサと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記基板は円形であり、
前記導体線は、スポークが前記基板の前記縁部に向かって放射状に広がる状態で同心円に形成されており、これにより、前記同心円導体線を相互接続して、前記導体線は、複数の導体接合部で交差するようになっており、
前記センサは、前記基板上の選択された位置に蒸着される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記基板は矩形であり、
前記導体線は長方形の格子状パターンに形成され、前記導体線は複数の導体接合部において交差し、
前記センサは、前記基板上の選択された位置に蒸着される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記導線ボンディング・パッドと前記個別ボンディング・パッドとは、複数のボンディング・ワイヤによって接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記導線ボンディング・パッドと前記個別ボンディング・パッドとは、複数のリボンによって接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記センサは抵抗熱検出器であり、前記３本またはそれ以上の導体線と相互接続することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記センサは熱電対であり、前記２本又はそれ以上導体線と相互接続することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記薄膜実装基板が、前記基板表面を密閉して、実装された薄膜ウェーハが湿式プロセスで使用できるようにする保護被覆を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記基板が、前記相互接続部及びセンサ膜の下の前記基板表面に蒸着される不活性化膜を更に備え、前記基板が半導体であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記基板がガラスであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
集積回路製造ツール基板上で温度を検出するための装置を形成する方法であって、
（ａ）金属膜を備える基板表面に、対称かつ均一な複数の相互接続導体線をパターン化する段階と、
（ｂ）前記相互接続導体線内に導体接合部を形成する段階と、
（ｃ）前記基板の縁部に沿って導線ボンディング・パッドアレイを蒸着する段階と、
（ｄ）前記基板上の選択位置に、センサ導線を有する複数の薄膜センサを、金属膜を備える前記基板表面上に形成する段階と、
（ｅ）前記導体線から各々の不要なセンサの前記センサ導線を非選択状態にして、前記選択されたセンサ及び前記パッドとの間にのみ相互接続経路をもたらす段階と、
を含む方法。
【請求項１２】
（ｆ）前記センサ及び相互接続膜より下の前記基板表面上に不活性化膜を蒸着する段階と、
（ｇ）湿式プロセスで使用するために前記実装基板を覆う保護被覆を蒸着する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１】
集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置であって、
表面を有する基板と、
金属膜を備える前記基板表面上に蒸着されパターン化され、導体接合部で交差する複数の相互接続導体線と、
前記基板の縁部に蒸着され、前記導体線に接続される導線ボンディング・パッドアレイと、
前記導線ボンディング・パッドに隣接して前記基板に結合され、前記導線ボンディング・パッドに接続される個別のボンディング・パッドアレイと、
金属膜を備える前記基板表面上に蒸着されパターン化されるセンサ導線を有する複数の薄膜センサであって、不要なセンサ導線が、センサ非選択プロセスの際に前記導体線から切断されて、前記選択されたセンサと前記パッドとの間にのみ相互接続経路が形成される薄膜センサと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記基板は円形であり、
前記導体線は、スポークが前記基板の前記縁部に向かって放射状に広がる状態で同心円に形成されており、これにより、前記同心円導体線を相互接続して、前記導体線は、複数の導体接合部で交差するようになっており、
前記センサは、前記基板上の選択された位置に蒸着される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記基板は矩形であり、
前記導体線は長方形の格子状パターンに形成され、前記導体線は複数の導体接合部において交差し、
前記センサは、前記基板上の選択された位置に蒸着される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記導線ボンディング・パッドと前記個別ボンディング・パッドとは、複数のボンディング・ワイヤによって接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記導線ボンディング・パッドと前記個別ボンディング・パッドとは、複数のリボンによって接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記センサは抵抗熱検出器であり、前記３本またはそれ以上の導体線と相互接続することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記センサは熱電対であり、前記２本又はそれ以上導体線と相互接続することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記薄膜実装基板が、前記基板表面を密閉して、実装された薄膜ウェーハが湿式プロセスで使用できるようにする保護被覆を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記基板が、前記相互接続部及びセンサ膜の下の前記基板表面に蒸着される不活性化膜を更に備え、前記基板が半導体であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記基板がガラスであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
集積回路製造ツール基板上で温度を検出するための装置を形成する方法であって、
（ａ）金属膜を備える基板表面に、対称かつ均一な複数の相互接続導体線をパターン化する段階と、
（ｂ）前記相互接続導体線内に導体接合部を形成する段階と、
（ｃ）前記基板の縁部に沿って導線ボンディング・パッドアレイを蒸着する段階と、
（ｄ）前記基板上の選択位置に、センサ導線を有する複数の薄膜センサを、金属膜を備える前記基板表面上に形成する段階と、
（ｅ）前記導体線から各々の不要なセンサの前記センサ導線を非選択状態にして、前記選択されたセンサ及び前記パッドとの間にのみ相互接続経路をもたらす段階と、
を含む方法。
【請求項１２】
（ｆ）前記センサ及び相互接続膜より下の前記基板表面上に不活性化膜を蒸着する段階と、
（ｇ）湿式プロセスで使用するために前記実装基板を覆う保護被覆を蒸着する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−５９１３２（Ｐ２０１１−５９１３２Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３１５８（Ｐ２０１０−２６３１５８）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【分割の表示】特願２０００−６１７４８２（Ｐ２０００−６１７４８２）の分割
【原出願日】平成１２年３月３０日（２０００．３．３０）
【出願人】（５０１４３９４４８）センサーレイ コーポレイション (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【分割の表示】特願２０００−６１７４８２（Ｐ２０００−６１７４８２）の分割
【原出願日】平成１２年３月３０日（２０００．３．３０）
【出願人】（５０１４３９４４８）センサーレイ コーポレイション (1)
【Ｆターム（参考）】
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