JP2002124457A - 温度測定装置及び温度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱処理装置で行われるウェハ面内の温度測
定を自動化する。 【解決手段】 面内温度を検出できる温度測定用ウェハ
Ｓと，その検出データを無線通信によって送信可能な送
信装置１３とをケーブル１４で接続し，一体化する。こ
の一体化された温度測定装置１０を搬送アーム２５に載
置可能とし，加熱処理装置１への搬送出を搬送アーム２
５によって行えるようにする。このとき，搬送アーム２
５の搬送時の移動に伴って，前記送信装置１３が加熱処
理装置１の外壁の着脱位置Ｐに対して着脱されるように
構成する。かかる構成により，温度測定装置１０全体の
加熱処理装置１への搬送出が自動化され，温度測定用ウ
ェハＳ面内の温度測定が自動化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板の温度測定装
置及び温度測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるフォトリ
ソグラフィー工程においては，半導体ウエハ（以下，
「ウエハ」）の表面にレジスト液を塗布した後の加熱処
理（プリベーキング）や，パターンの露光を行った後の
加熱処理（ポストエクスポージャーベーキング），各加
熱処理後に行われる冷却処理等の種々の熱処理が，例え
ばウェハを所定温度に維持された熱板上に載置すること
により行われている。この場合，歩留まりの向上のため
に，前記熱処理によるウェハの面内温度は，なるべく均
一にさせる必要がある。

【０００３】従って，熱板上に載置されるウェハの温度
分布を事前に測定して熱板上での温度特性を把握し，そ
の結果に基づいて適宜補正して，熱板上のウェハを均一
に加熱することが重要である。

【０００４】そして，従来そのような熱板上のウェハの
温度分布を測定するにあたり，例えば図２２に示したよ
うな温度測定装置１００を用いて，実際のウェハの処理
前にウェハの温度分布を把握し，ウェハの温度分布を修
正するようにしていた。この温度測定装置１００は，主
に，実際のウェハと同じ材質で同じ形状の温度測定用ウ
ェハＫと，その温度測定用ウェハＫに分散されて設けら
れた温度検出用の温度センサ１０１と，温度測定用ウェ
ハＫとの間を有線であるケーブル１０２で接続された測
定器１０３とで構成されており，熱板上に載置された温
度測定用ウェハＫの面内温度を温度センサ１０１が検出
し，そのデータに基づいて測定器１０３において温度測
定が行われるようになっていた。

【０００５】そして，温度測定用ウェハＫを熱処理装置
内の熱せられた熱板上に載置したり，取り除いたり，熱
処理装置間で温度測定用ウェハＫを搬送する作業等は，
作業員の手作業によって行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，このよ
うに作業員によって温度測定用ウェハの搬送を行うと，
ケーブルを切断しないように気を付けながら，各装置間
の狭い場所を運搬する必要があるため，作業効率が悪く
なる。また，例えば加熱用の熱板で温度測定が行われた
際には，温度測定用ウェハが高温に熱せされており，作
業員が温度測定用ウェハを運搬することは，安全性の面
からも好ましくない。さらに，作業員が過って温度測定
用ウェハを落としたりして，高額の温度測定用ウェハを
破損させる危険性も否定できない。

【０００７】本発明は，かかる点に鑑みてなされたもの
であり，今まで作業員が行っていた作業をできる限り自
動化し，上述した弊害を回避する温度測定装置とその温
度測定装置を用いた温度測定方法を提供することをその
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に，請求項１の温度測定装置は，基板を載置して加熱処
理又は冷却処理する熱板を備えた熱処理装置内において
基板の面内温度を測定するために用いる温度測定装置で
あって，基板温度を模擬的に測定するための温度測定用
基板と，その温度測定用基板面に設けられた，前記温度
測定用基板の温度を検出する温度センサと，前記温度セ
ンサの検出データを無線通信により送信する送信装置
と，前記送信装置と前記温度測定用基板とを接続する所
定長さのケーブルとを有し，前記送信装置は，前記温度
測定用基板を前記熱処理装置内に搬入出可能とする搬送
アームの所定の位置に載置可能であり，前記搬送アーム
の移動に伴って，前記送信装置が前記熱処理装置の内側
の一部に対して着脱自在となるように構成されているこ
とを特徴としている。

【０００９】この請求項１の発明によれば，本格的な基
板処理が開始される前の基板の面内温度を測定するにあ
たり，温度測定用基板を搬送アームに保持させ，送信装
置を搬送アームの前記所定位置に載置することができ
る。そして，搬送アームが移動して，温度測定用基板を
熱処理装置内の熱板上に載置し，この際に搬送アーム
が，例えば３次元的に移動することによって，送信装置
を熱処理装置の内側の一部に装着することができる。さ
らに，温度センサによって温度測定用基板の温度を検出
し，その検出されたデータを送信装置から無線で，例え
ば温度測定が行われる測定器に送信することができる。
また，温度測定が終了すると，搬送アームが温度測定用
基板を熱処理装置内から搬出すると共に，送信装置を前
記熱処理装置内の前記一部から取り外し，搬送アーム上
に載置することができる。このように，温度測定用基板
と送信装置の熱処理装置内への搬入出を搬送アームを用
いて行い，温度測定用基板の温度の検出データを無線で
送ることによって，温度測定用基板の温度測定を自動で
行うことができる。従って，従来のように作業員が狭い
空間をケーブル破断しないように気を付けながら温度測
定用基板を搬送することが無くなり，作業効率が向上す
る。また，高温の温度測定用基板を作業員が搬送するこ
とが無くなるため，作業の安全性が確保される。さら
に，温度測定用基板の破損の可能性も著しく低下する。
また，温度測定装置が搬送アームに保持されているた
め，一の熱処理装置の温度測定が終了した後にそのまま
作業員が介在することなく次の熱処理装置での温度測定
を行うことができるため，温度測定装置の運搬が自動化
され，作業効率が向上される。なお，温度センサは，単
数でも複数でもよく，複数の場合には，その配置は，分
散されている方が好ましい。

【００１０】請求項２の発明によれば，基板を載置して
加熱処理又は冷却処理する熱板を備えた熱処理装置内に
おいて基板の面内温度を測定するために用いる温度測定
装置であって，基板温度を模擬的に測定するための温度
測定用基板と，その温度測定用基板面に設けられた，前
記温度測定用基板の温度を検出する温度センサと，前記
温度センサの検出データを無線通信により送信する送信
装置と，前記送信装置と前記温度測定用基板とを接続す
る所定長さのケーブルとを有し，前記送信装置は，前記
温度測定用基板を前記熱処理装置内に搬入出可能とする
搬送アームの所定の位置に載置可能であり，前記搬送ア
ームの移動に伴って，前記送信装置が前記熱処理装置の
外側の一部に対して着脱自在となるように構成されてい
ることを特徴とする温度測定装置が提供される。

【００１１】請求項２の発明は，請求項１において送信
装置を熱処理装置の外側の一部に着脱自在にしたもので
あり，請求項１と同様に，作業員が温度測定用基板を熱
処理装置内に搬送する必要が無くなるため，作業効率が
向上され，また作業の安全性も向上される。さらに，送
信装置を熱処理装置の外側に装着するようにしたため，
請求項１に比べて熱板の熱によって送信装置が悪影響を
受けることが抑制される。

【００１２】請求項３の発明によれば，基板を載置して
加熱処理又は冷却処理する熱板を備えた熱処理装置内に
おいて基板の面内温度を測定するために用いる温度測定
装置であって，基板温度を模擬的に測定するための温度
測定用基板と，その温度測定用基板面に設けられた，前
記温度測定用基板の温度を検出する温度センサと，前記
温度センサの検出データを無線通信により送信する送信
装置と，前記送信装置と前記温度測定用基板とを接続す
る所定長さのケーブルとを有し，前記送信装置は，前記
温度測定用基板を前記熱処理装置内に搬入出可能とする
搬送手段の所定の位置に設けられていることを特徴とす
る温度測定装置が提供される。

【００１３】請求項１や請求項２では，温度測定用基板
の温度を測定する際には，送信装置を熱処理装置の一部
に装着するようにしたが，請求項３の発明では，送信装
置を搬送手段の所定位置に固定して設けるようにする。
このような場合においても，請求項１又は請求項２と同
様にして，従来作業員が行っていた温度測定用基板の熱
処理装置への搬入出が自動で行われ，作業効率の向上等
が図られる。さらに，送信装置を熱処理装置に接触しな
いように設けることで，熱処理装置の熱による送信装置
への悪影響をより効果的に防止できる。なお，搬送手段
の所定の位置は，搬送手段の搬送アームの一部でもよい
し，搬送アームに取り付けられた部材の一部であっても
よい。

【００１４】かかる請求項１又は請求項２の発明におい
て，前記送信装置と前記熱処理装置の前記一部とが，請
求項４のように係止により着脱自在に構成されていても
よいし，請求項５のように磁力により着脱自在に構成さ
れていてもよいし，請求項６のように吸引力により着脱
自在に構成されていてもよい。このように，係止等によ
り確実に送信装置を装着することにより，送信装置の落
下が防止され，前記着脱プロセスを好適に行うことがで
きる。

【００１５】上述した請求項１〜６の各温度測定装置に
おいて，請求項７のように前記送信装置に，前記ケーブ
ルの長さを調節するための調節手段を設けるようにして
もよい。このように，前記ケーブルの長さを調節できる
ようにすることにより，ケーブルが垂れて熱板に接触し
たり，ケーブルに過度のテンションが懸かることが防止
される。

【００１６】また，かかる請求項７の発明において，請
求項８のように前記調節手段が，前記ケーブルを巻き取
るためのモータを有するようにしてもよく，このように
することにより請求項７のケーブルの長さ調節が好適に
行われる。

【００１７】請求項９の発明によれば，基板を載置して
加熱処理する加熱用の熱板と基板を載置して冷却処理す
る冷却用の熱板とを有する熱処理装置内において，基板
の面内温度を測定するために用いる温度測定装置であっ
て，基板温度を模擬的に測定するための温度測定用基板
と，その温度測定用基板面に設けられた，前記温度測定
用基板の温度を検出する温度センサと，前記温度センサ
の検出データを無線通信により送信する送信装置と，前
記送信装置と前記温度測定用基板とを接続する所定長さ
のケーブルとを有し，前記温度測定用基板は，前記冷却
用の熱板と前記加熱用の熱板との間を移動自在に構成さ
れており，前記温度測定用基板及び前記搬送装置を前記
熱処理装置内に搬入出可能とする搬送手段は，上下方向
に配置された少なくとも２本の搬送アームを有し，これ
らの搬送アームは，少なくとも前記熱処理装置内の冷却
用の熱板上に移動可能であり，前記送信装置は，前記搬
送アームのうちの一の搬送アームに保持可能に構成され
ており，前記温度測定用基板は，前記搬送アームのうち
の前記一の搬送アームより下側に位置する他の搬送アー
ムに保持可能に構成されていることを特徴とする温度測
定装置が提供される。

【００１８】請求項９によれば，熱処理装置が冷却用の
熱板と加熱用の熱板を有する熱処理装置において加熱用
の熱板に載置される基板の面内温度を測定するにあた
り，温度測定用基板を前記他の搬送アームに保持させ，
送信装置を前記一の搬送アームに保持させることができ
る。そして，前記２本の搬送アームによって，前記温度
測定用基板と送信装置を冷却用の熱板上に移動させるこ
とができる。また，上側に位置する一の搬送アームをそ
のままの状態にしたまま，例えば下側に位置する他の搬
送アームによって，温度測定用基板を一旦冷却用基板上
に載置することができる。そして，例えば冷却用熱板と
加熱用熱板間の基板の搬送を行う搬送装置によって，加
熱用の熱板上に前記温度測定用基板を載置することがで
きる。その後，温度センサによって温度測定用基板の温
度を検出し，その検出されたデータを送信装置から無線
で，例えば温度測定が行われる測定器に送信することが
できる。また，温度測定が終了すると，温度測定用基板
が冷却用の熱板上に移され，再び他の搬送アームによっ
て熱処理装置外に搬出することができる。このとき一の
搬送アームも他の搬送アームに伴って移動し，送信装置
も熱処理装置外に搬出することができる。このように，
温度測定用基板と送信装置の熱処理装置内への搬入出を
２本の搬送アームを用いて行い，温度測定用基板の温度
の検出データを無線で飛ばすことによって，請求項１や
２と同様に温度測定用基板の温度測定を自動で行うこと
ができる。従って，請求項１と同様に，作業員が温度測
定用基板を熱処理装置に搬送する必要が無くなるため，
作業効率が向上され，また作業の安全性も向上される。
また，この請求項９によれば，送信装置と温度測定用基
板の両者を熱処理装置内に搬入することができるので，
搬送アームが熱処理装置に搬入する位置と測定すべき熱
板の位置が離れている場合においても，送信装置と温度
測定用基板を繋ぐケーブルの長さ等により制限を受ける
ことなく，好適に温度測定を行うことができる。

【００１９】かかる請求項９の発明において，請求項１
０のように少なくとも前記送信装置の一部が，基板と同
じ形状に形成されているようにしてもよい。このよう
に，送信装置の一部を基板と同じ形状にすることによ
り，搬送アームによる送信装置の保持が容易になり，通
常基板の搬送に用いられている既存の搬送アームをその
まま利用することができる。

【００２０】かかる請求項１０の発明において，請求項
１１のように前記熱処理装置の外壁には，窓が設けられ
いてもよい。このように，熱板処理装置の外壁に窓を設
けることにより，熱板処理装置内からの電波が熱板処理
装置外に伝わりやすくなり，無線によるデータの送信を
より好適に行うことができる。

【００２１】以上で記載した請求項１〜１１の発明にお
いて，請求項１２のように前記温度センサが温湿度セン
サであってもよい。これによって温度測定用基板の面内
温度だけでなく湿度も測定することができ，その計測し
た湿度に基づいて，例えば空調装置を調節することで，
より好ましい基板の処理環境を実現することができる。

【００２２】また，請求項１３のように前記送信装置
に，前記温度センサの電源を設けるようにしてもよい。
これによって，温度センサの電源を外部から例えばケー
ブルにより引く必要が無くなるため，温度測定装置自体
が簡略化されると共に，温度測定装置の移動範囲も広が
る。また，熱処理装置にケーブルを通す隙間を設ける必
要がないため，熱処理装置の密閉性が確保され，より正
確な温度を測定することができる。

【００２３】さらに請求項１４のように前記無線通信が
ブルートゥース方式であってもよい。このようにブルー
トゥース方式を用いることにより，混線が防止され，一
度に多数の温度測定を好適に行うことが可能となる。な
お，ブルートゥース方式とは，使用周波数が，２．４Ｇ
Ｈ_Ｚ帯で統一されている無線通信方式をいう。

【００２４】以上で記載した請求項１〜１４の各温度測
定装置において，請求項１５のように前記送信されたデ
ータを受信し，前記温度測定用の温度を測定する測定器
を有し，さらに前記測定結果に基づいて前記温度測定を
行った熱板の温度を修正する温度修正手段を有するよう
にしてもよい。請求項１５によれば，前記測定器で測定
した温度測定用基板の温度に基づいて，前記熱板の温度
を自動的に修正することができる。これによって，基板
の処理を行う前に基板温度を模擬的に測定し，その測定
結果に基づいて基板面内の温度が適切な温度になるよう
に熱板温度を修正する一連の作業が自動化され，作業効
率がさらに向上する。また，熱板の温度の修正が，例え
ば同一のアルゴリズムから成るプログラムによって行わ
れるため，作業員の経験に基づいて行われていた従来に
比べて，修正値のばらつきがなく好ましい。

【００２５】かかる請求項１５の発明において，請求項
１６のように前記温度測定を行った熱板が，複数のエリ
アに区画されており，前記熱板の温度の修正は，前記熱
板の各エリア毎に個別に行われるようにしてもよい。こ
のように，熱板を複数のエリアに区画して，各エリア毎
に前記温度の修正を行うことにより，熱板上のより狭い
範囲での温度修正ができるため，基板の面内温度の均一
性が向上される。

【００２６】請求項１７の発明によれば，請求項１又は
２のいずれかに記載の温度測定装置を用いた温度測定方
法であって，前記温度測定用基板を前記搬送アームに載
置し，前記送信装置を前記搬送アームの所定位置に載置
する工程と，前記温度測定用基板を前記熱処理装置内に
搬送する際に，前記送信装置を前記熱処理装置の前記一
部に装着させる工程と，前記搬送アームが前記熱処理装
置内から退避する工程と，前記温度測定用基板の温度を
検出する工程と，前記検出されたデータを前記送信装置
から送信する工程と，前記送信されたデータに基づいて
前記温度測定用基板の温度を測定する工程とを有するこ
とを特徴とする温度測定方法が提供される。

【００２７】かかる請求項１７の温度測定方法によれ
ば，請求項１又は２で記載した基板面内の温度測定が実
施できる。すなわち，温度測定用基板を搬送アームに載
置し，送信装置を搬送アームの前記所定位置に載置し，
その後温度測定用基板を熱処理装置内に搬送する。そし
て，この搬送の際に，前記送信装置を熱処理装置内の一
部に装着させる。搬送アームが熱処理装置から一旦退避
し，温度測定用基板が熱板上に載置されると，温度の検
出が行われ，そのデータが送信装置から送信され，その
データに基づいて温度測定用基板の温度の測定が行われ
る。これによて，一連の温度測定作業が自動で行われる
ため，請求項１や請求項２と同様に作業効率が向上さ
れ，また作業の安全性も向上される。

【００２８】請求項１８の発明によれば，請求項３に記
載の温度測定装置を用いた温度測定方法であって，前記
温度測定用基板を前記搬送手段に載置する工程と，前記
温度測定用基板を前記熱処理装置内に搬送する工程と，
前記搬送手段が前記熱処理装置内から退避する工程と，
前記熱板上に載置された前記温度測定用基板の温度を検
出する工程と，前記検出されたデータを前記送信装置か
ら送信する工程と，前記送信されたデータに基づいて前
記温度測定用基板の温度を測定する工程とを有すること
を特徴とする温度測定方法が提供される。

【００２９】かかる請求項１８の温度測定方法によれ
ば，請求項３の温度測定装置を用いた基板温度の模擬的
な温度測定が実行できる。これによって，請求項３と同
様に従来作業員が行っていた作業が自動化され，作業効
率が向上し，作業の安全性が確保される。

【００３０】請求項１９の発明によれば，請求項９又は
１０のいずれかに記載の温度測定装置を用いた温度測定
方法であって，前記温度測定用基板を前記他の搬送アー
ムに保持させ，前記送信装置を前記一の搬送アームに保
持させる工程と，前記温度測定用基板及び前記送信装置
を前記熱処理装置内の冷却用の熱板上に移動させる工程
と，前記温度測定用基板を加熱用の熱板上に載置する工
程と，前記温度測定用基板の温度を検出する工程と，前
記検出されたデータを前記送信装置から送信する工程
と，前記送信されたデータに基づいて前記温度測定用基
板の温度を測定する工程とを有することを特徴とする温
度測定方法が提供される。

【００３１】かかる温度測定方法によれば，請求項９で
記載した基板面内の温度測定が実行できる。これによっ
て，加熱用熱板と冷却用熱板を有する熱処理装置の当該
温度測定においても自動化することができる。したがっ
て，請求項１７及び請求項１８と同様に当該温度測定の
作業効率が向上し，作業の安全性も確保される。

【００３２】かかる請求項１７〜１９の発明において，
請求項２０のように前記測定結果に基づいて，前記温度
測定を行った熱板の温度を修正する工程を有するように
してもよい。かかる請求項２０の温度測定方法によれ
ば，前記温度測定の結果に基づいて，前記熱板の温度を
自動的に修正することができる。これによって，基板の
処理を行う前に基板温度を模擬的に測定し，その測定結
果に基づいて基板面内の温度が適切な温度になるように
熱板温度を修正するという一連の作業が自動化され，作
業効率がさらに向上する。また，熱板の温度の当該修正
が，例えば一定のアルゴリズムから成るプログラムによ
って行われるため，作業員の経験に基づいて行われてい
た従来に比べて，修正値のばらつきが無くなり好まし
い。

【００３３】かかる請求項２０の発明において，請求項
２１のように前記温度測定が行われた熱板が，複数のエ
リアに区画されており，前記熱板の温度の修正は，前記
各エリア毎に個別に行われるようにしてもよい。このよ
うに，熱板を複数のエリアに区画して，各エリア毎に前
記温度の修正を行うことにより，熱板上のより狭い範囲
での温度修正が可能となるため，基板の面内温度の均一
性が向上される。

【００３４】請求項２２の発明によれば，基板を載置し
て加熱処理又は冷却処理する熱板を備えた熱処理装置内
において基板の面内温度を測定する温度測定方法であっ
て，前記熱処理装置の基板処理の直前に基板が搬入され
る処理装置において，請求項１〜１６のいずれかに記載
の温度測定装置を用いて温度測定を行う工程と，前記熱
処理装置において，請求項１〜１６のいずれかに記載の
温度測定装置を用いて温度測定を行う工程と，前記熱処
理装置における温度測定と前記処理装置における温度測
定との結果に基づいて，前記処理装置における温度を調
節する工程とを有することを特徴とする温度測定方法が
提供される。なお，ここでいう処理装置には，前記熱処
理装置に基板が搬入される前に予め基板温度を所定の温
度に加熱して置くための予備加熱装置等が含まれる。

【００３５】かかる請求項２２の温度測定方法によれ
ば，前記熱処理装置における基板の処理の直前に，当該
基板が搬入される処理装置と前記熱処理装置において，
請求項１〜１６のいずれかに記載の温度測定装置を用い
た温度測定を行い，この処理装置における温度測定と前
記熱処理装置における温度測定の結果に基づいて前記処
理装置の温度を適切な温度に調節することができる。し
たがって，例えば前記処理装置から前記熱処理装置に搬
送する際に基板の温度が低下する場合には，前記測定結
果に基づいて，その搬送時の温度低下を考慮して前記処
理装置の温度を高く設定し直すことができる。こうする
ことにより，前記熱処理装置での加熱時間が前記温度低
下分の加熱時間だけ短縮することができるので，スルー
プットの向上が図られる。また前記温度測定を請求項１
〜１６に記載の温度測定装置を用いて行うため，一連の
温度測定が自動化され，作業効率の向上が図られる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明する。図１は，ウェハＷのフォトリソグ
ラフィー工程で行われる加熱処理で用いられる熱処理装
置としての加熱処理装置１の縦断面図である。

【００３７】この加熱処理装置１のケーシング１ａの中
央部には，ウェハＷを載置して加熱する厚みのある円盤
形状の熱板２が設けられている。この熱板２には，加熱
の熱源となるヒータ３が内蔵されており，ヒータ３は温
度調節器であるコントローラ４によってその発熱量が制
御できるようになっている。また，熱板２には，熱板２
の温度を測定する熱板温度センサ２ａが設けられてお
り，コントローラ４に当該温度測定結果が入力されるよ
うになっている。したがって，コントローラ４が熱板温
度センサ２ａの結果に基づいてヒータ３の発熱量を調節
し，熱板２が設定温度Ｔ_０に維持されるようになってい
る。

【００３８】熱板２の下方には，ウェハＷを搬入出する
際に，ウェハＷを支持し，昇降させるための昇降ピン５
が複数個設けられている。この昇降ピン５は，昇降駆動
機構６により上下に移動自在であり，熱板２の下方から
熱板２を貫通し，熱板２上に突出できるように構成され
ている。

【００３９】また，ケーシング１ａの側面には，ウェハ
Ｗを搬入出させるための搬送口７が設けられており，そ
の搬送口７には，加熱処理装置１内の温度等の雰囲気を
維持するための搬送口７を開閉自在なシャッタ８が設け
られている。

【００４０】図２は，前記加熱処理装置１において，ウ
ェハＷの処理前にウェハの面内温度を測定するための温
度測定装置１０とその温度測定装置１０からのデータを
無線で受信する受信装置１１と当該データに基づいてウ
ェハ面内の温度を測定する測定器としてのロガー１２の
概略を示す斜視図である。

【００４１】温度測定装置１０は，ウェハＷ温度を模擬
的に測定するための温度測定用ウェハＳと，温度測定用
ウェハＳの温度の検出データを受信装置１１に送信する
ための送信装置１３とを有している。また，温度測定用
ウェハＳと送信装置１３とは，所定長さのケーブル１４
によって接続されている。

【００４２】温度測定用ウェハＳは，通常のウェハＷと
同じ材質である，例えばシリコンによって形成されてお
り，温度測定用ウェハＳの形状も通常のウェハＷと同一
になるように形成されている。温度測定用ウェハＳの上
面には，図３に示すように，複数の温度センサ１５が，
例えば温度測定用ウェハＳの中心を中心とする同一円周
上に等間隔に配置され，さらにその外周にも同心円状に
配置されている。これにより，これらの各温度センサ１
５によって温度測定用ウェハＳの面内温度を偏り無く検
出できるように構成されている。なお，温度センサ１５
は，その数が限定されるものではなく，単数であっても
よい。また，温度センサ１５の配置も限定されず，一方
向若しくは直交する二方向に並べて設けるようにしても
よい。また，熱板２に設けられたヒータ３が所定のパタ
ーンに配置されている場合には，ヒータ温度測定用ウェ
ハＳを熱板２上に載置したときに，温度センサ１５がヒ
ータパターン上に位置するように各温度センサを配置し
てもよく，ヒータパターン間に位置するように配置して
もよい。

【００４３】また，各温度センサ１５は，温度測定用ウ
ェハＳに接続されているケーブル１４にそれぞれ接続さ
れており，各温度センサ１５によって検出したデータを
ケーブル１４を通じて送信装置１３に伝送できるように
構成されている。

【００４４】一方，送信装置１３は，外形が例えば直方
体形状に成形されている。送信装置１３は，ケーブル１
４を介して伝送された各温度センサ１５からの検出デー
タを受信装置１１に無線で送信する無線通信機能を有し
ている。なお，この無線通信には，例えばブルートゥー
ス方式が用いられる。

【００４５】また，送信装置１３の下面には，図２に示
すように凹部１６が設けられている。当該凹部１６は，
外側から内側に向かって２段階に凹むように設けられて
おり，後述する搬送アーム２２上の載置部２４と，加熱
処理装置１のケーシング１ａの外側に設けられた係止部
材としての支持部材１７に配置したときに係合するよう
に形成されている。

【００４６】当該支持部材１７は，図１，図４に示すよ
うにケーシング１ａの外側であって，搬送口７の上方に
位置する着脱位置Ｐに設けられている。支持部材１７
は，図５に示すように四角形状の垂直板１８と，当該垂
直板１８の下部から水平に伸びる２本の支持アーム１９
とを有しており，送信装置１３をこの垂直板１８と支持
アーム１９とで支持できるようになっている。このと
き，当該支持アーム１９が上述した送信装置１３の凹部
１６と適合して，送信装置１３のＹ方向のずれを防止で
きるようになっている。また，支持アーム１９の先端上
部には，凸状のストッパ２０が設けられており，送信装
置１３がＸ方向にずれることを防止できるようになって
いる。これによって，送信装置１３が支持部材１７に配
置自在となり，送信装置１３が着脱位置Ｐに着脱自在と
なる。また，支持部材１７には，送信装置１３の接近を
検出する検出センサ２１が設けられている。なお，検出
センサ２１には，送信装置１３が接近すべき時に当該検
出センサ２１が送信装置１３の接近を検出できない場合
に警告を発するアラーム機能を取り付けるようにしても
よい。

【００４７】送信装置１３内には，温度センサ１５の電
源と前記検出データを無線で送信するための電源となる
充電可能な図示しない電池が設けられており，外部から
電力を供給することなく温度測定を行い，そのデータを
受信装置１１に送信できるように構成されている。な
お，送信装置１３内に記憶部を設け，温度センサ１５か
らの検出データを一旦記憶させておき，温度を測定する
ための所定時間の経過後に一括して送信するようにして
もよい。

【００４８】ケーブル１４には，例えば弛みや捻れを抑
制するために平面からみて幅のあり，柔軟性のあるもの
が使用される。また，ケーブル１４の長さは，送信装置
１３が前記着脱位置Ｐに装着され，温度測定用ウェハＳ
が熱板２上に載置された際に，ケーブル１４に必要以上
のテンションが掛からないような長さに定められる。

【００４９】また，図２に示した受信装置１１は，送信
装置１３からの温度の検出データを受信し，当該検出デ
ータをケーブル２２を介して温度測定器であるロガー１
２に送信できるようになっている。ロガー１２は，受信
装置１１から送信された検出データに基づいて温度測定
用ウェハＳの面内温度を測定することができる。また，
ロガー１２は，複数の温度センサ１５の位置に対応する
測定温度を表示する機能，当該測定温度をサンプリング
時間毎に時系列的に表示する機能，各温度センサ１５の
位置毎のデータを一定時間内蓄えて，例えば平均値，偏
差値等の数学的加工を行った後に当該数値を表示する機
能等を有している。なお，受信装置１１とロガー１２と
は，一体的に構成されていてもよい。ロガー１２は，図
１に示すようにその測定温度のデータを温度修正手段と
してのコンピュータ装置２３に送信可能に構成されてお
り，ロガー１２で測定された測定温度が，ウェハＷの所
望の処理温度，すなわち熱板２の設定温度Ｔ_０の許容範
囲内にない場合にのみ当該測定温度のデータがコンピュ
ータ装置２３に送られるようになっている。

【００５０】このコンピュータ装置２３には，熱板２の
設定温度Ｔ_０と前記温度測定結果に基づいて熱板２の温
度を調節するための補正値を算出するプログラムが組み
込まれており，ロガー１２から温度測定結果を受信する
と，例えば自動的にプログラムが実行され，一定のアル
ゴリズムに従って補正値が算出されるようになってい
る。コンピュータ装置２３は，上述したコントローラ４
に接続されており，算出した補正値をコントローラ４に
送信できるようになっている。当該補正値は，例えば熱
板温度センサ２ａの検出温度のオフセット値であり，当
該補正値が送信されたコントローラ４では，当該補正値
に基づいて熱板温度センサ２ａにオフセットをかけ，熱
板温度センサ２ａが温度センサ１５の測定温度と同じ温
度を認識するようになっている。したがって，コントロ
ーラ４が，温度センサ１５と同じ温度を表示する熱板温
度センサ２ａの温度に基づいてヒータ３を調節し，最終
的には温度測定用ウェハＳの温度が設定温度Ｔ_０に近づ
くように調節される。なお，コンピュータ装置２３とコ
ントローラ４は温度修正手段を構成する。

【００５１】一方，温度測定用ウェハＳを加熱処理装置
１に搬送するにあたり，図４に示すような，搬送アーム
２５が使用される。この搬送アーム２５は，加熱処理時
に通常のウェハＷを搬送するものであり，ウェハＷの周
縁部を支持するために略３／４円環状のＣ字型に構成さ
れたフレーム部２５ａと，このフレーム部２５ａと一体
に形成され，かつ前記フレーム部２５ａを支持するため
のアーム部２５ｂとで構成されている。また，搬送アー
ム２５は，搬送基台２６上に支持されており，搬送基台
２６に設けられた図示しない駆動機構によって，搬送基
台２６の前後（図４中のＸ方向）に移動可能になってい
る。これにより，搬送アーム２５は，加熱処理装置１の
搬送口７を通って，熱板２の上方まで移動できるように
なっている。また，搬送基台２６自体が上下方向に移動
可能に構成されており，搬送アーム２５もその移動に伴
って上下方向に移動可能になっている。

【００５２】また，搬送アーム２５のアーム部２５ｂ上
面の中央部には，送信装置１３を載置可能な載置部２７
が設けられている。載置部２７は，図６に示すように一
定の長さを有する垂直板２７ａと当該垂直板２７ａから
Ｘ方向正方向に伸びる水平板２７ｂとを有しており，当
該送信装置１３は，この水平板２７ｂ上に載置されるよ
うになっている。このとき，送信装置１３の凹部１６が
水平板２７ｂのＹ方向の側部に適合するようになってい
る。また，水平板２７ｂのＹ方向側の長さは，上述した
支持部材１７の２本の支持アーム１９間の長さよりも短
く形成されており，水平板２７ｂが支持アーム１９間に
進入できるようになっている。水平板２７ｂのＸ方向の
両端部には，凸状のストッパ２７ｃが設けられており，
送信装置１３を載置した際に送信装置１３がＸ方向にず
れることを防止できるようになっている。また，水平板
２７ｂの中央部には，送信装置１３の落下を防止するた
めの吸引口２８が設けられており，送信装置１３を水平
板２７ｂに吸着できるようになっている。なお，載置部
２７からフレーム部２５ａに保持された温度測定用ウェ
ハＳまでの距離が，加熱処理装置１における熱板２から
前記着脱位置Ｐまでの距離より長くなるように構成され
る。

【００５３】次に，以上のように構成されている温度測
定装置１０を用いた，ウェハＷの加熱処理前に行われる
温度測定のプロセスについて説明する。

【００５４】温度測定を行う前に，熱板２を設定温度Ｔ
_０，例えば１５０℃に加熱し，ウェハＷの加熱処理が行
える状態にしておく。そして，先ず作業員が図４に示し
たように，温度測定用ウェハＳを搬送アーム２５のフレ
ーム部２５ａに載置し，送信装置１３を載置部２７の水
平部２７ｂ上に載置する。この際，吸引口２８からの吸
引によって送信装置１３が水平部２７ｂに吸着される。
次に，加熱処理装置１のシャッタ８が開放され，図７に
示すように搬送アーム２５がＸ方向正方向に移動し，温
度測定用ウェハＳを熱板２の上方まで搬送する。このと
き搬送アーム２５の載置部２７上の送信装置１３は，ケ
ーシング１ａの着脱位置Ｐの少し上方に到達する。この
とき検出センサ２１が送信装置１３を検出し，この検出
をトリガとして吸引口２８からの吸引が停止される。次
に，搬送アーム２５が下降し，温度測定用ウェハＳは予
め上昇して待機していた昇降ピン５に支持され，送信装
置１３は，図８に示すように，送信装置１３がケーシン
グ１ａ側の支持部材１７上に支持され，着脱位置Ｐに装
着される。

【００５５】送信装置１３が支持部材１７に装着される
と，搬送アーム２５が一旦加熱処理装置１内から退避
し，シャッタ８が閉鎖される。一方，昇降ピン５に支持
された温度測定用ウェハＳは，昇降ピン５の下降に伴っ
て下降し，熱板２上に載置される。温度測定用ウェハＳ
が熱板２上に載置されて所定時間が経過し，温度測定用
ウェハＳの面内温度が安定したところで，温度測定が開
始される。

【００５６】温度測定が開始されると，先ず，温度測定
用ウェハＳ面上に設けられている温度センサ１５によっ
て，各測定ポイントの温度を検出する。そして，それら
の検出データがケーブル１４を介して，着脱位置Ｐに装
着されている送信装置１３に伝送される。次に，送信装
置１３から当該検出データが無線通信によって送信さ
れ，受信装置１１において受信される。そして，送信装
置１３からロガー１２に当該検出データを送信され，当
該検出データを受信したロガー１２では，当該検出デー
タに基づいて温度測定用ウェハＳの温度が測定される。
そして，その測定温度がウェハＷの所望の処理温度，す
なわち設定温度Ｔ_０である１５０℃の許容範囲内であっ
た場合には，その時点で温度測定が終了される。一方，
測定温度が許容範囲にない場合には，その測定結果のデ
ータがコンピュータ装置２３に送信され，コンピュータ
装置２３において，上述したプログラムが実行され，熱
板温度センサ２ａに対する補正値が算出される。

【００５７】コンピュータ装置２３で補正値が算出され
ると，その補正値に基づいてコントローラ４における熱
板温度センサ２ａがオフセットされる。例えば測定温度
が１４９℃で，設定温度Ｔ_０が１５０℃の場合には，補
正値１℃が算出され，熱板温度センサ２ａの検出温度を
実際の１５０℃から−１℃にオフセットし，１４９℃に
変更される。

【００５８】オフセットされた熱板温度センサ２ａの温
度に基づいて熱板２の温度が調節された後，再び上述し
た温度測定が行われ，温度測定用ウェハＳの温度が設定
温度Ｔ_０の許容範囲内に入るまでこの温度測定が繰り返
される。そして，温度測定用ウェハＳの測定温度が前記
許容範囲に入ると温度測定が終了する。

【００５９】温度測定が終了すると，昇降ピン５によっ
て温度測定用ウェハＳが上昇され，その後，搬送アーム
２５が搬送口７から進入し，図９に示すように熱板２と
温度測定用ウェハＳとの間に移動する。次に温度測定用
ウェハＳを搬入したときの逆を辿るようにして，搬送ア
ーム２５が上昇し，フレーム部２５ａが温度測定用ウェ
ハＳを保持し，載置部２７が送信装置１３を載置する。
このとき吸引口２８からの吸引が開始され，送信装置１
３は水平板２７ｂに吸着される。その後，搬送アーム２
５がＸ方向負方向に移動し，加熱処理装置１から退避し
て，図４に示すように搬送基台２６上に戻される。そし
て，他の熱処理装置における温度測定を行わない場合に
は，温度測定用ウェハＳと送信装置１３が搬送アーム２
５上から取り除かれ一連の温度測定プロセスが終了す
る。

【００６０】以上の実施の形態によれば，温度測定装置
１０を搬送アーム２５で搬送可能にし，さらに送信装置
１３を加熱処理装置１の着脱位置Ｐに着脱自在としたた
め，従来作業員が行っていた温度測定用ウェハＳの熱板
２上への設置等の作業を，搬送アーム２５を用いて自動
化することができる。また，既存の搬送アーム２５を利
用できるので，新しく温度測定装置１０を搬送するため
の機構を取り付けることによって装置が複雑化すること
が防止できる。

【００６１】また，コンピュータ装置２３によって，温
度測定用ウェハＳの温度の測定結果に基づいて自動的に
補正値を算出し，熱板２の温度を調節することができる
ので，温度測定用ウェハＳの温度を目標温度の許容値内
に収めるまでの作業が自動化され，作業効率が向上す
る。また，作業員でなく一定のアルゴリズムを有するプ
ログラムによって補正値が算出されるため，補正値のば
らつきが抑制される。

【００６２】また，無線通信の方式にブルートゥース方
式を採用したため，混線等が防止されるため，近い場所
で無線通信が使用されている場合においても，好適に当
該温度測定を実施することができる。

【００６３】以上の実施の形態では，送信装置１３の着
脱位置Ｐとの着脱は，支持部材１７上への支持によって
行ったが，磁力を用いて行ってもよい。この場合，例え
ば図１０に示すように，着脱位置Ｐにソレノイド３５を
設け，送信装置１３を着脱位置Ｐに着脱自在にする。ま
た，着脱位置Ｐに送信装置１３の接近を検出する検出セ
ンサ３６を設け，前記実施の形態と同様に送信装置１３
の接近を検出するようにする。一方，搬送アーム２５側
には，載置部２７の代わりに送信装置１３の四隅を固定
する係止部材３７を設け，送信装置１３が水平方向にず
れないようにする。そして，送信装置１３が搬送アーム
２５によって着脱位置Ｐ付近に搬送されると，検出セン
サ３６が送信装置１３を検出し，当該検出をトリガとし
て磁力発生手段であるソレノイド３５がＯＮに切り替え
られて，送信装置１３が着脱位置Ｐに装着される。ま
た，搬送アーム２５が送信装置１３を受け取る際には，
ソレノイド３５がＯＦＦにされ，搬送装置１３が係止部
材３７に落とし込まれる。

【００６４】また，磁力の代わりに吸引力を用いて着脱
自在としてもよい。この場合には，例えば着脱位置Ｐ側
に吸引口を設けて，その吸引口からの吸引の動停止によ
って着脱自在にできる。

【００６５】以上の実施の形態において，受信装置１
１，ロガー１２及びコンピュータ装置３２を個別に設け
ていたが，受信装置１１とロガー１２の機能をコンピュ
ータ装置３２内にソフトとして組み込み，コンピュータ
装置３２のみで送信装置１３からの検出データの受信，
測定，補正値の算出等を行うようにしてもよい。

【００６６】上述した実施の形態で用いた送信装置１３
にケーブル１４の長さを調節する調節手段を設けてもよ
い。このような場合，例えば図１１に示すように送信装
置４０内に，ケーブル１４を巻き取るための回転体４１
と，その回転体４１を駆動させるための，例えばモータ
４２と，そのモータ４２の稼動を制御するための制御装
置４３とを設ける。そして，送信装置４０と温度測定用
ウェハＳの距離が短くなってケーブル１４が弛む場合に
は，ケーブル１４が巻かれケーブル１４の長さを短く調
節し，反対に送信装置４０と温度測定用ウェハＳの距離
が長くなった場合には，ケーブル１４を延ばすように調
節する。こうすることによって，ケーブル１４が常に一
定のテンションを保つことができるため，例えばケーブ
ル１４が弛んで熱板２に接触してケーブル１４破損した
り，ケーブル１４に過剰の張力がかかって切断したりす
ることが防止される。

【００６７】以上の実施の形態では，温度測定時に送信
装置１３を加熱処理装置１側に装着させていたが，搬送
アーム２５を有する搬送手段側の所定位置に固定して設
けるようにしてもよい。以下，このような場合について
第２の実施の形態として説明する。なお，第２の実施の
形態で言及しない構成要素は，前記第１の実施の形態と
同様とする。

【００６８】図１２に示すように，ウェハＷを搬送する
搬送アーム５０の搬送基台５１には，通常，搬送アーム
５０のフレーム部５０ａにウェハＷが正確に保持されて
いるか否かを検出するためのセンサ５２を有するセンサ
スタンド５３が設けられる。このセンサスタンド５３
は，搬送アーム５０が搬送基台５１上にある時に，セン
サ５２がフレーム部５０ａの先端部の上方に位置するよ
うに設けられる。また，このセンサスタンド５３には，
送信装置５４が取り外し可能でかつ固定可能になってい
る。また，温度測定用ウェハＳが加熱処理装置１内に搬
送される際にも送信装置５４はセンサスタンド５３上に
固定されていることから，ケーブル５５の長さは，第１
の実施の形態に比べて長く設けられる。

【００６９】そして，温度測定用ウェハＳを用いて温度
測定を行う際には，先ず，送信装置５４を前記センサス
タンド５３に固定し，温度測定用ウェハＳを搬送アーム
５０のフレーム部５０ａに載置する。その後第１の実施
の形態と同様にして温度測定用ウェハＳが加熱処理装置
１内に搬送され，熱板２上に載置される。その後温度測
定用ウェハＳの温度測定が開始されるが，図１３に示す
ように送信装置５４はセンサスタンド５３上にあるた
め，温度測定中は，搬送基台５１の移動が制限される。
そして第１の実施の形態同様に温度測定がされ，必要な
場合には，熱板２の温度が調節される。このように，送
信装置５４を搬送基台５１側に設け，加熱処理装置１と
離隔して温度測定することによって，送信装置５４に対
する熱板２からの熱の影響を最小限に抑えることがで
き，送信装置５４の破損等を回避できる。

【００７０】次に，第３の実施の形態として，ウェハＷ
を載置して加熱する加熱用の熱板とウェハＷを冷却する
冷却用の熱板とが設けられている熱処理装置において，
上述した第１及び第２の実施の形態と同様な事前の温度
測定を行う温度測定装置について説明する。

【００７１】図１４は，ウェハＷの加熱処理と冷却処理
を同じ装置内で行うことのできる熱処理装置としての加
熱・冷却装置６０を模式的に示す縦断面図であり，図１
５は，その加熱・冷却装置６０の横断面図である。

【００７２】加熱・冷却装置６０内には，冷却用の熱板
としての冷却板６１と加熱用の熱板６２が並べられて設
けられている。冷却板６１及び熱板６２は，厚みのある
円盤状に形成されている。

【００７３】冷却板６１には，図示しない例えばペルチ
ェ素子等が内蔵されており，冷却板６１を所定温度に冷
却することができるようになっている。また，冷却板６
１の下方には，ウェハＷを冷却板６１上に載置する際
に，ウェハＷを支持し，昇降させるための昇降ピン６３
が設けられている。この昇降ピン６３は，昇降駆動機構
６４により上下に移動自在であり，冷却板６１の下方か
ら冷却板６１を貫通し，冷却板６１上に突出できるよう
に構成されている。

【００７４】一方，熱板６２には，第１，第２の実施の
形態における熱板２と同様にヒータ６５と熱板温度セン
サ６２ａが内蔵されており，熱板６２の温度は，コント
ローラ６６が熱板温度センサ６２ａの温度に基づいてヒ
ータ６５の発熱量を制御することによって設定温度に維
持されるようになっている。

【００７５】熱板６２の下方には，冷却板６１と同様に
昇降ピン６７と昇降駆動機構６８とが設けられており，
この昇降ピン６７によって，ウェハＷを熱板６２上に載
置自在になっている。

【００７６】また，図１５に示すように冷却板６１と熱
板６２との間には，ウェハＷを冷却板６１から熱板６２
に搬送し，またウェハＷを熱板６２から冷却板６１に搬
送するための搬送装置６９が設けられている。

【００７７】加熱・冷却装置６０のケーシング６０ａの
冷却板６２側には，ウェハＷを加熱・冷却装置６０内に
搬入出するための搬送口７０が設けられている。また，
この搬送口７０には，加熱・冷却装置６０内の雰囲気を
所定の雰囲気に維持するためのシャッタ７１が設けられ
ている。

【００７８】図１６は，前記加熱・冷却処理装置６０に
おいて，ウェハＷの処理前にウェハの面内温度を測定す
るための温度測定装置７５と，当該温度測定装置７５か
らのデータを無線通信により受信する受信装置７６と，
当該受信装置７６からのデータに基づいてウェハ面内の
温度を測定する測定器としてのロガー７７との概略を示
す斜視図である。

【００７９】温度測定装置７５の構成は，およそ第１の
実施の形態における温度測定装置１０と同様であり，温
度センサ７８を複数有する温度測定用ウェハＳ，送信装
置７９及びその温度測定用ウェハＳと送信装置７９とを
接続するケーブル８０とで構成されている。ただし，送
信装置７９は，下部が温度測定用ウェハＳと同じ略円盤
形状で形成されており，温度測定用ウェハＳと同じであ
る後述する搬送アーム８６によって保持可能に構成され
ている。

【００８０】ロガー７７は，第１の実施の形態で記載し
たロガー１２と同様の構成，機能を有しており，受信装
置７６からのデータを受信し，そのデータに基づいて温
度測定を行い，必要な場合には，その測定データを図１
４に示すように熱板温度センサ６２ａのオフセット値と
しての補正値を算出するコンピュータ装置８１に送信で
きるように構成されている。

【００８１】また，図１７に示すように，温度測定用ウ
ェハＳを加熱・冷却装置６０内に搬入出するための搬送
手段として，２本の搬送アーム８５，８６が備えられて
いる。２本の搬送アーム８５，８６は，搬送基台８７上
に上下方向に重ねられて配置されている。また，各搬送
アーム８５，８６は，個別に移動可能に構成されてお
り，それぞれが独立して，加熱・冷却装置６０内への移
動を行うことができる。

【００８２】なお，加熱・冷却装置６０のケーシング６
０ａには，図１４に示すように窓８８が設けられてお
り，加熱・冷却装置６０内から外部への無線通信を行う
際に，より電波が通り易いようになっている。

【００８３】次に，以上のように構成された温度測定装
置７５を用いた，ウェハＷの加熱・冷却処理前の温度測
定のプロセスについて説明する。

【００８４】温度測定を行う前に，第１の実施の形態と
同様に熱板６２を設定温度Ｔ_１，例えば１５０℃に加熱
し，ウェハＷの加熱処理が行える状態にする。そして，
先ず作業員が図１８に示したように，上側に位置する搬
送アーム８６にウェハＷ型の送信装置７９を載置し，下
側に位置する搬送アーム８５に温度測定用ウェハＳを載
置する。なお，この際に，後でケーブル８０が伸張する
方向を考慮し，搬送アーム８６の移動方向と直角方向
に，ケーブル８０が伸びるように送信装置７９を載置す
る。

【００８５】次に，加熱・冷却処理装置１のシャッタ７
１が開放され，搬送アーム８６及び搬送アーム８５が，
加熱・冷却装置６０の搬送口７０から冷却板６１上方に
移動し，図１９に示すように温度測定用ウェハＳと送信
装置７９が冷却板６１上方に位置する。そして，温度測
定用ウェハＳが昇降ピン６３に受け渡され，搬送アーム
８６が加熱・冷却装置６０内から退避するとともに，温
度測定用ウェハＳが冷却板６１上に一旦載置される。冷
却板６１に載置された温度測定用ウェハＳは，次に搬送
装置６９によって熱板６２の昇降ピン６７に受け渡さ
れ，図２０に示すように熱板６２上に載置される。な
お，搬送アーム８５は，この間送信装置７９を保持した
まま冷却板６１上方で待機している。

【００８６】その後，温度測定用ウェハＳが熱板６２上
に載置されて所定時間が経過し，温度測定用ウェハＳの
面内温度が安定したところで，第１の実施の形態で記載
した温度測定と同様の温度測定が行われる。

【００８７】すなわち，各温度センサ７８で検出した温
度の検出データがケーブル８０を介して送信装置７９に
送られ，さらにその検出データが受信装置７６に無線通
信によって送信される。そして，当該検出データはロガ
ー７７に送信され，当該検出データを受信したロガー７
７では，その検出データに基づいて温度が測定され，そ
の測定温度が温度測定用ウェハＳの目標温度，すなわち
設定温度Ｔ_１の許容範囲内であるか否かが判断される。
そして，その測定温度が許容範囲内であった場合には，
その時点で温度測定が終了される。また，前記測定温度
が許容範囲にない場合には，その測定温度のデータがコ
ンピュータ装置８１に送信され，コンピュータ装置８１
において，上述した実施の形態と同様にして当該測定温
度と熱板２の温度との差であり，熱板温度センサ６２ａ
のオフセット値となる補正値が算出される。そして当該
補正値がコントローラ６６に送信され，当該補正値に基
づいて熱板温度センサ６２ａがオフセットされることに
よって，熱板２の温度が微調整される。その後再び上述
した温度測定が行われ，温度測定用ウェハＳの温度が目
標温度の許容範囲内に入るまでこの温度測定が繰り返さ
れ，温度測定用ウェハＳの測定温度が前記許容範囲に入
ると温度測定が終了する。

【００８８】温度測定が終了すると，再び温度測定用ウ
ェハＳが熱板６２上から冷却板６１上に戻され，さらに
冷却板６１上から搬送アーム８５に受け渡される。その
後，搬送アーム８５と搬送アーム８６が同時に加熱・冷
却装置６０から退却し，搬送基台８７上に戻される。そ
して，他の熱処理装置における温度測定を行わない場合
には，温度測定用ウェハＳと送信装置７９が搬送アーム
８５及び８６上から取り外され一連の温度測定プロセス
が終了する。

【００８９】この第３の実施の形態によれば，温度測定
用ウェハＳと送信装置７９を搬送アーム８５及び搬送ア
ーム８６によって，加熱・冷却装置６０内に搬送可能に
したため，従来作業員が行っていた温度測定用ウェハＳ
の熱板６２上への設置等の作業が自動化できる。また，
温度測定用ウェハＳと送信装置７９とを独立して稼動す
る異なる搬送アームによって搬送可能としたため，本実
施の形態のように，冷却用の熱板としての冷却板６１と
加熱用の熱板６２とを有し，温度測定を行わない冷却板
６１側に搬送口７０が設けられている場合においても，
温度測定中に温度測定用ウェハＳと送信装置７９の両方
を加熱・冷却装置６０内に滞在させることができ，さら
に温度測定用ウェハＳと送信装置７９とを障害物のない
略直線上に配置することができるため，ケーブル８０に
よる制限を受けず好適に温度測定を行うことができる。

【００９０】また，送信装置７９の一部をウェハＷと同
じ形状に形成したため，ウェハＷを搬送する既存の搬送
アームを用いて送信装置７９の搬送を行うことができ
る。

【００９１】以上の実施の形態では，ウェハ面内の温度
修正を単一のヒータによって一括して行っていたが，熱
板を複数のエリア区画し，そのエリア毎にウェハ面内の
温度を修正してもよい。このような場合，例えば図２１
に示すように，熱板９０を熱板９０の中心で直角に交差
する２本の直線によって４等分し，その区画された各エ
リア９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ毎に個別のヒータ
９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄを設ける。

【００９２】そして，上述した実施の形態と同様にし
て，温度測定用ウェハＳ面内上に分散されて設けられる
各温度センサからの検出データをロガー９２で受信し，
その検出データに基づいて各エリア９０ａ〜９０ｄ毎の
温度を測定できるようになっている。また，ロガー９２
において，各エリア９０ａ〜９０ｄ毎に，その測定結果
が温度測定用ウェハＳの目標温度の許容範囲内にあるか
否かが判断され，許容範囲内にない場合には，コンピュ
ータ装置９３によって各エリア９０ａ〜９０ｄ毎に上述
した補正値が算出されるようになっている。さらに，コ
ントローラ９４は，その補正値に基づいて各ヒータ９１
ａ〜９１ｄを個別に制御し，各エリア９０ａ〜９０ｄ毎
に熱板９０の温度が微調節される。そして，最終的に
は，熱板９０上に載置された温度測定用ウェハＳの測定
温度が設定温度Ｔ_１に近づくように修正される。このよ
うに，温度測定用ウェハＳの測定結果に基づいて，各エ
リア９０ａ〜９０ｄ毎に調節することによって，より狭
い範囲での温度修正が行われ，より均一に面内温度を調
節することができる。

【００９３】また，以上の実施の形態では，温度測定用
ウェハＳの面内温度を検出するセンサとして温度センサ
を用いていたが，温度センサの代わりに温湿度センサを
設けるようにしてもよい。このように，温湿度センサを
用いることにより，温度測定用ウェハＳの面内湿度も測
定することができるため，事前にウェハの面内の湿度を
把握し，その測定結果に基づいて，例えば熱処理装置内
の雰囲気調節を行い，より好ましい環境でのウェハ処理
が実現できる。また，温度に加え，温度測定用ウェハＳ
の面内付近の気流速度を測定することも提案される。

【００９４】さらに，以上の実施の形態で記載した熱処
理装置に加え，この熱処理装置でウェハＷの処理が行わ
れる直前にウェハＷが搬入される処理装置，例えば予備
加熱装置においても上述した温度測定を行うようにして
もよい。予備加熱装置は，加熱処理装置における高温の
加熱処理が行われる前に，予めある程度ウェハＷの温度
を上昇させておくためのものである。そして，この予備
加熱装置から加熱処理装置にウェハＷが搬送される際に
ウェハＷの温度が低下することが認められている。そこ
で，上述した事前の温度測定を予備加熱装置と加熱処理
装置との両方で行い，その両測定結果に基づいて，搬送
時の温度低下を見越した温度に予備加熱装置内を調整す
るようにする。こうすることにより，前記温度低下分の
加熱処理装置におけるウェハＷの加熱時間が短縮される
ため，スループットの向上が図られる。

【００９５】以上の実施の形態にかかる温度測定装置
は，加熱処理が行われる熱板上に載置されたウェハの面
内温度を測定する場合に用いられていたが，冷却処理す
る熱板上のウェハ温度を測定する場合においても応用で
きる。

【００９６】また，以上で説明した実施の形態は，半導
体ウェハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー
工程におけるウェハＷの熱処理装置についてであった
が，本発明は半導体ウェハ以外の基板例えばＬＣＤ基板
の熱処理装置においても応用できる。

【００９７】

【発明の効果】請求項１〜２２によれば，基板を処理す
る前に基板の面内温度を測定する際に，従来作業員が行
っていた熱処理装置内への温度測定装置の搬送作業が自
動化される。それによって，当該温度測定が迅速かつ正
確に行われ，作業効率が向上し，さらに人が行う作業が
減少するので作業の安全性が確保される。

【００９８】特に，請求項９及び１９によれば，加熱用
の熱板と冷却用の熱板の両方を有する熱処理装置におい
ても，事前の温度測定を自動的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における熱処理装置を示す縦
断面の説明図である。

【図２】第１の実施の形態における温度測定装置の概略
を示す斜視図である。

【図３】図２の温度測定装置の温度測定用ウェハの平面
図である。

【図４】温度測定装置を搬送する搬送アームの斜視図で
ある。

【図５】着脱位置に設けられた支持部材の概略を示す斜
視図である。

【図６】搬送アームに設けられた載置部の概略を示す斜
視図である。

【図７】加熱処理装置内に温度測定用ウェハが搬送され
た状態を示す状態図である。

【図８】送信装置が着脱位置に装着された状態を示す斜
視図である。

【図９】搬送アームが加熱処理装置内に進入した際の状
態を示す加熱処理装置の縦断面の説明図である。

【図１０】着脱位置にソレノイドを設けた場合の搬送ア
ームの斜視図である。

【図１１】送信装置の他の構成例を示した説明図であ
る。

【図１２】送信装置を固定して設ける温度測定装置を用
いた場合の搬送アームの斜視図である。

【図１３】加熱処理装置内に温度測定用ウェハを搬送し
終えた搬送アームの斜視図である。

【図１４】第３の実施の形態における加熱・冷却装置の
縦断面の説明図である。

【図１５】図１４の横断面の説明図である。

【図１６】第３の実施の形態における温度測定装置の概
略を示す斜視図である。

【図１７】第３の実施の形態で用いられる搬送アームの
斜視図である。

【図１８】温度測定装置を２本の搬送アームに載置した
場合の搬送アームを側面からみた場合の説明図である。

【図１９】温度測定装置が冷却板上に搬送された状態を
模式的に示す説明図である。

【図２０】温度測定装置の温度測定用ウェハが熱板上に
載置された状態を模式的に示す説明図である。

【図２１】ヒータを分割して設けた場合の熱板を示す説
明図である。

【図２２】従来の温度測定装置の概略を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 加熱処理装置 ２ 熱板 ３ ヒータ １０ 温度測定装置 １２ ロガー １３ 送信装置 １４ ケーブル １５ 温度センサ １７ 支持部材 ２０ 搬送アーム ２７ 載置部 Ｐ 着脱位置 Ｗ ウェハ Ｓ 温度測定用ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磧本 栄一 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東京 エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 (72)発明者 片岡 之典 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東京 エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 Ｆターム(参考） 2F056 AE07 CL01 2H096 AA25 AA26 DA01 GB03 5F031 CA02 FA01 FA12 GA35 HA37 HA38 JA08 JA46 5F046 KA04 KA07 KA10

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を載置して加熱処理又は冷却処理す
   る熱板を備えた熱処理装置内において基板の面内温度を
   測定するために用いる温度測定装置であって，基板温度
   を模擬的に測定するための温度測定用基板と，その温度
   測定用基板面に設けられた，前記温度測定用基板の温度
   を検出する温度センサと，前記温度センサの検出データ
   を無線通信により送信する送信装置と，前記送信装置と
   前記温度測定用基板とを接続する所定長さのケーブルと
   を有し，前記送信装置は，前記温度測定用基板を前記熱
   処理装置内に搬入出可能とする搬送アームの所定の位置
   に載置可能であり，前記搬送アームの移動に伴って，前
   記送信装置が前記熱処理装置の内側の一部に対して着脱
   自在となるように構成されていることを特徴とする，温
   度測定装置。
2. 【請求項２】 基板を載置して加熱処理又は冷却処理す
   る熱板を備えた熱処理装置内において基板の面内温度を
   測定するために用いる温度測定装置であって，基板温度
   を模擬的に測定するための温度測定用基板と，その温度
   測定用基板面に設けられた，前記温度測定用基板の温度
   を検出する温度センサと，前記温度センサの検出データ
   を無線通信により送信する送信装置と，前記送信装置と
   前記温度測定用基板とを接続する所定長さのケーブルと
   を有し，前記送信装置は，前記温度測定用基板を前記熱
   処理装置内に搬入出可能とする搬送アームの所定の位置
   に載置可能であり，前記搬送アームの移動に伴って，前
   記送信装置が前記熱処理装置の外側の一部に対して着脱
   自在となるように構成されていることを特徴とする，温
   度測定装置。
3. 【請求項３】 基板を載置して加熱処理又は冷却処理す
   る熱板を備えた熱処理装置内において基板の面内温度を
   測定するために用いる温度測定装置であって，基板温度
   を模擬的に測定するための温度測定用基板と，その温度
   測定用基板面に設けられた，前記温度測定用基板の温度
   を検出する温度センサと，前記温度センサの検出データ
   を無線通信により送信する送信装置と，前記送信装置と
   前記温度測定用基板とを接続する所定長さのケーブルと
   を有し，前記送信装置は，前記温度測定用基板を前記熱
   処理装置内に搬入出可能とする搬送手段の所定の位置に
   設けられていることを特徴とする，温度測定装置。
4. 【請求項４】 前記送信装置と前記熱処理装置の前記一
   部とは，係止により着脱自在に構成されていることを特
   徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の温度測定
   装置。
5. 【請求項５】 前記送信装置と前記熱処理装置の前記一
   部とは，磁力により着脱自在に構成されていることを特
   徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の温度測定
   装置。
6. 【請求項６】 前記送信装置と前記熱処理装置の前記一
   部とは，吸引力により着脱自在に構成されていることを
   特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の温度測
   定装置。
7. 【請求項７】前記送信装置には，前記ケーブルの長さを
   調節するための調節手段が設けられていることを特徴と
   する，請求項１，２，３，４，５又は６のいずれかに記
   載の温度測定装置。
8. 【請求項８】 前記調節手段は，前記ケーブルを巻き取
   るためのモータを有することを特徴とする，請求項７に
   記載の温度測定装置。
9. 【請求項９】 基板を載置して加熱処理する加熱用の熱
   板と基板を載置して冷却処理する冷却用の熱板とを有す
   る熱処理装置内において，基板の面内温度を測定するた
   めに用いる温度測定装置であって，基板温度を模擬的に
   測定するための温度測定用基板と，その温度測定用基板
   面に設けられた，前記温度測定用基板の温度を検出する
   温度センサと，前記温度センサの検出データを無線通信
   により送信する送信装置と，前記送信装置と前記温度測
   定用基板とを接続する所定長さのケーブルとを有し，前
   記温度測定用基板は，前記冷却用の熱板と前記加熱用の
   熱板との間を移動自在に構成されており，前記温度測定
   用基板及び前記搬送装置を前記熱処理装置内に搬入出可
   能とする搬送手段は，上下方向に配置された少なくとも
   ２本の搬送アームを有し，これらの搬送アームは，少な
   くとも前記熱処理装置内の冷却用の熱板上に移動可能で
   あり，前記送信装置は，前記搬送アームのうちの一の搬
   送アームに保持可能に構成されており，前記温度測定用
   基板は，前記搬送アームのうちの前記一の搬送アームよ
   り下側に位置する他の搬送アームに保持可能に構成され
   ていることを特徴とする，温度測定装置。
10. 【請求項１０】 少なくとも前記送信装置の一部は，基
    板と同じ形状に形成されていることを特徴とする，請求
    項９に記載の温度測定装置。
11. 【請求項１１】 前記熱処理装置の外壁には，窓が設け
    られていることを特徴とする，請求項１０に記載の温度
    測定装置。
12. 【請求項１２】 前記温度センサが温湿度センサである
    ことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，
    ７，８，９，１０又は１１のいずれかに記載の温度測定
    装置。
13. 【請求項１３】 前記送信装置には，前記温度センサの
    電源が設けられていることを特徴とする，請求項１，
    ２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は１２
    のいずれかに記載の温度測定装置。
14. 【請求項１４】 前記無線通信は，ブルートゥース方式
    であることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，
    ６，７，８，９，１０，１１，１２又は１３のいずれか
    に記載の温度測定装置。
15. 【請求項１５】 前記送信されたデータを受信し，前記
    温度測定用基板の温度を測定する測定器を有し，さらに
    前記測定結果に基づいて前記温度測定を行った熱板の温
    度を修正する温度修正手段を有することを特徴とする，
    請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１
    １，１２，１３又は１４のいずれかに記載の温度測定装
    置。
16. 【請求項１６】 前記温度測定を行った熱板は，複数の
    エリアに区画されており，前記熱板の温度の修正は，前
    記熱板の各エリア毎に個別に行われることを特徴とす
    る，請求項１５に記載の温度測定装置。
17. 【請求項１７】 請求項１又は２のいずれかに記載の温
    度測定装置を用いた温度測定方法であって，前記温度測
    定用基板を前記搬送アームに載置し，前記送信装置を前
    記搬送アームの所定位置に載置する工程と，前記温度測
    定用基板を前記熱処理装置内に搬送する際に，前記送信
    装置を前記熱処理装置の前記一部に装着させる工程と，
    前記搬送アームが前記熱処理装置内から退避する工程
    と，前記熱板上に載置された前記温度測定用基板の温度
    を検出する工程と，前記検出データを前記送信装置から
    送信する工程と，前記送信されたデータに基づいて前記
    温度測定用基板の温度を測定する工程とを有することを
    特徴とする，温度測定方法。
18. 【請求項１８】 請求項３に記載の温度測定装置を用い
    た温度測定方法であって，前記温度測定用基板を前記搬
    送手段に載置する工程と，前記温度測定用基板を前記熱
    処理装置内に搬送する工程と，前記搬送手段が前記熱処
    理装置内から退避する工程と，前記熱板上に載置された
    前記温度測定用基板の温度を検出する工程と，前記検出
    データを前記送信装置から送信する工程と，前記送信さ
    れたデータに基づいて前記温度測定用基板の温度を測定
    する工程とを有することを特徴とする，温度測定方法。
19. 【請求項１９】 請求項９又は１０のいずれかに記載の
    温度測定装置を用いた温度測定方法であって，前記温度
    測定用基板を前記他の搬送アームに保持させ，前記送信
    装置を前記一の搬送アームに保持させる工程と，前記温
    度測定用基板及び前記送信装置を前記熱処理装置内の冷
    却用の熱板上に移動させる工程と，前記温度測定用基板
    を加熱用の熱板上に載置する工程と，前記温度測定用基
    板の温度を検出する工程と，前記検出されたデータを前
    記送信装置から送信する工程と，前記送信されたデータ
    に基づいて前記温度測定用基板の温度を測定する工程と
    を有することを特徴とする，温度測定方法。
20. 【請求項２０】 前記測定結果に基づいて，前記温度測
    定を行った熱板の温度を修正する工程を有することを特
    徴とする，請求項１７，１８又は１９のいずれかに記載
    の温度測定方法。
21. 【請求項２１】 前記温度測定が行われた熱板は，複数
    のエリアに区画されており，前記熱板の温度の修正は，
    前記各エリア毎に個別に行われることを特徴とする，請
    求項２０に記載の温度測定方法。
22. 【請求項２２】 基板を載置して加熱処理又は冷却処理
    する熱板を備えた熱処理装置内において基板の面内温度
    を測定する温度測定方法であって，前記熱処理装置の基
    板処理の直前に基板が搬入される処理装置において，請
    求項１〜１６のいずれかに記載の温度測定装置を用いて
    温度測定を行う工程と，前記熱処理装置において，請求
    項１〜１６のいずれかに記載の温度測定装置を用いて温
    度測定を行う工程と，前記熱処理装置における温度測定
    と前記処理装置における温度測定との結果に基づいて，
    前記処理装置における温度を調節する工程とを有するこ
    とを特徴とする，温度測定方法。