JP2007178253A - 温度測定装置および温度測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明の目的は、自動化に適し、耐熱性を高めてウェハの温度分布を測定できるウェハ温度計およびその製造方法を提供する。
【解決手段】ウェハ1の上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に複数の温度センサ21,22…2nを配置し、複数の温度センサ21,22…2nの出力信号を変換処理回路4により温度データに変換して処理する。変換処理回路4は、その周囲がナノクリスタルシリコン層からなる断熱材で形成された収納室に収納される。
【選択図】図1
【解決手段】ウェハ1の上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に複数の温度センサ21,22…2nを配置し、複数の温度センサ21,22…2nの出力信号を変換処理回路4により温度データに変換して処理する。変換処理回路4は、その周囲がナノクリスタルシリコン層からなる断熱材で形成された収納室に収納される。
【選択図】図1
Description
この発明は、温度測定装置およびウェハ型温度計の製造方法に関し、例えばウェハを加熱する加熱板の温度を測定する温度測定装置およびウェハ型温度計の製造方法に関する。
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、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」)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などの種々の熱処理が、例えばウェハを所定温度に維持された加熱・冷却装置により行われている。
図15は、従来の加熱・冷却装置60の縦断面図であり、図16は図15の線A−Aに沿う横断面図である。
図15おいて、加熱・冷却装置60の筐体90内には、冷却用の冷却板61と加熱用の加熱板62が並べられて設けられている。冷却板61および加熱板62は、厚みのある円盤状に形成されている。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。
また、冷却板61の下方には、ウェハを冷却板61上に載置する際に、ウェハを支持して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。
一方、加熱板62には、ヒータ65と加熱板温度センサ62aが内蔵されており、加熱板62の温度は、コントローラ66が加熱板温度センサ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。加熱板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、ウェハを加熱板62上に載置自在になっている。
また、図16示すように冷却板61と加熱板62との間には、ウェハを加熱板62に搬送し、またウェハを加熱板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。加熱・冷却装置60の筐体90の冷却板62側には、ウェハを加熱・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。シャッタ71に対向するように搬送アーム80が設けられており、シャッタ71が開かれたときに、この搬送アーム80によりウェハが搬送口70から加熱・冷却装置60内に搬送され、搬送装置69により加熱板62上に搬送される。
このような加熱・冷却装置60を用いて、加熱板62上に載置されるウェハの温度分布を事前に測定して加熱板62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、加熱板62上のウェハを均一に加熱することが重要である。従来そのような加熱板62上のウェハの温度分布を測定するために、温度測定装置を用いて、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。
図17従来の温度測定装置の各種例を示す図である。図17(A)に示すように、温度測定用ウェハK上に送信装置103を設け、各温度センサ101と送信装置103とをケーブル102で接続し、各温度センサ101で検出したデータを無線で送信し、加熱・冷却装置60内あるいは外に受信装置を設けて、無線で送信されたデータを受信するように構成したものである。
検出した温度データを無線で送信する装置として、例えば特開2004−24551号公報(特許文献1)に記載されているセンサシステム用半導体がある。このセンサシステム用半導体装置は、A/D変換回路と、メモリと、送信回路とを基板の一方面に形成し、基板の他方面に電力発生装置を形成したものである。しかし、A/D変換回路は、温度が上昇すると変換精度が悪くなるという特性を有しているため、150℃くらいまでの温度の測定は可能であっても、250℃まで温度が上昇する雰囲気中では使用することができない。したがって、特許文献1に記載されているセンサシステム用半導体を図17(A)に示した送信装置103に適用しても250℃の高温下では使用することができない。
特開2002−124457号公報(特許文献1)には、図17(B)に示すように、図17(A)に示した送信装置103を温度測定用ウェハKとは別個に設けた円盤Sに設け、温度測定用ウェハKの各温度センサ101をケーブル102で送信装置103に接続する例が示されている。この例では、温度測定用ウェハKのみを加熱板62上に載置し、円盤Sを温度測定用ウェハKよりも離した上に位置させることで、加熱板62から離すことが可能であるため、送信装置103に内蔵されているA/Dコンバータが高温によって精度が劣化することはない。
特開2004−24551号公報
特開2002−124457号公報
しかし、温度測定用ウェハKの上側に円盤Sを位置させた状態で、図16に示した搬送装置69および搬送アーム80で搬送するのは困難であり、搬送装置69および搬送アーム80として特殊なものを用意する必要があり、コストが高くなってしまう。
そこで、この発明の目的は、自動化に適し、耐熱性を高めてウェハの温度分布を測定できるウェハ温度計およびその製造方法を提供することである。
この発明は、ウェハと、ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサと、複数の温度センサの出力信号を温度データに変換して処理するための変換処理手段と、ウェハに設けられ、その周囲がナノクリスタルシリコン(nc−Si)層からなる断熱材で形成され、変換処理手段を収納する収納室とを備える。
ナノクリスタルシリコン層からなる断熱材で収納室を形成して変換処理手段を収納することで、耐熱性を高めることができるので、高温下でも変換処理手段の変換精度を悪化させることがない。
好ましい実施形態では、収納室には、変換処理手段に電源電圧を供給する電池が収納される。電池を収納することにより、外部から電源電圧を供給する必要がなくなる。
より具体的には、収納室には、断熱材を貫通する切欠き孔が形成されていて、電池は、一部が断熱材の切欠き孔から露出するように設けられ、断熱材内の温度と断熱材外の温度との温度差で電圧を発生するペルチェ熱電池が用いられる。
収納室には、ペルチェ熱電池で発電された電圧を一定電圧にするための定電圧回路が設けられる。
より好ましくは、変換処理手段は、温度データを記憶する記憶手段を含む。記憶手段に温度データを記憶することで測定した温度データを蓄積できる。
より好ましくは、温度データを無線で送信するための送信手段を含む。無線で温度データを送信することにより、自動搬送装置などで搬送するのが容易になる。
変換処理手段は、温度データを有線で出力するためのインタフェース手段を含む。
この発明の他の局面は、ウェハと、ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサと、複数の温度センサの出力信号を温度データに変換して処理するための変換処理手段と、ウェハ内に設けられ、その周囲が断熱材で形成され、変換処理手段を収納する収納室と、収納室に収納され、一部が収納室からウェハ外に露出し、断熱材内の温度と断熱材外の温度との温度差で電圧を発生して変換処理手段に電源電圧として供給するペルチェ熱電池を備える。ペルチェ熱電池を内蔵させることで通常の電池を用いる場合に比べて寿命を長くできる。
この発明のさらに他の局面は、ウェハの温度を測定するウェハ型温度計の製造方法であって、ウェハ表面の複数の領域に分布して温度センサを形成する工程と、ウェハの温度センサが形成された領域外の領域にナノクリスタルシリコン層からなる断熱部分を形成する工程と、断熱部分上に温度センサの出力信号を処理する変換処理回路を配置する工程と、ウェハの断熱部分に対向する領域にナノクリスタルシリコン層からなる断熱部分を有するキャップ部材によって変換処理回路を覆う工程とを備える。
この発明によれば、ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に複数の温度センサを配置するとともに、複数の温度センサの出力信号を変換処理手段によって温度データに変換して処理し、周囲がナノクリスタルシリコン層からなる断熱材で形成された収納室内に、変換処理手段を収納するようにしたので、高温下でも変換処理手段による変換精度が劣化することがなく、自動化に適し、耐熱性を高めてウェハの温度分布を測定できる。
また、ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に複数の温度センサを配置するとともに、複数の温度センサの出力信号を変換処理手段によって温度データに変換して処理し、ペルチェ熱電池から変換処理手段に電源を供給することで、電源の寿命を長くできる。
図1はこの発明の一実施形態のウェハ型温度計を示す外観図である。
図1において、ウェハ型温度計10は、ウェハ1と、温度センサ21,22…2nと、変換処理回路4とを含む。ウェハ1は複数の領域に区分されており、各領域に温度センサ21,22…2nが分布して配置されている。各温度センサ21,22…2nは、配線3を介して変換処理回路4に接続されている。変換処理回路4は、各温度センサ21,22…2nの出力値であるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。変換処理回路4は、後述の図3で説明するが、断熱構造で形成された収納室内に収納されている。
ウェハ型温度計10は、図15に示した加熱板62上に載置されて加熱板62上に載置される処理用のウェハの温度分布を事前に検出して加熱板62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、加熱板62上の処理用のウェハを均一に加熱する温度を測定するために設けられている。温度センサ21,22…2nは、熱電対や測温抵抗体(RTD)などの温度変化を検出できる素子であればどのようなものでも適用できる。温度センサ21,22…2nは、ウェハ1の表面に密封して埋め込むことにより、高温ガス雰囲気下においても劣化するのを防止できる。
図2は図1に示した変換処理回路4を示す回路図である。図2において、図1に示した温度センサ21,22…2nの出力信号は、アンプ31,32…3nに入力されて増幅され、A/Dコンバータ41に与えられる。A/Dコンバータ41は温度センサ21,22…2nの出力信号であるアナログ信号をパラレルなデジタルデータに変換して出力する。変換されたデジタルデータはデータバッファ42を介してデータ転送回路43に与えられる。
データ転送回路43はデジタルデータをメモリ44、I/F回路45および送信回路46に転送する。メモリ44は、例えば不揮発性メモリからなり、各温度センサで検出された温度データを自ら記憶する。I/F回路45は温度データを有線で出力する。このために、I/F回路45の出力にはケーブル47が接続される。送信回路46は温度データを無線で送信する。このために、送信回路46にはアンテナ48が接続される。なお、メモリ44、I/F回路45および送信回路46は全て必要とされるものではなく、必要に応じて選択的に設ければよい。
クロック発生回路49は、クロック信号を発生して、A/Dコンバータ41やデータ転送回路43などに供給する。各回路に電源電圧を供給するためにペルチェ熱電池50が設けられている。ペルチェ熱電池50は、ペルチェ素子を用いて構成されており、ウェハ1外の高温と、ウェハ1内の低温との温度差に基づいて電圧を発電する。ペルチェ熱電池50は、例えば、温度差が130℃で3〜4Vの出力電圧を発電することができる。ペルチェ熱電池50で発電された電圧は、定電圧回路51に与えられる。
定電圧回路51は、ペルチェ熱電池50で発電された電圧を一定電圧に定電圧化して各回路に供給する。なお、ペルチェ熱電池50に代えて通常使用されている電池を用いてもよい。また、I/F回路45の出力を有線で取出す場合は、ペルチェ熱電池50や通常使用される電池などを内蔵させることなく、有線で変換処理回路4に電源電圧を供給するようにしてもよい。
また、図2に示した変換処理回路4はペルチェ熱電池50を除いて集積回路上に形成される。
図3は、図1に示したウェハ1の線A−Aに沿う収納室110の断面図である。図3において、ウェハ1には、図2に示した変換処理回路4を集積化した集積回路40と、ペルチェ熱電池50を収納するための収納室110が設けられている。収納室110の底部と側部は断熱層101によって囲まれている。収納室110にはキャップ部材としての基板102が被せられており、基板102には収納室110の上部を覆う断熱層103が形成されている。断熱層101と103は、nc−Si(ナノクリスタルシリコン)層によって形成されている。基板102と断熱層103とには、貫通する切欠き孔(図示せず)が形成されている。
収納室110の底部には配線導体105が形成されていて、この配線導体105の一端にはペルチェ熱電池50の図示しない電極が接続されており、配線導体105の他端は導電ペースト107により集積回路40に接続されている。また、図2に示したI/F回路45にケーブル47を接続するために配線導体104が収納室110の底部から断熱層101とウェハ1を貫通して、ウェハ1の表面に延びるように形成されている。配線導体104と集積回路40とは導電ペースト106により接続されている。
ペルチェ熱電池50は、基板102と断熱層103との切欠き孔を貫通して、その一部である頂部がウェハ1外に露出して配置されている。ペルチェ熱電池50はウェハ1外の温度と、収納室110内の温度との温度差により発電して、電源電圧を集積回路40に供給する。この図3に示した例では、集積回路40を収納する収納室110を断熱層101および103で覆うことにより、集積回路40内のA/Dコンバータ41が高熱にさらされることがないので、変換精度が劣化するのを防止できる。しかも、変換処理回路4の電源としてペルチェ熱電池50を用いているので、通常使用される電池を用いる場合に比べて寿命を長持ちさせることができる。
図4は、図3に示した収納室の他の例を示す断面図である。図4に示した例は、図3に示したペルチェ熱電池50に代えて通常使用される電池52を収納室110内に配置したものであり、その他の構成は図3と同じである。この例ではペルチェ熱電池50に代えて通常使用されている電池52を用いることでコストを安価にできる。
図5は、収納室110の他の例を示す図である。図3および図4に示した例は、収納室110をウェハ1側に形成したのに対して、図5に示した例は基板112側に収納室110を形成したものである。すなわち、ウェハ1の上面には断熱層111が形成されており、断熱層111上に配線導体105と114とが形成されている。配線導体105の一方側には電池52の図示しない電極が接続されており、他方側は導電ペースト107により集積回路40に接続されている。配線導体114の一端は導電ペースト106により集積回路40に接続されている。
集積回路40と電池52を覆うように収納室110が形成されたキャップ部材としての基板112が被せられる。基板112の収納室110の天井部と側部には、断熱層113が形成されている。この図5に示した例においても、集積回路40を収納する収納室110を断熱層111および113で覆うことにより、集積回路40内のA/Dコンバータ41が高熱にさらされることがないので、変換精度が劣化するのを防止できる。
図6〜図8は、図5に示したウェハ型温度計の収納室110の製造方法を示す図であり、図6はウェハ1に断熱層111を形成する工程を示し、図7は基板112に断熱層113を形成する工程を示し、図8は組立工程を示す図である。
図6(A)において、ウェハ1には図示しないが図1に示した複数の温度センサ21,22…2nが形成されている。このウェハ1上に図5に示した収納室110の底部を除いてレジスト117を塗布し、レジスト117で覆われていない部分に断熱層111を形成する。断熱層111は、ナノクリスタルシリコン層で形成される。ナノクリスタルシリコン層は、例えば陽極酸化法により形成することができる。ナノクリスタルシリコン層は、その他にCVD法やイオン注入法などにより形成することもできる。このような方法により、Siウェハに4nm〜5nmのサイズのSi結晶を形成することができ、このようなSi結晶を形成することで、量子効果が変わってくることによりSiウェハをポーラス状態にすることができ、断熱性が良好になるので断熱効果をもたせることができる。ナノクリスタルシリコン層の断熱層111を形成した後、レジスト117を除去する。
次に、図7(A)に示すように、基板112を用意し、図7(B)に示すように基板112の周囲にレジスト115を塗布し、エッチングを行って、図7(C)に示すように凹部116を形成する。そして、図6(B)と同様にして、断熱層113に相当する部分を除いてレジスト118を塗布し、凹部116の底部と側部に、例えば陽極酸化法などによりナノクリスタルシリコン層を形成することで、図7(C)に示すように収納室110を囲む断熱層113を形成する。その後、レジスト118を除去する。
図8(A)に示すように断熱層111上に配線導体105を形成し、ウェハ1と断熱層111とにまたがるように配線導体114を形成し、配線導体105に電池52の電極を接続し、配線導体107と集積回路40とを導電ペースト107で接続し、配線導体114と集積回路40とを導電ペースト106で接続する。
さらに、図8(B)に示すように、収納室110を形成したキャップ部材としての基板112を集積回路40および電池52を覆うように被せる。これにより、ウェハ型温度計10を形成することができる。なお、上述の説明では、断熱層111および113をナノクリスタルシリコン層によって形成したが、これに限ることなく他の断熱材で形成してもよい。
図9は、図1に示したウェハ型温度計10を加熱・冷却装置60aに配置して温度を測定する例を示す図である。
図9において、加熱・冷却装置60aは、図13および図14に示した加熱・冷却装置60とほぼ同様にして構成されている。筐体60b内には、図13で説明したステージとしての加熱板62が配置されており、冷却板61は図示を省略している。加熱板62には加熱板温度センサ62aが内蔵されている。筐体60bの天井部にはアンテナ11が配置されている。アンテナ11は、例えば導体を渦巻き状に巻回したコイルなどで構成される。アンテナ11は、ウェハ温度計10から無線で送信されたデータを捕らえてロガー12に与える。ロガー12は、受信したデータをサンプリング時間ごとにサンプリングして時系列のデータにし、その時系列のデータに基づいて、例えば平均値や偏差値などの数値加工を行って表示するとともに、温度データをコンピュータ13に出力する。
コンピュータ13には、加熱板62の設定温度Tと、算出した温度データに基づいて加熱板62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、コンピュータ13はロガー12から温度データを受け取ると、例えば自動的にプログラムを実行し、一定のアルゴリズムにしたがって補正値を算出する。コントローラ14が、ウェハ温度計10と同じ温度を表示する加熱板温度センサ62aで測定された温度に基づいて加熱板62に内蔵されているヒータ(図示せず)を制御する。
図10は、ウェハ型温度計10とロガー16とを有線で接続した実施形態を示す図である。ウェハ型温度計10の変換処理回路4と、ロガー16はケーブル18によって接続されており、変換処理回路4に電池から電源を供給しない場合には、ウェハ型温度計10の変換処理回路4と電源回路17とがケーブル19によって接続される。ロガー16は、ケーブル18を介して入力されたデータをサンプリング時間ごとにサンプリングして時系列のデータにし、その時系列のデータに基づいて、例えば平均値や偏差値などの数値加工を行って表示するとともに、温度データをコンピュータ13に出力する。
この図10に示した実施形態では、ロガー16はウェハ型温度計10の各領域に配置されている温度センサ21,22…2nで検出されたそれぞれの温度データが直接入力されているので、ウェハ1上の各領域を特定できる。これに対して、図9に示した無線でウェハ型温度計10からの温度データを送信する場合には、各領域を判別する必要がある。例えば、各温度センサ21,22…2nで検出された温度データを変換処理回路4で時分割で送信し、それをロガー12で認識して、各領域の温度を判別するなどの方法を適用できる。
図11(A)〜(C)は、この発明の一実施形態のウェハ型温度計10を用いて加熱板62と冷却板61の温度を測定する一例を説明するための図である。図11(A)において、筐体60b内には、図15の説明と同様にして、冷却板61と加熱板62とが配置されている。なお、冷却板61と加熱板62には、図15で説明した駆動昇降機構が設けられているが、図示を省略している。加熱板62上には開閉可能なカバー部材としてのチャンバーカバー71が設けられている。
筐体60bの冷却板61と加熱板62との間の天井部には、図9で説明したアンテナ11が配置されている。アンテナ11を加熱板62の真上に設けていないので、アンテナ11の温度上昇を避けることができる。チャンバーカバー71には、図示しないが電波の透過窓が形成されている。なお、図9に示したロガー12と、コンピュータ13と、コントローラ14は、加熱板62から離れた常温雰囲気中に置かれている。
次に、図11(A)〜(C)を参照して、温度の測定方法について説明する。まず、図16で説明した搬送アームにより、ウェハ型温度計10が筐体60bの図示しない搬送口から搬送され、加熱板62上のチャンバーカバー71が上昇して開かれ、図16で説明した搬送装置により、ウェハ型温度計10が加熱板62上に搬送され、領域がアライメントされる。その後、図11(A)に示すように、チャンバーカバー71が下降して加熱板62の上部が閉じられて、アンテナ11によってウェハ型温度計10から送信された温度データがアンテナ11によって捕らえられると、図11(B)に示すように、再びチャンバーカバー71が上昇して、搬送装置によりウェハ型温度計10が加熱板62上から冷却板51方向へ移動される。
この搬送途中においてもウェハ型温度計10からアンテナ11を介して温度データが送信されている。さらに、図11(C)に示すように、ウェハ型温度計10が冷却板51上に搬送された後も、温度データをアンテナ11を介して受信することができるので、ウェハ型温度計10の各領域に応じた温度を検出できる。したがって、ウェハ型温度計10により冷却後の温度の検出も可能になる。
このように図11(A)〜(C)に示した例においては、加熱板62による加熱中および冷却板61による冷却中においてもアンテナ11を介して温度データの受信が可能になるので、加熱温度および冷却温度の測定を継続して行うことができる。
図12(A)〜(C)は、この発明の一実施形態のウェハ型温度計10によって加熱板62と冷却板61の温度を測定する他の例を説明するための図である。
この例は、筐体60bの冷却板61の上の天井部にアンテナ11を配置し、チャンバーカバー71内に補助アンテナ15を配置したものである。補助アンテナ15は、チャンバーカバー71内に複数設けてもよい。チャンバーカバー71が開かれて、ウェハ型温度計10が加熱板62上に搬送される。図12(A)に示すように、ウェハ型温度計10から各領域に応じた温度データを、補助アンテナ15を介して受信できる。
加熱処理が終了すると、図12(B)に示すように、チャンバーカバー71が開かれ、ウェハ型温度計10が加熱板62上から冷却板61側に移動される。この時点において、温度データの受信が補助アンテナア15から冷却板61上のアンテナ11に切換られ、搬送中のウェハ型温度計10から温度データが受信される。図12(C)に示すように冷却板61上にウェハ型温度計10が搬送された後は、アンテナ11を介して温度データが受信される。
なお、この例においては、補助アンテナ15として200℃以上の高熱に耐える特性を有する金属材料で形成されており、図3に示したロガー12と、コンピュータ13と、コントローラ14は、加熱板62から離れた常温雰囲気中に置かれている。
このように図12(A)〜(C)に示した例においては、加熱板62による加熱中は補助アンテナ15により温度データの受信を行い、冷却板61による冷却中においてはアンテナ11により温度データの受信が可能になるので、加熱温度および冷却温度の測定を継続して行うことができる。
図13(A)〜(C)は、この発明の一実施形態の温度測定機能を有する温度測定装置によって加熱板と冷却板の温度を測定するさらに他の例を説明するための図である。
前述の図11および図12に示した例は、図16に示したように冷却板61と搬送装置69とを別個に設けていたのに対して、図13に示した例は、冷却板63が搬送機能を有するように構成したものである。それ以外の構成は図16と同じである。
まず、チャンバーカバー71が上昇して開かれ、冷却板63が搬送口に搬送されたウェハ型温度センサ10を加熱板62上に搬送し、チャンバーカバー71を下降させて加熱板62を閉じ、アンテナ11から所定の帯域幅の高周波信号が放射され、ウェハ型温度センサ10上のSAW素子2から、周波数信号がアンテナ11に返されてくる。加熱処理が終了すると、図13(B)に示すように、チャンバーカバー71が上昇して、冷却板63が加熱板62上に移動し、ウェハ型温度センサ10が加熱板62から引き出される。
この搬送途中においてもアンテナ11からウェハ型温度センサ10には所定の帯域幅の高周波信号が放射されており、ウェハ型温度センサ10の各領域に応じた周波数信号が送り返されている。さらに、図13(C)に示すように、冷却板63が搬送を停止する。この状態においてもウェハ型温度センサ10がアンテナ11から所定の周波数帯域幅の高周波信号を送信することができるので、ウェハ型温度センサ10の各領域に応じた周波数信号が送り返されている。その後、ウェハ型温度センサ10が搬送アームにより取出される。
図14(A)〜(C)は、この発明の一実施形態の温度測定機能を有する温度測定装置によって加熱板と冷却板の温度を測定するさらに他の例を説明するための図である。
この例は、図12と同様にして筐体60cの冷却板61の上の天井部にアンテナ11を配置し、チャンバーカバー71内に補助アンテナ15を配置したものであり、冷却板63は搬送機能を有するようにしたものである。搬送動作、加熱動作および冷却動作は図11と同様であり、ウェハ型温度センサ10とアンテナ11,15との信号のやり取りは図12と同じであるため、説明を省略する。
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
この発明のウェハ型温度計およびその製造方法は、加熱・冷却装置における冷却板や加熱板上に載置されるウェハの表面温度を測定するのに利用される。
1 ウェハ、10 ウェハ型温度計、11 アンテナ、12,16 ロガー、13 コンピュータ、14 コントローラ、17 電源回路、18,19 ケーブル、21,22…2n 温度センサ、31,32…3n アンプ、40 集積回路、41 A/Dコンバータ、42 データバッファ、43 データ転送回路、44 メモリ、45 I/F回路、46 送信回路、47 ケーブル、48 アンテナ、49 クロック発生回路、50 ペルチェ熱電池、51 定電圧回路、52 電池、60b,60c 筐体、61,63 冷却板、62 加熱板、62a 加熱板温度センサ、71 チャンバーカバー、101,103,111,113 断熱層、104,114,105 配線導体、106,107 導電ペースト、110 収納室、112 基板、115,117,118 レジスト、116 凹部。
Claims (9)
- ウェハと、
前記ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサと、
前記複数の温度センサの出力信号を温度データに変換して処理するための変換処理手段と、
前記ウェハに設けられ、その周囲がナノクリスタルシリコン(nc−Si)層からなる断熱材で形成され、前記変換処理手段を収納する収納室とを備える、ウェハ型温度計。 - 前記収納室には、前記変換処理手段に電源電圧を供給する電池が収納される、請求項1に記載のウェハ型温度計。
- 前記収納室には、前記断熱材を貫通する切欠き孔が形成されていて、
前記電池は、一部が前記断熱材の切欠き孔から露出するように設けられ、前記断熱材内の温度と前記断熱材外の温度との温度差で電圧を発生するペルチェ熱電池である、請求項1に記載のウェハ型温度計。 - 前記収納室には、前記ペルチェ熱電池で発電された電圧を一定電圧にするための定電圧回路が設けられる、請求項3に記載のウェハ型温度計。
- 前記変換処理手段は、前記温度データを記憶する記憶手段を含む、請求項1から4のいずれかに記載のウェハ型温度計。
- 前記変換処理手段は、前記温度データを無線で送信するための送信手段を含む、請求項1から5のいずれかに記載のウェハ型温度計。
- 前記変換処理手段は、前記温度データを有線で出力するためのインタフェース手段を含む、請求項1から5のいずれかに記載のウェハ型温度計。
- ウェハと、
前記ウェハ上面を複数の領域に区分し、区分された各領域に配置された複数の温度センサと、
前記複数の温度センサの出力信号を温度データに変換して処理するための変換処理手段と、
前記ウェハ内に設けられ、その周囲が断熱材で形成され、前記変換処理手段を収納する収納室と、
前記収納室に収納され、一部が前記収納室から前記ウェハ外に露出し、前記断熱材内の温度と前記断熱材外の温度との温度差で電圧を発生して前記変換処理手段に電源電圧として供給するペルチェ熱電池を備える、ウェハ型温度計。 - ウェハの温度を測定するウェハ型温度計の製造方法であって、
前記ウェハ表面の複数の領域に分布して温度センサを形成する工程と、
前記ウェハの前記温度センサが形成された領域を除いた領域内にナノクリスタルシリコン層からなる断熱部分を形成する工程と、
前記断熱部分上に前記温度センサの出力信号を処理する変換処理回路を配置する工程と、
前記ウェハの断熱部分に対向する領域にナノクリスタルシリコン層からなる断熱部分を有するキャップ部材によって前記変換処理回路を覆う工程とを備える、ウェハ型温度計の製造方法。
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