JP2015095477A - 温度測定用ウエハ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成でありながら、その厚みを大きくすることなく、ワイヤレス方式を利用して高い感度でウエハの温度を測定することが可能な温度測定用ウエハを提供する。【解決手段】 温度測定用ウエハＷは、ベース基板１１と、カバーガラス１２と、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、このアンテナ１５に対して並列に接続された互いに共振周波数が異なる３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃと、スペーサとを備える。フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃと、スペーサとは、ベース基板１１と、カバーガラス１２と、フッ素樹脂１６とにより液密な状態で囲まれている。【選択図】 図２

Description

この発明は、基板処理装置において処理されるウエハの温度を測定するための温度測定用ウエハに関する。

例えば、半導体デバイスを製造するための半導体ウエハに対して、フォトレジストを塗布するコータや、フォトレジストの現像処理を行うデベロッパにおいては、処理されるウエハの温度を測定する必要がある。また、ウエハに塗布されるフォトレジストや現像液等の処理液の温度を、ウエハの温度を介して測定する必要がある場合もある。このようなウエハの温度測定を行う場合、実際に処理を実行中のウエハの温度を測定することは困難である。このため、一般的には、白金抵抗体や熱電対等の温度検知部材を使用した温度センサや、水晶振動子の共振周波数を利用した温度センサをダミーウエハとしての温度測定用ウエハに埋め込み、この温度測定用ウエハを熱処理装置等の基板処理装置の処理部に設置して、この温度測定用ウエハの温度を測定することにより、実際にデバイスの製造のために基板処理装置により処理されるウエハの温度を推定するようにしている。

特許文献１には、水晶振動子が安定に発信を行う固有振動数を持ち、かつ、その固有振動数が温度変化と特定の相関を持つ特性を有することを利用し、導線を使用することなく、精度良くウエハの温度を測定できるようにした基板の温度測定方法が開示されている。この基板の温度測定方法においては、温度測定用ウエハに、水晶振動子とコイルとを接続して形成される検温素子を配設し、水晶振動子の固有振動数に相当する周波数の送信波を検温素子に発信する。そして、チャンバー内の上蓋に検温素子からの電磁波を受信するセンサーコイルを設け、送信波を停止した後に、水晶振動子が共振後の減衰振動により放出する温度測定用ウエハの温度に応じた電磁波を受信し、検温素子からの電磁波の周波数に基づいて温度測定用ウエハの温度を測定する。

また、特許文献２には、配線数の増加を抑制することができる基板熱処理装置が開示されている。この基板熱処理装置においては、水晶振動子にコイルを接続して形成された検温素子が温度測定用ウエハの複数箇所に設置される。また、チャンバー内の上蓋に中継アンテナが取り付けられるとともに、搬送ロボットの保持アームに送受信アンテナが設置される。各水晶振動子の固有振動数に相当する周波数の送信波を送受信アンテナから中継アンテナを経由して送信することによって対応する水晶振動子を共振させ、この水晶振動子から放出された電磁波を中継アンテナを経由して送受信アンテナにて受信し、その受信した電磁波の周波数および送信波の周波数に基づいて温度測定用ウエハの温度測定を行う。

これらの特許文献１および特許文献２に記載された温度測定方法は、ワイヤレス形式でウエハの温度を測定できる一方で、処理液を使用する基板処理装置での利用については考慮されていないものであった。すなわち、特許文献１および特許文献２に記載された温度測定方法は、ウエハを熱処理する熱処理装置に使用する場合においては利用できるが、処理液を使用する基板処理装置に使用した場合には、銅、アルミニュウム、クロム、鉛等が使用された水晶振動子やコイル部分が処理液と接触することにより、それらが腐食され、温度測定が実行し得ないという問題が生ずる。

このような問題を解決するための特許文献３には、ベース基板とフッ素樹脂を加圧加熱溶着させることにより、複数の水晶振動子と複数のアンテナとを、ベース基板またはフッ素樹脂により液密な状態で囲った温度測定用ウエハが開示されている。この特許文献３に記載の温度測定用ウエハにおいては、各水晶振動子を、各々、個別のアンテナに接続させている。そして、アンテナの形状を円形として配置し、アンテナの感度を向上させる目的で、その直径を可能な限り大きくするようにしている。この特許文献３に記載の温度測定用ウエハにおいては、処理液を使用する基板処理装置においても、ワイヤレス方式でウエハの温度を測定することが可能となり、その感度も良好なものとなっている。

特開２００４−１４０１６７号公報 特開２００７−１９１５５号公報 特開２０１３−５５０９９号公報

上述した特許文献３に記載の温度測定用ウエハは、処理液を使用する基板処理装置において好適に使用できるものではあるが、限られたウエハ面内にループ径（直径）の大きなアンテナを複数配置するためには、アンテナパターンが交差する等の現象が発生する。このような場合には、多層基板を使用する等の、アンテナ間の絶縁を図り、アンテナ間の相互干渉を防ぐための構成が必要となり、温度測定用ウエハの構成が複雑となるばかりではなく、その厚みが実際のウエハより厚くなるという問題が生ずる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら、その厚みを大きくすることなく、ワイヤレス方式を利用して高い感度でウエハの温度を測定することが可能な温度測定用ウエハを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、送受信アンテナとの間でデータを送受信する温度測定用ウエハにおいて、ベース基板と、前記ベース基板の外周部付近に配設されたアンテナと、前記アンテナに対して互いに並列に接続された、互いに共振周波数が異なる複数の水晶振動子と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の水晶振動子は、２０キロヘルツ以上１メガヘルツ以下の範囲で共振周波数が互いに異なる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記ベース基板は導電性を有し、前記アンテナと前記ベース基板との間にスペーサを配設することにより、前記アンテナと前記ベース基板との間に３０ミクロン以上５００ミクロン以下の間隔を形成している。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記スペーサは耐熱性を有する樹脂より構成される。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、前記アンテナは、外形が０．３ｍｍ以下の導線より構成される。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明において、前記アンテナおよび前記水晶振動子の上部に配設されたカバーガラスと、加熱加圧融着により、前記アンテナおよび前記水晶振動子を、前記ベース基板と前記カバーガラスとともに液密な状態で囲うフッ素樹脂と、を備える。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記カバーガラスは、前記ベース基板より外径が小さい。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の発明において、前記水晶振動子および前記アンテナは、フレキシブルプリント基板上に形成されるとともに、前記水晶振動子は、ベース基板に形成された凹部内に配設され、前記フレキシブルプリント基板には、前記水晶振動子の周囲の三方の領域を囲むスリットが形成される。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、互いに共振周波数が異なる複数の水晶振動子をアンテナに対して並列に接続することにより、簡易な構成でありながら、その厚みを大きくすることなく、ワイヤレス方式を利用して高い感度でウエハの温度を測定することが可能となる。

請求項３から請求項５に記載の発明によれば、アンテナとベース基板との間にスペーサを配設して、アンテナとベース基板との間に３０ミクロン以上５００ミクロン以下の間隔を形成しているので、高周波損失によるアンテナ感度の低下を防止することが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、フッ素樹脂が加熱加圧融着により、アンテナおよび水晶振動子をベース基板とカバーガラスとともに液密な状態で囲んでいるので、処理液を使用する基板処理装置においても、ワイヤレス方式でウエハの温度を測定することが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、温度測定用ウエハの端縁を基板処理装置の端縁保持機構により保持するときに、カバーガラスと端縁保持機構との干渉を防止することが可能となる。

請求項８に記載の発明によれば、水晶振動子の周囲の三方の領域を囲むスリットの作用により、水晶振動子をベース基板に形成された凹部の底面に近接配置させることができ、温度の測定精度を向上させることが可能となる。

この発明に係る温度測定用ウエハＷを使用する基板処理装置の斜視図である。 この発明の第１実施形態に係る温度測定用ウエハＷの平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３におけるＢ部分の拡大図である。 図３におけるＣ部分の拡大図である。 図３におけるＤ部分の拡大図である。 フレキシブルプリント配線基板１４における水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃ付近の領域を切り取って示す説明図である。 基板処理装置の主要な制御系を、温度測定用ウエハＷの要部とともに示すブロック図である。 この発明の第２実施形態に係る温度測定用ウエハＷの平面図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 図１０におけるＥ部分の拡大図である。 図１０におけるＦ部分の拡大図である。 図１０におけるＧ部分の拡大図である。 この発明の第３実施形態に係る温度測定用ウエハＷの断面図である。 図１４におけるＨ部分の拡大図である。 図１４におけるＩ部分の拡大図である。 この発明の第４実施形態に係る温度測定用ウエハＷの平面図である。 図１７のアンテナ１５付近の拡大断面図である。 カバーガラス１９の平面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、この発明に係る温度測定用ウエハＷを使用する基板処理装置の構成について説明する。図１は、この発明に係る温度測定用ウエハＷを使用する基板処理装置の斜視図である。

この基板処理装置は、シリコンウエハ等の半導体ウエハに対して処理液を塗布または供給してその処理を行うものであり、この発明に係る温度測定用ウエハＷを載置して回転するスピンチャック６１と、スピンチャック６１により回転する温度測定用ウエハＷに対して処理液を吐出するノズル６４と、飛散防止用カップ６２と、送受信アンテナ６３とを備える。この基板処理装置においては、温度測定用ウエハＷにおける水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの振動に関するデータを、温度測定用ウエハＷ内に配設されたアンテナと送受信用アンテナ６３との間で送受信することにより、ワイヤレス方式で温度測定用ウエハＷの温度を測定するものである。なお、図１においては、本来、温度測定用ウエハＷの内部に配設されている水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃを温度測定用ウエハＷの表面に図示している。このような基板処理装置は、半導体ウエハに対して、レジスト液を塗布するコータや、現像液で処理するデベロッパや、洗浄液で処理する洗浄装置や、残余のレジストを剥離するため剥離液で処理する剥離装置などである。

次に、この発明に係る温度測定用ウエハＷの構成について説明する。図２は、この発明の第１実施形態に係る温度測定用ウエハＷの平面図であり、図３はそのＡ−Ａ断面図である。また、図４は、図３におけるＢ部分の拡大図であり、図５は、図３におけるＣ部分の拡大図であり、図６は、図３におけるＤ部分の拡大図である。

この温度測定用ウエハＷは、半導体ウエハよりなるベース基板１１と、テンパックス等の耐熱ガラス製のカバーガラス１２と、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、このアンテナ１５に対して並列に接続された互いに共振周波数が異なる３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃと、スペーサ１３とを備える。フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃと、スペーサ１３とは、ベース基板１１とカバーガラス１２との間の領域に配設されている。そして、ベース基板１１とカバーガラス１２とは、その周辺部において、フッ素樹脂１６により加圧加熱溶着されている。このため、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃと、スペーサ１３とは、ベース基板１１と、カバーガラス１２と、フッ素樹脂１６とにより液密な状態で囲まれている。

各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃに使用される水晶は、その結晶から切り出す角度により共振周波数（固有振動数）が異なるとともに多種多様の温度特性を有し、それらのうちのいわゆるＹｓカットのものが温度に対する送受信周波数の変化率が大きい。このため、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃにその共振周波数に相当する周波数の送信波を送信し、送信停止後に各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃから受信した電磁波の周波数を測定すれば、予め測定した送受信周波数の変化率と温度との相関に基づいて温度測定用ウエハＷの温度を算定することができる。なお、これら３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとしては、後述するように、共振周波数が互いに異なるものが使用される。

図２および図３に示すように、カバーガラス１２の外径はベース基板１１の外径より小さくなっている。これにより、この温度測定用ウエハＷを図１に示す基板処理装置により処理する場合において、温度測定用ウエハＷをスピンチャック６１における端縁保持機構により保持するときに、カバーガラス１２と端縁保持機構との干渉を防止することが可能となる。

フレキシブルプリント配線基板１４はポリイミドからなり、その表面に水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃが半田付けされている。また、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５は、パターン幅が０．３ｍｍ以下の導線となっている。そして、フレキシブルプリント配線基板１４とベース基板１１との間には、その厚みが１００ミクロン程度のスペーサ１３が配設されている。

半導体ウエハよりなるベース基板１１は導電性を有することから、ベース基板１１とアンテナ１５とが近接配置されていた場合には、各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃからの減衰信号に対応した電気信号をアンテナ１５から図１に示す送受信アンテナ６３にむけて発信するときに、渦電流が発生して高周波損失が生ずる。このような高周波損失が生ずると、送受信アンテナ６３による電気信号の検出可能距離が小さくなるという問題が生ずる。このため、この温度測定用ウエハＷにおいては、フレキシブルプリント配線基板１４とベース基板１１との間にその厚みが１００ミクロン程度のスペーサ１３を配設するとともに、アンテナ１５のパターン幅を小さくすることにより、このような問題の発生を防止している。

なお、この実施形態においては、フレキシブルプリント配線基板１４の厚みが５０μ程度であり、スペーサ１３の厚みは１００ミクロン程度であることから、アンテナ１５とベース基板１１との間に１５０ミクロン程度の間隔が形成されることになる。この間隔の大きさは、３０ミクロン以上５００ミクロン以下とすることが好ましい。この間隔が３０ミクロンより小さくなると、渦電流が発生して高周波損失が大きくなる。一方、この間隔が５００ミクロン以上となると、渦電流防止の効果に影響がなくなるにもかかわらず、温度測定用ウエハＷの厚みが大きくなる。

また、上述したアンテナ１５のパターン幅は、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることが好ましい。パターン幅がこれより小さくなると、断線の可能性が生じ耐久性に欠ける。また、パターン幅がこれより大きくなると、渦電流が生じやすくなる。なお、フレキシブルプリント配線基板１４を使用する代わりに、フッ素樹脂により被覆された直径が０．３ｍｍ以下の電線をアンテナとして使用してもよい。

上述したこのスペーサ１３は、ベース基板１１の上面全域に設けてもよく、また、フレキシブルプリント配線基板１４の下方にのみ設けてもよい。スペーサ１３をベース基板１１の上面全域に設ける場合には、円形、矩形、多角形等の任意の形状の穴部を形成することで、軽量化を図ってもよい。

上述したように、ベース基板１１とカバーガラス１２とは、その周辺部において、フッ素樹脂１６により加圧加熱溶着されている。この加圧加熱溶着時には、フッ素樹脂１６がベース基板１１とカバーガラス１２とにより圧着されてその厚みが半分程度となる。このため、スペーサ１３の材質としては、加圧加熱溶着に使用するフッ素樹脂１６より融点の高い材質を使用し、加圧加熱溶着時に厚みが減少することを防止することが好ましい。フッ素樹脂１６として融点が１５０度程度のＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）を使用した場合には、スペーサ１３として融点が２６０度程度のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を使用することができる。

図１に示す送受信アンテナ６３のループ径がフレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５のループ径より大きな場合には、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５のループ径が大きいほど、送受信アンテナ６３による受信感度が高くなる。このため、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５は、ベース基板１１の外周部付近に配設されている。

図３、図５、図６に示すように。シリコンウエハから成るベース基板１１には、サンドブラスト加工等により、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの一部を収納する凹部が形成されている。このため、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとベース基板１１の下面との距離を小さくすることができ、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃをベース基板１１の下面に近づけることで温度の測定精度を向上させることが可能となる。また、カバーガラス１２にも、同様に、サンドブラスト加工等により、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの一部を収納する凹部が形成されている。

図７は、フレキシブルプリント配線基板１４における水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃ付近の領域を切り取って示す説明図である。

水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃはフレキシブルプリント配線基板１４に半田付けされてアンテナ１５に接続されている。このフレキシブルプリント基板１４には、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの周囲の三方の領域を囲むコの字状のスリット２１が形成されている。このため、このスリット２１の作用により、図５および図６に示すように、水晶振動子水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃをベース基板１１に形成された凹部の底面に近接配置させることができ、温度の測定精度を向上させることが可能となる。

ここで、温度測定用ウエハＷにおける水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとしては、２０キロヘルツ以上１メガヘルツ以下の範囲で共振周波数が互いに異なるものが使用される。このため、これらの水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃを単一のアンテナ１５に並列に接続した場合においても、ある温度におけるそれぞれの共振周波数（固有周波数）が異なることから、混信が生ずることはない。また、各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃは、共振周波数の直近以外の領域では高いインピーダンスを保つことから、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの一つが他の物に影響を与えることはない。

このように、単一のアンテナ１５に対して共振周波数が互いに異なる複数の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃを並列に接続した場合においても、アンテナ１５と基板処理装置における送受信アンテナ６３との間で好適に信号の送受信を行うことが可能であることは、この発明の発明者により見出されたものである。このような構成を採用することにより、アンテナ１５のループ径を温度測定用ウエハＷの外形近くまで大きくすることができて送受信の感度を高めることができるとともに、従来のようなアンテナの相互干渉を防ぐための特別な構成は不要となる。

なお、各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃ間の共振周波数の差異が２０キロヘルツより小さくなると、混信が生ずる可能性がある。また、各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃ間の共振周波数の差異が１メガヘルツより大きくなると、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの製造が困難となる。このため、各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃは、２０キロヘルツ以上１メガヘルツ以下の範囲で共振周波数が互いに異なる構成とすることが好ましい。

図８は、上述した基板処理装置の主要な制御系を、温度測定用ウエハＷの要部とともに示すブロック図である。

基板処理装置は、各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの共振周波数に相当する周波数の送信波を、送受信アンテナ６３を介して温度測定用ウエハＷのアンテナ１５に送信するための送信回路７２と、制御回路７４からの指令により送信回路７２に信号を付与するための信号発生器７３と、アンテナ１５から送受信アンテナ６３を介して各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの減衰振動に対応した電気信号を受信するための受信回路７５と、周波数分別器７６と、周波数カウンタ７７と、温度測定器７８と、切替スイッチ７１とを備える。

この基板処理装置においては、最初に、切替スイッチ７１を送信回路７２側に切り替え、送信回路７２より３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃの固有振動数に相当する周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）の送信波を順次発信する。この送信波は、送受信アンテナ６３から、アンテナ１５を介して３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃに送信される。これにより、各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃが、各々の共振周波数で共振する。

続いて、送信回路７２からの送信波の発信を停止するとともに、切替スイッチ７１を受信回路７５側に切り替える。送信波が停止した後、各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃは、温度測定用ウエハＷの温度に応じた周波数で減衰振動する。この減衰振動に対応した電気信号がアンテナ１５から送受信アンテナ６３に送信される。そして、減衰振動に対応した電気信号は、送受信アンテナ６３から周波数分別器７６に送られる。周波数分別器７６においては、減衰振動に対応する周波数を中心とした所定帯域の信号を順次受信する。そして、周波数カウンタ７７において、この信号の周波数を各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃ毎に計数する。一方、温度測定器７８においては、周波数カウンタ７７で計数した周波数と、予め測定しておいた各水晶振動子の周波数対温度特性とを比較することにより、温度測定用ウエハＷにおける各水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃに対応する位置の温度を求める。

以上のように、この発明の第１実施形態に係る温度測定用ウエハＷにおいては、複数の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃを単一のアンテナ１５に対して並列に接続することにより、ワイヤレス方式を利用して高い感度でウエハの温度を測定することが可能となる。また、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとが液密な状態で囲われる構成を有することから、処理液を使用する基板処理装置においても、ワイヤレス方式でウエハの温度を測定することが可能となる。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図９は、この発明の第２実施形態に係る温度測定用ウエハＷの平面図であり、図１０はそのＡ−Ａ断面図である。また、図１１は、図１０におけるＥ部分の拡大図であり、図１２は、図１０におけるＦ部分の拡大図であり、図１３は、図１０におけるＧ部分の拡大図である。なお、説明の便宜上、図９においては、フッ素樹脂フィルム１７の下方にあるフレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとをフッ素樹脂フィルム１７上に図示している。また、これらの図においては、上述した第１実施形態と同様の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

この第２実施形態に係る温度測定用ウエハＷは、第１実施形態に係るカバーガラス１２を省略し、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとをフッ素樹脂フィルム１７によって覆い、このフッ素樹脂フィルム１７をベース基板１１に対して熱溶着した構成を有する。この第２実施形態に係る温度測定用ウエハＷにおいても、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとが、ベース基板１１とフッ素樹脂フィルム１７とによって液密な状態で囲われる構成を有することから、処理液を使用する基板処理装置においても、ワイヤレス方式でウエハの温度を測定することが可能となる。また、第１実施形態に係る温度測定用ウエハＷと同様、複数の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃを単一のアンテナ１５に対して並列に接続することにより、ワイヤレス方式を利用して高い感度でウエハの温度を測定することが可能となる。

次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図１４は、この発明の第３実施形態に係る温度測定用ウエハＷの断面図である。また、図１５は、図１４におけるＨ部分の拡大図であり、図１６は、図１４におけるＩ部分の拡大図である。なお、これらの図においては、上述した第１、第２実施形態と同様の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

この第３実施形態に係る温度測定用ウエハＷは、上述した第１実施形態に係るカバーガラス１２に形成された凹部のかわりに貫通孔を形成するとともに、この貫通孔の上部をフッ素樹脂フィルム１８によって覆い、このフッ素樹脂フィルム１８をカバーガラス１２に対して熱溶着した構成を有する。この第３実施形態に係る温度測定用ウエハＷにおいても、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとが、ベース基板１１と、カバーガラス１２と、フッ素樹脂１６と、フッ素樹脂フィルム１８とによって液密な状態で囲われる構成を有することから、処理液を使用する基板処理装置においても、ワイヤレス方式でウエハの温度を測定することが可能となる。また、第１、第２実施形態に係る温度測定用ウエハＷと同様、複数の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃを単一のアンテナ１５に対して並列に接続することにより、ワイヤレス方式を利用して高い感度でウエハの温度を測定することが可能となる。

また、この第３実施形態に係る温度測定用ウエハＷにおいては、カバーガラス１２の厚みを、第１実施形態に係るカバーガラス１２に比べて薄く構成することができることから、温度測定用ウエハＷ全体の厚みを小さくすることができる。さらに、この第３実施形態に係る温度測定用ウエハＷにおいては、いずれかの水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃに断線や接触不良等の不都合が生じた場合においても、対応するフッ素樹脂フィルム１８を剥がすことにより、水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃに対して修理を行うことが可能となる。

次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図１７は、この発明の第４実施形態に係る温度測定用ウエハＷの平面図であり、図１８はそのアンテナ１５付近の拡大断面図である。また、図１９は、カバーガラス１９の平面図である。なお、これらの図においては、上述した第１、第２、第３実施形態と同様の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

この第４実施形態に係る温度測定用ウエハＷは、第１実施形態に係る円形のカバーガラス１２のかわりに、フレキシブルプリント配線基板１４と対応する形状を有するカバーガラス１９を使用している。このカバーガラス１９は、図１９に示すように、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとを覆う形状を有する。図１８に示すように、この第４実施形態においても、アンテナ１５が形成されたフレキシブルプリント配線基板１４とベース基板１１との間には、スペーサ１３が配設されている。

また、ベース基板１１とカバーガラス１２とは、カバーガラス１９の各端縁部分において、フッ素樹脂１６により加圧加熱溶着されている。このため、この第４実施形態に係る温度測定用ウエハＷにおいても、フレキシブルプリント配線基板１４上に形成されたアンテナ１５と、３個の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃとが、ベース基板１１とカバーガラス１９とフッ素樹脂１６とによって液密な状態で囲われる構成を有することから、処理液を使用する基板処理装置においても、ワイヤレス方式でウエハの温度を測定することが可能となる。また、第１、第２、第３実施形態に係る温度測定用ウエハＷと同様、複数の水晶振動子１ａ、１ｂ、１ｃを単一のアンテナ１５に対して並列に接続することにより、ワイヤレス方式を利用して高い感度でウエハの温度を測定することが可能となる。

なお、この第４実施形態に係る温度測定用ウエハにおいても、第１、第３実施形態におけるカバーガラス１２と同様、カバーガラス１９の外径はベース基板１１の外径より小さくなっている。これにより、この温度測定用ウエハＷを図１に示す基板処理装置により処理する場合において、温度測定用ウエハＷをスピンチャック６１における端縁保持機構により保持するときに、カバーガラス１９と端縁保持機構との干渉を防止することが可能となる。

１ａ 水晶振動子
１ｂ 水晶振動子
１ｃ 水晶振動子
１１ ベース基板
１２ カバーガラス
１３ スペーサ
１４ フレキシブルプリント配線基板
１５ アンテナ
１６ フッ素樹脂
１７ フッ素樹脂フィルム
１８ フッ素樹脂フィルム
１９ カバーガラス
２１ スリット
６３ 送受信アンテナ
７１ 切替スイッチ
７２ 送信回路
７５ 受信回路
７６ 周波数分別器
７７ 周波数カウンタ
７８ 温度測定器
Ｗ 温度測定用ウエハ

Claims (8)

1. 送受信アンテナとの間でデータを送受信する温度測定用ウエハにおいて、
   ベース基板と、
   前記ベース基板の外周部付近に配設されたアンテナと、
   前記アンテナに対して互いに並列に接続された、互いに共振周波数が異なる複数の水晶振動子と、
   を備えたことを特徴とする温度測定用ウエハ。
2. 請求項１に記載の温度測定用ウエハにおいて、
   前記複数の水晶振動子は、２０キロヘルツ以上１メガヘルツ以下の範囲で共振周波数が互いに異なる温度測定用ウエハ。
3. 請求項１または請求項２に記載の温度測定用ウエハにおいて、
   前記ベース基板は導電性を有し、
   前記アンテナと前記ベース基板との間にスペーサを配設することにより、前記アンテナと前記ベース基板との間に３０ミクロン以上５００ミクロン以下の間隔を形成した温度測定用ウエハ。
4. 請求項３に記載の温度測定用ウエハにおいて、
   前記スペーサは耐熱性を有する樹脂より構成される温度測定用ウエハ。
5. 請求項３または請求項４に記載の温度測定用ウエハにおいて、
   前記アンテナは、外形が０．３ｍｍ以下の導線より構成される温度測定用ウエハ。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の温度測定用ウエハにおいて、
   前記アンテナおよび前記水晶振動子の上部に配設されたカバーガラスと、
   加熱加圧融着により、前記アンテナおよび前記水晶振動子を、前記ベース基板と前記カバーガラスとともに液密な状態で囲うフッ素樹脂と、
   を備える温度測定用ウエハ。
7. 請求項６に記載の温度測定用ウエハにおいて、
   前記カバーガラスは、前記ベース基板より外径が小さい温度測定用ウエハ。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の温度測定用ウエハにおいて、
   前記水晶振動子および前記アンテナは、フレキシブルプリント基板上に形成されるとともに、
   前記水晶振動子は、ベース基板に形成された凹部内に配設され、
   前記フレキシブルプリント基板には、前記水晶振動子の周囲の三方の領域を囲むスリットが形成される温度測定用ウエハ。

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