JP3386762B2 - 温度分布計測用ウエハセンサ - Google Patents
温度分布計測用ウエハセンサInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は、加熱炉内で処理
されるガラス板又はシリコンウエハ等の表面温度及び温
度分布を測定するためのウエハセンサに関する。
されるガラス板又はシリコンウエハ等の表面温度及び温
度分布を測定するためのウエハセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造プロセスにおける基板表面温
度を測定する装置には基板表面に埋設した多数の温度セ
ンサからリード線を引出して束としてフラットケーブル
を介して外部計測器に接続する装置の他、リード線の好
ましくない影響を消除するためセンサ部、導電ライン及
び外部接続端子群の全てを基板上に成膜した装置が提案
されている(特願平11−45804)。
度を測定する装置には基板表面に埋設した多数の温度セ
ンサからリード線を引出して束としてフラットケーブル
を介して外部計測器に接続する装置の他、リード線の好
ましくない影響を消除するためセンサ部、導電ライン及
び外部接続端子群の全てを基板上に成膜した装置が提案
されている(特願平11−45804)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記後者の装置におい
ては抵抗温度センサが基板と一体化されているため各温
度センサの抵抗値を精密校正(値付け)するには、ウエハ
全体が装入でき温度分布が均一な恒温槽において行なう
必要がある。このため大径のウエハセンサを校正する場
合は大型の恒温槽が必要となり、恒温槽は容量が大きく
なるに従って温度分布が悪くなる傾向があるから大容量
で温度分布性のよい恒温槽を作ることは非常に高価にな
り実際上不可能である。
ては抵抗温度センサが基板と一体化されているため各温
度センサの抵抗値を精密校正(値付け)するには、ウエハ
全体が装入でき温度分布が均一な恒温槽において行なう
必要がある。このため大径のウエハセンサを校正する場
合は大型の恒温槽が必要となり、恒温槽は容量が大きく
なるに従って温度分布が悪くなる傾向があるから大容量
で温度分布性のよい恒温槽を作ることは非常に高価にな
り実際上不可能である。
【0004】本発明は、ウエハ表面上の任意個所に精密温度
センサチップをハンダ付するためのパッド部を導電ライ
ン(給電ライン及び検出ライン)及び外部接続端子と共に
同一金属によってパターン状に焼付形成し、前記パッド
部に予め精密校正したセンサチップ端子を高温ハンダ
(測定加熱温度において溶融しないハンダ)によってハン
ダ付するもので夫々のセンサチップの取外し交換を自由
に行なえるようにしたものである。本発明は各抵抗温度
センサの温度−抵抗値の校正に際し、ウエハ直径に応じ
た大型恒温槽を必要とせずに実用上充分な精度を有する
ウエハセンサを経済的に提供するものである。
センサチップをハンダ付するためのパッド部を導電ライ
ン(給電ライン及び検出ライン)及び外部接続端子と共に
同一金属によってパターン状に焼付形成し、前記パッド
部に予め精密校正したセンサチップ端子を高温ハンダ
(測定加熱温度において溶融しないハンダ)によってハン
ダ付するもので夫々のセンサチップの取外し交換を自由
に行なえるようにしたものである。本発明は各抵抗温度
センサの温度−抵抗値の校正に際し、ウエハ直径に応じ
た大型恒温槽を必要とせずに実用上充分な精度を有する
ウエハセンサを経済的に提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明ウエハセンサは、
シリコン板又はガラス板等の絶縁性基板表面周辺部に外
部接続用端子群が形成され、前記基板表面に複数の抵抗
温度センサを取付ける一対のパッド面からなるパッド部
が複数散在されて形成されると共に各パッド面に接続す
る給電用ラインと計測ラインが夫々前記端子群の各端子
に接続されてなり前記接続用端子、給電ライン、計測ライ
ン及び各パッド面の全てが溶融接着性に優れた同一金属
によって前記基板表面に密着形成され、前記一対のパッ
ド面にチップ状抵抗温度センサの両端子が夫々高温ハン
ダ等の導電材によって接合されてなるものであって、パ
ターン形成金属としては基板がシリコン又は石英ガラス
の場合は銀パラジウム、無アルカリガラスの場合は銀が
好適である。各パッド面に取付ける抵抗温度センサは高
温焼成された既製品のうち温度校正された製品が使用さ
れ、従ってパッド面の面積及び間隔は使用するセンサ素
子によって決定される。
シリコン板又はガラス板等の絶縁性基板表面周辺部に外
部接続用端子群が形成され、前記基板表面に複数の抵抗
温度センサを取付ける一対のパッド面からなるパッド部
が複数散在されて形成されると共に各パッド面に接続す
る給電用ラインと計測ラインが夫々前記端子群の各端子
に接続されてなり前記接続用端子、給電ライン、計測ライ
ン及び各パッド面の全てが溶融接着性に優れた同一金属
によって前記基板表面に密着形成され、前記一対のパッ
ド面にチップ状抵抗温度センサの両端子が夫々高温ハン
ダ等の導電材によって接合されてなるものであって、パ
ターン形成金属としては基板がシリコン又は石英ガラス
の場合は銀パラジウム、無アルカリガラスの場合は銀が
好適である。各パッド面に取付ける抵抗温度センサは高
温焼成された既製品のうち温度校正された製品が使用さ
れ、従ってパッド面の面積及び間隔は使用するセンサ素
子によって決定される。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、直径4インチのウエハセン
サのパターン例であって、基板1の表面中心部及び周辺部
に計5個の白金薄膜抵抗素子(温度センサ)を配装する場
合である。2はパッド部であって、一対のパッド面2A,2B
で構成されている。各パッド面は一辺が約2mmの正方形
であり、その間隔は1〜2mmである。3は給電ラインであっ
て、図示しない定電流源に接続する端子4,5の間に基板上
の全てのパッド面2A,2Bを温度センサを介して直列接続
するように接続されている。6A,6Bは、各パッド面と引出
端子7を接続している計測ラインである。従って各パッ
ド面には1本の給電ライン3と1本の計測ラインが連接さ
れる。基板1は、厚さ約1〜0.65mmのシリコンウエハ又は
石英ガラス(予め850℃以上で焼成されている)であって、
シリコンの場合は図2(b)の如く酸化膜絶縁層1aを形成す
る。各パッド面2A,2Bと導電ラインを構成している給電
ライン3及び計測ライン6A,6Bと、外部引出端子4,5,7は銀
パラジウムをスクリーン印刷法又は薄膜エッチング法に
よって成膜形成されて約850℃の温度で焼成されたもの
である。導電ラインの線巾は500μmである。10は、温度
センサ(林電工製表面実装形白金薄膜抵抗素子、巾1.6mm、
長さ3.2mm、高さ0.5mm)であって、両端子部11,12の外装は
ハンダ付性をよくするためニッケル被覆されている。1
3,14はハンダ部である。なお、外部引出端子7に接続する
リード線も同一ハンダによってハンダ付されること勿論
である。
サのパターン例であって、基板1の表面中心部及び周辺部
に計5個の白金薄膜抵抗素子(温度センサ)を配装する場
合である。2はパッド部であって、一対のパッド面2A,2B
で構成されている。各パッド面は一辺が約2mmの正方形
であり、その間隔は1〜2mmである。3は給電ラインであっ
て、図示しない定電流源に接続する端子4,5の間に基板上
の全てのパッド面2A,2Bを温度センサを介して直列接続
するように接続されている。6A,6Bは、各パッド面と引出
端子7を接続している計測ラインである。従って各パッ
ド面には1本の給電ライン3と1本の計測ラインが連接さ
れる。基板1は、厚さ約1〜0.65mmのシリコンウエハ又は
石英ガラス(予め850℃以上で焼成されている)であって、
シリコンの場合は図2(b)の如く酸化膜絶縁層1aを形成す
る。各パッド面2A,2Bと導電ラインを構成している給電
ライン3及び計測ライン6A,6Bと、外部引出端子4,5,7は銀
パラジウムをスクリーン印刷法又は薄膜エッチング法に
よって成膜形成されて約850℃の温度で焼成されたもの
である。導電ラインの線巾は500μmである。10は、温度
センサ(林電工製表面実装形白金薄膜抵抗素子、巾1.6mm、
長さ3.2mm、高さ0.5mm)であって、両端子部11,12の外装は
ハンダ付性をよくするためニッケル被覆されている。1
3,14はハンダ部である。なお、外部引出端子7に接続する
リード線も同一ハンダによってハンダ付されること勿論
である。
【0007】図3は、液晶ディスプレイ用の方形基板温度を測
定するためのウエハパターンであって、基板1は、100mm×
150mm×1.1mmの無アルカリガラス(旭硝子製AN635)であ
り、計24個のパッド面2A,2B、導電ライン3,6A,6B、接続端
子4,5,7は銀(田中金属製、MH−106D)の薄膜によって形成
されている。パッド面2に接合する温度センサチップ10
は前記と同一であって、電極11,12の裏面にハンダ13,14
付される。銀パッド面のハンダ付作業を良好にするため
パッド面のみを厚く形成するのが好ましい。
定するためのウエハパターンであって、基板1は、100mm×
150mm×1.1mmの無アルカリガラス(旭硝子製AN635)であ
り、計24個のパッド面2A,2B、導電ライン3,6A,6B、接続端
子4,5,7は銀(田中金属製、MH−106D)の薄膜によって形成
されている。パッド面2に接合する温度センサチップ10
は前記と同一であって、電極11,12の裏面にハンダ13,14
付される。銀パッド面のハンダ付作業を良好にするため
パッド面のみを厚く形成するのが好ましい。
【0008】上記において表面実装形抵抗温度センサ10は、
外部恒温槽において測定温度(250℃)以上の温度で各別
に精密に温度校正されているものであるから例えば測温
中に交換しても当該センサの校正データを図示しない測
定装置に入力するだけで直ちに測定を再開できる。
外部恒温槽において測定温度(250℃)以上の温度で各別
に精密に温度校正されているものであるから例えば測温
中に交換しても当該センサの校正データを図示しない測
定装置に入力するだけで直ちに測定を再開できる。
【0009】
【発明の効果】本発明は、小型恒温槽内で予め校正した
温度センサ素子を使用するものであるから大型の恒温槽
がなくても大径のウエハセンサを経済的に提供できる
上、基板上の温度センサチップをパッドに対して取外し
または交換することが極めて容易に行なえる。従って使
用中、あるセンサ素子が断線等の傷害を受けても直ちに
修復し測定作業を再開できて便利である。本発明ウエハ
センサは温度センサ部が基板上に僅かに突出しているた
め平滑性と熱応答性において僅かに劣るが、温度センサ
自体が小形高感度であり、パッド面、導電ライン、外部接
続端子が全て同一金属で構成されているからウエハセン
サ全体が熱的に安定であり実用上充分な精度を保持す
る。更に、本発明においては各センサチップ、即ち一対の
パッド面を給電ライン上に直列接続しているから給電ラ
インが2本で済み、4線式の場合、外部接続端子をほぼ半減
させることができ、従って外部引出用フラットケーブル
も小巾なもので済む。
温度センサ素子を使用するものであるから大型の恒温槽
がなくても大径のウエハセンサを経済的に提供できる
上、基板上の温度センサチップをパッドに対して取外し
または交換することが極めて容易に行なえる。従って使
用中、あるセンサ素子が断線等の傷害を受けても直ちに
修復し測定作業を再開できて便利である。本発明ウエハ
センサは温度センサ部が基板上に僅かに突出しているた
め平滑性と熱応答性において僅かに劣るが、温度センサ
自体が小形高感度であり、パッド面、導電ライン、外部接
続端子が全て同一金属で構成されているからウエハセン
サ全体が熱的に安定であり実用上充分な精度を保持す
る。更に、本発明においては各センサチップ、即ち一対の
パッド面を給電ライン上に直列接続しているから給電ラ
インが2本で済み、4線式の場合、外部接続端子をほぼ半減
させることができ、従って外部引出用フラットケーブル
も小巾なもので済む。
【図1】円形ウエハセンサのパターン平面図。
【図2】(a) 一対のパッド面上にハンダ付されたセンサ
素子の部分拡大平面図。 (b) 同上断面図。
素子の部分拡大平面図。 (b) 同上断面図。
【図3】方形ウエハセンサのパターン平面図。
1 基板
2 パッド部
2A,2B パッド面
3 給電ライン
4,5 外部接続用給電端子
6A,6B 計測ライン
7 外部接続用計測端子
10 抵抗温度センサ
11,12 センサ素子の電極
13,14 ハンダ部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01K 1/00 - 15/00
H01L 21/66
Claims (2)
- 【請求項1】 基板表面周辺部に外部接続用端子群が形成
され、前記基板表面に複数の抵抗温度センサを取付ける
一対のパッド面からなるパッド部が複数散在されて形成
されると共に各パッド面に接続する給電用ラインと計測
ラインが夫々前記端子群の各端子に接続されてなり、前
記接続用端子、給電ライン、計測ライン及び各パッド面の
全てが溶融密着性に優れた同一金属によって前記基板表
面に密着形成され、前記一対のパッド面にチップ状抵抗
温度センサの両端子が夫々高温ハンダ等の導電材によっ
て取外し可能に接合されてなる温度分布計測用ウエハセ
ンサ。 - 【請求項2】 溶融密着性金属が銀又は銀パラジウムでな
り、基板に対しスクリーン印刷又は薄膜エッチングによ
って密着形成されてなる請求項1記載のウエハセンサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25002699A JP3386762B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 温度分布計測用ウエハセンサ |
| TW089112308A TW429306B (en) | 1999-09-03 | 2000-06-22 | Wafer sensor for measuring temperature distribution |
| KR10-2000-0035866A KR100387449B1 (ko) | 1999-09-03 | 2000-06-28 | 온도분포 계측용 웨이퍼 센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25002699A JP3386762B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 温度分布計測用ウエハセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001074562A JP2001074562A (ja) | 2001-03-23 |
| JP3386762B2 true JP3386762B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=17201743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25002699A Expired - Fee Related JP3386762B2 (ja) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | 温度分布計測用ウエハセンサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3386762B2 (ja) |
| KR (1) | KR100387449B1 (ja) |
| TW (1) | TW429306B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003086649A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Anritsu Keiki Kk | 温度センサ付きウエハ |
| KR100479233B1 (ko) * | 2001-11-15 | 2005-03-25 | 동부아남반도체 주식회사 | 온도 센서 제조 방법 |
| KR101669537B1 (ko) * | 2015-02-03 | 2016-10-26 | 해성디에스 주식회사 | 플렉서블 온도센서 및 그 제조방법 |
| CN109724712B (zh) * | 2017-10-31 | 2021-04-30 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 温度检测装置及其制造方法和激光表面退火设备 |
| KR102076293B1 (ko) * | 2017-11-30 | 2020-03-02 | (주)제이디 | 온도보정기능을 가지는 센서 장착 웨이퍼 보관 장치 |
| KR102016401B1 (ko) * | 2017-12-12 | 2019-09-02 | (주)제이디 | 센서 장착 웨이퍼의 온도 보정 시스템 |
| CN107860483A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-03-30 | 上海理好智能科技有限公司 | 一种带温度传感器的发热器及其制备方法 |
| WO2019174968A1 (de) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Heraeus Nexensos Gmbh | Temperatursensorelement |
| KR102076291B1 (ko) * | 2019-07-10 | 2020-02-11 | (주)제이디 | 센서 장착 웨이퍼의 온도 보정 시스템 |
| KR102435940B1 (ko) * | 2019-10-31 | 2022-08-24 | 세메스 주식회사 | 기판 휨 모니터링 장치, 기판 휨 모니터링 방법, 기판 처리 장비 및 기판형 센서 |
| CN113375824B (zh) * | 2021-05-21 | 2023-06-16 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种具有补偿单元的大气总温传感器及其计算、选取方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0298636A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-11 | Fujitsu Ltd | 基板温度測定機構 |
| JPH02254331A (ja) * | 1989-03-29 | 1990-10-15 | Mitsubishi Electric Corp | 測温装置 |
| JPH05135849A (ja) * | 1991-11-11 | 1993-06-01 | Canon Inc | ヒーター及び定着装置 |
| JP2001066194A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Nec Kyushu Ltd | 温度測定装置 |
-
1999
- 1999-09-03 JP JP25002699A patent/JP3386762B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-06-22 TW TW089112308A patent/TW429306B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-06-28 KR KR10-2000-0035866A patent/KR100387449B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW429306B (en) | 2001-04-11 |
| KR100387449B1 (ko) | 2003-06-18 |
| KR20010029847A (ko) | 2001-04-16 |
| JP2001074562A (ja) | 2001-03-23 |
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