JP3590341B2 - 温度測定装置及び温度測定方法 - Google Patents
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Description
【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】
別の観点から本発明によれば，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一部であって前記熱処理装置と離隔されている位置に取り外し可能でかつ固定可能になっ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一部に取り外し可能でかつ固定可能にする。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，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ケーブルの長さ調節が好適に行われる。
【００１７】
別の観点から請求項８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送信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】
本発明によれば，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，この発明によれば，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】
また，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】
前記発明において，前記熱処理装置の外壁には，窓が設けられていてもよい。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】
以上で記載した発明において，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，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，２．４ＧＨＺ帯で統一されている無線通信方式をいう。
【００２４】
以上で記載した各温度測定装置において，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。本発明によれば，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】
また，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】
別の観点から本発明によれば，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。これによって，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】
別の観点から本発明によれば，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し，前記送信装置を前記搬送手段の一部に取り付けて固定する工程と，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】
別の観点から本発明によれば，請求項８又は９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，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，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】
かかる発明において，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】
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】
別の観点の発明によれば，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１〜１４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１〜１４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１〜１４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１〜１４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。
また，別の観点による本発明は，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測定器に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送信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，少なくとも一部が基板と同形状に形成され，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。
【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Ｔ０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１５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１４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１２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Ｔ０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Ｔ０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Ｔ０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Ｔ０，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Ｔ０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Ｔ０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Ｔ０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１３は水平板２７ｂに吸着される。その後，搬送アーム２５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２５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１１，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１５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６１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１４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６０ａ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Ｔ１，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７１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７７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Ｔ１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９１ａ〜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Ｔ１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】
本発明によれば，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，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
【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】
別の観点から本発明によれば，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一部であって前記熱処理装置と離隔されている位置に取り外し可能でかつ固定可能になっ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一部に取り外し可能でかつ固定可能にする。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，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ケーブルの長さ調節が好適に行われる。
【００１７】
別の観点から請求項８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送信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】
本発明によれば，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，この発明によれば，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】
また，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】
前記発明において，前記熱処理装置の外壁には，窓が設けられていてもよい。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】
以上で記載した発明において，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，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，２．４ＧＨＺ帯で統一されている無線通信方式をいう。
【００２４】
以上で記載した各温度測定装置において，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。本発明によれば，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】
また，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】
別の観点から本発明によれば，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。これによって，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】
別の観点から本発明によれば，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し，前記送信装置を前記搬送手段の一部に取り付けて固定する工程と，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】
別の観点から本発明によれば，請求項８又は９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，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，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】
かかる発明において，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】
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】
別の観点の発明によれば，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１〜１４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１〜１４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１〜１４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１〜１４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。
また，別の観点による本発明は，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測定器に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送信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，少なくとも一部が基板と同形状に形成され，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。
【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Ｔ０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１５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１４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１２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Ｔ０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Ｔ０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Ｔ０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Ｔ０，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Ｔ０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Ｔ０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Ｔ０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１３は水平板２７ｂに吸着される。その後，搬送アーム２５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２５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１１，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１５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６１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１４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６０ａ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Ｔ１，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７１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７７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Ｔ１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９１ａ〜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Ｔ１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】
本発明によれば，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，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
Claims (20)
- 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。 - 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。 - 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一部であって前記熱処理装置と離隔されている位置に取り外し可能でかつ固定可能になっていることを特徴とする，温度測定装置。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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送信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。 - 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８に記載の温度測定装置。
- 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９に記載の温度測定装置。
- 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又は１０のいずれかに記載の温度測定装置。
- 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又は１１のいずれかに記載の温度測定装置。
- 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１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は１２のいずれかに記載の温度測定装置。 - 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１３に記載の温度測定装置。
- 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。 - 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し，前記送信装置を前記搬送手段の一部に取り付けて固定する工程と，
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。 - 請求項８又は９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。 - 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１５，１６又は１７のいずれかに記載の温度測定方法。
- 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１８に記載の温度測定方法。
- 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測定器に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送信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，少なくとも一部が基板と同形状に形成され，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。
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