JP5329379B2 - 温度測定システム - Google Patents

Description

本発明は、移動中のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、太陽電池用シリコン基板、半導体ウェハー等の薄板状の精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）の温度を測定する温度測定システムに関し、特に、基板表面の複数箇所に対して温度測定できる温度測定システムに関する。

半導体デバイスやＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造工程において、基板の温度をなるべく正確に測定して適切な温度管理を行うことが望ましい。特許文献１には、基板上に温度センサを設置し、その温度センサと検出データ送信のための送信装置とをケーブルにて接続する装置が開示されている。また、特許文献２には、温度測定用の基板上に温度センサと送信機またはメモリを設ける技術が開示されている。

また、特許文献３には、温度測定用の基板上に水晶振動子を取り付け、その水晶振動子を固有振動数にて共振させたときの減衰振動を利用して温度測定を行う技術が提案されている。水晶振動子は耐熱性が高く、しかも感熱精度も高いため、高温の基板であっても精度良く温度測定を行うことができる。

特開２００２−１２４４５７号公報 特開平１１−３０７６０６号公報 特開２００４−１４０１６７号公報

しかしながら、従来においては、温度センサを取り付けた専用の温度測定基板を用いて温度測定を行っていた。このため、実際に処理される基板の温度を直接正確に測定することとはなっていなかった。

また、従来の温度測定は、熱処理ユニット内に静止して置かれて加熱される温度測定基板の温度を測定するものであり、処理プロセス全体を通じての基板温度の履歴を測定するものではなかった。このような温度履歴を測定するためには、熱処理ユニットに搬入出される搬送段階の基板の温度を測定することが必要となるが、移動している基板の温度を正確に測定することは困難であった。

更には、コンベヤー式熱処理炉のように移動しながら加熱される基板については、移動する基板の温度を測定しなければならず、特に、加熱の均一性を把握しようとすれば、移動する基板の複数箇所で温度測定する必要があるが、移動する基板の複数箇所で温度測定することは困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、処理対象となる基板を移動させつつ、その基板の複数箇所の温度を正確に測定することができる温度測定システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、移動中の基板の複数箇所の温度を測定する温度測定システムにおいて、基板の移動方向に沿って基板に複数装着され、水晶振動子および該水晶振動子に接続されたセンサアンテナを備える検温素子と、前記移動中の基板の一方面側に設けられ、基板の移動方向と交差する方向に長く延在し、当該基板に装着された検温素子のセンサアンテナと無線で送受信するための送受信アンテナと、前記送受信アンテナを介して前記検温素子に送信波を送信するとともに、前記送信波の送信を停止した後に前記検温素子から発せられる電磁波を前記送受信アンテナを介して受信する送受信手段と、前記送受信手段にて受信した前記検温素子からの電磁波の周波数に基づいて前記基板の温度を算出する温度算定手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る温度測定システムにおいて、前記検温素子は、下面が基板に着脱自在に装着され、上面が基板表面から所定距離離れた位置にセンサアンテナを保持するスペーサをさらに備えることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る温度測定システムにおいて、前記検温素子は、一端がスペーサに保持され、他端にて水晶振動子を保持し、水晶振動子を基板に押圧するように付勢する弾性部材と、水晶振動子とセンサアンテナとを電気的に接続する配線と、をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る温度測定システムにおいて、前記検温素子は、基板に装着されたときに覆う領域の一部を露出する開放部を備えることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る温度測定システムにおいて、前記送受信手段の検出エリアを同時期に一つの検温素子のみが通過するように、基板に複数の検温素子が間隔を空けて装着され、前記送受信手段は、基板に装着された全ての検温素子に同一周波数の送信波を送信することを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る温度測定システムにおいて、前記送受信手段の検出エリアを同時期に複数の検温素子が通過するように、基板に複数の検温素子が装着され、前記送受信手段は、前記検出エリアを同時期に通過する複数の検温素子のそれぞれに異なる周波数の送信波を送信することを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る温度測定システムにおいて、前記検出エリアを同時期に通過する複数の検温素子に対応する周波数に応じたマーキングを付すことを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかの発明に係る温度測定システムにおいて、前記温度算定手段は、移動されつつ所定の処理が行われている基板の温度を算出することを特徴とする。

また、請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明に係る温度測定システムにおいて、直線移動される基板の複数箇所の温度を測定することを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明に係る温度測定システムにおいて、回転移動される基板の複数箇所の温度を測定することを特徴とする。

請求項１から請求項１０の発明によれば、基板に水晶振動子を備える検温素子を複数装着し、その基板を移動させつつ、基板の移動方向と交差する方向に長く延在する送受信アンテナと検温素子との間で送受信を行い、そのときに受信した周波数に基づいて基板の温度を算出しているため、処理対象となる基板を移動させつつ、基板の搬送方向に沿った複数箇所および、基板の搬送方向と交差する方向に沿った複数箇所で、その基板温度を正確に測定することができる。

特に、請求項２の発明によれば、検温素子はセンサアンテナを基板の主面から所定間隔離れた位置に保持するスペーサを備えるため、外部の金属製部材が送受信アンテナと検温素子との間の送受信に干渉することが防止され、測定誤差を最小限に抑制することができる。

特に、請求項３の発明によれば、検温素子は、一端がスペーサに保持され、他端にて水晶振動子を保持し、水晶振動子を基板に押圧するように付勢する弾性部材を備えるため、水晶振動子は、基板と直に接して基板の温度を測定することができ、接着剤等の温度測定に支障となるような余計な物を介在することなく、また、基板との接触も押圧されて熱の伝導も良好であり、高い測定精度が期待できる。

特に、請求項４の発明によれば、検温素子は基板に接着されたときに覆う領域の一部を露出する開放部を備えるため、基板に処理液を供給して液処理を行うのに好適である。

特に、請求項７の発明によれば、検出エリアを同時期に通過する複数の検温素子に対応する周波数に応じたマーキングを付すため、検温素子を基板に接着する作業性を向上させることができる。

特に、請求項８の発明によれば、移動されつつ所定の処理が行われている基板の温度を算出するため、処理中の基板の温度を正確に測定することができる。

本発明に係る温度測定システムを適用した基板の処理ラインの一例を示す図である。 図１の搬送路を搬送される基板を上面から見た平面図である。 検温素子の一例を示す外観斜視図である。 検温素子を基板に装着した状態を模式的に示す図である。 検温素子と送受信アンテナとを用いた温度測定システムの全体構成図である。 検温素子の他の例の構造を模式的に示す図である。 検温素子の他の例の構造を模式的に示す図である。 検温素子の他の例の構造を模式的に示す図である。 搬送路を搬送される基板の他の例を上面から見た平面図である。 基板として半導体ウェハーを処理する装置の構成を模式的に示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明に係る温度測定システムを適用した基板の処理ラインの一例を示す図であり、具体的には処理ユニット間の基板の搬送路の側面図である。また、図２は、図１の搬送路を搬送される基板Ｗを上面から見た平面図である。第１実施形態において処理対象となっている基板Ｗはフラットパネルディスプレイ用の矩形形状のガラス基板である。

搬送路の上下には金属製の筐体１１ａ，１１ｂ（以下、上下を区別しないときには単に筐体１１とする）が固定設置されている。筐体１１ｂの上側近傍には複数の搬送コロ１２が設けられている。搬送コロ１２は図示省略の回転駆動手段によって回転される。搬送コロ１２が回転することによって、基板Ｗは図１，２のそれぞれ矢印ＡＲ１，２に示すように直線移動される。搬送コロ１２と搬送コロ１２の間、または搬送コロ１２と筐体１１ｂとの間には、抵抗加熱ヒータ、誘導加熱ヒータ、ランプヒータ等の熱源（図示せず）が設置され、基板Ｗは、筐体１１ａ，１１ｂで囲まれたトンネル状の熱処理炉の中を搬送コロ１２によって移動しながら加熱処理される。

筐体１１ａの下側には送受信アンテナ２０が設けられている。具体的には、熱処理炉の天井部を構成する筐体１１ａにレール２１がネジ留めされて固定されている。レール２１は、その長手方向が基板Ｗの搬送方向と垂直な水平方向に沿うように設けられている。そして、送受信アンテナ２０を備える絶縁性のブロック２２がレール２１に摺動可能に取り付けられる。従って、ブロック２２をレール２１に沿って移動させることにより、送受信アンテナ２０は基板Ｗの搬送方向と垂直な水平方向（基板Ｗの幅方向）に沿って位置調整が可能とされている。また、ブロック２２を介して搬送路に設置された送受信アンテナ２０は、上側の筐体１１ａから少なくとも１０ｍｍの間隔を隔てて設けられている。

第１実施形態では送受信アンテナ２０はループアンテナとして構成されている。ブロック２２を介して搬送路に設置された送受信アンテナ２０は後述の送受信部６０と配線接続されている。なお、送受信アンテナ２０と送受信部６０とを接続する配線はレール２１に沿って固定すれば良い。

処理対象となる基板Ｗの上面には複数個の検温素子３０が接着されている。第１実施形態においては、４個一組の検温素子３０が基板Ｗの上面に複数組取り付けられている。図２に示すように、一組を構成する４個の検温素子３０は、基板Ｗの斜め方向に沿って所定間隔にて取り付けられている。より詳細には、検温素子３０は、基板Ｗの幅方向の異なる４点に取り付けられるとともに、長手方向（搬送方向）においても異なる４点に取り付けられる。基板Ｗの幅方向の異なる４点としては、幅方向温度分布を計測するのに適切な４点を選択するのが好ましい。一方、長手方向については、送受信アンテナ２０の検出エリアに同時に２つの検温素子３０が存在し得ない間隔を隔ててそれぞれの検温素子３０が設けられる。すなわち、搬送路の上部に設置された送受信アンテナ２０の下方を通過する基板Ｗの上面における検出エリアは概ね送受信アンテナ２０の直下である。基板Ｗが直線移動するときに、送受信アンテナ２０の検出エリアを同時期に一つの検温素子３０のみが通過する間隔を隔てて複数の検温素子３０は基板Ｗに接着される。なお、第１実施形態では、基板Ｗが直線移動するときに、送受信アンテナ２０の検出エリアを同時期に一つの検温素子３０のみが通過する配置態様であれば、複数の検温素子３０のレイアウトは図２の例に限定されるものではない。

図３は、第１実施形態の検温素子３０の外観斜視図である。図４は、検温素子３０を基板Ｗに装着した状態を模式的に示す図である。検温素子３０は、水晶振動子３２、センサアンテナ３４、スペーサ３５および板バネ３６を備える。水晶振動子３２はパッケージに内蔵されて板バネ３６の一端側に装着されている。水晶は、その結晶から切り出す角度により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。水晶振動子３２にその固有振動数に相当する周波数の電気信号を送信し、送信停止後に水晶振動子３２から受信した電気信号の周波数を測定すれば、送受信周波数の変化率に基づいて検温素子３０の温度を算定することができる。水晶振動子を使用すれば、測温抵抗体等に比較して非常に高い精度にて温度測定を行うことができる。第１実施形態においては、基板Ｗに装着された複数の検温素子３０に備えられた全ての水晶振動子３２の固有振動数は同一である。

スペーサ３５は、耐熱性を有し、かつ、熱容量の小さな樹脂材料にて形成された円筒形状の部材である。このような耐熱性を有してしかも熱容量の小さな樹脂材料としては、例えばポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、または耐熱性ゴム材料などを用いることができる。円筒形状のスペーサ３５の高さは１０ｍｍである。スペーサ３５の円筒上部にはセンサアンテナ３４をパターニングしたガラスエポキシ基板が装着されている。なお、ガラスエポキシ基板に代えてフレキシブルプリント基板にセンサアンテナ３４をパターニングしたものを用いても良い。

板バネ３６の他端側（水晶振動子３２が装着されたのと反対側）はセンサアンテナ３４を備えるガラスエポキシ基板の下面に固定接続されている。板バネ３６は、例えばポリイミド樹脂にて形成される。水晶振動子３２とセンサアンテナ３４とは図示省略の配線によって電気的に接続されている。なお、板バネ３６の他端側はスペーサ３５の内壁面に固定接続されていても良い。

このような構造を有する検温素子３０を基板Ｗの主面に装着すると、図４に示すように、水晶振動子３２を基板Ｗの主面に押圧することができる。具体的には、検温素子３０のスペーサ３５の下端に接着剤を塗布し、そのスペーサ３５を基板Ｗの上面に押し付ける。接着剤としては、例えばエポキシ接着剤またはシリコン接着剤を用いることができる。これにより、スペーサ３５が基板Ｗの上面に接着される。スペーサ３５が基板Ｗの上面に接触すると、板バネ３６が撓んで先端の水晶振動子３２を基板Ｗの上面に接触させた状態にて押圧することとなる。すなわち、板バネ３６は水晶振動子３２を基板Ｗの主面に押圧する弾性部材として機能する。板バネ３６が撓むと、その先端はスペーサ３５の切り欠き部から円筒外部に突き出る。このようにスペーサ３５および板バネ３６を用いることにより、水晶振動子３２は、基板Ｗとの間に接着剤などのように温度測定の邪魔になるような介在する物が存在せず、直に基板Ｗと接触するようにして、基板Ｗの主面に押圧することができる。なお、スペーサ３５に接着剤を塗布するのに代えて、シリコン接着剤などを用いた両面接着テープによってスペーサ３５を基板Ｗの主面に接着するようにしても良い。また、検温素子３０を基板Ｗに装着することに関しては、基板表面に凹部みを形成して、その凹部に勘合する凸部をスペーサ３５の下面に形成し、嵌め合いによりスペーサ３５を基板Ｗに装着してもよく、前記した接着剤や両面接着テープによる接着や、前記した嵌め合いに限らず、他の手法で装着してもよい。

検温素子３０は、実際に処理対象となる基板Ｗの上面に装着される。作業者は、処理前の適当なタイミングで複数の検温素子３０のスペーサ３５を接着剤によって基板Ｗの上面に順次接着する。第１実施形態では、複数の検温素子３０を装着するレイアウトは図２に示すようなものとなる。検温素子３０のスペーサ３５が基板Ｗの上面に接着されると、板バネ３６の弾性力によって水晶振動子３２が基板Ｗの上面に押圧される。また、水晶振動子３２に電気的に接続されたセンサアンテナ３４は基板Ｗの上面から約１０ｍｍ隔てて位置することとなる。

また、作業者は、処理後の適当なタイミングにて複数の検温素子３０を基板Ｗから取り外す。検温素子３０は、スペーサ３５を接着剤によって基板Ｗの上面に接着されているため、温度測定終了後は容易に基板Ｗから取り外すことができる。すなわち、複数の検温素子３０は接着剤によって基板Ｗの上面に着脱自在に装着されているのである。基板Ｗは実際に処理対象となるガラス基板であり、検温素子３０が取り外された基板Ｗに対して次工程の処理を行うことができるのは勿論である。

図５は、着脱自在の検温素子３０と送受信アンテナ２０とを用いた温度測定システムの全体構成図である。搬送路に設置された送受信アンテナ２０は送受信部６０と配線を介して有線接続されている。送受信部６０は、切替器６１、発信器６２、受信器６３および周波数カウンタ６４を備える。切替器６１は、送受信アンテナ２０の接続先を発信器６２と受信器６３との間で切り替える。発信器６２は、所定周波数の電気信号を送受信アンテナ２０を介して送信波として検温素子３０の水晶振動子３２に発信する。また、受信器６３は、検温素子３０の水晶振動子３２から発せられる電磁波を送受信アンテナ２０を介して受信する。受信器６３には周波数カウンタ６４が接続されており、周波数カウンタ６４は受信器６３が受信した電磁波の周波数を計数する。

さらに、周波数カウンタ６４には温度算定部６９が接続されている。温度算定部６９は、周波数カウンタ６４によって計数された電磁波の周波数に基づいて検温素子３０が装着されている部位の基板Ｗの温度を算定する。なお、送受信部６０および温度算定部６９は、基板Ｗの処理ラインに設けられたコントローラ（図示省略）によって制御するようにすれば良い。

上記の温度測定システムによって基板Ｗの温度測定を行うときには以下のようにして実行する。まず、処理対象となる基板Ｗであって、かつ温度測定を行うものに対して作業者が複数の検温素子３０を順次接着する。このときに、複数の検温素子３０は、基板Ｗの幅方向の４カ所のいずれかに取り付けられるとともに、基板Ｗの長手方向については送受信アンテナ２０の検出エリアに同時に２つ以上の検温素子３０が存在し得ない間隔を隔てて取り付けられる。作業者は、接着剤を用いて複数の検温素子３０のスペーサ３５を処理対象となる基板Ｗに容易に取り付ける。また、各検温素子３０に対しては配線作業が不要であるため、基板Ｗが第７世代（Ｇ７：幅１９００ｍｍ×長さ２２００ｍｍ）や第８世代（Ｇ８：幅２２００ｍｍ×長さ２４００ｍｍ）の大型ガラス基板であったとしても、多数の検温素子３０を容易に取り付けることができる。

複数の検温素子３０の取り付けが終了した基板Ｗは処理ラインに投入される。基板Ｗが処理される途中の過程で送受信アンテナ２０の下方を通過する。そして、このときに基板Ｗの温度を測定する。より詳細には、搬送コロ１２によって直線移動される基板Ｗが送受信アンテナ２０の下方を先端から順次通過する。移動する基板Ｗの上面には複数の検温素子３０が装着されており、それら検温素子３０が送受信アンテナ２０の下方を順次通過することとなる。第１実施形態においては、基板Ｗが直線移動するときに、送受信アンテナ２０の検出エリアを同時期に一つの検温素子３０のみが通過する。そして、送受信アンテナ２０の検出エリアを検温素子３０が通過しているときに、送受信アンテナ２０と当該検温素子３０との間で無線で送受信を行って当該検温素子３０が接着されている部位の基板Ｗの温度を測定する。

切替器６１は、発信器６２側と受信器６３側とに交互に切り替える動作を高速に繰り返すことを連続して行っている。これにより、基板Ｗが搬送コロ１２によって移動されて送受信アンテナ２０の検出エリアを検温素子３０が通過しているときに、少なくとも１度以上の頻度で、切替器６１が発信器６２側に切り替えられ、送受信アンテナ２０が発信器６２に接続される。その接続されたタイミングで、検温素子３０の水晶振動子３２の固有振動数に相当する周波数の電気信号が発信器６２から発信され、送受信アンテナ２０から水晶振動子３２の固有振動数に相当する送信波が送信される。なお、発信器６２が発信した電気信号の周波数については発信器６２から温度算定部６９にも伝達される。

発信器６２から発信された電気信号は送受信アンテナ２０から送信波として、送受信アンテナ２０の直下の検出エリアを通過中の検温素子３０に送信される。送信波は、検出エリアを通過中の検温素子３０のセンサアンテナ３４によって受信され、その結果、当該検温素子３０の水晶振動子３２が共振する。なお、第１実施形態では検出エリアを同時期に通過する検温素子３０は１個のみであり、送受信アンテナ２０から送信された電磁波は検出エリアを通過中の１個の検温素子３０のみによって受信される。

次に、発信器６２の発信が停止されて送信波の送信が停止されるとともに、切替器６１が受信器６３側に切り替えられる。送信波の送信が停止されることによって、上記の共振した水晶振動子３２は基板Ｗの温度（正確にはその水晶振動子３２が押圧されている位置における温度）に応じた周波数で減衰振動する。そして、この減衰振動に起因した電気信号が水晶振動子３２から発信されることとなる。水晶振動子３２から発信された電気信号は検温素子３０のセンサアンテナ３４から電磁波として出力され、その電磁波が送受信アンテナ２０によって受信される。受信器６３は、水晶振動子３２から発信された電気信号をセンサアンテナ３４および送受信アンテナ２０を介して受信することとなる。

送受信アンテナ２０が送信波の送信を開始してから水晶振動子３２の発信による電磁波を受信するまでの時間間隔は１０ミリ秒程度の極短時間である。従って、搬送コロ１２によって基板Ｗが直線移動されていても、検温素子３０が送受信アンテナ２０の検出エリアを通過している間に上述のような送受信アンテナ２０と検温素子３０との間の送受信を完了することが可能である。

続いて、周波数カウンタ６４は、受信器６３が受信した水晶振動子３２からの電気信号の周波数を計数し、その計数値を温度算定部６９に伝達する。温度算定部６９は、周波数カウンタ６４にて計数された電気信号の周波数および発信器６２から伝達された送信した電気信号の周波数に基づいて、送受信周波数の変化率を算定し、その変化率から検温素子３０が装着された位置における基板Ｗの温度を算出する。

このような温度測定処理は、送受信アンテナ２０の検出エリアを検温素子３０が通過する毎に実行される。その結果、基板Ｗの上面に接着された複数の検温素子３０の全てについて温度測定がなされることとなり、基板Ｗの全面についての温度測定値を取得することができる。温度測定が終了し、処理ラインから搬出された基板Ｗは、全ての検温素子３０が取り外された後、次工程に搬送される。

以上のように、処理対象となる基板Ｗの主面に水晶振動子３２を備える検温素子３０を装着し、その基板Ｗを移動させつつ、送受信アンテナ２０の下方検出エリアを検温素子３０が通過したときに送受信アンテナ２０と検温素子３０との間で無線で送受信を行い、そのときの送受信周波数の変化率から基板Ｗの温度を測定している。送受信アンテナ２０と検温素子３０との間で送受信を行うのに要する時間は１０ミリ秒程度であり、検温素子３０が送受信アンテナ２０の検出エリアを通過している間に送受信を完了することが可能である。また、水晶振動子３２を用いて基板Ｗの温度を測定しているため、非常に高い精度にて温度測定を行うことができる。その結果、処理対象となる基板Ｗを移動させつつ、その基板Ｗの温度を正確かつリアルタイムに測定することができる。

また、検温素子３０は着脱自在に基板Ｗに装着されるものであるため、温度測定専用基板ではなく、実際に処理対象となる基板Ｗに検温素子３０を装着してその温度を測定することができる。検温素子３０のスペーサ３５には熱容量の小さな樹脂材料を用いているため、検温素子３０を装着することに起因した基板Ｗの温度変化を小さく抑制することができる。

また、水晶振動子３２を備える検温素子３０には駆動用の電源ユニットやデータ記憶用のメモリ等の構成要素を設ける必要がない。さらに、基板Ｗに装着した検温素子３０に対する配線作業も不要である。このため、基板Ｗが大型のガラス基板であったとしても、複数の検温素子３０を安全かつ容易に取り付けることができ、作業性を良好なものとすることができる。また、電源ユニットからの放熱による影響や配線の熱影響が無く、基板Ｗの温度を正確に測定することができる。さらには、電源ユニットの消耗に起因した測定データの消失や未取得などの不具合が発生するおそれがない。

また、検温素子３０は弾性部材である板バネ３６によって水晶振動子３２を基板Ｗの主面に押圧するようにしている。このため、基板Ｗの種類に関わらず、水晶振動子３２が確実に基板Ｗの主面に直接接触して正確な温度測定を行うことができる。

また、水晶振動子３２に電気的に接続されたセンサアンテナ３４はスペーサ３５によって基板Ｗの主面から約１０ｍｍ隔てて保持される。このため、センサアンテナ３４は金属製の筐体１１ｂから少なくとも１０ｍｍの間隔を隔てて位置することとなる。同様に、ブロック２２を介して搬送路に設置された送受信アンテナ２０も金属製の筐体１１ａから少なくとも１０ｍｍの間隔を隔てて設けられている。これにより、センサアンテナ３４と筐体１１ｂとの間の静電容量が小さくなるとともに、送受信アンテナ２０と筐体１１ａとの間の静電容量も小さくなり、金属製の筐体１１が送受信アンテナ２０とセンサアンテナ３４との間の送受信に干渉することが防止され、測定誤差を最小限に抑制することができる。

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態が第１実施形態と相違するのは検温素子の構造である。図６は、第２実施形態の検温素子１３０の構造を模式的に示す図である。図６において、第１実施形態の図４と同一の要素については同一の符号を付している。

第２実施形態の検温素子１３０は、水晶振動子３２、センサアンテナ３４、スペーサ１３５およびコイルバネ１３６を備える。水晶振動子３２はパッケージに内蔵されてコイルバネ１３６の下端に装着されている。第１実施形態と同様に、スペーサ１３５は熱容量の小さな樹脂材料にて形成された円筒形状の部材である。円筒形状のスペーサ１３５の高さは１０ｍｍである。また、スペーサ１３５の円筒上部にはセンサアンテナ３４をパターニングしたガラスエポキシ基板が装着されている。

コイルバネ１３６の上端はセンサアンテナ３４を備えるガラスエポキシ基板の下面中心部に接続されている。コイルバネ１３６は絶縁性を有する樹脂材料にて形成される。水晶振動子３２とセンサアンテナ３４とは配線１３７によって電気的に接続されている。

このような構造を有する検温素子１３０を基板Ｗの主面に装着すると、図６に示すように、水晶振動子３２を基板Ｗの主面に押圧することができる。すなわち、スペーサ１３５が接着剤によって基板Ｗの主面に接着されると、コイルバネ１３６が若干収縮して水晶振動子３２を基板Ｗの上面と直に接触させた状態にて押圧することとなる。第２実施形態においては、コイルバネ１３６が水晶振動子３２を基板Ｗの主面に押圧する弾性部材として機能する。但し、コイルバネ１３６は直線的な伸縮動作を行う弾性部材であるため、第２実施形態のスペーサ１３５には、コイルバネ１３６のための切り欠き部は設けられていない。

検温素子の構造以外の残余の第２実施形態の構成は第１実施形態と同じである。また、基板Ｗの温度測定手順も第１実施形態と同じである。第２実施形態の検温素子１３０を用いた場合であっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態が第１実施形態と相違するのは検温素子の構造である。図７は、第３実施形態の検温素子２３０の構造を模式的に示す図である。図７（ａ）は第３実施形態の検温素子２３０の側面図であり、図７（ｂ）は検温素子２３０の平面図である。

第３実施形態の検温素子２３０は、センサ保持部２３１とアンテナ保持部２３５とを連結して構成される。アンテナ保持部２３５は、センサアンテナ２３６をパターニングしたガラスエポキシ基板である。アンテナ保持部２３５の厚さは２ｍｍである。

一方、センサ保持部２３１もガラスエポキシ基板であり、その下面先端部にパッケージに内蔵された水晶振動子２３２が固着されている。センサ保持部２３１は基端部側にてアンテナ保持部２３５と固定接続されており、センサ保持部２３１の上面とアンテナ保持部２３５の上面とは面一となっている。センサ保持部２３１の厚さは１ｍｍであり、水晶振動子２３２を内蔵するパッケージの厚さは１．１５ｍｍである。すなわち、センサ保持部２３１と水晶振動子２３２との合計の厚さ（２．２５ｍｍ）はアンテナ保持部２３５の厚さ（２ｍｍ）よりも大きい。

検温素子２３０を基板Ｗの主面に装着するには、アンテナ保持部２３５の下面に接着剤を塗布してからアンテナ保持部２３５を基板Ｗの主面に押し付けて接着する。このとき、センサ保持部２３１と水晶振動子２３２との合計の厚さがアンテナ保持部２３５の厚さよりも大きいため、センサ保持部２３１のガラスエポキシ基板が若干撓んで水晶振動子２３２を基板Ｗの主面に接触させた状態にて押圧することとなる。すなわち、第３実施形態においては、センサ保持部２３１のガラスエポキシ基板自体が水晶振動子２３２を基板Ｗの主面に押圧する弾性部材として機能する。

検温素子の構造以外の残余の第３実施形態の構成は第１実施形態と同じである。また、基板Ｗの温度測定手順も第１実施形態と同じである。第３実施形態のようにしても第１実施形態と概ね同様の効果を得ることができる。但し、第３実施形態においては、センサアンテナ２３６と基板Ｗの主面との間隔が第１，２実施形態よりも小さい。このため、金属製の筐体１１ｂが送受信に干渉するのを防止する目的にて、移動される基板Ｗと筐体１１ｂとの間隔を大きくしておくことが好ましい。

＜４．第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態が第１実施形態と相違するのは検温素子の構造である。図８は、第４実施形態の検温素子３３０の構造を模式的に示す図である。図８（ａ）は第４実施形態の検温素子３３０の側面図であり、図８（ｂ）は検温素子３３０の平面図である。

第４実施形態の検温素子３３０は、水晶振動子３３２、センサアンテナ３３４、スペーサ３３５および板バネ３３６を備える。水晶振動子３３２はパッケージに内蔵されて板バネ３３６の下面中心部に装着されている。板バネ３３６は、樹脂材料にて形成され、中央の円板部材から放射状に１２０°間隔で３本の支持板が延びるように構成されている。スペーサ３３５は熱容量の小さな樹脂材料にて形成された棒状部材である。第３実施形態においては、板バネ３３６の３本の支持板の先端に３本のスペーサ３３５の下端がそれぞれ固設されている。

一方、３本のスペーサ３３５の上端には、センサアンテナ３３４を備えるアンテナ保持部３３７が固設されている。アンテナ保持部３３７は、樹脂材料にて形成された円環形状部材である。リング状のアンテナ保持部３３７に沿って設けられたセンサアンテナ３３４は水晶振動子３３２と配線３３８によって電気的に接続されている。スペーサ３３５の高さは１０ｍｍである。水晶振動子３３２の下端部はスペーサ１３５の下端部よりも若干突き出ている。

このような構造を有する検温素子３３０を基板Ｗの主面に接着するときには、３本のスペーサ３３５の下端に接着剤を塗布してからそれらスペーサ３３５を基板Ｗの主面に押し付けて接着する。スペーサ３３５の下端が基板Ｗの上面に接触すると、水晶振動子３３２の下端部がスペーサ３３５の下端部よりも若干突出しているため、板バネ３３６が若干撓んで水晶振動子３３２を基板Ｗの主面に接触させた状態にて押圧することとなる。すなわち、第４実施形態においては、板バネ３３６が水晶振動子３３２を基板Ｗの主面に押圧する弾性部材として機能する。

検温素子の構造以外の残余の第４実施形態の構成は第１実施形態と同じである。また、基板Ｗの温度測定手順も第１実施形態と同じである。第４実施形態のようにしても第１実施形態と概ね同様の効果を得ることができる。それに加えて、第４実施形態の検温素子３３０は、基板Ｗに装着されたときに覆う領域の一部を露出する開放部を備えている。具体的には、上部には円環形状のアンテナ保持部２３５が装着され、その内側が開口されている。また、下部の板バネ３３６の３本の支持板の間隔および３本のスペーサ３３５の間隔も開放されている。このため、複数の検温素子３３０を装着した基板Ｗに処理液を供給して液処理（例えば、洗浄処理やエッチング処理）を行う場合であっても、処理液は検温素子３３０の開放部から基板Ｗの主面に接触することができ、検温素子３３０の接着が基板Ｗの液処理を阻害するのを最小限に抑制することができる。

＜５．第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第１実施形態から第４実施形態においては、移動する基板Ｗの上方に送受信アンテナ２０を設けるとともに、送受信アンテナ２０の検出エリアを同時期に一つの検温素子のみが通過するようにしていた。第５実施形態では、移動する基板Ｗの下方に送受信アンテナ１２０を設けるとともに、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時期に複数の検温素子が通過する。

図９は、第５実施形態の搬送中の基板Ｗを上面から見た平面図である。第１実施形態と同様に、搬送コロ（図９では図示省略）によって基板Ｗは矢印ＡＲ９にて示すように直線移動される。また、基板Ｗの搬送路の上下には金属製の筐体が設けられている。第５実施形態においては、下側の筐体上に絶縁性のブロック１２２が設置されるとともに、そのブロック１２２に送受信アンテナ１２０が保持されている。ブロック１２２を介して設置された送受信アンテナ１２０は、下側の筐体から少なくとも１０ｍｍの間隔を隔てて設けられている。

第５実施形態では送受信アンテナ１２０は４つのコイルを一列に並べて構成されている。送受信アンテナ１２０を構成する４つのコイルは基板Ｗの搬送方向と垂直な水平方向（基板Ｗの幅方向）に沿って並べられている。送受信アンテナ１２０を構成する４つのコイルは送受信部６０と配線接続されている。一方、処理対象となる基板Ｗの上面には複数個の検温素子３０が接着されている。検温素子３０自体の構成は第１実施形態と同様のものである。なお、第１実施形態の検温素子３０に代えて第２実施形態から第４実施形態の検温素子を用いるようにしても良い。

図９に示すように、第５実施形態においては、４個一組の検温素子３０が基板Ｗの上面に複数組取り付けられている。一組を構成する４個の検温素子３０は、基板Ｗの幅方向に沿って一列に所定間隔にて取り付けられている。基板Ｗの幅方向に沿って一列に取り付けられる４個の検温素子３０の配置間隔と送受信アンテナ１２０を構成する４個のコイルの配置間隔とは同じである。従って、第５実施形態では、基板Ｗが直線移動するときに、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時期に４個の検温素子３０が通過することとなる。なお、基板Ｗの幅方向において、４個の検温素子３０を接着する位置としては、幅方向温度分布を計測するのに適切な４点を選択するのが好ましい。また、第５実施形態では、基板Ｗの幅方向に沿って一列に取り付けられる４個の検温素子３０に備えられた水晶振動子３２の固有振動数は相互に異なる。

第５実施形態の温度測定システムによって基板Ｗの温度測定を行うときには以下のようにして実行する。まず、処理対象となる基板Ｗであって、かつ温度測定を行うものに対して作業者が複数の検温素子３０を順次装着する。このときに、相互に固有振動数が異なる水晶振動子３２を備える４個一組の検温素子３０を基板Ｗの幅方向に沿って一列に装着する。基板Ｗ幅方向における一組の４個の検温素子３０の並び順には所定の規則性を設けておくのが好ましい。例えば、基板Ｗの移動方向に向いて右端から順に固有振動数の小さい水晶振動子３２を内蔵する検温素子３０から取り付けるようにする。このような装着作業を行う作業者の便宜のため、一組の４個の検温素子３０には内蔵する水晶振動子３２の固有振動数に応じたマーキングを付しておくのが好ましい。例えば、検温素子３０のスペーサ３５に水晶振動子３２の固有振動数に応じた色を付しておけば良い。一組の４個の検温素子３０に付される色は当然に異なる。

複数の検温素子３０の取り付けが終了した基板Ｗは処理ラインに投入される。基板Ｗが処理される途中の過程で送受信アンテナ１２０の上方を通過する。そして、このときに基板Ｗの温度を測定する。より詳細には、搬送コロによって直線移動される基板Ｗが送受信アンテナ１２０の上方を先端から順次通過する。移動する基板Ｗの上面には複数の検温素子３０が装着されており、それら検温素子３０が送受信アンテナ１２０の上方を順次通過することとなる。第５実施形態においては、基板Ｗが直線移動するときに、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時期に４つの検温素子３０が通過する。そして、送受信アンテナ１２０の検出エリアを４個の検温素子３０が通過しているときに、送受信アンテナ１２０と４個の検温素子３０との間で送受信を行ってそれら４個の検温素子３０が接着されている部位の基板Ｗの温度を測定する。

基板Ｗが直線移動されて送受信アンテナ１２０の検出エリアを４個の検温素子３０が通過しているときに、切替器６１が発信器６２側に切り替えられ、送受信アンテナ１２０が発信器６２に接続される。続いて、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時に通過している４個の検温素子３０の水晶振動子３２のうちの１つの水晶振動子３２の固有振動数に相当する周波数ｆ₁の電気信号を発信器６２から発信する。これにより、送受信アンテナ１２０を構成する４つのコイルから周波数ｆ₁の送信波が送信される。なお、発信器６２が発信した電気信号の周波数（ここではｆ₁）については発信器６２から温度算定部６９にも伝達される。

発信器６２から発信された電気信号は送受信アンテナ１２０を構成する４つのコイルから送信波として、送受信アンテナ１２０の直上の検出エリアを通過中の４個の検温素子３０に送信される。送受信アンテナ１２０を構成する４つのコイルから周波数ｆ₁の送信波を送信した結果、その送信波は検温素子３０のセンサアンテナ３４によって受信されて電気信号に変換され、検出エリアを通過中の４個の検温素子３０が有する水晶振動子３２のうち周波数ｆ₁に対応する固有振動数を有する水晶振動子３２が周波数ｆ₁にて共振する。

次に、発信器６２の発信が停止されて送信波の送信が停止されるとともに、切替器６１が受信器６３側に切り替えられる。送信波の送信が停止されることによって、上記の共振した水晶振動子３２は基板Ｗの温度（正確にはその水晶振動子３２が押圧されている位置における温度）に応じた周波数で減衰振動する。そして、この減衰振動に起因した電気信号が水晶振動子３２から発信されることとなる。水晶振動子３２から発信された電気信号は検温素子３０のセンサアンテナ３４から電磁波として出力され、その電磁波が送受信アンテナ１２０によって受信される。受信器６３は、水晶振動子３２から発信された電気信号をセンサアンテナ３４および送受信アンテナ１２０を介して受信することとなる。

続いて、周波数カウンタ６４は、受信器６３が受信した水晶振動子３２からの電気信号の周波数を計数し、その計数値を温度算定部６９に伝達する。温度算定部６９は、周波数カウンタ６４にて計数された電気信号の周波数および発信器６２から伝達された送信した電気信号の周波数に基づいて、送受信周波数の変化率を算定し、その変化率から検温素子３０（周波数ｆ₁にて共振した水晶振動子３２を有する検温素子３０）が装着された位置における基板Ｗの温度を算出する。

次に、切替器６１が再び発信器６２側に切り替えられ、送受信アンテナ１２０が発信器６２に接続される。そして、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時に通過している４個の検温素子３０の水晶振動子３２のうちの上記とは異なる他の１つの水晶振動子３２の固有振動数に相当する周波数ｆ₂の電気信号を発信器６２から発信する。これにより、送受信アンテナ１２０を構成する４つのコイルから４個の検温素子３０に周波数ｆ₂の送信波が送信される。その結果、検出エリアを通過中の４個の検温素子３０が有する水晶振動子３２のうち周波数ｆ₂に対応する固有振動数を有する水晶振動子３２が周波数ｆ₂にて共振する。続いて、発信器６２の発信が停止されて送信波の送信が停止されるとともに、切替器６１が受信器６３側に再度切り替えられる。

送信波の送信停止後に、周波数ｆ₂にて共振した水晶振動子３２を有する検温素子３０のセンサアンテナ３４から出力された電磁波が送受信アンテナ１２０によって受信され、電気信号として受信器６３に伝達される。周波数カウンタ６４は、その電気信号の周波数を計数し、計数値を温度算定部６９に伝達する。温度算定部６９は、周波数カウンタ６４にて計数された電気信号の周波数および発信器６２から伝達された送信した電気信号の周波数に基づいて、送受信周波数の変化率を算定し、その変化率から検温素子３０（周波数ｆ₂にて共振した水晶振動子３２を有する検温素子３０）が接着された位置における基板Ｗの温度を算出する。

以降、同様の手順が繰り返されて、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時に通過している４個の検温素子３０のそれぞれが装着された位置における基板Ｗの温度が順次に測定される。すなわち、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時に通過している４個の検温素子３０が内蔵する水晶振動子３２のそれぞれの固有振動数に相当する周波数（ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃，ｆ₄）の送信波を送受信アンテナ１２０から順次に４個の検温素子３０に向けて送信することによって当該周波数に対応する固有振動数を有する水晶振動子３２を共振させる。そして、その送信波の送信を停止した後に共振した水晶振動子３２を有する検温素子３０から出力された電磁波を送受信アンテナ１２０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基板Ｗの幅方向に沿った４箇所（検温素子３０が装着された箇所）における温度測定を行っている。その結果、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時に通過している４個の検温素子３０が装着された位置における基板Ｗの温度を個別に算出することができる。

第１実施形態において述べたように、送受信アンテナ２０が送信波の送信を開始してから水晶振動子３２の発信による電磁波を受信するまでの時間間隔は１０ミリ秒程度の極短時間である。従って、基板Ｗが直線移動されていても、４個の検温素子３０が送受信アンテナ１２０の検出エリアを通過している間に各検温素子３０と個別に送受信を行って４箇所の温度測定を完了することが可能である。

以上のようにしても、処理対象となる基板Ｗを移動させつつ、その基板Ｗの温度を正確かつリアルタイムに測定することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜６．第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態において処理対象となる基板Ｗは円板形状のシリコンの半導体ウェハーである。図１０は、第６実施形態の基板Ｗを処理する装置の構成を模式的に示す図である。この装置は、筐体４００の内部にスピンチャック４０１、回転駆動部４０２、処理カップ４０３および処理液ノズル４１０を備えて構成される。

スピンチャック４０１は基板Ｗの下面中心部を吸着保持する。モータを備える回転駆動部４０２は、スピンチャック４０１に保持された基板Ｗを矢印ＡＲ１０に示すように鉛直方向に沿った中心軸周りにて回転移動させる。処理液ノズル４１０は、スピンチャック４０１に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給する。処理カップ４０３は、回転する基板Ｗから遠心力によって振り切られた処理液を回収する。なお、「処理液」には、純水および薬液の双方が含まれる。

筐体４００の天井部には送受信アンテナ４２０が設けられている。筐体４００自体は金属製であっても良いが、送受信アンテナ４２０の近傍は絶縁性材料（例えば、樹脂またはセラミックス）にて形成しておく。送受信アンテナ４２０は送受信部６０（図５参照）と接続されている。この送受信アンテナ４２０は、基板Ｗの回転方向の対する折線方向すなわち半径方向に長く延在し、その検出エリアはスピンチャック４０１に保持された基板Ｗの全面となる。

処理対象となる基板Ｗの上面には複数個の検温素子３０が接着されている。検温素子３０自体の構成は第１実施形態と同様のものである。第６実施形態においては、３個の検温素子３０が基板Ｗの上面に取り付けられている。具体的には、円形の基板Ｗの中心位置、端縁位置およびそれらの中間位置の３箇所に検温素子３０が装着される。第６実施形態では、スピンチャック４０１に保持された基板Ｗの全面が送受信アンテナ４２０の検出エリアとなるため、回転駆動部４０２によって基板Ｗが回転移動するときにも３個の検温素子３０は常に送受信アンテナ４２０の検出エリア内に位置している。また、第６実施形態では、基板Ｗの上面に取り付けられた３個の検温素子３０に備えられた水晶振動子３２の固有振動数は相互に異なる。なお、第１実施形態と同様の検温素子３０に代えて第２実施形態から第４実施形態の検温素子を用いるようにしても良く、特に基板Ｗに処理液を供給する第６実施形態では第４実施形態の検温素子３３０を用いるのが好ましい。

第６実施形態の温度測定システムによって基板Ｗの温度測定を行うときには以下のようにして実行する。まず、処理対象となる基板Ｗであって、かつ温度測定を行うものに対して作業者が複数の検温素子３０を順次装着する。このときに、相互に固有振動数が異なる水晶振動子３２を備える３個の検温素子３０を基板Ｗの中心位置、端縁位置およびそれらの中間位置に装着する。

複数の検温素子３０の取り付けが終了した基板Ｗは図１０の装置に投入され、スピンチャック４０１に保持される。そして、回転駆動部４０２が鉛直方向に沿った中心軸周りにて基板Ｗを回転させつつ、処理液ノズル４２０が基板Ｗの上面に処理液を供給して処理が進行する。第６実施形態においては、回転駆動部４０２によって回転移動されつつ処理液による処理が行われている基板Ｗの温度を測定する。より詳細には、第６実施形態では、回転駆動部４０２によって基板Ｗが回転移動するときにも３個の検温素子３０は常に送受信アンテナ４２０の検出エリア内に位置している。回転移動されつつ処理液による処理が行われている基板Ｗに装着された３個の検温素子３０と送受信アンテナ４２０との間で送受信を行って液処理中の基板Ｗの温度を測定する。

このときの３個の検温素子３０と送受信アンテナ４２０との間の送受信の態様は第５実施形態にて説明したのと概ね同様である。すなわち、回転移動されつつ処理液による処理が行われている基板Ｗに装着された３個の検温素子３０が内蔵する水晶振動子３２のそれぞれの固有振動数に相当する周波数（ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃）の送信波を送受信アンテナ４２０から順次に３個の検温素子３０に向けて送信することによって当該周波数に対応する固有振動数を有する水晶振動子３２を共振させる。そして、その送信波の送信を停止した後に共振した水晶振動子３２を有する検温素子３０から出力された電磁波を送受信アンテナ４２０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基板Ｗの３箇所（検温素子３０が接着された箇所）における温度測定を行っている。その結果、移動されつつ処理が行われている基板Ｗの温度を正確かつリアルタイムに測定することができる。

＜７．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、第１実施形態から第５実施形態では、移動されつつ所定の処理が行われている基板Ｗの温度測定を行うようにしていたが、搬送路を移動中の基板Ｗの温度測定を行うようにしても良い。所定の処理としては、例えば、金属製のベークプレート上での熱処理や処理液を供給しての液処理を行うことができる。本発明に係る温度測定システムによれば、処理中の基板Ｗの温度を正確かつリアルタイムに測定することができる。

また、第１実施形態から第５実施形態において、送受信アンテナ２０（または１２０）を複数箇所に設置し、処理ラインを搬送される基板Ｗの一連の温度履歴を測定するようにしても良い。

また、第１実施形態から第５実施形態においては、搬送コロ１２によって基板Ｗを搬送するようにしていたが、基板Ｗの移動手段はこれに限定されるものではない。例えば、基板Ｗを搬送アームを備えた搬送ロボットによって移動させるようにしても良いし、二点間を往復移動するシャトル機構によって移動させるようにしても良い。

また、第１実施形態から第４実施形態においては、移動する基板Ｗの上方に送受信アンテナ２０を設けていたが、これを基板Ｗの下方に設けるようにしても良い。逆に、第５実施形態において、移動する基板Ｗの上方に送受信アンテナ１２０を設けるようにしても良い。

また、第１実施形態から第４実施形態において、第５実施形態の如き複数のコイルを一列に並べて構成される送受信アンテナ１２０を適用するようにしても良い。逆に、第５実施形態において、第１実施形態の如きループアンテナとして構成される送受信アンテナ２０を適用するようにしても良い。

また、第１実施形態から第４実施形態において、送受信アンテナ２０が基板Ｗの移動方向と交差して長く延在する方向を、基板搬送方向と垂直な水平方向に沿うように設けていたが、基板Ｗの移動方向と交差するについては、必ずしも垂直な方向に限定されるものではなく、他の角度でもよい。

なお、基板Ｗに検温素子３０を碁盤の目状に複数装着するにつけ、検温素子３０の並びに、送受信アンテナ２０が延在する方向と一致しないように角度を選定して送受信アンテナ２０を設置することにより、複数の検温素子３０が同時期に送受信アンテナ２０の検出エリアを通過しないようにでき、必ずしも前記第５実施形態のように水晶振動子３２の固有振動数を違えることをしなくても、基板Ｗ上で碁盤の目状の複数箇所の温度を測定することができる。すなわち、基板Ｗ上で、基板Ｗの移動方向に複数装着され、かつ、基板の移動方向と垂直な方向に複数装着された幾つもの検温素子３０で温度を測定することができる。このような碁盤の目状に検温素子３０を装着する測定は、処理中の基板Ｗの温度分布すなわち、温度の面内分布、ひいては熱依存性の処理における処理の均一性を、把握することができることになるので、処理中の基板Ｗの様子を知る上で、極めて有益である。

また、第１，第２，第４実施形態においては、スペーサ３５，１３５，３３５の高さを１０ｍｍとしていたが、スペーサの高さは１０ｍｍ以上であっても良く、水晶振動子に電気的に接続されたセンサアンテナを基板Ｗの上面から１０ｍｍ以上隔てて保持するものであれば良い。

また、第１実施形態から第５実施形態においては、基板Ｗの幅方向に４個の検温素子３０を取り付けていたが、幅方向に取り付ける検温素子３０の個数は基板Ｗのサイズに応じて任意のものとすることができる。但し、第５実施形態のように、基板Ｗの幅方向に沿って一列に取り付けた複数の検温素子３０が同時期に送受信アンテナ１２０の検出エリアを通過する場合には、それら同時期に通過する検温素子３０に備えられた水晶振動子３２の固有振動数は相互に異なるものとする必要がある。また、送受信アンテナ１２０を同時期に通過する複数の検温素子３０のそれぞれに異なる周波数の送信波を送信する必要がある。

また、第５実施形態においては、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時期に通過する複数の検温素子３０に対して、各検温素子３０が対応する周波数に応じた色を付してマーキングしていたが、マーキングの手法は色を付すことに限定されるものではなく、検温素子３０を識別可能な他の手法を採用することもできる。例えば、送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時期に通過する複数の検温素子３０に識別の記号や番号を付して、対応する周波数に応じたマーキングを付するようにしても良い。送受信アンテナ１２０の検出エリアを同時期に通過する複数の検温素子３０に対応する周波数に応じたマーキングを付すことにより、検温素子３０を基板Ｗに接着する作業性を向上させることができる。

また、本発明に係る温度測定システムによって処理対象となる基板Ｗはガラス基板や半導体ウェハーに限定されるものではなく、太陽電池製造用のシリコン基板であっても良い。

１１ａ，１１ｂ 筐体
１２ 搬送コロ
２０，１２０，４２０ 送受信アンテナ
３０，１３０，２３０，３３０ 検温素子
３２，２３２，３３２ 水晶振動子
３４，２３６，３３４ センサアンテナ
３５，１３５，３３５ スペーサ
３６，３３６ 板バネ
６０ 送受信部
６１ 切替器
６２ 発信器
６３ 受信器
６４ 周波数カウンタ
６９ 温度算定部
１３６ コイルバネ
２３１ センサ保持部
２３５，３３７ アンテナ保持部
４０１ スピンチャック
４０２ 回転駆動部
４０３ 処理カップ
４１０ 処理液ノズル
Ｗ 基板

Claims (10)

1. 移動中の基板の複数箇所の温度を測定する温度測定システムであって、
   基板の移動方向に沿って基板に複数装着され、水晶振動子および該水晶振動子に接続されたセンサアンテナを備える検温素子と、
   前記移動中の基板の一方面側に設けられ、基板の移動方向と交差する方向に長く延在し、当該基板に装着された検温素子のセンサアンテナと無線で送受信するための送受信アンテナと、
   前記送受信アンテナを介して前記検温素子に送信波を送信するとともに、前記送信波の送信を停止した後に前記検温素子から発せられる電磁波を前記送受信アンテナを介して受信する送受信手段と、
   前記送受信手段にて受信した前記検温素子からの電磁波の周波数に基づいて前記基板の温度を算出する温度算定手段と、
   を備えることを特徴とする温度測定システム。
2. 請求項１記載の温度測定システムにおいて、
   前記検温素子は、下面が基板に着脱自在に装着され、上面が基板表面から所定距離離れた位置に前記センサアンテナを保持するスペーサをさらに備えることを特徴とする温度測定システム。
3. 請求項２記載の温度測定システムにおいて、
   前記検温素子は、
   一端が前記スペーサに保持され、他端にて水晶振動子を保持し、水晶振動子を基板に押圧するように付勢する弾性部材と、
   水晶振動子とセンサアンテナとを電気的に接続する配線と、
   をさらに備えることを特徴とする温度測定システム。
4. 請求項３記載の温度測定システムにおいて、
   前記検温素子は、基板に装着されたときに覆う領域の一部を露出する開放部を備えることを特徴とする温度測定システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の温度測定システムにおいて、
   前記送受信手段の検出エリアを同時期に一つの検温素子のみが通過するように、基板に複数の検温素子が間隔を空けて装着され、
   前記送受信手段は、基板に装着された全ての検温素子に同一周波数の送信波を送信することを特徴とする温度測定システム。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の温度測定システムにおいて、
   前記送受信手段の検出エリアを同時期に複数の検温素子が通過するように、基板に複数の検温素子が装着され、
   前記送受信手段は、前記検出エリアを同時期に通過する複数の検温素子のそれぞれに異なる周波数の送信波を送信することを特徴とする温度測定システム。
7. 請求項６記載の温度測定システムにおいて、
   前記検出エリアを同時期に通過する複数の検温素子に対応する周波数に応じたマーキングを付すことを特徴とする温度測定システム。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の温度測定システムにおいて、
   前記温度算定手段は、移動されつつ所定の処理が行われている基板の温度を算出することを特徴とする温度測定システム。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の温度測定システムにおいて、
   直線移動される基板の複数箇所の温度を測定することを特徴とする温度測定システム。
10. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の温度測定システムにおいて、
    回転移動される基板の複数箇所の温度を測定することを特徴とする温度測定システム。

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