JP5607108B2 - Temperature control apparatus and temperature control method - Google Patents

Temperature control apparatus and temperature control method Download PDF

Info

Publication number
JP5607108B2
JP5607108B2 JP2012120262A JP2012120262A JP5607108B2 JP 5607108 B2 JP5607108 B2 JP 5607108B2 JP 2012120262 A JP2012120262 A JP 2012120262A JP 2012120262 A JP2012120262 A JP 2012120262A JP 5607108 B2 JP5607108 B2 JP 5607108B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
temperature control
control
control device
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012120262A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012181870A (en
Inventor
賢一 板東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2012120262A priority Critical patent/JP5607108B2/en
Publication of JP2012181870A publication Critical patent/JP2012181870A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5607108B2 publication Critical patent/JP5607108B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

本発明は、温度制御装置および温度制御方法に係り、より具体的には、半導体ウェハ用の温度制御装置および温度制御方法に関する。   The present invention relates to a temperature control device and a temperature control method, and more specifically to a temperature control device and a temperature control method for a semiconductor wafer.

近年、半導体デバイスに対する高性能化および低価格化の要求に伴って、半導体の製造プロセスでは、微細化、歩留まり向上、高スループット化、および多品種少量生産が求められている。これら要求の達成には、回路の線幅に対する高い精度が必要とされ、線幅の精度は、熱処理工程におけるチャンバ内のウェハ温度に依存している。このため、半導体の製造プロセスにおいては、熱処理の際のウェハ温度を所定の値に保つことが重要な課題になっている。例えば、フォトリソグラフィでは、ウェハを加熱するためのホットプレートや、冷却するためのクーリングプレートの温度調節により、ウェハの温度が制御される。   In recent years, along with demands for higher performance and lower prices for semiconductor devices, semiconductor manufacturing processes are required to be miniaturized, yield improved, high throughput, and high-mix low-volume production. Achieving these requirements requires high accuracy with respect to the line width of the circuit, and the accuracy of the line width depends on the wafer temperature in the chamber during the heat treatment process. For this reason, in the semiconductor manufacturing process, maintaining the wafer temperature at the time of heat treatment at a predetermined value is an important issue. For example, in photolithography, the temperature of a wafer is controlled by adjusting the temperature of a hot plate for heating the wafer and a cooling plate for cooling.

特に、フォトリソグラフィにおいて、１５０ｎｍ以下の線幅の形成に使用される化学増幅型のレジスト剤は、温度変化の影響を受け易く、このレジスト剤を用いた場合の線幅は、露光後のＰＥＢ（Post Exposure Bake）処理の加熱温度に大きく依存する。この化学増幅型のレジスト剤を用いた場合には、ウェハの面内温度分布の均一性は、ＰＥＢ処理の定常状態において±０．１℃以内と非常に高い精度が要求される。このような要求を満足するためには、温度センサについても同程度の測定精度が確保される必要がある。   In particular, in photolithography, a chemically amplified resist agent used for forming a line width of 150 nm or less is easily affected by temperature change. When this resist agent is used, the line width is the PEB after exposure ( It greatly depends on the heating temperature of the Post Exposure Bake process. When this chemically amplified resist agent is used, the uniformity of the in-plane temperature distribution of the wafer is required to have a very high accuracy of within ± 0.1 ° C. in the steady state of PEB processing. In order to satisfy such requirements, it is necessary to ensure the same measurement accuracy for the temperature sensor.

ところで、フォトリソグラフィでは、例えば図１６に示すように、ホットプレート１上にウェハ５０が載置され、ホットプレート１の内部に設けられたヒータ３によって、ウェハ５０が加熱される。その際、ホットプレート１を構成するプレート本体４との接触によってウェハ５０の裏面が汚染されるのを防止するため、ウェハ５０は、プレート本体４上に設けられた支持ピン５を介してホットプレート１上に載置される。そして、プレート本体４の表面からの支持ピン５の高さ寸法は、ホットプレート１の温度調節に対するウェハ５０の温度昇降の応答性を高めるために、約０．１ｍｍと非常に小さな値に設定されている。   Incidentally, in photolithography, for example, as shown in FIG. 16, the wafer 50 is placed on the hot plate 1, and the wafer 50 is heated by the heater 3 provided inside the hot plate 1. At that time, in order to prevent the back surface of the wafer 50 from being contaminated by contact with the plate body 4 constituting the hot plate 1, the wafer 50 is connected to the hot plate via the support pins 5 provided on the plate body 4. 1 is mounted. The height dimension of the support pins 5 from the surface of the plate body 4 is set to a very small value of about 0.1 mm in order to increase the responsiveness of the temperature increase / decrease of the wafer 50 to the temperature adjustment of the hot plate 1. ing.

このような状態でホットプレート１上に載置されたウェハ５０の面内温度分布の均一性は、プレート本体４の複数箇所に埋め込まれた温度センサ９０の測定値を用いて、各ヒータ３の多変数制御により調整される（例えば、特許文献２）。この場合には、制御対象であるウェハ５０の実際の温度が未知であるため、ウェハ５０の温度制御を精度良く実施することが困難となっている。
そこで、ウェハ５０の実際の温度を得るために、チャンバ内のウェハ５０に接触させることでウェハ５０の温度を直接測定する温度センサが開発されている（例えば、特許文献１，３〜６）。
また、温度センサをウェハに接触させてウェハの実際の温度を測定し、この測定値を用いてウェハの温度を制御する温度制御装置が望まれている。 The uniformity of the in-plane temperature distribution of the wafer 50 placed on the hot plate 1 in such a state is determined by using the measured values of the temperature sensors 90 embedded in a plurality of locations of the plate body 4. It adjusts by multivariable control (for example, patent document 2). In this case, since the actual temperature of the wafer 50 to be controlled is unknown, it is difficult to accurately control the temperature of the wafer 50.
Therefore, in order to obtain the actual temperature of the wafer 50, a temperature sensor that directly measures the temperature of the wafer 50 by contacting the wafer 50 in the chamber has been developed (for example, Patent Documents 1 to 3-6).
There is also a demand for a temperature control device that measures the actual temperature of a wafer by bringing a temperature sensor into contact with the wafer and controls the temperature of the wafer using the measured value.

特開２００３−１００６０５号公報JP 2003-100605 A 特開２００１−２３０１９９号公報JP 2001-230199 A 特開平７−２２１１５４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-221154 特開平４−１４８５４５号公報JP-A-4-148545 特開平４−５１５３８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-51538 実開昭６２−４７１２４号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-47124

しかしながら、特許文献１に記載の温度センサは、加熱プレート上の球状のスペーサに直接設けられており、加熱プレートの熱がスペーサを介して温度センサに伝わってしまう。このため、温度センサが、加熱プレートの熱を受けて温度を測定してしまい、ウェハ温度の測定精度が十分に確保されないという問題がある。   However, the temperature sensor described in Patent Document 1 is directly provided on a spherical spacer on the heating plate, and the heat of the heating plate is transmitted to the temperature sensor via the spacer. For this reason, there is a problem that the temperature sensor receives the heat of the heating plate and measures the temperature, and the measurement accuracy of the wafer temperature is not sufficiently ensured.

特許文献３に記載の温度センサは、石英ガラスで形成される支持ピンによって熱電対を支持し、この支持ピンの先端に熱電対と接合するアルミナ製のキャップを備えた構成となっている。しかし、支持ピンを構成する石英ガラスの熱伝導率は１．４Ｗ／ｍｋ程度と高く、かつ支持ピンの直径は２．５〜３．５ｍｍと大きいため、ウェハから多量の熱が支持ピンに流れ込んでしまう。このため、ウェハ温度の測定精度が十分に確保されないという問題がある。実際、特許文献３には、この温度センサの測定誤差が数℃程度であることが記載されている。
また、キャップのウェハとの接触面の直径が４ｍｍと大きいため、ウェハからキャップを介して放出される熱量が大きく、ウェハの面内温度の均一性に影響を与えてしまうという問題もある。 The temperature sensor described in Patent Document 3 has a configuration in which a thermocouple is supported by a support pin formed of quartz glass, and an alumina cap that is joined to the thermocouple at the tip of the support pin. However, the thermal conductivity of quartz glass constituting the support pins is as high as about 1.4 W / mk, and the diameter of the support pins is as large as 2.5 to 3.5 mm, so that a large amount of heat flows from the wafer into the support pins. It will end up. For this reason, there is a problem that the measurement accuracy of the wafer temperature is not sufficiently ensured. In fact, Patent Document 3 describes that the measurement error of this temperature sensor is about several degrees Celsius.
Further, since the diameter of the contact surface of the cap with the wafer is as large as 4 mm, there is a problem that the amount of heat released from the wafer through the cap is large, and the uniformity of the in-plane temperature of the wafer is affected.

特許文献４に記載の温度センサは、熱電対を覆う棒状の被覆部材の外径が０．５〜０．８ｍｍ程度と大きいため、載置時のウェハおよびプレート間の隙間が０．１ｍｍ程度に設定されている場合には、この隙間内に温度センサを配置することができないという問題がある。また、たとえ温度センサを配置しても、ウェハと接触する部分である被覆部材の先端部が、幅０．５ｍｍ程度の平坦面でウェハとの接触面積が大きいため、ウェハから放出される熱量が大きく、ウェハの面内温度の均一性に影響を与えてしまう。   In the temperature sensor described in Patent Document 4, since the outer diameter of the rod-shaped covering member that covers the thermocouple is as large as about 0.5 to 0.8 mm, the gap between the wafer and the plate when mounted is about 0.1 mm. If it is set, there is a problem that the temperature sensor cannot be arranged in the gap. Moreover, even if a temperature sensor is arranged, the tip of the covering member, which is a part in contact with the wafer, has a flat surface with a width of about 0.5 mm and a large contact area with the wafer. It greatly affects the uniformity of the in-plane temperature of the wafer.

特許文献５に記載の温度センサは、金属薄膜を支持する支持用ピンが金属薄膜に対して非常に大きいため、支持用ピンへの放熱量が大きくなってしまう。このため、ウェハ温度の測定精度を十分確保することができないという問題がある。
また、支持用ピンへの放熱量が大きいため、ウェハの面内温度の均一性に影響を与えてしまうという問題もある。 In the temperature sensor described in Patent Document 5, since the support pins that support the metal thin film are very large with respect to the metal thin film, the amount of heat radiation to the support pins is increased. For this reason, there exists a problem that the measurement precision of wafer temperature cannot fully be ensured.
In addition, since the amount of heat radiation to the support pins is large, there is a problem that the uniformity of the in-plane temperature of the wafer is affected.

特許文献６に記載の温度センサは、ヒータに固定されたばねに、ウェハに接触する円板が取り付けられ、この円板に熱電対が取り付けられる構成になっている。このような構成では、ヒータの熱がばねおよび円板を介して熱電対に伝わってしまい、熱電対が、ヒータの熱を受けて温度を測定してしまう。このため、ウェハ温度の測定精度が十分に確保されないという問題がある。
また、ウェハと接触する円板の接触面積が大きく、ウェハから円板およびばねに対して放出される熱量が大きいため、ウェハの面内温度の均一性に影響を与えてしまうという問題もある。 The temperature sensor described in Patent Document 6 has a configuration in which a disk that contacts a wafer is attached to a spring fixed to a heater, and a thermocouple is attached to the disk. In such a configuration, the heat of the heater is transferred to the thermocouple via the spring and the disk, and the thermocouple receives the heat of the heater and measures the temperature. For this reason, there is a problem that the measurement accuracy of the wafer temperature is not sufficiently ensured.
In addition, since the contact area of the disk in contact with the wafer is large and the amount of heat released from the wafer to the disk and the spring is large, there is a problem that the uniformity of the in-plane temperature of the wafer is affected.

そして、温度センサをウェハに接触させてウェハの温度を測定する場合には、特許文献２のように温度センサがプレート本体内に埋め込まれている場合と異なり、温度センサがチャンバ内の気体に直接触れることになる。このため、ウェハを載置する前にホットプレート上に発生する自然対流の影響を受けて、温度センサの測定値が大きく変動し、これに伴ってホットプレートに対する制御指令も変動してしまう。この場合には、制御指令に従ってホットプレートの温度も大きく変動することになるため、その後の温度制御をスムーズに行うことが困難になるという問題がある。   When the temperature sensor is brought into contact with the wafer to measure the temperature of the wafer, unlike the case where the temperature sensor is embedded in the plate body as in Patent Document 2, the temperature sensor is directly applied to the gas in the chamber. Will touch. For this reason, the measurement value of the temperature sensor largely fluctuates due to the influence of natural convection generated on the hot plate before placing the wafer, and the control command for the hot plate also fluctuates accordingly. In this case, since the temperature of the hot plate varies greatly according to the control command, there is a problem that it is difficult to perform subsequent temperature control smoothly.

本発明の目的は、自然対流の影響を回避することができ、安定した制御指令変動および整定時間で温度制御対象物の温度を制御できる温度制御装置および温度制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a temperature control device and a temperature control method capable of avoiding the influence of natural convection and controlling the temperature of a temperature control object with stable control command fluctuation and settling time.

本発明の請求項１に係る温度制御装置は、温度制御対象物の温度を制御する温度制御装置であって、載置された前記温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する温度センサと、前記温調装置による加熱量または冷却量を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定する載置状態判定手段と、前記載置状態判定手段の判定結果に応じて、前記温度制御対象物の目標温度、および前記目標温度と前記温度制御対象物の温度との温度偏差に対する制御ゲインを切り換える切換手段と、前記温度偏差および前記制御ゲインを用いて前記温調装置の制御指令を生成する制御指令生成手段とを備え、前記切換手段は、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記目標温度を第２の目標温度に、前記制御ゲインを第２の制御ゲインにそれぞれ切り換え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記目標温度を前記第２の目標温度よりも低い第１の目標温度に、前記制御ゲインを前記第２の制御ゲインよりも小さい第１の制御ゲインにそれぞれ切り換えることを特徴とする。 A temperature control device according to claim 1 of the present invention is a temperature control device that controls the temperature of a temperature control object, and a temperature control device that adjusts the temperature of the mounted temperature control object, and the temperature control device. A temperature sensor that measures the temperature in contact with the temperature control object placed on the adjustment device, and a controller that controls the amount of heating or cooling by the temperature adjustment device, the controller comprising the temperature adjustment A mounting state determination unit that determines a mounting state of the temperature control object on the apparatus , and a target temperature of the temperature control object, a target temperature, and the target temperature according to a determination result of the mounting state determination unit comprising a switching means for switching the control gain with respect to the temperature difference between the temperature of the object of temperature control, and a control command generation means for generating a control command of the temperature control apparatus using the temperature difference and the control gain, the switching換手Switching the target temperature to the second target temperature and switching the control gain to the second control gain when it is determined that the temperature control object is placed on the temperature control device, If it is determined that the temperature control object is not placed on the temperature control device, the target temperature is set to a first target temperature lower than the second target temperature, and the control gain is set to the second target temperature. Switching to a first control gain smaller than the control gain, respectively .

本発明の請求項２に係る温度制御装置は、温度制御対象物の温度を制御する温度制御装置であって、載置された前記温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する第１の温度センサと、前記温調装置の温度を測定する第２の温度センサと、前記温調装置による加熱量または冷却量を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定する載置状態判定手段と、前記載置状態判定手段の判定結果に応じて、前記温調装置の制御指令の生成に用いる温度測定値を前記第１の温度センサの測定値および前記第２の温度センサの測定値間で切り換える切換手段と、前記温度制御対象物の目標温度と前記温度測定値との温度偏差を用いて前記温調装置の制御指令を生成する制御指令生成手段とを備え、前記切換手段は、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記温度測定値を前記第１の温度センサの測定値に切り換え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記温度測定値を前記第２の温度センサの測定値に切り換えることを特徴とする。 A temperature control device according to a second aspect of the present invention is a temperature control device that controls the temperature of a temperature control object, a temperature control device that adjusts the temperature of the temperature control object that is mounted, and the temperature control device. A first temperature sensor that measures the temperature in contact with the temperature control object placed on the adjustment device, a second temperature sensor that measures the temperature of the temperature adjustment device, and heating by the temperature adjustment device A controller for controlling the amount or the cooling amount, wherein the controller determines a mounting state of the temperature control object on the temperature control device, and a determination result of the mounting state determination unit And a switching means for switching a temperature measurement value used for generating a control command of the temperature control device between the measurement value of the first temperature sensor and the measurement value of the second temperature sensor, and the temperature control object Target temperature and the measured temperature value Using a temperature difference and a control command generation means for generating a control command of the temperature control device, the switching means, when the object of temperature control on the temperature control device is determined to be placed When the temperature measurement value is switched to the measurement value of the first temperature sensor and it is determined that the temperature control object is not placed on the temperature control device, the temperature measurement value is changed to the second temperature sensor. It is characterized by switching to the measured value of the temperature sensor .

本発明の請求項３に係る温度制御装置は、温度制御対象物の温度を制御する温度制御装置であって、載置された前記温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する第１の温度センサと、前記温調装置の温度を測定する第２の温度センサと、前記温調装置による加熱量または冷却量を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定する載置状態判定手段と、前記載置状態判定手段の判定結果に応じて、前記温調装置の制御指令の生成に用いる温度測定値を前記第１の温度センサの測定値および前記第２の温度センサの測定値間で切り換え、また、前記温度制御対象物の目標温度、および前記目標温度と前記温度測定値との温度偏差に対する制御ゲインを切り換える切換手段と、前記温度偏差および前記制御ゲインを用いて前記温調装置の制御指令を生成する制御指令生成手段とを備え、前記切換手段は、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記温度測定値を前記第１の温度センサの測定値に、前記目標温度を第２の目標温度に、前記制御ゲインを第２の制御ゲインにそれぞれ切り換え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記温度測定値を前記第２の温度センサの測定値に、前記目標温度を前記第２の目標温度よりも低い第１の目標温度に、前記制御ゲインを前記第２の制御ゲインよりも小さい第１の制御ゲインにそれぞれ切り換えることを特徴とする。 A temperature control device according to a third aspect of the present invention is a temperature control device that controls the temperature of a temperature control object, a temperature control device that adjusts the temperature of the mounted temperature control object, and the temperature control device. A first temperature sensor that measures the temperature in contact with the temperature control object placed on the adjustment device, a second temperature sensor that measures the temperature of the temperature adjustment device, and heating by the temperature adjustment device A controller for controlling the amount or the cooling amount, wherein the controller determines a mounting state of the temperature control object on the temperature control device, and a determination result of the mounting state determination unit In response, the temperature measurement value used to generate the control command of the temperature control device is switched between the measurement value of the first temperature sensor and the measurement value of the second temperature sensor, and the temperature control object Target temperature, and the target temperature and previous Comprising a switching means for switching the control gain with respect to the temperature difference between the temperature measured value, and a control command generation means for generating a control command of the temperature control apparatus using the temperature difference and the control gain, said switching means, said When it is determined that the temperature control object is placed on a temperature control device, the temperature measurement value is the measurement value of the first temperature sensor, the target temperature is the second target temperature, When the control gain is switched to the second control gain and it is determined that the temperature control object is not placed on the temperature control device, the temperature measurement value is changed to the measurement value of the second temperature sensor. The target temperature is switched to a first target temperature lower than the second target temperature, and the control gain is switched to a first control gain smaller than the second control gain .

本発明の請求項４に係る温度制御方法は、載置された温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する温度センサとを用いた前記温度制御対象物の温度制御方法であって、前記温度センサの測定値を取得するステップと、前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定するステップと、前記温度制御対象物の載置状態の判定結果に応じて、前記温度制御対象物の目標温度、および前記目標温度と前記温度制御対象物の温度との温度偏差に対する制御ゲインを切り換えるステップと、前記温度偏差および前記制御ゲインを用いて前記温調装置の制御指令を生成するステップとを備え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記目標温度を第２の目標温度に、前記制御ゲインを第２の制御ゲインにそれぞれ切り換え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記目標温度を前記第２の目標温度よりも低い第１の目標温度に、前記制御ゲインを前記第２の制御ゲインよりも小さい第１の制御ゲインにそれぞれ切り換えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a temperature control method comprising: a temperature control device that adjusts a temperature of a placed temperature control object; and the temperature control object that is placed on the temperature control device. A temperature control method for the temperature control object using a temperature sensor for measuring temperature, the step of obtaining a measurement value of the temperature sensor, and a mounting state of the temperature control object on the temperature control device And a control gain for a target temperature of the temperature control object and a temperature deviation between the target temperature and the temperature of the temperature control object according to a determination result of the mounting state of the temperature control object. And a step of generating a control command for the temperature control device using the temperature deviation and the control gain, and it is determined that the temperature control object is placed on the temperature control device. Before When the target temperature is switched to the second target temperature and the control gain is switched to the second control gain, and it is determined that the temperature control object is not placed on the temperature control device, the target temperature is set to The control gain is switched to a first control gain lower than the second control gain, respectively, to a first target temperature lower than the second target temperature .

本発明の請求項５に係る温度制御方法は、載置された温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する第１の温度センサと、前記温調装置の温度を測定する第２の温度センサとを用いた前記温度制御対象物の温度制御方法であって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの測定値を取得するステップと、前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定するステップと、前記温度制御対象物の載置状態の判定結果に応じて、前記温調装置の制御指令の生成に用いる温度測定値を前記第１の温度センサの測定値および前記第２の温度センサの測定値間で切り換えるステップと、前記温度制御対象物の目標温度と前記温度測定値との温度偏差を用いて前記温調装置の制御指令を生成するステップとを備え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記温度測定値を前記第１の温度センサの測定値に切り換え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記温度測定値を前記第２の温度センサの測定値に切り換えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a temperature control method comprising: a temperature control device that adjusts a temperature of a mounted temperature control object; and the temperature control object that is mounted on the temperature control device. A temperature control method for the temperature control object using a first temperature sensor for measuring a temperature and a second temperature sensor for measuring the temperature of the temperature control device, wherein the first temperature sensor and the temperature sensor According to the step of obtaining the measurement value of the second temperature sensor, the step of determining the mounting state of the temperature control object on the temperature control device, and the determination result of the mounting state of the temperature control object Switching the temperature measurement value used for generating the control command of the temperature control device between the measurement value of the first temperature sensor and the measurement value of the second temperature sensor; and the target temperature of the temperature control object Previously using temperature deviation from the temperature measurement And a step of generating a control command of the temperature control device, wherein when the temperature control object is determined to have been placed, measuring the temperature measurement of the first temperature sensor on the temperature control device When the temperature control object is determined not to be placed on the temperature control device, the temperature measurement value is switched to the measurement value of the second temperature sensor .

本発明の請求項６に係る温度制御方法は、載置された温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する第１の温度センサと、前記温調装置の温度を測定する第２の温度センサとを用いた前記温度制御対象物の温度制御方法であって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの測定値を取得するステップと、前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定するステップと、前記温度制御対象物の載置状態の判定結果に応じて、前記温調装置の制御指令の生成に用いる温度測定値を前記第１の温度センサの測定値および前記第２の温度センサの測定値間で切り換え、また、前記温度制御対象物の目標温度、および前記目標温度と前記温度測定値との温度偏差に対する制御ゲインを切り換えるステップと、前記温度偏差および前記制御ゲインを用いて前記温調装置の制御指令を生成するステップとを備え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記温度測定値を前記第１の温度センサの測定値に、前記目標温度を第２の目標温度に、前記制御ゲインを第２の制御ゲインにそれぞれ切り換え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記温度測定値を前記第２の温度センサの測定値に、前記目標温度を前記第２の目標温度よりも低い第１の目標温度に、前記制御ゲインを前記第２の制御ゲインよりも小さい第１の制御ゲインにそれぞれ切り換えることを特徴とする。 A temperature control method according to claim 6 of the present invention is in contact with a temperature control device that adjusts the temperature of a mounted temperature control object, and the temperature control object mounted on the temperature control device. A temperature control method for the temperature control object using a first temperature sensor for measuring a temperature and a second temperature sensor for measuring the temperature of the temperature control device, wherein the first temperature sensor and the temperature sensor According to the step of obtaining the measurement value of the second temperature sensor, the step of determining the mounting state of the temperature control object on the temperature control device, and the determination result of the mounting state of the temperature control object The temperature measurement value used for generating the control command of the temperature control device is switched between the measurement value of the first temperature sensor and the measurement value of the second temperature sensor, and the target temperature of the temperature control object, And the temperature of the target temperature and the temperature measurement value A step of switching the control gain for the difference, the a step of generating a control command of the temperature control device with a temperature deviation and the control gain, the object of temperature control is placed on the temperature control device If it is determined that the temperature is measured, the temperature measurement value is switched to the measurement value of the first temperature sensor, the target temperature is switched to the second target temperature, and the control gain is switched to the second control gain. When it is determined that the temperature control object is not placed on the apparatus, the temperature measurement value is set to the measurement value of the second temperature sensor, and the target temperature is set to be lower than the second target temperature. The control gain is switched to a first control gain smaller than the second control gain at a target temperature of 1, respectively .

請求項１の温度制御装置に係る発明によれば、温度制御対象物の載置状態の判定結果に応じて、制御指令の生成に用いる制御ゲインおよび目標温度を切り換えるため、温度制御対象物が未載置の場合には、自然対流の影響を考慮して設定されている値を用いることができる。これにより、温度制御対象物が未載置の状態で、温度センサの測定値が自然対流の影響を受けて変動および低下するような場合であっても、温調装置に対する制御指令の変動を防ぎ、かつ、温度制御対象物の載置後に温調装置を適切な温度に維持することができる。これより、温度制御対象物の載置後の整定時間を安定させることができる。   According to the invention relating to the temperature control device of claim 1, since the control gain and the target temperature used for generating the control command are switched according to the determination result of the mounting state of the temperature control object, the temperature control object is not In the case of mounting, a value set in consideration of the influence of natural convection can be used. This prevents fluctuations in the control command for the temperature control device even when the temperature control object is not placed and the measured value of the temperature sensor fluctuates and falls under the influence of natural convection. And after a temperature control target object is mounted, a temperature control apparatus can be maintained at appropriate temperature. Thus, the settling time after placing the temperature control object can be stabilized.

請求項２の温度制御装置に係る発明によれば、温度制御対象物の載置状態の判定結果に応じて、制御指令の生成に用いる温度測定値を第１の温度センサの測定値および前記第２の温度センサの測定値間で切り換えるため、温度制御対象物が未載置の場合には、温度測定値が変動しづらい方の測定値を制御指令の生成に用いる温度測定値として用いることができる。これにより、温度制御対象物の温度を調節する温調装置への制御指令の変動を防ぐことができ、温度制御対象物の載置後の整定時間を安定させることができる。   According to the invention relating to the temperature control device of claim 2, the temperature measurement value used for generation of the control command is determined based on the measurement result of the first temperature sensor and the In order to switch between the measured values of the two temperature sensors, when the temperature control object is not placed, the measured value that is difficult to change is used as the measured temperature value used for generating the control command. it can. Thereby, the fluctuation | variation of the control command to the temperature control apparatus which adjusts the temperature of a temperature control target object can be prevented, and the settling time after mounting of a temperature control target object can be stabilized.

請求項３の温度制御装置に係る発明によれば、温度制御対象物の載置状態の判定結果に応じて、制御指令の生成に用いる温度測定値を第１の温度センサの測定値および前記第２の温度センサの測定値間で切り換え、また、前記制御指令の生成に用いる制御ゲインおよび目標温度を切り換える。このため、温度制御対象物が未載置の場合には、温度測定値が変動しづらい方の測定値を制御指令の生成に用いる温度測定値として用いることができるとともに、制御指令の変動を抑制する制御ゲインを用いることができる。これにより、温度制御対象物の温度を調節する温調装置への制御指令の変動を効果的に防ぐことができ、温度制御対象物の載置後の整定時間を安定させることができる。   According to the invention relating to the temperature control apparatus of claim 3, the temperature measurement value used for generation of the control command is determined based on the measurement result of the first temperature sensor and the It switches between the measured values of the two temperature sensors, and switches the control gain and target temperature used to generate the control command. For this reason, when the temperature control object is not placed, the measured value that is difficult to change the temperature measurement value can be used as the temperature measurement value used for generating the control command, and the control command fluctuation can be suppressed. A control gain can be used. Thereby, the fluctuation | variation of the control command to the temperature control apparatus which adjusts the temperature of a temperature control target object can be prevented effectively, and the settling time after mounting of a temperature control target object can be stabilized.

請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の温度制御方法に係る発明によれば、それぞれ請求項１、請求項２、および請求項３の温度制御装置に係る発明と同様の効果を奏する温度制御方法が得られる。   According to the invention related to the temperature control method according to any one of claims 4 to 6, the temperatures having the same effects as those of the invention related to the temperature control device according to claim 1, claim 2, and claim 3, respectively. A control method is obtained.

本発明の第１実施形態に係る温度制御装置の全体構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of the temperature control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 前記第１実施形態に係るホットプレートの断面図。Sectional drawing of the hotplate which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第１実施形態に係るホットプレート上にウェハが載置されている状態を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the state by which the wafer is mounted on the hot plate which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第１実施形態に係る温度センサを示す斜視図。The perspective view which shows the temperature sensor which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第１実施形態に係る温度センサの感温部を示す平面図。The top view which shows the temperature sensing part of the temperature sensor which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第１実施形態に係る温度センサを図５のＶＩ−ＶＩ線で断面して示す図。The figure which shows the temperature sensor which concerns on the said 1st Embodiment in the cross section by the VI-VI line of FIG. 前記第１実施形態に係る温度センサの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the temperature sensor which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第１実施形態に係るコントローラの制御ブロック図。The control block diagram of the controller which concerns on the said 1st Embodiment. 前記第１実施形態の制御フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the control flow of the said 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態に係る温度センサを断面して示す図。The figure which shows the temperature sensor which concerns on 2nd Embodiment of this invention in cross section. 本発明の第３実施形態に係る温度センサを断面して示す図。The figure which shows the temperature sensor which concerns on 3rd Embodiment of this invention in cross section. 本発明の第４実施形態に係るホットプレートの断面図。Sectional drawing of the hotplate which concerns on 4th Embodiment of this invention. 前記第４実施形態に係るコントローラの制御ブロック図。The control block diagram of the controller which concerns on the said 4th Embodiment. 前記第４実施形態の制御フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the control flow of the said 4th Embodiment. 本発明の第５実施形態に係るコントローラの制御ブロック図。The control block diagram of the controller which concerns on 5th Embodiment of this invention. 従来のホットプレートの断面図。Sectional drawing of the conventional hot plate.

以下に本発明の各実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降において、次説する第１実施形態と同一の構成部分には同じ符合を付すとともに、その説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the second and later embodiments to be described later, the same components as those in the first embodiment to be described below are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

〔第１実施形態〕
〔１−１〕全体構成
本発明の第１実施形態に係る温度制御装置１００の全体構成を示す図１において、温度制御装置１００は、ホットプレート１（温調装置）、温度センサ１０、ストロークセンサ２０、およびコントローラ３０を備えて構成される。
ホットプレート１は、加熱によりウェハ（被測定物、温度制御対象物）５０の温度を調節する装置であり、加熱量を制御可能に構成されている。図示しない搬送用ロボットにより搬送されてきたウェハ５０は、ホットプレート１を貫通した状態で昇降可能に設けられているリフトピン６０の上に一旦載せられ、リフトピン６０の下降により、ホットプレート１上に載置される。 [First Embodiment]
[1-1] Overall Configuration In FIG. 1 illustrating the overall configuration of the temperature control device 100 according to the first embodiment of the present invention, the temperature control device 100 includes a hot plate 1 (temperature control device), a temperature sensor 10, and a stroke sensor. 20 and a controller 30.
The hot plate 1 is a device that adjusts the temperature of the wafer (object to be measured, temperature control object) 50 by heating, and is configured to be able to control the amount of heating. A wafer 50 transferred by a transfer robot (not shown) is temporarily placed on lift pins 60 provided so as to be able to move up and down while penetrating the hot plate 1. Placed.

ホットプレート１の表面には温度センサ１０が取り付けられており、リフトピン６０の下降に伴い、下がってきたウェハ５０の裏面に接触する。温度センサ１０は、ウェハ５０との接触により、ウェハ５０の温度を測定する。なお、温度センサ１０は、ホットプレート１の表面上に複数設けられているが、見易くするために、図１にはそのうちの１つのみが示されている。一方、リフトピン６０の近傍にはストロークセンサ２０が配置されており、リフトピン６０の昇降方向のストロークを測定する。   A temperature sensor 10 is attached to the surface of the hot plate 1 and comes into contact with the back surface of the wafer 50 that has been lowered as the lift pins 60 are lowered. The temperature sensor 10 measures the temperature of the wafer 50 through contact with the wafer 50. Although a plurality of temperature sensors 10 are provided on the surface of the hot plate 1, only one of them is shown in FIG. 1 for easy viewing. On the other hand, the stroke sensor 20 is disposed in the vicinity of the lift pin 60 and measures the stroke of the lift pin 60 in the up-and-down direction.

温度センサ１０およびストロークセンサ２０の測定値はコントローラ３０に向けて出力され、これらの測定値に基づいて、コントローラ３０は、ウェハ５０の温度を制御するための制御指令を生成する。そして、ホットプレート１は、コントローラ３０からの制御指令に基づき、ウェハ５０に対する加熱量を調節する。   Measurement values of the temperature sensor 10 and the stroke sensor 20 are output to the controller 30, and the controller 30 generates a control command for controlling the temperature of the wafer 50 based on these measurement values. The hot plate 1 adjusts the amount of heating for the wafer 50 based on a control command from the controller 30.

〔１−２〕ホットプレートの構成
図２において、ホットプレート１は、ケース２、ヒータ３、プレート本体４、支持ピン５、および温度センサ１０を備えて構成される。 [1-2] Configuration of Hot Plate In FIG. 2, the hot plate 1 includes a case 2, a heater 3, a plate body 4, support pins 5, and a temperature sensor 10.

平面円形状のケース２全体に設けられた凹状部分には、帯形で平面円弧状に分割された複数のヒータ３が同心円状に配置され、ヒータ３を覆ってプレート本体４がケース２に固定されている。これらヒータ３およびプレート本体４によってホットプレート１の加熱部４Ａが構成され、プレート本体４を介したヒータ３の放熱により、ウェハ５０を加熱する。
図３に示すように、プレート本体４の表面には、すなわちプレート本体４のウェハ５０を載置する側の面には、支持ピン５を取り付けるための支持ピン取付穴６および温度センサ１０を取り付けるためのセンサ取付穴７が、それぞれ適宜な位置に複数形成されている。 A plurality of heaters 3 that are strip-shaped and divided into planar arcs are concentrically arranged in a concave portion provided on the entire planar circular case 2, and the plate body 4 is fixed to the case 2 so as to cover the heater 3. Has been. The heater 3 and the plate body 4 constitute a heating unit 4A of the hot plate 1, and the wafer 50 is heated by heat radiation of the heater 3 via the plate body 4.
As shown in FIG. 3, a support pin mounting hole 6 and a temperature sensor 10 for mounting the support pins 5 are mounted on the surface of the plate body 4, that is, the surface of the plate body 4 on the side where the wafer 50 is placed. A plurality of sensor mounting holes 7 are formed at appropriate positions.

図３において、支持ピン５は、支持ピン取付穴６に取り付けられた状態でのプレート本体４の表面からの高さ寸法Ｈ１が約０．１ｍｍであり、この支持ピン５の上にウェハ５０が載置される。つまり、支持ピン５は、プレート本体４との間に０．１ｍｍ程度の隙間を保ってウェハ５０を支持しており、これによってウェハ５０の裏面の汚染を防止するとともに、ウェハ５０の温度分布の均一化にも貢献する。この高さ寸法Ｈ１は、一般に０．０５〜０．１５ｍｍに設定される。   In FIG. 3, the support pin 5 has a height dimension H <b> 1 from the surface of the plate body 4 in the state of being attached to the support pin attachment hole 6 of about 0.1 mm, and the wafer 50 is placed on the support pin 5. Placed. That is, the support pins 5 support the wafer 50 with a gap of about 0.1 mm between it and the plate body 4, thereby preventing contamination of the back surface of the wafer 50 and the temperature distribution of the wafer 50. Contributes to uniformity. This height dimension H1 is generally set to 0.05 to 0.15 mm.

温度センサ１０は、具体的な構造については後で説明するが、センサ取付穴７に取り付けられ、ウェハ５０が未載置の状態で、プレート本体４の表面からの高さ寸法Ｈ２が約０．１５ｍｍに設定されている。すなわち、プレート本体４の表面からの温度センサ１０の高さ寸法Ｈ２は、プレート本体４の表面からの支持ピン５の高さ寸法Ｈ１よりも高く設定されている。このため、ホットプレート１上にウェハ５０を載置した際に、温度センサ１０がウェハ５０の裏面に確実に接触してウェハ５０の温度を測定することができる。なお、センサ取付穴７の径が大きいと、特に過渡状態でのウェハ５０の面内温度分布の均一性に影響を与えてしまうため、センサ取付穴７の直径はできる限り小さいほうが良く、例えば、本実施形態では１ｍｍ程度としている。   Although the specific structure of the temperature sensor 10 will be described later, the temperature sensor 10 is attached to the sensor attachment hole 7 and the height dimension H2 from the surface of the plate body 4 is about 0. It is set to 15 mm. That is, the height dimension H <b> 2 of the temperature sensor 10 from the surface of the plate body 4 is set higher than the height dimension H <b> 1 of the support pin 5 from the surface of the plate body 4. For this reason, when the wafer 50 is placed on the hot plate 1, the temperature sensor 10 can reliably contact the back surface of the wafer 50 and measure the temperature of the wafer 50. Note that if the diameter of the sensor mounting hole 7 is large, the uniformity of the in-plane temperature distribution of the wafer 50 particularly in a transient state is affected. Therefore, the diameter of the sensor mounting hole 7 should be as small as possible. In this embodiment, it is about 1 mm.

このような構成のホットプレート１は、ヒータ３に流れる電流値をそれぞれ独立して制御することで、ホットプレート１上に載置されているウェハ５０の温度を制御することができる。また、ウェハ５０の裏面に接触する温度センサ１０の測定により、実処理中のウェハ５０の温度をリアルタイムでその場（In-Situ）計測できる。従って、温度センサ１０の測定値を用いてヒータ３に流す電流を制御することで、実処理中のウェハ５０の温度を高い精度で目標温度に保つことができる。   The hot plate 1 having such a configuration can control the temperature of the wafer 50 placed on the hot plate 1 by independently controlling the current value flowing through the heater 3. Further, the temperature of the wafer 50 during actual processing can be measured in real time (in-situ) by measuring the temperature sensor 10 that contacts the back surface of the wafer 50. Therefore, by controlling the current flowing through the heater 3 using the measurement value of the temperature sensor 10, the temperature of the wafer 50 during actual processing can be maintained at the target temperature with high accuracy.

〔１−３〕温度センサの構成
図４に示すように、温度センサ１０は、温度を測定するための感温部１１、感温部１１を支持する支持部１２、および支持部１２を介して感温部１１を付勢するベローズ１３（付勢部材）を備えて構成される。すなわち、温度センサ１０は、感温部１１、支持部１２、およびベローズ１３の３層構造となっている。 [1-3] Configuration of Temperature Sensor As shown in FIG. 4, the temperature sensor 10 includes a temperature sensing unit 11 for measuring temperature, a support unit 12 that supports the temperature sensing unit 11, and a support unit 12. A bellows 13 (biasing member) for urging the temperature sensing unit 11 is provided. That is, the temperature sensor 10 has a three-layer structure including a temperature sensing part 11, a support part 12, and a bellows 13.

感温部１１は、図５および図６に示すように、表面積が１ｍｍ２以下の平面状の白金測温抵抗体であり、層状の表面部１１１およびパターン形成部１１２を備えて構成される。
このうち、表面部１１１は、シリコン基板がダイカットされたもので、ウェハ５０に接触する研磨されたウェハ接触面（接触面）１１１Ａを有している。ここで、温度センサ１０の測定精度は、感温部１１の表面部１１１およびウェハ５０の裏面間の接触熱抵抗に依存する。この接触熱抵抗は、ウェハ５０の自重が非常に軽く、また、ウェハ５０および表面部１１１の表面硬度が非常に硬いため、表面部１１１の表面粗さに依存し、ウェハ５０との接触圧力には依存しない。従って、温度センサ１０の測定精度はウェハ接触面１１１Ａの表面粗さに依存することになるため、ウェハ接触面１１１Ａの表面は十分に研磨される必要がある。一方、ウェハ５０との接触圧力の制御は不要であり、表面部１１１がウェハ５０に接触してさえいればよい。 As shown in FIGS. 5 and 6, the temperature sensing unit 11 is a planar platinum resistance thermometer having a surface area of 1 mm 2 or less, and includes a layered surface portion 111 and a pattern forming portion 112.
Of these, the surface portion 111 is obtained by die-cutting a silicon substrate, and has a polished wafer contact surface (contact surface) 111 </ b> A that contacts the wafer 50. Here, the measurement accuracy of the temperature sensor 10 depends on the contact thermal resistance between the front surface portion 111 of the temperature sensitive portion 11 and the back surface of the wafer 50. The contact thermal resistance depends on the surface roughness of the surface portion 111 and depends on the contact pressure with the wafer 50 because the weight of the wafer 50 is very light and the surface hardness of the wafer 50 and the surface portion 111 is very hard. Is not dependent. Therefore, since the measurement accuracy of the temperature sensor 10 depends on the surface roughness of the wafer contact surface 111A, the surface of the wafer contact surface 111A needs to be sufficiently polished. On the other hand, the control of the contact pressure with the wafer 50 is unnecessary, and it is only necessary that the surface portion 111 is in contact with the wafer 50.

パターン形成部１１２は、電気絶縁膜１１２Ａおよび電気絶縁膜１１２Ａ内に形成された白金パターン１１２Ｂを備えている。なお、図５は、感温部１１を示す平面図であるが、白金パターン１１２Ｂについては、見易くするために実線で示してある。電気絶縁膜１１２Ａは、五酸化タンタル（Ta２O５）で成膜され、接着剤としての機能を兼ねている。そして、パターン形成部１１２の表面部１１１とは反対側の面には、４隅に穴１１２Ｃが設けられ、この穴１１２Ｃによって露出した白金部分に絶縁被膜されたワイヤ（導線）１４がボンディングされている。 The pattern forming unit 112 includes an electric insulating film 112A and a platinum pattern 112B formed in the electric insulating film 112A. FIG. 5 is a plan view showing the temperature sensing unit 11, but the platinum pattern 112B is shown by a solid line for easy viewing. The electric insulating film 112A is formed of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) and also functions as an adhesive. Then, holes 112C are provided at the four corners on the surface opposite to the surface portion 111 of the pattern forming portion 112, and a wire (conductive wire) 14 with an insulating coating is bonded to the platinum portion exposed through the holes 112C. Yes.

このような構成の感温部１１では、表面部１１１を構成するシリコンの熱伝導率が１６８Ｗ／ｍＫと高く、ウェハ５０の熱が表面部１１１内を伝わり易いため、ウェハ５０の熱がパターン形成部１１２に効率良く伝達される。なお、感温部１１にボンディングされている非常に小さな直径のワイヤ１４からの伝熱は、感温部１１からの伝熱に比べ十分に小さいため、ワイヤ１４からの伝熱は温度センサ１０の測定精度に影響を与えるほどのものではなく、無視することができる。   In the temperature sensing portion 11 having such a configuration, the heat conductivity of silicon constituting the surface portion 111 is as high as 168 W / mK, and the heat of the wafer 50 is easily transmitted through the surface portion 111, so that the heat of the wafer 50 forms a pattern. It is efficiently transmitted to the unit 112. The heat transfer from the wire 14 having a very small diameter bonded to the temperature sensing unit 11 is sufficiently smaller than the heat transfer from the temperature sensing unit 11. It does not affect measurement accuracy and can be ignored.

支持部１２は、感温部１１およびベローズ１３間に設けられて感温部１１を支持する部分であり、補強部１２１および断熱部１２２を備えて構成される。
このうち、補強部１２１は、感温部１１の強度を補強するための薄膜で、熱伝導率の小さい二酸化珪素（SiO２）を用いて形成されている。そして、補強部１２１の４隅には、感温部１１のパターン形成部１１２に設けられた穴１１２Ｃに対応する位置に、パターン形成部１１２から断熱部１２２に向かって貫通する貫通孔１２１Ａが形成されている。 The support part 12 is a part that is provided between the temperature sensing part 11 and the bellows 13 and supports the temperature sensing part 11, and includes a reinforcing part 121 and a heat insulating part 122.
Among these, the reinforcement part 121 is a thin film for reinforcing the strength of the temperature-sensitive part 11, and is formed using silicon dioxide (SiO 2 ) having a low thermal conductivity. At the four corners of the reinforcing part 121, through holes 121A that penetrate from the pattern forming part 112 toward the heat insulating part 122 are formed at positions corresponding to the holes 112C provided in the pattern forming part 112 of the temperature sensing part 11. Has been.

断熱部１２２は、断熱層を形成する部分であり、熱伝導率の小さい樹脂を用いて角筒状に形成されている。断熱部１２２の４隅には、内側に向けて厚肉とされた厚肉部１２２Ａが形成され、補強部１２１の貫通孔１２１Ａに対応する位置には、補強部１２１からベローズ１３に向かって貫通する貫通孔１２２Ｂが形成されている。そして、この断熱部１２２および補強部１２１によって、感温部１１に対応した部分の一部に空間Ｓが形成され、当該空間Ｓ内の空気によって、感温部１１の下側に空気層が形成される。   The heat insulation part 122 is a part which forms a heat insulation layer, and is formed in the square cylinder shape using resin with small heat conductivity. At the four corners of the heat insulating portion 122, thick portions 122A that are thicker toward the inside are formed, and the reinforcing portions 121 are penetrated from the reinforcing portion 121 toward the bellows 13 at positions corresponding to the through holes 121A. A through-hole 122B is formed. The heat insulating part 122 and the reinforcing part 121 form a space S in a part corresponding to the temperature sensitive part 11, and an air layer is formed below the temperature sensitive part 11 by the air in the space S. Is done.

このような構成の支持部１２は、前述のように、主に熱伝導率の小さい樹脂で形成されており、補強部１２１および断熱部１２２で形成される空間Ｓ内の空気とともに、支持部１２の熱伝導率の低下に貢献する。その結果、空間Ｓ内の空気を含む支持部１２の熱伝導率が、空気の熱伝導率に近付き、断熱層を形成する。このため、感温部１１およびベローズ１３間が良好に断熱されるようになる。   As described above, the support portion 12 having such a configuration is mainly formed of a resin having a low thermal conductivity, and together with the air in the space S formed by the reinforcing portion 121 and the heat insulating portion 122, the support portion 12. This contributes to a decrease in thermal conductivity. As a result, the thermal conductivity of the support part 12 including the air in the space S approaches the thermal conductivity of the air and forms a heat insulating layer. For this reason, between the temperature sensing part 11 and the bellows 13 comes to be thermally insulated favorably.

また、これら感温部１１および支持部１２において、感温部１１の穴１１２Ｃと、支持部１２の貫通孔１２１Ａおよび貫通孔１２２Ｂとはそれぞれ一直線上に設けられ、ワイヤ挿通穴１５を構成する。そして、感温部１１においてパターン形成部１１２の白金パターン１１２Ｂにボンディングされたワイヤ１４は、このワイヤ挿通穴１５の中を通って、ベローズ１３側に引き出されている。このように、ワイヤ挿通穴１５を構成する穴１１２Ｃ、貫通孔１２１Ａ、および貫通孔１２２Ｂを、感温部１１および支持部１２の４隅に形成することで、感温部１１におけるワイヤ１４の集中およびこれに伴う熱の集中を防いでいる。   Further, in the temperature sensing part 11 and the support part 12, the hole 112 </ b> C of the temperature sensing part 11 and the through hole 121 </ b> A and the through hole 122 </ b> B of the support part 12 are respectively provided in a straight line, and constitute the wire insertion hole 15. The wire 14 bonded to the platinum pattern 112B of the pattern forming unit 112 in the temperature sensing unit 11 passes through the wire insertion hole 15 and is drawn out to the bellows 13 side. As described above, the holes 112C, the through holes 121A, and the through holes 122B that form the wire insertion holes 15 are formed at the four corners of the temperature sensing unit 11 and the support unit 12, thereby concentrating the wires 14 in the temperature sensing unit 11. And the concentration of heat accompanying this is prevented.

ベローズ１３は、金属製のマイクロベローズであり、伸縮方向の一端側には支持部１２が取り付けられ、他端側はセンサ取付穴７の底面に固定されている。具体的に、ベローズ１３の伸縮方向の一端側には上面部１３１が設けられ、上面部１３１にはベローズ１３の内外を貫通する貫通孔１３２が形成されている。支持部１２は、貫通孔１３２を覆って上面部１３１に取り付けられており、感温部１１からワイヤ挿通穴１５を通ってベローズ１３側に引き出されたワイヤ１４は、貫通孔１３２およびベローズ１３の内部を通って外部に導かれている。   The bellows 13 is a metal micro bellows, and the support portion 12 is attached to one end side in the expansion / contraction direction, and the other end side is fixed to the bottom surface of the sensor attachment hole 7. Specifically, an upper surface portion 131 is provided on one end side in the expansion / contraction direction of the bellows 13, and a through hole 132 that penetrates the inside and outside of the bellows 13 is formed in the upper surface portion 131. The support portion 12 covers the through hole 132 and is attached to the upper surface portion 131, and the wire 14 drawn from the temperature sensing portion 11 through the wire insertion hole 15 to the bellows 13 side passes through the through hole 132 and the bellows 13. It is guided to the outside through the inside.

なお、ベローズ１３のばね定数は、ホットプレート１上にウェハ５０を載置した際に、ホットプレート１表面からのウェハ接触面１１１Ａの高さが、ウェハ５０の自重に応じて０．０５〜０．１５ｍｍになるように設定されている。
また、前述のように、温度センサ１０の測定精度は感温部１１のウェハ接触面１１１Ａの表面粗さにのみ依存するため、感温部１１がウェハ５０に接触してさえいれば、測定温度は圧力には依存しない。このため、感温部１１のウェハ接触面１１１Ａに作用する押圧力を制御する必要はなく、このための押圧力制御機構を設ける必要はない。 The spring constant of the bellows 13 is such that when the wafer 50 is placed on the hot plate 1, the height of the wafer contact surface 111 A from the surface of the hot plate 1 is 0.05 to 0 depending on the weight of the wafer 50. It is set to be 15 mm.
Further, as described above, since the measurement accuracy of the temperature sensor 10 depends only on the surface roughness of the wafer contact surface 111A of the temperature sensing unit 11, the measurement temperature is only required if the temperature sensing unit 11 is in contact with the wafer 50. Is independent of pressure. For this reason, it is not necessary to control the pressing force acting on the wafer contact surface 111A of the temperature sensing unit 11, and it is not necessary to provide a pressing force control mechanism for this purpose.

次に、温度センサ１０の製造方法について、その中でも特に感温部１１および支持部１２の製造方法について説明する。
温度センサ１０は、その大きさが前述のようにマイクロオーダーと非常に小さいため、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して製造される。 Next, the manufacturing method of the temperature sensor 10 will be described, particularly the manufacturing method of the temperature sensing part 11 and the support part 12 among them.
Since the size of the temperature sensor 10 is as small as the micro order as described above, the temperature sensor 10 is manufactured using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology.

先ず、図７（Ａ）に示すように、シリコン基板７０の表面を研磨して２００μｍ厚とした後、シリコン基板７０の研磨面に、五酸化タンタルで厚さ５００ｎｍの電気絶縁膜１１２Ａを形成する。
次に、図７（Ｂ）に示すように、電気絶縁膜１１２Ａの上に、スパッタリングおよびエッチングを施して４５０ｎｍ厚の白金パターン１１２Ｂを形成し、図７（Ｃ）に示すように、さらにこの上に五酸化タンタルで厚さ１５０ｎｍの電気絶縁膜１１２Ａを成膜する。この時点で、電気絶縁膜１１２Ａおよび白金パターン１１２Ｂによりパターン形成部１１２が形成される。また、ここまでの工程で、感温部１１に相当する部分が形成される。 First, as shown in FIG. 7A, after the surface of the silicon substrate 70 is polished to a thickness of 200 μm, an electric insulating film 112A having a thickness of 500 nm is formed of tantalum pentoxide on the polished surface of the silicon substrate 70. .
Next, as shown in FIG. 7B, sputtering and etching are performed on the electrical insulating film 112A to form a platinum pattern 112B having a thickness of 450 nm. Further, as shown in FIG. Then, an electric insulating film 112A having a thickness of 150 nm is formed from tantalum pentoxide. At this point, the pattern forming portion 112 is formed by the electrical insulating film 112A and the platinum pattern 112B. Moreover, the part corresponded to the temperature sensing part 11 is formed in the process so far.

その後、図７（Ｄ）に示すように、電気絶縁膜１１２Ａの上に１０μｍ厚の二酸化珪素膜を成膜して補強部１２１を形成するとともに、ドライエッチングを施して、パターン形成部１１２および補強部１２１の４隅に、穴１１２Ｃおよび貫通孔１２１Ａをそれぞれ形成する。
次に、図７（Ｅ）に示すように、補強部１２１の上に樹脂のレジスト剤により数１０μｍ〜数１００μｍの厚膜を形成した後、エッチングを施して、厚肉部１２２Ａを含む断熱部１２２の角筒部分と、補強部１２１の貫通孔１２１Ａに連通する貫通孔１２２Ｂとを形成する。これにより断熱部１２２が形成され、既に形成されている補強部１２１と合わせて、空間Ｓを有する支持部１２が形成される。また、パターン形成部１１２の穴１１２Ｃ、補強部１２１の貫通孔１２１Ａ、および断熱部１２２の貫通孔１２２Ｂによって、ワイヤ挿通穴１５が設けられる。この時点で、シリコン基板７０は、ダイシングによりハーフカットされる。 Thereafter, as shown in FIG. 7D, a 10 μm-thick silicon dioxide film is formed on the electrical insulating film 112A to form the reinforcing portion 121, and dry etching is performed to form the pattern forming portion 112 and the reinforcing portion. At the four corners of the part 121, holes 112C and through holes 121A are formed, respectively.
Next, as shown in FIG. 7 (E), after forming a thick film of several tens of μm to several hundreds of μm with a resin resist agent on the reinforcing part 121, the insulating part including the thick part 122A is etched. A rectangular tube portion 122 and a through hole 122B communicating with the through hole 121A of the reinforcing portion 121 are formed. Thereby, the heat insulation part 122 is formed, and the support part 12 which has the space S is formed together with the already formed reinforcing part 121. Further, the wire insertion hole 15 is provided by the hole 112 </ b> C of the pattern forming part 112, the through hole 121 </ b> A of the reinforcing part 121, and the through hole 122 </ b> B of the heat insulating part 122. At this point, the silicon substrate 70 is half cut by dicing.

その後、図７（Ｆ）に示すように、シリコン基板７０の表面を研磨して１０μｍ以下の厚さとし、この研磨によってシリコン基板７０のダイシングを完了させる。このダイシングの完了により、シリコン基板７０が表面部１１１となり、これにより感温部１１の形成工程が終了する。そして、図６に示すように、ワイヤ挿通穴１５にワイヤ１４を挿通して白金パターン１１２Ｂにボンディングし、最後に、支持部１２を感温部１１ごとベローズ１３に取り付けて、温度センサ１０の製造が完了する。   Thereafter, as shown in FIG. 7F, the surface of the silicon substrate 70 is polished to a thickness of 10 μm or less, and the dicing of the silicon substrate 70 is completed by this polishing. Upon completion of this dicing, the silicon substrate 70 becomes the surface portion 111, thereby completing the process of forming the temperature sensitive portion 11. Then, as shown in FIG. 6, the wire 14 is inserted into the wire insertion hole 15 and bonded to the platinum pattern 112 </ b> B. Finally, the support portion 12 is attached to the bellows 13 together with the temperature sensing portion 11 to manufacture the temperature sensor 10. Is completed.

以上のような構成の温度センサ１０は、感温部１１が白金測温抵抗体として形成されているため、定電流の印加やブリッジ回路によって電気抵抗を測定し、電気抵抗と温度との関係を用いることで、温度を測定することができる。   In the temperature sensor 10 configured as described above, since the temperature sensing part 11 is formed as a platinum resistance thermometer, the electrical resistance is measured by applying a constant current or a bridge circuit, and the relationship between the electrical resistance and temperature is measured. By using it, the temperature can be measured.

温度センサ１０によれば、被測定物の接触面とは反対側から感温部１１を支持する支持部１２が、感温部１１に対応した部分の一部に空間を有しているため、当該空間内の空気が、支持部１２に空気層を形成する。このため、支持部１２の熱伝導率を低くすることができ、空気に近い熱伝導率を有する断熱層として支持部１２を機能させることができる。従って、被測定物の熱が支持部１２に流れ出ることを防ぐことができ、これによって十分な測定精度を確保できる。   According to the temperature sensor 10, since the support part 12 that supports the temperature sensing part 11 from the side opposite to the contact surface of the object to be measured has a space in a part corresponding to the temperature sensing part 11, The air in the space forms an air layer on the support portion 12. For this reason, the heat conductivity of the support part 12 can be made low, and the support part 12 can be functioned as a heat insulation layer which has a heat conductivity close to air. Therefore, it is possible to prevent the heat of the object to be measured from flowing out to the support portion 12, thereby ensuring sufficient measurement accuracy.

また、支持部１２が熱伝導率の低い樹脂またはガラスで形成されているため、支持部１２の熱伝導率をさらに低下させることができる。これにより、支持部１２の熱伝導率を空気の熱伝導率に近付けることができ、断熱層としての機能をより効果的に発揮することができる。従って、被測定物の温度に対する測定精度を、一段と高められる。   Moreover, since the support part 12 is formed with resin or glass with low heat conductivity, the heat conductivity of the support part 12 can further be reduced. Thereby, the heat conductivity of the support part 12 can be brought close to the heat conductivity of air, and the function as a heat insulation layer can be exhibited more effectively. Therefore, the measurement accuracy with respect to the temperature of the object to be measured can be further improved.

また、感温部１１を被測定物側に付勢する付勢部材を備えているため、付勢部材の弾性力により、被測定物の自重に反して感温部１１を被測定物側に付勢することができる。従って、反り返りの程度が被測定物ごとに異なる場合であっても、感温部１１を被測定物に追従させて、被測定物に確実に接触させることができる。   Moreover, since the urging member for urging the temperature sensing part 11 toward the object to be measured is provided, the temperature sensing part 11 is moved toward the object to be measured against the weight of the object to be measured by the elastic force of the urging member. Can be energized. Therefore, even if the degree of warping differs for each object to be measured, the temperature sensing part 11 can be made to follow the object to be measured and reliably contact the object to be measured.

また、支持部１２が感温部１１および付勢部材間に設けられているため、支持部１２が、感温部１１および付勢部材間を断熱する断熱層として機能する。このため、付勢部材の熱が感温部１１に伝わるのが防止され、感温部１１での温度測定に影響を与えるのを防ぐことができる。これにより、付勢部材の熱が感温部１１に伝わるのを防ぐことができ、測定精度を一層高めることができる。   Moreover, since the support part 12 is provided between the temperature sensing part 11 and the urging member, the support part 12 functions as a heat insulating layer that insulates between the temperature sensing part 11 and the urging member. For this reason, it is possible to prevent the heat of the urging member from being transmitted to the temperature sensing unit 11 and to prevent the temperature measurement in the temperature sensing unit 11 from being affected. Thereby, it is possible to prevent the heat of the urging member from being transmitted to the temperature sensing unit 11, and the measurement accuracy can be further enhanced.

また、付勢部材がベローズ１３であるため、付勢部材の構造を簡単にすることができる。このため、簡単な構成で感温部１１を被測定物に確実に接触させることができる。   Moreover, since the urging member is the bellows 13, the structure of the urging member can be simplified. For this reason, the temperature sensing part 11 can be reliably brought into contact with the object to be measured with a simple configuration.

また、導線が、感温部１１に対して接触面とは反対側で接続されているため、ウェハとの接触の際に、導線がウェハと接触することがない。このため、導線がウェハと接触して測定温度に誤差が生じるのを防ぐことができる。   Moreover, since the conducting wire is connected to the temperature sensing portion 11 on the side opposite to the contact surface, the conducting wire does not come into contact with the wafer when contacting the wafer. For this reason, it can prevent that a conducting wire contacts with a wafer and an error arises in measurement temperature.

また、被測定物の接触面とは反対側から感温部１１を支持する支持部１２と、感温部１１を付勢する付勢部材の端面部とにより、感温部１１に対応した部分の一部に空間が形成されるため、当該空間内の空気が支持部１２に空気層を形成することになる。これにより、支持部１２の熱伝導率を低下させ、空気に近い熱伝導率を有する断熱層として機能させることができる。従って、被測定物の熱が支持部１２に流れ出ることを防ぐとともに、付勢部材側からの熱が感温部１１に伝わるのを防止することができ、これにより十分な測定精度を確保できる。   Further, a portion corresponding to the temperature sensing portion 11 by the support portion 12 that supports the temperature sensing portion 11 from the side opposite to the contact surface of the object to be measured and the end face portion of the biasing member that biases the temperature sensing portion 11. Since a space is formed in a part of the air, air in the space forms an air layer on the support portion 12. Thereby, the heat conductivity of the support part 12 can be reduced and it can be made to function as a heat insulation layer which has a heat conductivity close to air. Therefore, it is possible to prevent the heat of the object to be measured from flowing out to the support part 12 and to prevent the heat from the biasing member side from being transmitted to the temperature sensing part 11, thereby ensuring sufficient measurement accuracy.

また、被測定物を載置するためのプレート本体４に、前述した本発明の温度センサ１０が設けられているため、被測定物の温度調節中も被測定物の温度をリアルタイムで測定することができる。従って、この温度センサ１０の測定値を用いることで温調装置の制御が正確にでき、これにより被測定物の温度調節を高い精度で行うことができる。   Further, since the above-described temperature sensor 10 of the present invention is provided on the plate body 4 for placing the object to be measured, the temperature of the object to be measured can be measured in real time even during temperature adjustment of the object to be measured. Can do. Therefore, by using the measured value of the temperature sensor 10, the temperature controller can be accurately controlled, and the temperature of the object to be measured can be adjusted with high accuracy.

〔１−４〕コントローラの制御構造
次に、図８を参照して、コントローラ３０による温度制御の制御構造について説明する。
図８において、コントローラ３０は、ウェハ５０の温度を制御する制御手段として構成され、コントローラ３０の入力側には、温度センサ１０およびストロークセンサ２０が電気的に接続されている。 [1-4] Control Structure of Controller Next, a control structure of temperature control by the controller 30 will be described with reference to FIG.
In FIG. 8, the controller 30 is configured as control means for controlling the temperature of the wafer 50, and the temperature sensor 10 and the stroke sensor 20 are electrically connected to the input side of the controller 30.

一方、コントローラ３０の出力側には、ホットプレート１内に設けられたヒータ３が電気的に接続されている。コントローラ３０は、このヒータ３に流れる電流値をそれぞれ独立に制御することで、ヒータ３による加熱量を制御し、これによりウェハ５０の温度を制御することができる。   On the other hand, the heater 3 provided in the hot plate 1 is electrically connected to the output side of the controller 30. The controller 30 controls the amount of heating by the heater 3 by independently controlling the value of the current flowing through the heater 3, thereby controlling the temperature of the wafer 50.

そして、コントローラ３０は、載置状態判定手段３１、目標温度記憶手段３２、制御ゲイン記憶手段３３、切換手段３４、および制御指令生成手段３５を備えて構成される。
載置状態判定手段３１は、ストロークセンサ２０の測定値に基づいて、ホットプレート１上のウェハ５０の載置状態を判定する。すなわち、ストロークセンサ２０の測定値から求まるリフトピン６０の上端の位置が、ホットプレート１の支持ピン５の上端位置よりも下側にあれば、ウェハ５０が載置されていると判定し、そうでない場合には、未載置状態にあると判定する。 The controller 30 includes a mounting state determination unit 31, a target temperature storage unit 32, a control gain storage unit 33, a switching unit 34, and a control command generation unit 35.
The mounting state determination unit 31 determines the mounting state of the wafer 50 on the hot plate 1 based on the measurement value of the stroke sensor 20. That is, if the position of the upper end of the lift pin 60 obtained from the measurement value of the stroke sensor 20 is below the upper end position of the support pin 5 of the hot plate 1, it is determined that the wafer 50 is placed; In the case, it is determined that the device is not placed.

目標温度記憶手段３２は、制御指令の生成に用いる目標温度Ｔとして、複数の値を記憶している。すなわち、目標温度記憶手段３２は、自然対流への対応に用いられる第１の目標温度Ｔ１と、ウェハ５０の載置中に用いられる第２の目標温度Ｔ２とを記憶している。
第１の目標温度Ｔ１は、自然対流用の影響を回避するために設定され、ウェハ５０が未載置の場合に用いられる。第１の目標温度Ｔ１の値は、ウェハ５０の載置中に用いられる第２の目標温度Ｔ２の値よりも低く、温度センサ１０の自然対流による測定温度の低下の影響を補償する値に設定されている。本補償がない場合には、ウェハ５０が未載置のときに目標温度Ｔは第２の目標温度Ｔ２に設定されたまま、温度センサ１０の測定温度が自然対流の影響により低下することから、ホットプレート１はヒータ３による加熱量を増加させるように制御される。この場合、プレート本体４の温度が目標温度Ｔよりもかなり高くなり、ウェハ５０の載置後にウェハ５０の温度がオーバーシュートしてしまう。一方、第２の目標温度Ｔ２は、実処理中のウェハ５０の目標温度であり、ウェハ５０の載置中に用いられる。 The target temperature storage means 32 stores a plurality of values as the target temperature T used for generating the control command. That is, the target temperature storage means 32 stores the first target temperature T1 used for dealing with natural convection and the second target temperature T2 used during the mounting of the wafer 50.
The first target temperature T1 is set to avoid the effect of natural convection, and is used when the wafer 50 is not placed. The value of the first target temperature T1 is set to a value that is lower than the value of the second target temperature T2 used during the mounting of the wafer 50 and compensates for the influence of the decrease in the measured temperature due to natural convection of the temperature sensor 10. Has been. In the absence of this compensation, the target temperature T remains set at the second target temperature T2 when the wafer 50 is not placed, and the measured temperature of the temperature sensor 10 decreases due to the effect of natural convection. The hot plate 1 is controlled to increase the amount of heating by the heater 3. In this case, the temperature of the plate body 4 becomes considerably higher than the target temperature T, and the temperature of the wafer 50 overshoots after the wafer 50 is placed. On the other hand, the second target temperature T2 is a target temperature of the wafer 50 being actually processed, and is used during the mounting of the wafer 50.

制御ゲイン記憶手段３３は、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧとして、複数の値を記憶している。すなわち、制御ゲイン記憶手段３３は、自然対流への対応に用いられる第１の制御ゲインＧ１と、ウェハ５０の載置中に用いられる第２の制御ゲインＧ２および第３の制御ゲインＧ３とを記憶している。
第１の制御ゲインＧ１は、自然対流用の影響を回避するために設定され、ウェハ５０が未載置の場合に用いられる。第１の制御ゲインＧ１の値は、ウェハ５０の実処理中に用いられる第２、第３の制御ゲインＧ２，Ｇ３の値よりも小さく、温度センサ１０の自然対流による測定温度の変動の影響を受けづらい値に設定されている。第２、第３の制御ゲインＧ２，Ｇ３は、ウェハ５０の載置中に用いられ、第２の制御ゲインＧ２の方が第３の制御ゲインＧ３よりも大きな値に設定されている。 The control gain storage means 33 stores a plurality of values as the control gain G used for generating the control command. That is, the control gain storage means 33 stores the first control gain G1 used for dealing with natural convection, and the second control gain G2 and the third control gain G3 used during the mounting of the wafer 50. doing.
The first control gain G1 is set to avoid the effect of natural convection, and is used when the wafer 50 is not placed. The value of the first control gain G1 is smaller than the values of the second and third control gains G2 and G3 used during the actual processing of the wafer 50, and the influence of the variation in the measured temperature due to the natural convection of the temperature sensor 10 is affected. It is set to an unacceptable value. The second and third control gains G2 and G3 are used during the placement of the wafer 50, and the second control gain G2 is set to a larger value than the third control gain G3.

切換手段３４は、先ず、載置状態判定手段３１におけるウェハ５０の載置状態の判定結果に応じて、制御ゲイン記憶手段３３の記憶値から制御ゲインＧ１その他のうちのいずれかを選択するとともに、目標温度記憶手段３２の記憶値から第１、第２の目標温度Ｔ１，Ｔ２のうちのいずれかを選択し、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧおよび目標温度Ｔとして切り換える。さらに、切換手段３４は、ウェハ５０が載置されていると判定された場合には、温度センサ１０の測定値と制御指令の生成に用いる目標温度Ｔとの温度偏差ｅの値に応じて、制御ゲイン記憶手段３３の記憶値から制御ゲインＧ２，Ｇ３のうちのいずれかを選択し、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧとして切り換える。   The switching unit 34 first selects one of the control gain G1 and others from the stored value of the control gain storage unit 33 according to the determination result of the mounting state of the wafer 50 in the mounting state determination unit 31. One of the first and second target temperatures T1 and T2 is selected from the stored value of the target temperature storage means 32, and is switched as the control gain G and the target temperature T used for generating the control command. Further, when it is determined that the wafer 50 is placed, the switching unit 34, depending on the value of the temperature deviation e between the measured value of the temperature sensor 10 and the target temperature T used for generating the control command, One of the control gains G2 and G3 is selected from the stored value of the control gain storage means 33, and is switched as the control gain G used for generating the control command.

制御指令生成手段３５は、ヒータ３の制御指令を生成し、ホットプレート１に出力する。具体的に、制御指令生成手段３５は、温度センサ１０の測定値と制御指令の生成に用いる目標温度Ｔとの温度偏差ｅの値を用いて、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御を行う。ここでは、載置状態判定手段３１の判定結果に応じて、切換手段３４により選択および切り換えがなされた値が、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧとして用いられる。すなわち、制御指令生成手段３５では、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧおよび目標温度Ｔが、状況に応じて切り換えられるゲインスケジュールド制御が実施される。   The control command generation unit 35 generates a control command for the heater 3 and outputs it to the hot plate 1. Specifically, the control command generation means 35 performs PID (Proportional Integral Differential) control using the value of the temperature deviation e between the measured value of the temperature sensor 10 and the target temperature T used for generation of the control command. Here, the value selected and switched by the switching unit 34 according to the determination result of the mounting state determination unit 31 is used as the control gain G used for generating the control command. That is, the control command generation means 35 performs gain scheduled control in which the control gain G and the target temperature T used for generating the control command are switched according to the situation.

〔１−５〕コントローラの作用
次に、図９に示されるフローチャートに基づき、コントローラ３０の作用について説明する。
先ず、コントローラ３０は、温度センサ１０およびストロークセンサ２０の測定値を読み込む（ステップＳ１）。 [1-5] Action of Controller Next, the action of the controller 30 will be described based on the flowchart shown in FIG.
First, the controller 30 reads the measured values of the temperature sensor 10 and the stroke sensor 20 (step S1).

次に、載置状態判定手段３１は、ストロークセンサ２０の測定値に基づいて、ホットプレート１上にウェハ５０が載置されているか否かを判定する（ステップＳ２）。
ホットプレート１上にウェハ５０が載置されていないと判定された場合に、切換手段３４は、自然対流への対応に用いられる第１の制御ゲインＧ１および第１の目標温度Ｔ１を選択し、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧおよび目標温度Ｔとして切り換える（ステップＳ３）。そして、切換手段３４は、温度センサ１０の測定値と制御指令の生成に用いる目標温度Ｔとの温度偏差ｅを算出する（ステップＳ４）。 Next, the mounting state determination unit 31 determines whether or not the wafer 50 is mounted on the hot plate 1 based on the measurement value of the stroke sensor 20 (step S2).
When it is determined that the wafer 50 is not placed on the hot plate 1, the switching unit 34 selects the first control gain G 1 and the first target temperature T 1 that are used for dealing with natural convection, The control gain G and the target temperature T used to generate the control command are switched (step S3). Then, the switching unit 34 calculates a temperature deviation e between the measured value of the temperature sensor 10 and the target temperature T used for generating the control command (step S4).

一方、ホットプレート１上にウェハ５０が載置されていると判定された場合に、切換手段３４は、ウェハ５０の目標温度である第２の目標温度Ｔ２を選択し、制御指令の生成に用いる目標温度Ｔとして切り換える（ステップＳ５）。その後、切換手段３４は、温度センサ１０の測定値と制御指令の生成に用いる目標温度Ｔとの温度偏差ｅを算出し（ステップＳ６）、この温度偏差ｅの絶対値が所定値より大きいか否か、つまり目標温度Ｔから温度センサ１０の測定値を引いた値の絶対値が所定値より大きいか否かの判定を行う（ステップＳ７）。そして、切換手段３４は、温度偏差ｅの絶対値が所定値より小さい場合には、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧとして第２の制御ゲインＧ２に切り換え（ステップＳ８）、大きい場合には、第３の制御ゲインＧ３に切り換える（ステップＳ９）。   On the other hand, when it is determined that the wafer 50 is placed on the hot plate 1, the switching unit 34 selects the second target temperature T <b> 2 that is the target temperature of the wafer 50 and uses it for generating a control command. The target temperature T is switched (step S5). Thereafter, the switching means 34 calculates a temperature deviation e between the measured value of the temperature sensor 10 and the target temperature T used for generating the control command (step S6), and whether or not the absolute value of the temperature deviation e is greater than a predetermined value. That is, it is determined whether or not the absolute value of the value obtained by subtracting the measured value of the temperature sensor 10 from the target temperature T is larger than a predetermined value (step S7). Then, the switching means 34 switches to the second control gain G2 as the control gain G used for generating the control command when the absolute value of the temperature deviation e is smaller than the predetermined value (step S8). Switching to the third control gain G3 (step S9).

そして、制御指令生成手段３５は、切換手段３４により切り換えがなされた制御ゲインＧと、温度偏差ｅの値とを用いたＰＩＤ制御により、ホットプレート１に対する制御指令を生成し、ホットプレート１に出力する（ステップＳ１０）。   The control command generation unit 35 generates a control command for the hot plate 1 by PID control using the control gain G switched by the switching unit 34 and the value of the temperature deviation e, and outputs the control command to the hot plate 1. (Step S10).

〔第２実施形態〕
次に、図１０に基づき、本発明の第２実施形態について説明する。
前述の第１実施形態では、温度センサ１０の支持部１２は、ベローズ１３の上面部１３１に直接取り付けられていた。
これに対し、第２実施形態では、支持部１２は、アダプタ１６を介してベローズ１３の上面部１３１に取り付けられている点が相違する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG.
In the first embodiment described above, the support portion 12 of the temperature sensor 10 is directly attached to the upper surface portion 131 of the bellows 13.
On the other hand, in the second embodiment, the support portion 12 is different in that it is attached to the upper surface portion 131 of the bellows 13 via the adapter 16.

具体的に、本実施形態の温度センサ１０は、図１０に示すように、感温部１１、支持部１２、ベローズ１３、およびアダプタ１６を備えて構成される。このうちのベローズ１３およびアダプタ１６により本実施形態の付勢部材が構成され、ベローズ１３の上面部１３１およびアダプタ１６により付勢部材の端面部が構成される。   Specifically, as shown in FIG. 10, the temperature sensor 10 of the present embodiment includes a temperature sensing unit 11, a support unit 12, a bellows 13, and an adapter 16. The urging member of the present embodiment is configured by the bellows 13 and the adapter 16, and the end surface portion of the urging member is configured by the upper surface portion 131 of the bellows 13 and the adapter 16.

アダプタ１６はセラミックス製であり、ベローズ１３の上面部１３１に取り付けられている。アダプタ１６の中央近傍には、図示しない空気孔が形成され、アダプタ１６における支持部１２の貫通孔１２２Ｂに対応する位置には、孔１６１が形成されている。すなわち、感温部１１の穴１１２Ｃ、支持部１２の各貫通孔１２１Ａ，１２２Ｂ、およびアダプタ１６の孔１６１は、それぞれ略一直線上に設けられている。そして、感温部１１から各貫通孔１２１Ａ，１２２Ｂを通ってベローズ１３側に引き出されたワイヤ１４は、孔１６１およびベローズ１３の内部を通って外部に導かれている。   The adapter 16 is made of ceramics and is attached to the upper surface portion 131 of the bellows 13. An air hole (not shown) is formed near the center of the adapter 16, and a hole 161 is formed at a position corresponding to the through hole 122 </ b> B of the support portion 12 in the adapter 16. That is, the hole 112 </ b> C of the temperature sensing part 11, the through holes 121 </ b> A and 122 </ b> B of the support part 12, and the hole 161 of the adapter 16 are provided substantially in a straight line. The wire 14 drawn from the temperature sensing portion 11 through the through holes 121A and 122B to the bellows 13 side is guided to the outside through the inside of the hole 161 and the bellows 13.

このような構成の温度センサ１０では、支持部１２およびアダプタ１６によって、感温部１１に対応した部分の一部に空間Ｓが形成される。
なお、温度変化に伴って空間Ｓ内の空気が膨張した場合には、アダプタ１６に形成された空気孔を介して空間Ｓ内から空気が放出され、収縮した場合には、空気孔を介して空間Ｓ内に空気が導入される。 In the temperature sensor 10 having such a configuration, the support portion 12 and the adapter 16 form a space S in a part of the portion corresponding to the temperature sensing portion 11.
In addition, when the air in the space S expands with the temperature change, the air is released from the space S through the air holes formed in the adapter 16, and when the air contracts, the air passes through the air holes. Air is introduced into the space S.

〔第３実施形態〕
次に、図１１に基づき、本発明の第３実施形態について説明する。
前述の第１および第２実施形態では、温度センサ１０において、感温部１１の穴１１２Ｃ、支持部１２の各貫通孔１２１Ａ，１２２Ｂ、およびアダプタ１６の孔１６１は、それぞれ略一直線上に設けられ、感温部１１の白金パターン１１２Ｂにボンディングされたワイヤ１４は、各貫通孔１２１Ａ，１２２Ｂおよび孔１６１を通って、ベローズ１３側に引き出されていた。
これに対し、第３実施形態では、感温部１１の白金パターン１１２Ｂからベローズ１３に向けて貫通電極１７が形成されるとともに、この貫通電極１７がアダプタ電極１６２によりベローズ１３の中央側に向けて延設されている点が相違する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIG.
In the first and second embodiments described above, in the temperature sensor 10, the hole 112 </ b> C of the temperature sensing unit 11, the through holes 121 </ b> A and 122 </ b> B of the support unit 12, and the hole 161 of the adapter 16 are provided substantially in a straight line. The wire 14 bonded to the platinum pattern 112B of the temperature sensing part 11 was drawn out to the bellows 13 side through each of the through holes 121A and 122B and the hole 161.
In contrast, in the third embodiment, the through electrode 17 is formed from the platinum pattern 112 </ b> B of the temperature sensing unit 11 toward the bellows 13, and the through electrode 17 is directed toward the center of the bellows 13 by the adapter electrode 162. The difference is that it is extended.

具体的に、本実施形態の温度センサ１０において、貫通電極１７は、図１１に示すように、感温部１１の白金パターン１１２Ｂから支持部１２の各貫通孔１２１Ａ，１２２Ｂを通り、アダプタ１６に向けて形成されている。アダプタ１６には孔１６１が形成され、孔１６１内にアダプタ電極１６２が設けられている。貫通電極１７は、アダプタ電極１６２によってアダプタ１６の面内方向に沿って延設され、アダプタ１６の中央寄りの位置でベローズ１３側に露出している。アダプタ電極１６２のベローズ１３側の露出部分には、ワイヤ１４がボンディングされ、ワイヤ１４は、ベローズ１３の内部を通って外部に導かれている。なお、貫通電極１７、アダプタ電極１６２、およびワイヤ１４により、本実施形態の導線が構成される。   Specifically, in the temperature sensor 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the through electrode 17 passes from the platinum pattern 112 </ b> B of the temperature sensing unit 11 through the through holes 121 </ b> A and 122 </ b> B of the support unit 12 to the adapter 16. It is formed towards. A hole 161 is formed in the adapter 16, and an adapter electrode 162 is provided in the hole 161. The through electrode 17 extends along the in-plane direction of the adapter 16 by the adapter electrode 162 and is exposed to the bellows 13 side at a position near the center of the adapter 16. A wire 14 is bonded to the exposed portion of the adapter electrode 162 on the bellows 13 side, and the wire 14 is guided to the outside through the inside of the bellows 13. The through electrode 17, the adapter electrode 162, and the wire 14 constitute the conducting wire of this embodiment.

このような構成の温度センサ１０においても、第２実施形態と同様に、支持部１２およびアダプタ１６によって仕切られた空間Ｓが形成され、感温部１１およびベローズ１３間が良好に断熱されるようになる。
また、温度センサ１０において、貫通電極１７は、支持部１２の４隅の位置から、アダプタ電極１６２によってアダプタ１６の中央寄りの位置まで延設されてベローズ１３側に露出しているため、アダプタ電極１６２の露出部分に接続されたワイヤ１４が、ベローズ１３の内壁と干渉するのを防止できる。 Also in the temperature sensor 10 having such a configuration, a space S partitioned by the support portion 12 and the adapter 16 is formed as in the second embodiment so that the space between the temperature sensing portion 11 and the bellows 13 is well insulated. become.
In the temperature sensor 10, the through electrode 17 extends from the four corner positions of the support portion 12 to a position near the center of the adapter 16 by the adapter electrode 162 and is exposed to the bellows 13 side. It is possible to prevent the wire 14 connected to the exposed portion 162 from interfering with the inner wall of the bellows 13.

〔第４実施形態〕
次に、図１２〜図１４に基づき、本発明の第４実施形態について説明する。
前述の第１実施形態では、載置状態判定手段３１の判定結果に応じて、切換手段３４は、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧおよび目標温度Ｔを切り換えていた。 [Fourth Embodiment]
Next, based on FIGS. 12-14, 4th Embodiment of this invention is described.
In the first embodiment described above, the switching unit 34 switches the control gain G and the target temperature T used for generating the control command in accordance with the determination result of the mounting state determination unit 31.

これに対し、第４実施形態では、ホットプレート１内に第２の温度センサ４０が設けられ、切換判定手段が、制御指令の生成に用いる温度測定値を、プレート本体４の表面に設けられた第１の温度センサ１０の測定値およびホットプレート１内に設けられた第２の温度センサ４０の測定値間で切り換える点が異なる。なお、第１の温度センサ１０は、第１実施形態においてプレート本体４に取り付けられた温度センサと同じものである。   On the other hand, in the fourth embodiment, the second temperature sensor 40 is provided in the hot plate 1, and the switching determination means is provided with the temperature measurement value used for generating the control command on the surface of the plate body 4. The difference is that the measurement value of the first temperature sensor 10 and the measurement value of the second temperature sensor 40 provided in the hot plate 1 are switched. The first temperature sensor 10 is the same as the temperature sensor attached to the plate body 4 in the first embodiment.

第２の温度センサ４０は、図１２に示すように、ホットプレート１のプレート本体４内に埋め込まれている。このため、第２の温度センサ４０は、チャンバ内の気体に直接触れることがなく、ウェハ５０が未載置の状態であっても、プレート上に発生する自然対流の影響を受けることがない。従って、第２の温度センサ４０は、ウェハ５０の温度ではなくプレート本体４の温度ではあるが、安定した測定信号を出力することになる。   As shown in FIG. 12, the second temperature sensor 40 is embedded in the plate body 4 of the hot plate 1. For this reason, the second temperature sensor 40 does not directly contact the gas in the chamber, and is not affected by natural convection generated on the plate even when the wafer 50 is not placed. Accordingly, the second temperature sensor 40 outputs a stable measurement signal although it is not the temperature of the wafer 50 but the temperature of the plate body 4.

コントローラ３０は、図１３に示すように、第１実施形態の場合の制御構造と比べた場合に、一部手段における入出力信号の構成が異なった制御構造となっている。これは、主に切換手段３４の機能が異なること、およびプレート本体４の表面に設けられた第１の温度センサ１０とは別に第２の温度センサ４０がホットプレート１内に設けられたことによるものであり、これに伴って、コントローラ３０の入力側には、第２の温度センサ４０が電気的に接続されている。なお、本実施形態では、制御を簡素化するために、制御ゲイン記憶手段３３に制御ゲインＧ４が１つだけ記憶され、制御指令生成手段３５が、該制御ゲインＧ４を制御指令の生成に用いる制御ゲインＧとして、制御ゲイン記憶手段３３から直接取得するように構成されている。   As shown in FIG. 13, the controller 30 has a control structure in which the configuration of input / output signals in some means is different from the control structure in the first embodiment. This is mainly because the function of the switching means 34 is different, and the second temperature sensor 40 is provided in the hot plate 1 separately from the first temperature sensor 10 provided on the surface of the plate body 4. Along with this, the second temperature sensor 40 is electrically connected to the input side of the controller 30. In this embodiment, in order to simplify the control, only one control gain G4 is stored in the control gain storage unit 33, and the control command generation unit 35 uses the control gain G4 to generate the control command. The gain G is obtained directly from the control gain storage means 33.

このようなコントローラ３０の制御構造において、切換手段３４は、載置状態判定手段３１の判定結果に応じて、温度センサ１０，４０のうちのいずれかを選択し、その測定値を、制御指令の生成に用いる温度測定値として切り換える。すなわち、切換手段３４は、温度センサ１０，４０のうちのいずれか選択された方の測定値を用いて、温度偏差ｅの値を算出する。   In such a control structure of the controller 30, the switching unit 34 selects one of the temperature sensors 10 and 40 according to the determination result of the mounting state determination unit 31, and the measured value is used as a control command. Switch as temperature measurement value used for generation. That is, the switching means 34 calculates the value of the temperature deviation e using the measured value of whichever of the temperature sensors 10 and 40 is selected.

次に、図１４に示されるフローチャートに基づき、本実施形態のコントローラ３０の作用について説明する。
先ず、コントローラ３０が、第１の温度センサ１０、ストロークセンサ２０、および第２の温度センサ４０の測定値を読み込んだ後（ステップＳ１１）、載置状態判定手段３１は、ストロークセンサ２０の測定値に基づいて、ホットプレート１上にウェハ５０が載置されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。 Next, the operation of the controller 30 of this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.
First, after the controller 30 reads the measured values of the first temperature sensor 10, the stroke sensor 20, and the second temperature sensor 40 (step S <b> 11), the mounting state determination unit 31 measures the measured values of the stroke sensor 20. Based on the above, it is determined whether or not the wafer 50 is placed on the hot plate 1 (step S12).

載置状態判定手段３１により、ホットプレート１上にウェハ５０が載置されていないと判定された場合に、切換手段３４は、制御指令の生成に用いる温度測定値を、第２の温度センサ４０の測定値に切り換える。つまり、切換手段３４は、第２の温度センサ４０の測定値を用いて、温度偏差ｅの値を算出する（ステップＳ１３）。
一方、ホットプレート１上にウェハ５０が載置されていると判定された場合に、切換手段３４は、制御指令の生成に用いる温度測定値を第１の温度センサ１０の測定値に切り換え、この値を用いて温度偏差ｅの値を算出する（ステップＳ１４）。 When the mounting state determination unit 31 determines that the wafer 50 is not mounted on the hot plate 1, the switching unit 34 uses the temperature measurement value used for generating the control command as the second temperature sensor 40. Switch to the measured value. That is, the switching means 34 calculates the value of the temperature deviation e using the measured value of the second temperature sensor 40 (step S13).
On the other hand, when it is determined that the wafer 50 is placed on the hot plate 1, the switching unit 34 switches the temperature measurement value used for generating the control command to the measurement value of the first temperature sensor 10. The value of the temperature deviation e is calculated using the value (step S14).

そして、制御指令生成手段３５は、制御ゲイン記憶手段３３に記憶されている制御ゲインＧ４を、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧとして制御ゲイン記憶手段３３から取得し、温度偏差ｅの値を用いたＰＩＤ制御により、ホットプレート１に対する制御指令の生成および出力を行う（ステップＳ１５）。   Then, the control command generation unit 35 acquires the control gain G4 stored in the control gain storage unit 33 from the control gain storage unit 33 as the control gain G used for generation of the control command, and uses the value of the temperature deviation e. According to the PID control, the control command for the hot plate 1 is generated and output (step S15).

〔第５実施形態〕
次に、図１５に基づき、本発明の第５実施形態について説明する。
前述の第１実施形態では、リフトピン６０のストローク量を測定するストロークセンサ２０が設けられ、載置状態判定手段３１が、ストロークセンサ２０の測定値に基づいてウェハ５０の載置状態を判定していた。すなわち、ストロークセンサ２０の測定値に基づいてウェハ５０の載置状態が判定され、この判定結果に基づき、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧが切り換えられていた。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the first embodiment described above, the stroke sensor 20 that measures the stroke amount of the lift pins 60 is provided, and the mounting state determination unit 31 determines the mounting state of the wafer 50 based on the measurement value of the stroke sensor 20. It was. That is, the mounting state of the wafer 50 is determined based on the measurement value of the stroke sensor 20, and the control gain G used for generating the control command is switched based on the determination result.

これに対し、第５実施形態では、図１３に示すように、載置状態判定手段３１が、温度センサ１０の測定値と前回の目標温度Ｔとの偏差の値に基づいてウェハ５０の載置状態を判定する点が異なる。つまり、この偏差の値に基づいてウェハ５０の載置状態が判定され、この判定結果に基づき、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧおよび目標温度Ｔが切り換えられる。従って、ストロークセンサ２０は設けられておらず、コントローラ３０の入力側への電気的な接続もされていない。   On the other hand, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 13, the placement state determination unit 31 places the wafer 50 on the basis of the deviation value between the measured value of the temperature sensor 10 and the previous target temperature T. The point of judging the state is different. That is, the mounting state of the wafer 50 is determined based on the deviation value, and the control gain G and the target temperature T used for generating the control command are switched based on the determination result. Therefore, the stroke sensor 20 is not provided, and the controller 30 is not electrically connected to the input side.

具体的に、載置状態判定手段３１は、ウェハ５０を載置したときに顕著に見受けられる、温度センサ１０の測定値と前回の目標温度Ｔとの偏差の値の変化、すなわち、加熱前で温度の低いウェハ５０との接触による温度センサ１０の測定値の低下を監視することで、ウェハ５０の載置状態を判定する。   Specifically, the mounting state determination unit 31 changes the value of the deviation between the measured value of the temperature sensor 10 and the previous target temperature T, which is noticeable when the wafer 50 is mounted, that is, before heating. The mounting state of the wafer 50 is determined by monitoring a decrease in the measured value of the temperature sensor 10 due to contact with the wafer 50 having a low temperature.

なお、このような制御構造におけるコントローラ３０の作用は、ウェハ５０の載置状態の判定が、ストロークセンサ２０の測定値に基づいてではなく、温度センサ１０の測定値と前回の目標温度Ｔとの偏差の値に基づいて行われる点が第１実施形態の場合と較べて異なるが、それ以降は同じであるため、ここでの説明を省略する。   The operation of the controller 30 in such a control structure is that the determination of the mounting state of the wafer 50 is based on the measured value of the temperature sensor 10 and the previous target temperature T, not based on the measured value of the stroke sensor 20. Although the point which is performed based on the value of the deviation is different from the case of the first embodiment, since it is the same after that, description thereof is omitted here.

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、支持部１２およびベローズ１３やアダプタ１６は別部材で形成されていたがこれに限られず、例えば、発泡樹脂等により、１つの材料で一体形成されていてもよい。 [Modification of Embodiment]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In each said embodiment, although the support part 12, the bellows 13, and the adapter 16 were formed with another member, it is not restricted to this, For example, you may integrally form with one material with foamed resin etc.

前記各実施形態では、支持部１２は主にポリイミド樹脂やエポキシ樹脂で形成されていたがこれに限られず、同等以下の熱伝導率を有するものであれば、例えば、ピーク材やテフロン（登録商標）等の他の材料であってもよい。
また、樹脂に限られず、ガラスにより形成されものであってもよい。この場合には、例えば、支持部１２の断熱部１２２を貫通孔１２２Ｂの周辺部分のみ残した複数の柱状とすることで、支持部１２の熱伝導を小さくし、支持部１２を樹脂で形成した場合の熱伝導と同等にすることができる。 In each of the above embodiments, the support portion 12 is mainly formed of a polyimide resin or an epoxy resin. However, the support portion 12 is not limited to this, and any material having a thermal conductivity equal to or lower than that can be used. Other materials may be used.
Moreover, it is not restricted to resin, You may form with glass. In this case, for example, by making the heat insulating portion 122 of the support portion 12 into a plurality of pillars leaving only the peripheral portion of the through hole 122B, the heat conduction of the support portion 12 is reduced, and the support portion 12 is formed of resin. It can be equivalent to the heat conduction in the case.

前記各実施形態では、支持部１２の補強部１２１および断熱部１２２は、異なった材料で形成されていたがこれに限られず、１つの材料で形成されていてもよい。また、表面部１１１およびパターン形成部１１２の強度が高ければ、補強部１２１は必ずしも必要ではない。要は、支持部１２が空間Ｓを有しており、熱伝導率の低い材料で形成されていれば、本発明の支持部を構成するものである。   In each said embodiment, although the reinforcement part 121 and the heat insulation part 122 of the support part 12 were formed with a different material, it is not restricted to this, You may form with one material. If the strength of the surface portion 111 and the pattern forming portion 112 is high, the reinforcing portion 121 is not always necessary. In short, if the support part 12 has the space S and is formed of a material having low thermal conductivity, the support part of the present invention is configured.

前記第２および第３実施形態では、支持部１２は、アダプタ１６を介してベローズ１３の上面部１３１に取り付けられ、支持部１２およびアダプタ１６により空間Ｓが形成されていたがこれに限られず、例えば、貫通孔１３２を形成せずにベローズ１３の伸縮方向の端部を上面部で塞いだ形状とし、このような上面部および支持部１２によって空間Ｓを形成するようにしてもよい。   In the second and third embodiments, the support portion 12 is attached to the upper surface portion 131 of the bellows 13 via the adapter 16, and the space S is formed by the support portion 12 and the adapter 16, but is not limited thereto. For example, the end portion in the expansion / contraction direction of the bellows 13 may be closed with the upper surface portion without forming the through hole 132, and the space S may be formed by the upper surface portion and the support portion 12.

前記各実施形態では、温度センサ１０が支持ピン５とは別にホットプレート１に取り付けられていたがこれに限られず、例えば支持ピン５の内部に温度センサ１０を設けたり、支持ピン５を設けずに、支持ピン５の機能を温度センサ１０に兼用させたりしてもよい。   In each of the embodiments described above, the temperature sensor 10 is attached to the hot plate 1 separately from the support pin 5, but the present invention is not limited thereto. For example, the temperature sensor 10 is not provided inside the support pin 5 or the support pin 5 is not provided. In addition, the function of the support pin 5 may be shared by the temperature sensor 10.

前記第１および第４実施形態では、ストロークセンサ２０の測定値に基づいて、また、前記第５実施形態では、温度センサ１０の測定値と前回の目標温度Ｔとの偏差の値に基づいてウェハ５０の載置状態が判定されていたが、これに限られない、要は、ウェハ５０の載置状態が判定できればよく、例えば、ストロークセンサ２０のかわりリフトピン６０の下方にスイッチを設け、リフトピン６０の下端がこのスイッチに接触したのを検出することで、ウェハ５０の載置状態を判定するようにしてもよい。   In the first and fourth embodiments, the wafer is based on the measurement value of the stroke sensor 20, and in the fifth embodiment, the wafer is based on the deviation value between the measurement value of the temperature sensor 10 and the previous target temperature T. However, the present invention is not limited to this. In short, it is only necessary to be able to determine the mounting state of the wafer 50. For example, a switch is provided below the lift pin 60 in place of the stroke sensor 20, and the lift pin 60 is provided. It is also possible to determine the mounting state of the wafer 50 by detecting that the lower end of the wafer contacts the switch.

前記第４実施形態では、制御ゲイン記憶手段３３に制御ゲインＧ４が１つ記憶され、制御指令生成手段３５が、当該制御ゲインＧ４を制御指令の生成に用いる制御ゲインＧとして、制御ゲイン記憶手段３３から取得するように構成されていたがこれに限られず、第１実施形態のように、制御ゲイン記憶手段３３に制御ゲインＧ２，Ｇ３を記憶させておき、切換手段３４がいずれかの値を選択して、制御指令の生成に用いる制御ゲインＧとして切り換えるようにしてもよい。なお、この場合には、自然対流への対応に用いられる第１の制御ゲインＧ１を特に設定しておく必要はなく、例えば、制御ゲインＧ３を用いれば足りる。   In the fourth embodiment, one control gain G4 is stored in the control gain storage unit 33, and the control command generation unit 35 uses the control gain G4 as a control gain G used for generation of the control command. However, the present invention is not limited to this, and as in the first embodiment, the control gain storage means 33 stores the control gains G2 and G3, and the switching means 34 selects one of the values. Then, the control gain G used for generation of the control command may be switched. In this case, it is not necessary to set the first control gain G1 used for dealing with natural convection in particular. For example, it is sufficient to use the control gain G3.

前記各実施形態では、ヒータ３およびプレート本体４によってホットプレート１の加熱部４Ａが構成されていたがこれに限られず、例えば、プレート本体４を用いずにヒータ３のみで加熱部４Ａを構成し、ウェハ５０をヒータ３により直接加熱するようにしてもよい。
前記各実施形態では、ホットプレート１に温度センサ１０が取り付けられていたがこれに限られず、例えばフォトリソグラフィで用いられるクーリングプレートや、エッチング工程で用いられるサセプタなど、他の温調用のプレートに用いられてもよい。
その他、本発明の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。 In each of the above embodiments, the heater 3 and the plate body 4 constitute the heating unit 4A of the hot plate 1. However, the present invention is not limited to this. For example, the heater 3 alone is configured without using the plate body 4 alone. The wafer 50 may be directly heated by the heater 3.
In each of the embodiments described above, the temperature sensor 10 is attached to the hot plate 1, but the present invention is not limited thereto. For example, the temperature sensor 10 is used for other temperature control plates such as a cooling plate used in photolithography and a susceptor used in an etching process. May be.
In addition, the specific structure and shape of the present invention may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.

本発明は、半導体の製造プロセスで用いられるホットプレートやクーリングプレート等の温調装置に利用することができるとともに、このような温調装置を用いてウェハの温度を制御する、半導体のあらゆる製造プロセスに利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a temperature control device such as a hot plate or a cooling plate used in a semiconductor manufacturing process, and any semiconductor manufacturing process for controlling the temperature of a wafer using such a temperature control device. Can be used.

１…ホットプレート（温調装置）、１０…温度センサ、第１の温度センサ、１１…感温部、１２…支持部、１３…ベローズ（付勢部材）、１４…ワイヤ（導線）、３０…コントローラ、３１…載置状態判定手段、３４…切換手段、３５…制御指令生成手段、４０…第２の温度センサ、５０…ウェハ（被測定物、温度制御対象物）、１００…温度制御装置、１１１Ａ…ウェハ接触面（接触面）、Ｇ…制御ゲイン、Ｓ…空間、Ｔ…目標温度。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hot plate (temperature control apparatus), 10 ... Temperature sensor, 1st temperature sensor, 11 ... Temperature sensing part, 12 ... Support part, 13 ... Bellows (biasing member), 14 ... Wire (conductor), 30 ... Controller ... 31 ... Mounting state determining means, 34 ... Switching means, 35 ... Control command generating means, 40 ... Second temperature sensor, 50 ... Wafer (measurement object, temperature control object), 100 ... Temperature control device, 111A ... wafer contact surface (contact surface), G ... control gain, S ... space, T ... target temperature.

Claims (4)

温度制御対象物の温度を制御する温度制御装置であって、
載置された前記温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、
前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する温度センサと、
前記温調装置による加熱量または冷却量を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定する載置状態判定手段と、
前記載置状態判定手段の判定結果に応じて、前記温度制御対象物の目標温度、および前記目標温度と前記温度制御対象物の温度との温度偏差に対する制御ゲインを切り換える切換手段と、
前記温度偏差および前記制御ゲインを用いて前記温調装置の制御指令を生成する制御指令生成手段とを備え、
前記切換手段は、
前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記目標温度を第２の目標温度に切り換えるとともに、前記温度偏差の絶対値が所定値以下の場合は前記制御ゲインを第２の制御ゲインに、前記温度偏差の絶対値が所定値より大きい場合は前記制御ゲインを第３の制御ゲインにそれぞれ切り換え、
前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記目標温度を前記第２の目標温度よりも低い第１の目標温度に、前記制御ゲインを前記第２の制御ゲインよりも小さい第１の制御ゲインにそれぞれ切り換える
ことを特徴とする温度制御装置。 A temperature control device for controlling the temperature of a temperature control object,
A temperature control device for adjusting the temperature of the temperature control object placed thereon;
A temperature sensor for measuring the temperature in contact with the temperature control object placed on the temperature control device;
A controller for controlling the amount of heating or cooling by the temperature control device,
The controller is
A mounting state determination means for determining a mounting state of the temperature control object on the temperature control device;
Switching means for switching a control gain for a target temperature of the temperature control object and a temperature deviation between the target temperature and the temperature of the temperature control object according to a determination result of the placement state determination means;
Control command generating means for generating a control command for the temperature control device using the temperature deviation and the control gain,
The switching means is
When it is determined that the temperature control object is placed on the temperature control device, the target temperature is switched to the second target temperature, and when the absolute value of the temperature deviation is equal to or less than a predetermined value, The control gain is switched to the second control gain, and when the absolute value of the temperature deviation is larger than the predetermined value, the control gain is switched to the third control gain .
When it is determined that the temperature control object is not placed on the temperature control device, the target temperature is set to a first target temperature lower than the second target temperature, and the control gain is set to the second target temperature. A temperature control device that switches to a first control gain that is smaller than the control gain. 温度制御対象物の温度を制御する温度制御装置であって、
載置された前記温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、
前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する第１の温度センサと、
前記温調装置の温度を測定する第２の温度センサと、
前記温調装置による加熱量または冷却量を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定する載置状態判定手段と、
前記載置状態判定手段の判定結果に応じて、前記温調装置の制御指令の生成に用いる温度測定値を前記第１の温度センサの測定値および前記第２の温度センサの測定値間で切り換える切換手段と、
前記温度制御対象物の目標温度と前記温度測定値との温度偏差を用いて前記温調装置の制御指令を生成する制御指令生成手段とを備え、
前記切換手段は、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記温度測定値を前記第１の温度センサの測定値に切り換え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記温度測定値を前記第２の温度センサの測定値に切り換える
ことを特徴とする温度制御装置。 A temperature control device for controlling the temperature of a temperature control object,
A temperature control device for adjusting the temperature of the temperature control object placed thereon;
A first temperature sensor for measuring the temperature in contact with the temperature control object placed on the temperature control device;
A second temperature sensor for measuring the temperature of the temperature control device;
A controller for controlling the amount of heating or cooling by the temperature control device,
The controller is
A mounting state determination means for determining a mounting state of the temperature control object on the temperature control device;
The temperature measurement value used for generating the control command of the temperature control device is switched between the measurement value of the first temperature sensor and the measurement value of the second temperature sensor according to the determination result of the mounting state determination means. Switching means;
Control command generating means for generating a control command for the temperature control device using a temperature deviation between a target temperature of the temperature control object and the temperature measurement value;
The switching means switches the temperature measurement value to the measurement value of the first temperature sensor when it is determined that the temperature control object is placed on the temperature control device, and the temperature control device When the temperature control object is determined not to be placed on the temperature control value, the temperature measurement value is switched to the measurement value of the second temperature sensor. 載置された温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する温度センサとを用いた前記温度制御対象物の温度制御方法であって、
前記温度センサの測定値を取得するステップと、
前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定するステップと、
前記温度制御対象物の載置状態の判定結果に応じて、前記温度制御対象物の目標温度、および前記目標温度と前記温度制御対象物の温度との温度偏差に対する制御ゲインを切り換えるステップと、
前記温度偏差および前記制御ゲインを用いて前記温調装置の制御指令を生成するステップとを備え、
前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記目標温度を第２の目標温度に切り換えるとともに、前記温度偏差の絶対値が所定値以下の場合は前記制御ゲインを第２の制御ゲインに、前記温度偏差の絶対値が所定値より大きい場合は前記制御ゲインを第３の制御ゲインにそれぞれ切り換え、
前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記目標温度を前記第２の目標温度よりも低い第１の目標温度に、前記制御ゲインを前記第２の制御ゲインよりも小さい第１の制御ゲインにそれぞれ切り換える
ことを特徴とする温度制御方法。 The temperature control using a temperature control device that adjusts the temperature of the temperature control object placed and a temperature sensor that measures the temperature in contact with the temperature control object placed on the temperature control device. A temperature control method for an object,
Obtaining a measurement value of the temperature sensor;
Determining a placement state of the temperature control object on the temperature control device;
Switching a control gain for a target temperature of the temperature control object and a temperature deviation between the target temperature and the temperature of the temperature control object according to a determination result of the mounting state of the temperature control object;
Generating a control command for the temperature control device using the temperature deviation and the control gain,
When it is determined that the temperature control object is placed on the temperature control device, the target temperature is switched to the second target temperature, and when the absolute value of the temperature deviation is equal to or less than a predetermined value, The control gain is switched to the second control gain, and when the absolute value of the temperature deviation is larger than the predetermined value, the control gain is switched to the third control gain .
When it is determined that the temperature control object is not placed on the temperature control device, the target temperature is set to a first target temperature lower than the second target temperature, and the control gain is set to the second target temperature. A temperature control method characterized by switching to a first control gain smaller than the control gain. 載置された温度制御対象物の温度を調節する温調装置と、前記温調装置上に載置された前記温度制御対象物と接触して温度を測定する第１の温度センサと、前記温調装置の温度を測定する第２の温度センサとを用いた前記温度制御対象物の温度制御方法であって、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの測定値を取得するステップと、
前記温調装置上の前記温度制御対象物の載置状態を判定するステップと、
前記温度制御対象物の載置状態の判定結果に応じて、前記温調装置の制御指令の生成に用いる温度測定値を前記第１の温度センサの測定値および前記第２の温度センサの測定値間で切り換えるステップと、
前記温度制御対象物の目標温度と前記温度測定値との温度偏差を用いて前記温調装置の制御指令を生成するステップとを備え、
前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていると判定された場合、前記温度測定値を前記第１の温度センサの測定値に切り換え、前記温調装置上に前記温度制御対象物が載置されていないと判定された場合、前記温度測定値を前記第２の温度センサの測定値に切り換える
ことを特徴とする温度制御方法。 A temperature control device that adjusts the temperature of the temperature control object placed thereon, a first temperature sensor that measures the temperature in contact with the temperature control object placed on the temperature control device, and the temperature A temperature control method for the temperature control object using a second temperature sensor for measuring the temperature of the adjusting device,
Obtaining measured values of the first temperature sensor and the second temperature sensor;
Determining a placement state of the temperature control object on the temperature control device;
According to the determination result of the placement state of the temperature control object, the temperature measurement value used for generating the control command of the temperature control device is the measurement value of the first temperature sensor and the measurement value of the second temperature sensor. Switching between
Generating a control command for the temperature control device using a temperature deviation between a target temperature of the temperature control object and the temperature measurement value,
When it is determined that the temperature control object is placed on the temperature control device, the temperature measurement value is switched to the measurement value of the first temperature sensor, and the temperature control object is displayed on the temperature control device. When it is determined that an object is not placed, the temperature measurement value is switched to the measurement value of the second temperature sensor.
JP2012120262A 2006-07-06 2012-05-25 Temperature control apparatus and temperature control method Expired - Fee Related JP5607108B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012120262A JP5607108B2 (en) 2006-07-06 2012-05-25 Temperature control apparatus and temperature control method

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006187246 2006-07-06
JP2006187246 2006-07-06
JP2006187247 2006-07-06
JP2006187247 2006-07-06
JP2012120262A JP5607108B2 (en) 2006-07-06 2012-05-25 Temperature control apparatus and temperature control method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007172964A Division JP5027573B2 (en) 2006-07-06 2007-06-29 Temperature sensor and temperature controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012181870A JP2012181870A (en) 2012-09-20
JP5607108B2 true JP5607108B2 (en) 2014-10-15

Family

ID=47012951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012120262A Expired - Fee Related JP5607108B2 (en) 2006-07-06 2012-05-25 Temperature control apparatus and temperature control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5607108B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6247124U (en) * 1985-09-10 1987-03-23
JP2860144B2 (en) * 1990-06-19 1999-02-24 東京エレクトロン株式会社 Plate temperature measuring device
JP2780866B2 (en) * 1990-10-11 1998-07-30 大日本スクリーン製造 株式会社 Light irradiation heating substrate temperature measurement device
JPH07221154A (en) * 1994-02-07 1995-08-18 Hitachi Ltd Temperature detector and semiconductor manufacturing device
JP2001230199A (en) * 1999-07-28 2001-08-24 Komatsu Ltd Temperature controller for semiconductor substrate and heat exchange plate
JP2003100605A (en) * 2001-09-25 2003-04-04 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Heat treatment device for substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012181870A (en) 2012-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5027573B2 (en) Temperature sensor and temperature controller
JP5509361B2 (en) Electrostatic chuck support assembly
JP2008128838A (en) Probe device
JP4903029B2 (en) Pirani vacuum gauge and pressure measuring method
JP4859107B2 (en) Thermal flow meter
JP3878321B2 (en) Substrate wafer processing equipment
CN110873730A (en) Measuring device for determining the thermal conductivity of a fluid
JP4994058B2 (en) Pressure measuring device and pressure measuring method
KR101078187B1 (en) Micro Gas Sensor And Method of manufacturing the same
JP2010278142A (en) Thermal type element and method of manufacturing the same
JP5607108B2 (en) Temperature control apparatus and temperature control method
JP4404297B2 (en) Flow sensor
JP4798961B2 (en) HEATER DEVICE AND GAS SENSOR DEVICE USING THE SAME
JP5769043B2 (en) Electrical device, integrated device, electronic circuit and temperature calibration device
JP5266452B2 (en) Temperature characteristic measuring device
JPH0854268A (en) Mass flow rate sensor
JPH11148849A (en) Fluid detecting sensor
JPH1026594A (en) Thermal analysis element and its manufacture
JP2003121459A (en) Electric characteristic measuring device and measuring method
JP2010236983A (en) Sensor assembly, and instrument for measuring physical property value of fluid
JP2007155502A (en) Detector
JP7156013B2 (en) gas sensor
JPH07234238A (en) Acceleration sensor
JP4437336B2 (en) Capacitive vacuum sensor
Tian et al. Demonstration of a micro-hotplate chip with a good temperature uniformity

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130702

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130902

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140212

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140827

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5607108

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees