JP7414664B2 - 温度測定ユニット、熱処理装置及び温度測定方法 - Google Patents
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Description
図1は、ウェハに対し熱処理を行う熱処理装置を備えたウェハ処理システム1の内部構成の概略を示す説明図である。図2及び図3は、各々ウェハ処理システム1の正面側及び背面側の内部構成の概略を模式的に示す図である。なお、以下の例において、ウェハ処理システム1は、ウェハWに対して塗布現像処理を行う塗布現像処理システムである
次に、熱処理装置40の構成について説明する。図4は、熱処理装置40の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。図5は、熱処理装置40の構成の概略を模式的に示す横断面図である。
次に、ウェハ処理システム1を用いて行われるウェハ処理について説明する。
続いて、熱処理装置40の熱板132上の温度を模擬的に測定するための温度測定ユニットの一例について説明する。図6は、温度測定ユニットの一例の概略を示す側面図であり、熱処理装置40に取り付けられた状態を示し、熱処理装置40については、温度測定にかかる要部のみを縦断面で示している。図7は、温度測定ユニットの一例の概略を示す平面図である。
情報処理部202は、外形が直方体形状の筐体220を有する。
筐体220の内部には、図示は省略するが、例えば、温度センサ211による検出結果をA/D変換するA/Dコンバータ、A/D変換された上記検出結果の校正等を行うプロセッサ、校正後の温度センサ211による検出結果や上記校正に用いられる校正値テーブル等を記憶するメモリ、制御装置Uとの間で通信を行い上記検出結果の送信等を行う通信ユニットが設けられている。
なお、上記通信ユニットによる制御装置Uとの間の通信は、有線で行ってもよいし、無線で行ってもよい。
また、筐体220の内部には、上述のA/Dコンバータ、プロセッサ、メモリ及び通信ユニットが実装される配線基板(図示せず)等も設けられている。
取付部材203は、フック部230と、固定部231とを有する。
固定部231は、隔壁Fに沿って延在する平板状に形成されており、隔壁Fと反対側の面に情報処理部202が固定される。
ケーブル204は、複数の被覆素線240と、フラットケーブル241とを有する。
次に、上述の温度測定ユニット200を用いた、温度測定方法について図8~図10を用いて説明する。図8~図10は、温度測定方法の一部の工程での、温度測定ユニット200の状態を示す図である。
まず、温度測定が行われる熱処理装置40(以下、「対象の熱処理装置40」という。)の位置に合わせて、作業者の動線の確保が行われる。
例えば、対象の熱処理装置40が、カセットステーション10側に位置する場合、第3のブロックG3の受け渡し装置50~55の一部または全部が作業者によって取り外されると共に、ウェハ搬送装置70の搬送アーム70aが制御装置Uによりインターフェイスステーション13側に移動される。これにより、作業者が、カセットステーション10からウェハ搬送領域D内に進入して、対象の熱処理装置40の前に移動することができる。
また、対象の熱処理装置40が、インターフェイスステーション13側に位置する場合、第4のブロックG4の受け渡し装置60~62の一部または全部が作業者によって取り外されると共に、ウェハ搬送装置70の搬送アーム70aが制御装置Uによりカセットステーション10側に移動される。これにより、作業者が、インターフェイスステーション13からウェハ搬送領域D内に進入して、対象の熱処理装置40の前に移動することができる。
動線確保中に、または、動線確保の前に、熱板132の加熱が開始される。そして、熱板132を、250℃以上という高い設定温度まで加熱し、ウェハWの加熱処理が行える状態にする。なお、熱板132の加熱を、動線確保の後に開始してもよい。
そして、ウェハ搬送領域Dに進入した作業員により、温度測定ユニット200の情報処理部202が隔壁Fに取り付けられる。具体的には、ウェハ搬送領域Dに進入した作業員により、対象の熱処理装置40に対応する、隔壁Fの開口F1の下縁に、取付部材203のフック部230が引掛けられ、フック部230と隔壁Fの開口F1の下縁との係合により、取付部材203を介して、情報処理部202が隔壁Fに取り付けられる。情報処理部202は、ウェハ搬送領域Dに位置するように取り付けられる。
次に、作業員により、冷却領域123に位置する冷却板160に、測定用ウェハ201が載置される。具体的には、作業員により、測定用ウェハ201が、支持ピン167を介して、冷却領域123に位置する冷却板160における所定の位置に、所定の向きで、載置される。
なお、測定用ウェハ201の冷却板160への載置の後に、情報処理部202の取り付けを行ってもよい。
情報処理部202の取り付け及び測定用ウェハ201の載置後、作業員はウェハ処理システム1から退出する。
次いで、測定用ウェハ201が、冷却板160により加熱領域122に移動すなわち搬送され、熱板132に受け渡される。具体的には、まず、測定用ウェハ201が載置された冷却板160が、図8に示すように、冷却領域123から加熱領域122に移動される。この移動は、冷却板160が熱板132の上方に移動するまで行われる。次に、図9に示すように、昇降ピン141が上昇し、これにより、冷却板160上の測定用ウェハ201が昇降ピン141に受け渡され上昇し、その後、冷却板160が加熱領域122から冷却領域123に退避される。それと共に、図10に示すように、昇降ピン141が下降して、測定用ウェハ201が熱板132に載置される。
そして、温度センサ211による温度検出が行われる。具体的には、まず、蓋体130が下降して処理室Sが形成され、ウェハWの加熱処理が開始される。加熱処理が開始されてから所定の時間が経過し、測定用ウェハ201の温度が安定したところで、温度センサ211による温度検出が開始される。温度検出が開始されると、各温度センサ211により、測定用ウェハ201(の本体210)の当該温度センサ211が搭載されている部分の温度が検出される。検出結果は、冷却領域123を間に挟んで加熱領域122と対向する隔壁Fに取り付けられた情報処理部202に、ケーブル204を介して伝送される。また、検出結果は情報処理部202から制御装置Uに送信される。制御装置Uは、上記検出結果から、測定用ウェハ201の温度センサ211が搭載されている部分の温度を算出すなわち測定する。また、制御装置Uにより、測定用ウェハ201の温度の測定結果に基づいて、ヒータ140による熱板132の加熱量が自動調整される。この補正後、再び、上述と同様にして、温度検出と温度測定が行われ、所望の温度測定結果が得られるまで、ヒータ140による熱板132の加熱量の自動調整、温度検出及び温度測定が繰り返される。所望の温度測定結果が得られると、温度検出が終了する。
温度検出が終了すると、測定用ウェハ201が冷却板160に戻される。具体的には、冷却板160が加熱領域122に再移動されると共に、測定用ウェハ201が加熱領域122に位置する冷却板160に載置される。より具体的には、まず、昇降ピン141が上昇し、熱板132上の測定用ウェハ201が昇降ピン141に受け渡され上昇する。その後、冷却板160が加熱領域122に移動され、測定用ウェハ201と熱板132との間に挿入される。そして、昇降ピン141が下降して、測定用ウェハ201が冷却板160に載置される。
次いで、測定用ウェハ201が冷却板160により冷却される。具体的には、測定用ウェハ201が載置された冷却板160が冷却領域123に移動され、冷却領域123内で、測定用ウェハ201が冷却板160により冷却される。測定用ウェハ201は、例えば室温まで冷却される。
冷却後、ウェハ搬送領域Dに進入した作業員により、測定用ウェハ201が冷却板160から除去されると共に、情報処理部202が取付部材203と共に、隔壁Fから取り外される。
このような温度測定ユニット200を用いることにより、情報処理部202を隔壁Fに取り付けて、測定用ウェハ201に搭載された温度センサ211による検出結果に基づいて、熱板132に加熱された測定用ウェハ201の温度を測定することができる。情報処理部202は、高温環境で故障または破損し得る部品(例えば、前述の筐体220内のA/Dコンバータや、プロセッサ、メモリ、通信ユニット、配線基板)を内蔵しているが、情報処理部202が取り付けられる隔壁Fが、冷却領域123を間に挟んで加熱領域122と対向し加熱領域122から離間しているため、熱板132が高温の場合であっても、上記部品が故障または破損することがない。
したがって、熱板132が高温の場合であっても、熱板132に加熱された測定用ウェハ201の温度を測定することができる。よって、熱板132が高温であっても低温であっても、熱板132で加熱したときのウェハWの温度を模擬的に測定することができる。
また、本実施形態によれば、温度測定を短時間で行うことができるため、温度測定に要する時間を含む、熱処理装置40における熱板132の加熱量の自動調整に要する時間も、短縮することができる。
続いて、温度測定ユニットの他の例を説明する。図11は、温度測定ユニットの他の例の概略を示す側面図であり、熱処理装置40に取り付けられた状態を示し、熱処理装置40については、温度測定にかかる要部のみを縦断面で部分的に示している。なお、図11において、後述のガイドプレート301の一部のみ断面で示している。図12は、温度測定ユニットの他の例の概略を示す平面図である。図13~図16は、図11及び図12の例の温度測定ユニットの効果を説明するための図である。
測定用ウェハ201は、このガイドプレート301を介して、冷却板160に載置される。言い換えると、測定用ウェハ201は、冷却板160との間にガイドプレート301を挟んで、冷却板160に載置される。
また、測定用ウェハ201は、ガイドプレート301を介して、冷却板160により冷却される。具体的には、測定用ウェハ201は、冷却板160によって冷却されたガイドプレート301により冷却される。
また、ガイドプレート301は、熱伝導率が高い材料(例えばステンレス等の金属材料)を用いて形成される。
このように複数の凸部312で測定用ウェハ201を支持したり、貫通孔311を介してガイドプレート301の上面から突出した複数の支持ピン167で測定用ウェハ201を支持したりすることで、ガイドプレート301と測定用ウェハ201との接触面積を減らすことができる。したがって、熱板132で加熱された測定用ウェハ201がガイドプレート301により急冷されて破損するのを防止することができる。
さらに、返し314は、ガイドプレート301が冷却板160に載置されたときに、返し314の下端が冷却板160の上面の下方に位置するように、形成される。これにより、冷却板160と熱板132との間にケーブル204が巻き込まれるのを、より確実に防ぐことができる。
122 加熱領域
123 冷却領域
132 熱板
160 冷却板
200、300 温度測定ユニット
201 測定用ウェハ
202 情報処理部
204 ケーブル
211 温度センサ
F 隔壁
W ウェハ
Claims (11)
- 温度を測定するセンサが搭載された測定用基板と、
前記センサによる検出結果を取得する情報処理部と、
前記センサと前記情報処理部とを接続するケーブルと、を有し、
前記情報処理部は、熱板が設けられた加熱領域と冷却領域を間に挟んで対向する被取付部に、着脱自在に取り付け可能に構成され、
前記ケーブルは、前記被取付部に前記情報処理部が取り付けられた状態で、前記測定用基板が載置された冷却板を前記冷却領域から前記加熱領域に移動させて、前記測定用基板を前記熱板に載置する際に、前記測定用基板の移動に追従可能に構成されている、温度測定ユニット。 - 前記被取付部は、前記冷却板が移動する方向と直交する方向に延在すると共に、前記加熱領域と前記冷却領域とを有する熱処理装置を支持する支持部材である、請求項1に記載の温度測定ユニット。
- 前記支持部材は、基板を搬送する基板搬送装置が設けられた基板搬送領域を囲む隔壁であり、基板が通過する開口を有し、
前記情報処理部は、前記基板搬送領域に位置するように取り付けられる、請求項2に記載の温度測定ユニット。 - 前記冷却板に対し位置決めされて載置される介在部材をさらに有し、
前記測定用基板は、前記介在部材を介して前記冷却板に載置され、
前記介在部材は、当該介在部材に対し前記測定用基板を位置決めするガイドを有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の温度測定ユニット。 - 前記介在部材は、その上面に、前記測定用基板を支持する複数の凸部を有する、請求項4に記載の温度測定ユニット。
- 前記介在部材は、冷却板よりも薄い、請求項4または5に記載の温度測定ユニット。
- 前記介在部材は、前記加熱領域に位置する前記測定用基板と前記熱板との間に、前記介在部材が載置された前記冷却板を挿入するときに、該冷却板と前記熱板との間に前記ケーブルが巻き込まれることを防止する巻き込み防止部を有する、請求項4~6のいずれか1項に記載の温度測定ユニット。
- 基板を熱処理する熱処理装置であって、
熱板及び冷却板と、
温度測定ユニットと、を備え、
前記温度測定ユニットは、
温度を測定するセンサが搭載された測定用基板と、
前記センサの検出結果を取得する情報処理部と、
前記センサと前記情報処理部とを接続するケーブルと、を有し、
前記情報処理部は、前記熱板が設けられた加熱領域と冷却領域を間に挟んで対向する被取付部に、着脱自在に取り付け可能に構成され、
前記ケーブルは、前記被取付部に前記情報処理部が取り付けられた状態で、前記測定用基板が載置された前記冷却板を前記冷却領域から前記加熱領域に移動させて、前記測定用基板を前記熱板に載置する際に、前記測定用基板の移動に追従可能に構成されている、熱処理装置。 - 温度測定ユニットを用いて温度を測定する温度測定方法であって、
前記温度測定ユニットは、
センサが搭載された測定用基板と、
前記センサの検出結果を取得する情報処理部と、
前記センサと前記情報処理部とを接続するケーブルと、を有し、
熱板が設けられた加熱領域と冷却領域を間に挟んで対向する被取付部に、前記情報処理部を取り付ける工程と、
前記測定用基板を、前記冷却領域に位置する冷却板に載置する工程と、
前記測定用基板を、前記冷却板により前記加熱領域に移動させ、前記熱板に受け渡す工程と、
前記センサにより温度を検出する工程と、を含む、温度測定方法。 - 前記測定用基板を前記冷却板に戻す工程と、
前記冷却板により前記測定用基板を冷却する工程と、を含む、請求項9に記載の温度測定方法。 - 前記測定用基板の冷却後、前記冷却領域に位置する前記冷却板から前記測定用基板を除去する工程と、を含む、請求項10に記載の温度測定方法。
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