JPH1048063A - 蛍光式温度計 - Google Patents
蛍光式温度計Info
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- JPH1048063A JPH1048063A JP8224422A JP22442296A JPH1048063A JP H1048063 A JPH1048063 A JP H1048063A JP 8224422 A JP8224422 A JP 8224422A JP 22442296 A JP22442296 A JP 22442296A JP H1048063 A JPH1048063 A JP H1048063A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構造で確実に被測定物の温度を正確に測
定することができ、例えば静電チャックによって確実に
被測定物をステージ上に把持することができる蛍光式温
度計を提供する。 【解決手段】蛍光式温度計は、被測定物に接触する温度
測定用部材１０と、温度測定用部材１０とは離れた位置
に配設された光ファイバ１３を具備し、温度測定用部材
１０は高熱伝導率を有する材料から作製され、光ファイ
バ１３の光射出部と対向する温度測定用部材１０の面に
は蛍光体１１が塗布されている。そして、温度測定用部
材１０は、付勢部材１２によって光ファイバ１３に取り
付けられている。あるいは又、温度測定用部材１０は、
被測定物を載置するステージ１６に付勢部材１２Ａによ
って取り付けられており、光ファイバ１３は支持部材１
５によってステージ１６に取り付けられている。
定することができ、例えば静電チャックによって確実に
被測定物をステージ上に把持することができる蛍光式温
度計を提供する。 【解決手段】蛍光式温度計は、被測定物に接触する温度
測定用部材１０と、温度測定用部材１０とは離れた位置
に配設された光ファイバ１３を具備し、温度測定用部材
１０は高熱伝導率を有する材料から作製され、光ファイ
バ１３の光射出部と対向する温度測定用部材１０の面に
は蛍光体１１が塗布されている。そして、温度測定用部
材１０は、付勢部材１２によって光ファイバ１３に取り
付けられている。あるいは又、温度測定用部材１０は、
被測定物を載置するステージ１６に付勢部材１２Ａによ
って取り付けられており、光ファイバ１３は支持部材１
５によってステージ１６に取り付けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ等の薄板状
の被測定物の温度を測定するための蛍光式温度計に関す
る。
の被測定物の温度を測定するための蛍光式温度計に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の微細化、高集積化が
益々進められている。そして、より精密な半導体装置を
製造するためには、製造プロセスに影響を与える種々の
条件を適切に維持することが重要である。特に、製造プ
ロセスにおけるウエハの温度管理は、最も重要な要素の
１つであり、例えば、ＣＶＤ工程、スパッタリング工
程、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）工程
等のエッチング工程といった半導体装置の各種製造プロ
セスにおいては、ウエハの温度を正確に測定することが
要求されている。
益々進められている。そして、より精密な半導体装置を
製造するためには、製造プロセスに影響を与える種々の
条件を適切に維持することが重要である。特に、製造プ
ロセスにおけるウエハの温度管理は、最も重要な要素の
１つであり、例えば、ＣＶＤ工程、スパッタリング工
程、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）工程
等のエッチング工程といった半導体装置の各種製造プロ
セスにおいては、ウエハの温度を正確に測定することが
要求されている。
【０００３】ＲＩＥ工程にて使用される代表的なエッチ
ング装置の概念図を図３に示す。エッチング装置１はエ
ッチングチャンバ２を備え、このエッチングチャンバ２
にはガス供給部２２からエッチング用ガスが供給され、
ガス排気部２３からガスが排気される。また、エッチン
グチャンバ２内には下部電極２０が設置されており、下
部電極２０上には静電チャック（図示せず）が配設され
ている。そして、この静電チャックによって、ウエハ３
０が下部電極２０に固定される構造となっている。上部
電極２１には図示しない直流電源から直流電力が印加さ
れる。一方、下部電極２０には高周波電源２４から高周
波電力が印加され、エッチングチャンバ２内を減圧し、
ガス供給部２２からエッチング用ガスを供給すること
で、エッチングチャンバ２内にはプラズマが生成され
る。これによって、ウエハ３０若しくはウエハ３０上に
形成された各種の薄膜等がエッチングされる。恒温用チ
ラー２５によって所定の温度にされた熱媒体が配管を介
して下部電極２０内を循環し、下部電極２０は所定の温
度に保持される。静電チャックによって下部電極２０上
に固定されたウエハ３０の温度は、温度計測手段２６に
よって測定される。この温度測定結果を基に、下部電極
２０の温度制御を行う。
ング装置の概念図を図３に示す。エッチング装置１はエ
ッチングチャンバ２を備え、このエッチングチャンバ２
にはガス供給部２２からエッチング用ガスが供給され、
ガス排気部２３からガスが排気される。また、エッチン
グチャンバ２内には下部電極２０が設置されており、下
部電極２０上には静電チャック（図示せず）が配設され
ている。そして、この静電チャックによって、ウエハ３
０が下部電極２０に固定される構造となっている。上部
電極２１には図示しない直流電源から直流電力が印加さ
れる。一方、下部電極２０には高周波電源２４から高周
波電力が印加され、エッチングチャンバ２内を減圧し、
ガス供給部２２からエッチング用ガスを供給すること
で、エッチングチャンバ２内にはプラズマが生成され
る。これによって、ウエハ３０若しくはウエハ３０上に
形成された各種の薄膜等がエッチングされる。恒温用チ
ラー２５によって所定の温度にされた熱媒体が配管を介
して下部電極２０内を循環し、下部電極２０は所定の温
度に保持される。静電チャックによって下部電極２０上
に固定されたウエハ３０の温度は、温度計測手段２６に
よって測定される。この温度測定結果を基に、下部電極
２０の温度制御を行う。
【０００４】ウエハの温度測定方法として、従来から、
熱電対を用いる方法、ウエハ表面に照射したレーザ光の
反射光を測定する方法、赤外線放射温度計を用いる方
法、光ファイバを通じて光パルスを照射したときの蛍光
体の発光特性の温度依存性に基づきウエハの温度を測定
する蛍光式温度計を用いる方法が用いられている。高周
波電力を用いてプラズマを生成させる半導体装置の各種
製造プロセスにおいて、熱電対を用いた温度測定方法を
採用した場合、熱電対にて生成する電圧に高周波電力に
起因した異常電圧が発生し、正確にウエハの温度を測定
することができない。ウエハ表面に照射したレーザ光の
反射光を測定する温度測定方法では、ウエハ上に各種薄
膜等を形成した場合、反射光が変化するために、正確に
ウエハの温度を測定することができない。赤外線放射温
度計を用いた温度測定方法では、赤外線がウエハを透過
する場合には、正確にウエハの温度を測定することがで
きない。
熱電対を用いる方法、ウエハ表面に照射したレーザ光の
反射光を測定する方法、赤外線放射温度計を用いる方
法、光ファイバを通じて光パルスを照射したときの蛍光
体の発光特性の温度依存性に基づきウエハの温度を測定
する蛍光式温度計を用いる方法が用いられている。高周
波電力を用いてプラズマを生成させる半導体装置の各種
製造プロセスにおいて、熱電対を用いた温度測定方法を
採用した場合、熱電対にて生成する電圧に高周波電力に
起因した異常電圧が発生し、正確にウエハの温度を測定
することができない。ウエハ表面に照射したレーザ光の
反射光を測定する温度測定方法では、ウエハ上に各種薄
膜等を形成した場合、反射光が変化するために、正確に
ウエハの温度を測定することができない。赤外線放射温
度計を用いた温度測定方法では、赤外線がウエハを透過
する場合には、正確にウエハの温度を測定することがで
きない。
【０００５】一方、蛍光式温度計を用いた温度測定方法
は、温度測定時、高周波電力や測定雰囲気の影響を受け
ず、しかも、−１２０゜Ｃ前後の低温から４００゜Ｃ程
度の高温に至るまで、ウエハの温度を正確に測定するこ
とができる。それ故、半導体装置の製造プロセスにおけ
るウエハの温度測定には最も好ましい方法と云える。
は、温度測定時、高周波電力や測定雰囲気の影響を受け
ず、しかも、−１２０゜Ｃ前後の低温から４００゜Ｃ程
度の高温に至るまで、ウエハの温度を正確に測定するこ
とができる。それ故、半導体装置の製造プロセスにおけ
るウエハの温度測定には最も好ましい方法と云える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の蛍光体温度計を
用いたウエハの温度測定においては、蛍光体３１をウエ
ハ３０の裏面に塗布し、ウエハ３０の裏面下方に光ファ
イバ４０を配設し、蛍光体３１に光パルスを照射する
（図４の（Ａ）の模式的な一部断面図を参照）。尚、光
ファイバ４０はチューブ４１内に収められ、チューブ４
１は支持部材４２によって下部電極２０に取り付けられ
ている。このような方式においては、温度測定すべき全
てのウエハの裏面に蛍光体を塗布しなければならず、実
用的でない。しかも、塗布した蛍光体が下部電極２０の
上方まで食み出した場合、静電チャックでウエハ３０を
把持できなくなる虞がある。
用いたウエハの温度測定においては、蛍光体３１をウエ
ハ３０の裏面に塗布し、ウエハ３０の裏面下方に光ファ
イバ４０を配設し、蛍光体３１に光パルスを照射する
（図４の（Ａ）の模式的な一部断面図を参照）。尚、光
ファイバ４０はチューブ４１内に収められ、チューブ４
１は支持部材４２によって下部電極２０に取り付けられ
ている。このような方式においては、温度測定すべき全
てのウエハの裏面に蛍光体を塗布しなければならず、実
用的でない。しかも、塗布した蛍光体が下部電極２０の
上方まで食み出した場合、静電チャックでウエハ３０を
把持できなくなる虞がある。
【０００７】あるいは又、図４の（Ｂ）に模式的な一部
断面図を示す形式の蛍光式温度計が知られている。この
形式の蛍光式温度計は、被測定物であるウエハの裏面に
接触する温度測定用部材１０と、温度測定用部材１０に
取り付けられた光ファイバ４０から成る。温度測定用部
材１０は例えばアルミニウムから作製されており、その
底面には蛍光体１１が塗布されている。光ファイバ４０
の先端は蛍光体１１の近傍に位置する。光ファイバ４０
はチューブ４１内に収められ、チューブ４１は、ベアリ
ング（図示せず）を内蔵した支持部材４５によって下部
電極２０に取り付けられており、上下に摺動可能であ
る。ストッパー４４がチューブ４１の先端上方に配設さ
れており、かかるストッパー４４は下部電極２０に取り
付けられている。バネ４３が、チューブ４１の先端と支
持部材４５との間に配設されている。下部電極２０の上
にウエハを乗せたとき、温度測定用部材１０、光ファイ
バ４０及びチューブ４１は押し下げられるが、バネ４３
の付勢力によって、温度測定用部材１０とウエハ裏面と
の接触は保持される。その後、静電チャック（図示せ
ず）によって、ウエハを下部電極２０上に固定する。
断面図を示す形式の蛍光式温度計が知られている。この
形式の蛍光式温度計は、被測定物であるウエハの裏面に
接触する温度測定用部材１０と、温度測定用部材１０に
取り付けられた光ファイバ４０から成る。温度測定用部
材１０は例えばアルミニウムから作製されており、その
底面には蛍光体１１が塗布されている。光ファイバ４０
の先端は蛍光体１１の近傍に位置する。光ファイバ４０
はチューブ４１内に収められ、チューブ４１は、ベアリ
ング（図示せず）を内蔵した支持部材４５によって下部
電極２０に取り付けられており、上下に摺動可能であ
る。ストッパー４４がチューブ４１の先端上方に配設さ
れており、かかるストッパー４４は下部電極２０に取り
付けられている。バネ４３が、チューブ４１の先端と支
持部材４５との間に配設されている。下部電極２０の上
にウエハを乗せたとき、温度測定用部材１０、光ファイ
バ４０及びチューブ４１は押し下げられるが、バネ４３
の付勢力によって、温度測定用部材１０とウエハ裏面と
の接触は保持される。その後、静電チャック（図示せ
ず）によって、ウエハを下部電極２０上に固定する。
【０００８】このような形式の蛍光式温度計において
は、バネ４３の上方への付勢力として、光ファイバ４０
の自重及び光ファイバ４０の弾性力の合計以上の力が要
求される。一方、ウエハの重量は非常に軽量である。従
って、ウエハを下部電極２０上に載置したとき、ウエハ
によって温度測定用部材１０を確実に下方に押し下げる
ことができず、ウエハが下部電極２０から部分的に浮き
上がるという問題がある。また、下部電極２０の温度に
依存して光ファイバ４０やチューブ４１が熱膨張した
り、バネ４３のバネ定数が変化し、下部電極２０の頂面
から突出した温度測定用部材１０の先端の位置が変化
し、その結果、温度測定用部材１０がウエハを押し上
げ、ウエハが下部電極２０から部分的に浮き上がるとい
った問題もある。ウエハが下部電極２０から部分的に浮
き上がると、静電チャックでウエハを下部電極２０上に
把持することができなくなる。更には、下部電極２０か
らの熱が、ストッパー４４を介して温度測定用部材１０
に伝わり、正確にウエハの温度を測定できなくなる虞が
ある。また、チューブ４１を上下に摺動させるために、
支持部材４５にはベアリングが内蔵されているが、真空
環境下において潤滑油が蒸発したり、チャンバ内の反応
生成物がベアリングに付着して、ベアリングが損傷する
といった問題もある。
は、バネ４３の上方への付勢力として、光ファイバ４０
の自重及び光ファイバ４０の弾性力の合計以上の力が要
求される。一方、ウエハの重量は非常に軽量である。従
って、ウエハを下部電極２０上に載置したとき、ウエハ
によって温度測定用部材１０を確実に下方に押し下げる
ことができず、ウエハが下部電極２０から部分的に浮き
上がるという問題がある。また、下部電極２０の温度に
依存して光ファイバ４０やチューブ４１が熱膨張した
り、バネ４３のバネ定数が変化し、下部電極２０の頂面
から突出した温度測定用部材１０の先端の位置が変化
し、その結果、温度測定用部材１０がウエハを押し上
げ、ウエハが下部電極２０から部分的に浮き上がるとい
った問題もある。ウエハが下部電極２０から部分的に浮
き上がると、静電チャックでウエハを下部電極２０上に
把持することができなくなる。更には、下部電極２０か
らの熱が、ストッパー４４を介して温度測定用部材１０
に伝わり、正確にウエハの温度を測定できなくなる虞が
ある。また、チューブ４１を上下に摺動させるために、
支持部材４５にはベアリングが内蔵されているが、真空
環境下において潤滑油が蒸発したり、チャンバ内の反応
生成物がベアリングに付着して、ベアリングが損傷する
といった問題もある。
【０００９】光ファイバ自体の弾性力によって光ファイ
バとウエハ裏面との接触を保持する形式の蛍光式温度計
が、特開平４−９７５２０号公報から公知である。この
形式の蛍光式温度計においては、電極本体２上にウエハ
１を載置すると光ファイバ２３が弾性変形し、弾性変形
の反力が光ファイバ２３先端の温度センサーをウエハ１
に押し付ける。この方式の蛍光式温度計においては、チ
ャンバ内や電極本体２の温度に依存して光ファイバ２３
が膨張したとき、光ファイバ２３がウエハ１を押し上
げ、ウエハ１が電極本体２から部分的に浮き上がるとい
った問題がある。
バとウエハ裏面との接触を保持する形式の蛍光式温度計
が、特開平４−９７５２０号公報から公知である。この
形式の蛍光式温度計においては、電極本体２上にウエハ
１を載置すると光ファイバ２３が弾性変形し、弾性変形
の反力が光ファイバ２３先端の温度センサーをウエハ１
に押し付ける。この方式の蛍光式温度計においては、チ
ャンバ内や電極本体２の温度に依存して光ファイバ２３
が膨張したとき、光ファイバ２３がウエハ１を押し上
げ、ウエハ１が電極本体２から部分的に浮き上がるとい
った問題がある。
【００１０】光ファイバを分割し、分割された光ファイ
バの一方に上下駆動機構を取り付けた形式の蛍光式温度
計が、特開平６−３３１４５７号公報から公知である。
この形式の蛍光式温度計においては、光ファイバが分割
されているために、蛍光体の発光光量が光ファイバの分
割部分で著しく減衰し、測定エラーを生じやすい。ま
た、被測定物側の光ファイバ５及び鍔２９を上下に駆動
するための付勢手段（アクチュエータ、バネあるいはベ
ローズ）を使用するので、軽量のウエハが保護キャップ
４によって押し上げられ、ウエハがホルダー２から浮き
上がるという問題もある。
バの一方に上下駆動機構を取り付けた形式の蛍光式温度
計が、特開平６−３３１４５７号公報から公知である。
この形式の蛍光式温度計においては、光ファイバが分割
されているために、蛍光体の発光光量が光ファイバの分
割部分で著しく減衰し、測定エラーを生じやすい。ま
た、被測定物側の光ファイバ５及び鍔２９を上下に駆動
するための付勢手段（アクチュエータ、バネあるいはベ
ローズ）を使用するので、軽量のウエハが保護キャップ
４によって押し上げられ、ウエハがホルダー２から浮き
上がるという問題もある。
【００１１】従って、本発明の目的は、簡単な構造で確
実に被測定物の温度を正確に測定することができ、例え
ば静電チャックによって確実に被測定物をステージ上に
把持することができる蛍光式温度計を提供することにあ
る。
実に被測定物の温度を正確に測定することができ、例え
ば静電チャックによって確実に被測定物をステージ上に
把持することができる蛍光式温度計を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第１の態様に係る蛍光式温度計は、光ファ
イバを通じて光パルスを照射したときの蛍光体の発光特
性の温度依存性に基づき、被測定物の温度を測定する蛍
光式温度計であって、被測定物に接触する温度測定用部
材と、温度測定用部材とは離れた位置に配設された光フ
ァイバを具備し、該温度測定用部材は高熱伝導率を有す
る材料から作製され、光ファイバの光射出部と対向する
該温度測定用部材の面には蛍光体が塗布されており、温
度測定用部材は、付勢部材によって光ファイバに取り付
けられていることを特徴とする。
めの本発明の第１の態様に係る蛍光式温度計は、光ファ
イバを通じて光パルスを照射したときの蛍光体の発光特
性の温度依存性に基づき、被測定物の温度を測定する蛍
光式温度計であって、被測定物に接触する温度測定用部
材と、温度測定用部材とは離れた位置に配設された光フ
ァイバを具備し、該温度測定用部材は高熱伝導率を有す
る材料から作製され、光ファイバの光射出部と対向する
該温度測定用部材の面には蛍光体が塗布されており、温
度測定用部材は、付勢部材によって光ファイバに取り付
けられていることを特徴とする。
【００１３】本発明の第１の態様に係る蛍光式温度計に
おいては、光ファイバは、被測定物を載置するステージ
に取り付けられていることが好ましい。更には、付勢部
材は、モネルメタル又はインコネルから作製されたバ
ネ、より好ましくはコイルバネであることが望ましい。
おいては、光ファイバは、被測定物を載置するステージ
に取り付けられていることが好ましい。更には、付勢部
材は、モネルメタル又はインコネルから作製されたバ
ネ、より好ましくはコイルバネであることが望ましい。
【００１４】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る蛍光式温度計は、光ファイバを通じて光パ
ルスを照射したときの蛍光体の発光特性の温度依存性に
基づき、被測定物の温度を測定する蛍光式温度計であっ
て、被測定物に接触する温度測定用部材と、温度測定用
部材とは離れた位置に配設された光ファイバを具備し、
該温度測定用部材は高熱伝導率を有する材料から作製さ
れ、光ファイバの光射出部と対向する該温度測定用部材
の面には蛍光体が塗布されており、温度測定用部材は、
被測定物を載置するステージに付勢部材によって取り付
けられており、光ファイバは支持部材によって該ステー
ジに取り付けられていることを特徴とする。
の態様に係る蛍光式温度計は、光ファイバを通じて光パ
ルスを照射したときの蛍光体の発光特性の温度依存性に
基づき、被測定物の温度を測定する蛍光式温度計であっ
て、被測定物に接触する温度測定用部材と、温度測定用
部材とは離れた位置に配設された光ファイバを具備し、
該温度測定用部材は高熱伝導率を有する材料から作製さ
れ、光ファイバの光射出部と対向する該温度測定用部材
の面には蛍光体が塗布されており、温度測定用部材は、
被測定物を載置するステージに付勢部材によって取り付
けられており、光ファイバは支持部材によって該ステー
ジに取り付けられていることを特徴とする。
【００１５】本発明の第２の態様に係る蛍光式温度計に
おいては、付勢部材は、モネルメタル又はインコネルか
ら作製されたバネ、より好ましくは板バネであることが
望ましい。
おいては、付勢部材は、モネルメタル又はインコネルか
ら作製されたバネ、より好ましくは板バネであることが
望ましい。
【００１６】蛍光体として、例えばマグネシウムを挙げ
ることができる。温度測定用部材の面への蛍光体の塗布
は、如何なる方法にて行ってもよいが、例えば、蛍光物
質と接着剤とを練り合わせてペースト状とし、かかるペ
ーストを温度測定用部材の面に塗布し、接着剤を硬化さ
せることによって行うことができる。
ることができる。温度測定用部材の面への蛍光体の塗布
は、如何なる方法にて行ってもよいが、例えば、蛍光物
質と接着剤とを練り合わせてペースト状とし、かかるペ
ーストを温度測定用部材の面に塗布し、接着剤を硬化さ
せることによって行うことができる。
【００１７】温度測定用部材を構成する材料の熱伝導率
は、１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。温度
測定用部材を構成する材料としては、アルミニウム、窒
化アルミニウムを例示することができるが、その他、高
い熱伝導率を有し、被測定物等を汚染せず、被測定物を
取り囲む環境によって変質、変化等の生じない金属材
料、金属合金材料、セラミック材料等から適宜選択する
ことができる。特に、高周波電力による影響を受け易い
場合には、セラミック製の温度測定用部材とすることが
好ましい。温度測定用部材の被測定物と接触する部分の
形状は、円形、回転楕円体等の丸みを帯びた形状である
ことが好ましい。温度測定用部材の大きさは、被測定物
の温度変化に直ちに追従できるように、出来る限り小さ
いことが望ましく、例えば、直径１．５ｍｍ、長さ２〜
４ｍｍを例示することができる。
は、１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。温度
測定用部材を構成する材料としては、アルミニウム、窒
化アルミニウムを例示することができるが、その他、高
い熱伝導率を有し、被測定物等を汚染せず、被測定物を
取り囲む環境によって変質、変化等の生じない金属材
料、金属合金材料、セラミック材料等から適宜選択する
ことができる。特に、高周波電力による影響を受け易い
場合には、セラミック製の温度測定用部材とすることが
好ましい。温度測定用部材の被測定物と接触する部分の
形状は、円形、回転楕円体等の丸みを帯びた形状である
ことが好ましい。温度測定用部材の大きさは、被測定物
の温度変化に直ちに追従できるように、出来る限り小さ
いことが望ましく、例えば、直径１．５ｍｍ、長さ２〜
４ｍｍを例示することができる。
【００１８】本発明においては、蛍光式温度計は、被測
定物に接触する温度測定用部材と、温度測定用部材とは
離れた位置に配設された光ファイバを具備し、温度測定
用部材は、付勢部材によって光ファイバに取り付けられ
ている。あるいは又、温度測定用部材は、被測定物を載
置するステージに付勢部材によって取り付けられてお
り、光ファイバはかかるステージに支持部材によって取
り付けられている。従って、従来の蛍光式温度計におい
てはバネ等で光ファイバを付勢しているのに対して、本
発明の蛍光式温度計においては、付勢部材は温度測定用
部材を付勢するだけでよい。従って、適切な弾性を有す
る付勢部材を選択すれば、軽量の被測定物の温度測定を
行う場合であっても、温度測定用部材との接触によって
被測定物がステージから浮き上がることを確実に防止す
ることができる。しかも、光ファイバは温度測定用部材
とは離れた位置に配設されているので、光ファイバの熱
膨張によって被測定物がステージから押し上げられるこ
とはない。
定物に接触する温度測定用部材と、温度測定用部材とは
離れた位置に配設された光ファイバを具備し、温度測定
用部材は、付勢部材によって光ファイバに取り付けられ
ている。あるいは又、温度測定用部材は、被測定物を載
置するステージに付勢部材によって取り付けられてお
り、光ファイバはかかるステージに支持部材によって取
り付けられている。従って、従来の蛍光式温度計におい
てはバネ等で光ファイバを付勢しているのに対して、本
発明の蛍光式温度計においては、付勢部材は温度測定用
部材を付勢するだけでよい。従って、適切な弾性を有す
る付勢部材を選択すれば、軽量の被測定物の温度測定を
行う場合であっても、温度測定用部材との接触によって
被測定物がステージから浮き上がることを確実に防止す
ることができる。しかも、光ファイバは温度測定用部材
とは離れた位置に配設されているので、光ファイバの熱
膨張によって被測定物がステージから押し上げられるこ
とはない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態（以下、実施の形態と略称する）に基づき本発
明を説明する。
施の形態（以下、実施の形態と略称する）に基づき本発
明を説明する。
【００２０】（実施の形態１）実施の形態１の蛍光式温
度計の模式的な一部断面図を図１の（Ａ）に示す。ま
た、被測定物をステージ１６上に載置した状態の模式的
な一部断面図を図１の（Ｂ）に示す。この蛍光式温度計
は、被測定物に接触する温度測定用部材１０と、温度測
定用部材１０とは離れた位置に配設された光ファイバ１
３を具備している。温度測定用部材１０は高熱伝導率を
有する材料、具体的にはアルミニウムから作製されてお
り、大きさは、例えば、直径１．５ｍｍ、長さ２ｍｍで
ある。光ファイバ１３の光射出部と対向する温度測定用
部材１０の面には蛍光体１１が塗布されている。尚、温
度測定用部材１０のかかる面には凹凸を付けておくこと
が、蛍光体１１のかかる面からの剥離防止の上から望ま
しい。蛍光体１１の塗布は、蛍光物質と接着剤とを練り
合わせてペースト状とし、かかるペーストを温度測定用
部材１０の面に塗布し、接着剤を硬化させることによっ
て行うことができる。
度計の模式的な一部断面図を図１の（Ａ）に示す。ま
た、被測定物をステージ１６上に載置した状態の模式的
な一部断面図を図１の（Ｂ）に示す。この蛍光式温度計
は、被測定物に接触する温度測定用部材１０と、温度測
定用部材１０とは離れた位置に配設された光ファイバ１
３を具備している。温度測定用部材１０は高熱伝導率を
有する材料、具体的にはアルミニウムから作製されてお
り、大きさは、例えば、直径１．５ｍｍ、長さ２ｍｍで
ある。光ファイバ１３の光射出部と対向する温度測定用
部材１０の面には蛍光体１１が塗布されている。尚、温
度測定用部材１０のかかる面には凹凸を付けておくこと
が、蛍光体１１のかかる面からの剥離防止の上から望ま
しい。蛍光体１１の塗布は、蛍光物質と接着剤とを練り
合わせてペースト状とし、かかるペーストを温度測定用
部材１０の面に塗布し、接着剤を硬化させることによっ
て行うことができる。
【００２１】実施の形態１の蛍光式温度計においては、
光ファイバ１３はチューブ１４内に収められている。そ
して、温度測定用部材１０は、付勢部材１２によって光
ファイバ１３に取り付けられている。より具体的には、
付勢部材１２はモネルメタル又はインコネルから作製さ
れたコイルバネであり、かかるコイルバネの一端が温度
測定用部材１０に固定され、他端がチューブ１４の上端
に取り付けられている。光ファイバ１３はステージ１６
に取り付けられている。即ち、光ファイバ１３を収めた
チューブ１４は、任意の支持部材１５によってステージ
１６（例えば、図３のエッチング装置における下部電極
２０）に取り付けられている。尚、光ファイバ１３の他
端は図示しない測定器に接続されている。
光ファイバ１３はチューブ１４内に収められている。そ
して、温度測定用部材１０は、付勢部材１２によって光
ファイバ１３に取り付けられている。より具体的には、
付勢部材１２はモネルメタル又はインコネルから作製さ
れたコイルバネであり、かかるコイルバネの一端が温度
測定用部材１０に固定され、他端がチューブ１４の上端
に取り付けられている。光ファイバ１３はステージ１６
に取り付けられている。即ち、光ファイバ１３を収めた
チューブ１４は、任意の支持部材１５によってステージ
１６（例えば、図３のエッチング装置における下部電極
２０）に取り付けられている。尚、光ファイバ１３の他
端は図示しない測定器に接続されている。
【００２２】付勢部材１２の弾性力は、例えばウエハと
いった軽量の被測定物をエッチング装置における下部電
極２０（ステージ１６）の上に乗せたとき、温度測定用
部材１０と被測定物との接触を保持しつつ温度測定用部
材１０を下方に後退させるだけの微小な力であれば、必
要にして十分である。従って、例えば搬送ロボット等に
よって搬送されてきた被測定物（ウエハ）がいくら軽量
であっても、下部電極２０上に固定される際、被測定物
と下部電極２０との間に隙間が生じることがなく、確実
に静電チャックにて被測定物を下部電極２０上に固定す
ることができる。
いった軽量の被測定物をエッチング装置における下部電
極２０（ステージ１６）の上に乗せたとき、温度測定用
部材１０と被測定物との接触を保持しつつ温度測定用部
材１０を下方に後退させるだけの微小な力であれば、必
要にして十分である。従って、例えば搬送ロボット等に
よって搬送されてきた被測定物（ウエハ）がいくら軽量
であっても、下部電極２０上に固定される際、被測定物
と下部電極２０との間に隙間が生じることがなく、確実
に静電チャックにて被測定物を下部電極２０上に固定す
ることができる。
【００２３】（実施の形態２）実施の形態２の蛍光式温
度計の模式的な一部断面図を図２の（Ａ）に示す。ま
た、被測定物をステージ１６上に載置した状態の模式的
な一部断面図を図２の（Ｃ）に示す。実施の形態２の蛍
光式温度計が実施の形態１の蛍光式温度計と相違する点
は、温度測定用部材１０が、被測定物を載置するステー
ジ１６に付勢部材１２Ａによって取り付けられており、
光ファイバ１３はステージ１６に任意の支持部材１５に
よって取り付けられている点にある。実施の形態２にお
ける付勢部材１２Ａは、モネルメタル又はインコネルか
ら作製された板バネであり、図２の（Ｂ）に模式的な平
面図を示すように、螺旋状（蚊取り線香状）である。付
勢部材１２Ａの外側端部はステージ１６に取り付けられ
ており、内側端部は温度測定用部材１０に取り付けられ
ている。実施の形態２における付勢部材１２Ａの弾性力
も、例えばウエハといった軽量の被測定物をエッチング
装置における下部電極２０の上に乗せたとき、温度測定
用部材１０と被測定物との接触を保持しつつ温度測定用
部材１０を下方に後退させるだけの微小な力であれば、
必要にして十分である。
度計の模式的な一部断面図を図２の（Ａ）に示す。ま
た、被測定物をステージ１６上に載置した状態の模式的
な一部断面図を図２の（Ｃ）に示す。実施の形態２の蛍
光式温度計が実施の形態１の蛍光式温度計と相違する点
は、温度測定用部材１０が、被測定物を載置するステー
ジ１６に付勢部材１２Ａによって取り付けられており、
光ファイバ１３はステージ１６に任意の支持部材１５に
よって取り付けられている点にある。実施の形態２にお
ける付勢部材１２Ａは、モネルメタル又はインコネルか
ら作製された板バネであり、図２の（Ｂ）に模式的な平
面図を示すように、螺旋状（蚊取り線香状）である。付
勢部材１２Ａの外側端部はステージ１６に取り付けられ
ており、内側端部は温度測定用部材１０に取り付けられ
ている。実施の形態２における付勢部材１２Ａの弾性力
も、例えばウエハといった軽量の被測定物をエッチング
装置における下部電極２０の上に乗せたとき、温度測定
用部材１０と被測定物との接触を保持しつつ温度測定用
部材１０を下方に後退させるだけの微小な力であれば、
必要にして十分である。
【００２４】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。発明の実施の形態にて説明した蛍光式温度計の構造
は例示であり、適宜変更することができるし、付勢部材
の構造、形状も例示であり、適宜設計変更することがで
きる。被測定物としてシリコンウエハ、ＧａＡｓウエハ
等の化合物半導体装置を作製するための各種ウエハ、Ｌ
ＣＤを作製するためのガラス基板、フィールド・エミッ
ション・ディスプレイを作製するための石英基板等を挙
げることができる。また、本発明の蛍光式温度計は、エ
ッチング装置だけでなく、ＣＶＤ装置やスパッタリング
装置等に組み込むことができる。
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。発明の実施の形態にて説明した蛍光式温度計の構造
は例示であり、適宜変更することができるし、付勢部材
の構造、形状も例示であり、適宜設計変更することがで
きる。被測定物としてシリコンウエハ、ＧａＡｓウエハ
等の化合物半導体装置を作製するための各種ウエハ、Ｌ
ＣＤを作製するためのガラス基板、フィールド・エミッ
ション・ディスプレイを作製するための石英基板等を挙
げることができる。また、本発明の蛍光式温度計は、エ
ッチング装置だけでなく、ＣＶＤ装置やスパッタリング
装置等に組み込むことができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明の蛍光式温度計は、構造が簡素で
あるにも拘わらず、確実に被測定物の温度を正確に測定
することができ、しかも、例えば静電チャックによって
確実に被測定物をステージ上に把持することができる。
また、−１２０゜Ｃ前後の低温から４００゜Ｃ程度の高
温に至るまで、ウエハの温度を正確に測定することがで
きる。更には、光ファイバの熱膨張によって被測定物が
ステージから押し上げられることはないので、ステージ
の温度を急激に変化させる必要がある場合にも、確実に
被測定物の温度測定を行うことができる。また、１つの
被測定物に対して複数の測定点で容易に温度測定を行う
ことが可能である。更には、ベアリングやベローズ等を
使用する必要がないので、反応生成物等の付着によるト
ラブルの発生がなく、真空中での信頼性が高く、しかも
保守が容易である。
あるにも拘わらず、確実に被測定物の温度を正確に測定
することができ、しかも、例えば静電チャックによって
確実に被測定物をステージ上に把持することができる。
また、−１２０゜Ｃ前後の低温から４００゜Ｃ程度の高
温に至るまで、ウエハの温度を正確に測定することがで
きる。更には、光ファイバの熱膨張によって被測定物が
ステージから押し上げられることはないので、ステージ
の温度を急激に変化させる必要がある場合にも、確実に
被測定物の温度測定を行うことができる。また、１つの
被測定物に対して複数の測定点で容易に温度測定を行う
ことが可能である。更には、ベアリングやベローズ等を
使用する必要がないので、反応生成物等の付着によるト
ラブルの発生がなく、真空中での信頼性が高く、しかも
保守が容易である。
【図１】発明の実施の形態１における蛍光式温度計の模
式的な一部断面図である。
式的な一部断面図である。
【図２】発明の実施の形態２における蛍光式温度計の模
式的な一部断面図、付勢部材の模式的な平面図である。
式的な一部断面図、付勢部材の模式的な平面図である。
【図３】ＲＩＥ工程にて使用される代表的なエッチング
装置の概念図である。
装置の概念図である。
【図４】従来の蛍光式温度計の模式的な一部断面図であ
る。
る。
１０・・・温度測定用部材、１１・・・蛍光体、１２，
１２Ａ・・・付勢部材、１３・・・光ファイバ、１４・
・・チューブ、１５・・・支持部材、１６・・・ステー
ジ
１２Ａ・・・付勢部材、１３・・・光ファイバ、１４・
・・チューブ、１５・・・支持部材、１６・・・ステー
ジ
Claims (5)
- 【請求項１】光ファイバを通じて光パルスを照射したと
きの蛍光体の発光特性の温度依存性に基づき、被測定物
の温度を測定する蛍光式温度計であって、 被測定物に接触する温度測定用部材と、温度測定用部材
とは離れた位置に配設された光ファイバを具備し、 該温度測定用部材は高熱伝導率を有する材料から作製さ
れ、光ファイバの光射出部と対向する該温度測定用部材
の面には蛍光体が塗布されており、 温度測定用部材は、付勢部材によって光ファイバに取り
付けられていることを特徴とする蛍光式温度計。 - 【請求項２】光ファイバは、被測定物を載置するステー
ジに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記
載の蛍光式温度計。 - 【請求項３】付勢部材は、モネルメタル又はインコネル
から作製されたバネであることを特徴とする請求項２に
記載の蛍光式温度計。 - 【請求項４】光ファイバを通じて光パルスを照射したと
きの蛍光体の発光特性の温度依存性に基づき、被測定物
の温度を測定する蛍光式温度計であって、 被測定物に接触する温度測定用部材と、温度測定用部材
とは離れた位置に配設された光ファイバを具備し、 該温度測定用部材は高熱伝導率を有する材料から作製さ
れ、光ファイバの光射出部と対向する該温度測定用部材
の面には蛍光体が塗布されており、 温度測定用部材は、被測定物を載置するステージに付勢
部材によって取り付けられており、光ファイバは支持部
材によって該ステージに取り付けられていることを特徴
とする蛍光式温度計。 - 【請求項５】付勢部材は、モネルメタル又はインコネル
から作製されたバネであることを特徴とする請求項４に
記載の蛍光式温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22442296A JP3653879B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 蛍光式温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22442296A JP3653879B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 蛍光式温度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048063A true JPH1048063A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3653879B2 JP3653879B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=16813541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22442296A Expired - Fee Related JP3653879B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 蛍光式温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3653879B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071473A (ja) * | 2000-09-04 | 2002-03-08 | Anritsu Keiki Kk | 蛍光式光ファイバー温度計 |
| JP2003065860A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Ito Koki Kk | 液化ガス気化装置用温度センサー |
| WO2008029595A1 (fr) * | 2006-09-06 | 2008-03-13 | Tokyo Electron Limited | Dispositif de mesure de la température |
| JP2008257560A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | カタログ提示システム及び方法 |
| JP2008261665A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Toyota Central R&D Labs Inc | 温度測定方法又は電子デバイスの温度測定装置 |
| JP2010503231A (ja) * | 2006-09-11 | 2010-01-28 | ラム リサーチ コーポレーション | その場ウエハー温度測定並びに制御 |
| US20110268150A1 (en) * | 2010-12-17 | 2011-11-03 | General Electric Company | System and method for measuring temperature |
| CN106688087A (zh) * | 2014-07-08 | 2017-05-17 | 沃特洛电气制造公司 | 具有在粘结层中集成温度感测的粘结装置 |
| WO2017169032A1 (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、温度測定ユニット及び半導体装置の製造方法 |
| KR20180107754A (ko) * | 2017-03-22 | 2018-10-02 | 루마센스 테크놀로지스 홀딩스, 인코포레이티드 | 광발광 온도측정 표적 |
| CN108886013A (zh) * | 2016-03-14 | 2018-11-23 | 应用材料公司 | 在去夹持步骤期间移除静电夹盘上的残余电荷的方法 |
| JP2021525858A (ja) * | 2018-05-22 | 2021-09-27 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | デュアルシーリングと圧縮要素を備えた光ファイバープローブ |
-
1996
- 1996-08-07 JP JP22442296A patent/JP3653879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017527987A (ja) * | 2014-07-08 | 2017-09-21 | ワトロー エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | ボンド層での一体化された温度検知を有する接合アッセンブリ |
| US11187594B2 (en) | 2014-07-08 | 2021-11-30 | Watlow Electric Manufacturing Company | Bonded assembly with integrated temperature sensing in bond layer |
| TWI603416B (zh) * | 2014-07-08 | 2017-10-21 | 瓦特洛威電子製造公司 | 具有接合層之整合溫度感測技術的接合總成 |
| US11041766B2 (en) | 2014-07-08 | 2021-06-22 | Watlow Electric Manufacturing Company | Bonded assembly with integrated temperature sensing in bond layer |
| JP2019510369A (ja) * | 2016-03-14 | 2019-04-11 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | チャッキング解除工程中に静電チャック上の残留電荷を除去する方法 |
| CN108886013A (zh) * | 2016-03-14 | 2018-11-23 | 应用材料公司 | 在去夹持步骤期间移除静电夹盘上的残余电荷的方法 |
| JPWO2017169032A1 (ja) * | 2016-03-28 | 2018-12-27 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | 基板処理装置、温度測定ユニット及び半導体装置の製造方法 |
| CN108780753A (zh) * | 2016-03-28 | 2018-11-09 | 株式会社国际电气 | 基板处理装置、温度测定单元及半导体器件的制造方法 |
| KR20180118682A (ko) * | 2016-03-28 | 2018-10-31 | 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 | 기판 처리 장치, 온도 측정 유닛 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| TWI633602B (zh) * | 2016-03-28 | 2018-08-21 | 日立國際電氣股份有限公司 | 基板處理裝置、溫度測定單元及半導體裝置之製造方法 |
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|---|---|
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