JPH1090076A - 表面温度分布測定装置 - Google Patents
表面温度分布測定装置Info
- Publication number
- JPH1090076A JPH1090076A JP26788796A JP26788796A JPH1090076A JP H1090076 A JPH1090076 A JP H1090076A JP 26788796 A JP26788796 A JP 26788796A JP 26788796 A JP26788796 A JP 26788796A JP H1090076 A JPH1090076 A JP H1090076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- measuring
- temperature difference
- substrate
- temperature distribution
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定環境を問わず、正確に測定することがで
きる表面温度分布測定装置を提供すること。 【解決手段】 基板（シリコンウエハ）Ｂの基準点（中
心部）Ｏの温度を測定する基準温度測定用素子４を薄膜
熱電対として形成し、また、基準点Ｏと基板Ｂの外周部
４点に等角度間隔で設定された測定点Ｃ1 〜Ｃ4 との各
温度差を測定すべく、一方の接合部を基準温度測定用素
子４の近傍に、他方の接合部を上記各測定点上にそれぞ
れ位置するサーモパイルの薄膜層で温度差検出素子１５
ａ〜１５ｄを形成する。これにより、基準点Ｏと各測定
点Ｃ1 〜Ｃ4 との温度差が僅かであっても、このとき発
生する僅かな熱起電力を確実に読み取ることができ、正
確な表面温度分布を測定することができる。
きる表面温度分布測定装置を提供すること。 【解決手段】 基板（シリコンウエハ）Ｂの基準点（中
心部）Ｏの温度を測定する基準温度測定用素子４を薄膜
熱電対として形成し、また、基準点Ｏと基板Ｂの外周部
４点に等角度間隔で設定された測定点Ｃ1 〜Ｃ4 との各
温度差を測定すべく、一方の接合部を基準温度測定用素
子４の近傍に、他方の接合部を上記各測定点上にそれぞ
れ位置するサーモパイルの薄膜層で温度差検出素子１５
ａ〜１５ｄを形成する。これにより、基準点Ｏと各測定
点Ｃ1 〜Ｃ4 との温度差が僅かであっても、このとき発
生する僅かな熱起電力を確実に読み取ることができ、正
確な表面温度分布を測定することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面温度分布測定
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、表面温度分布を測定するの
に、被測定体に直接、接触させることで温度測定を行う
熱電対と、被測定体から放射される輻射光を検出するこ
とで温度測定を行う輻射（放射）温度計とがある。例え
ばシリコン（Ｓｉ）ウエハの表面温度を熱電対を用いて
測定する場合、熱電対の温度検出部分を正確にウエハ表
面に接触させると共に、ウエハに対し強固に固定するた
めに無機質系の接着剤を使用していた。
に、被測定体に直接、接触させることで温度測定を行う
熱電対と、被測定体から放射される輻射光を検出するこ
とで温度測定を行う輻射（放射）温度計とがある。例え
ばシリコン（Ｓｉ）ウエハの表面温度を熱電対を用いて
測定する場合、熱電対の温度検出部分を正確にウエハ表
面に接触させると共に、ウエハに対し強固に固定するた
めに無機質系の接着剤を使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱電対は金属のワイヤで構成された素子を測定したい場
所に接触させるようにしているが、被測定体の表面と素
子とは点接触であり、正確に被測定体表面の温度が素子
に伝達されておらず、正確な測定をしているとはいえな
い。また、素子を固定するのに固定部分に接着剤を使用
しているので、接着剤のもつ熱容量の影響で素子からの
熱起電力発生には時間的遅れがある。加えて、被測定体
表面から素子への熱の移動により実際の温度よりも低く
なったり高くなったりする場合がある。さらに、被測定
体表面の温度分布を測定するためには複数の熱電対を用
いなければならず、素子ごとの温度特性のばらつきも考
えられる。
熱電対は金属のワイヤで構成された素子を測定したい場
所に接触させるようにしているが、被測定体の表面と素
子とは点接触であり、正確に被測定体表面の温度が素子
に伝達されておらず、正確な測定をしているとはいえな
い。また、素子を固定するのに固定部分に接着剤を使用
しているので、接着剤のもつ熱容量の影響で素子からの
熱起電力発生には時間的遅れがある。加えて、被測定体
表面から素子への熱の移動により実際の温度よりも低く
なったり高くなったりする場合がある。さらに、被測定
体表面の温度分布を測定するためには複数の熱電対を用
いなければならず、素子ごとの温度特性のばらつきも考
えられる。
【０００４】本出願人らは先に、上述したような従来の
熱電対素子に伴う問題点を解決するために、基板上に形
成された金属または合金から成る熱電対形成薄膜層で構
成した薄膜型熱電対素子を提案した（特開平６−２５８
１４９号公報参照）。しかし、これには、絶対的な温度
を測定する構成しか示されておらず、基板表面の温度分
布を測定する構成は開示されていない。
熱電対素子に伴う問題点を解決するために、基板上に形
成された金属または合金から成る熱電対形成薄膜層で構
成した薄膜型熱電対素子を提案した（特開平６−２５８
１４９号公報参照）。しかし、これには、絶対的な温度
を測定する構成しか示されておらず、基板表面の温度分
布を測定する構成は開示されていない。
【０００５】一方、放射温度計によって表面温度分布を
測定する光学的測定法によれば、被測定体と非接触で正
確な温度測定が可能であるが、閉じられた空間内に被測
定体がある場合は測定不可能となる。そこで、被測定体
が入っている空間との仕切部分に窓を設けるようにすれ
ば被測定体表面からの輻射光を検出することが可能とな
るが、この窓に使われる材料には輻射光（主に赤外線）
を透過する材料（例えば光学用石英ガラス）を用いなけ
ればならず、しかも、これには高価なものが多い。ま
た、窓を設けることが不可能な場合もあるという問題も
ある。
測定する光学的測定法によれば、被測定体と非接触で正
確な温度測定が可能であるが、閉じられた空間内に被測
定体がある場合は測定不可能となる。そこで、被測定体
が入っている空間との仕切部分に窓を設けるようにすれ
ば被測定体表面からの輻射光を検出することが可能とな
るが、この窓に使われる材料には輻射光（主に赤外線）
を透過する材料（例えば光学用石英ガラス）を用いなけ
ればならず、しかも、これには高価なものが多い。ま
た、窓を設けることが不可能な場合もあるという問題も
ある。
【０００６】さらに、光ケーブルを利用して離れた場所
においても被測定体表面からの輻射光による温度測定が
可能ではあるが、温度分布を測定したり、高温の物質表
面温度の測定には不向きである。というのは、光ケーブ
ルで被測定体表面の温度分布測定を行うためには多数の
高価な測定ヘッドが必要となり、また、これらを設置す
る空間が必要となるからである。さらに、被測定体の表
面温度が高いと、その輻射熱により耐熱性をもたない測
定ヘッドが昇温して故障してしまい、測定不可能となっ
てしまうからである。
においても被測定体表面からの輻射光による温度測定が
可能ではあるが、温度分布を測定したり、高温の物質表
面温度の測定には不向きである。というのは、光ケーブ
ルで被測定体表面の温度分布測定を行うためには多数の
高価な測定ヘッドが必要となり、また、これらを設置す
る空間が必要となるからである。さらに、被測定体の表
面温度が高いと、その輻射熱により耐熱性をもたない測
定ヘッドが昇温して故障してしまい、測定不可能となっ
てしまうからである。
【０００７】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、測定
環境を問わずに正確に測定することができる表面温度分
布測定装置を提供することを課題とする。
環境を問わずに正確に測定することができる表面温度分
布測定装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題は、基板の一
表面上の基準点に形成された第１熱電対形成薄膜層で成
る基準温度測定用素子と、一対の電極側を前記基準温度
測定用素子の近傍に、接合部側を前記一表面上の測定点
に各々形成された第２熱電対形成薄膜層で成る温度差検
出素子とを有し、該温度差検出素子により検出される前
記基準点と前記測定点との間の温度差から前記一表面内
の温度分布を測定するようにしたことを特徴とする表面
温度分布測定装置、によって解決される。
表面上の基準点に形成された第１熱電対形成薄膜層で成
る基準温度測定用素子と、一対の電極側を前記基準温度
測定用素子の近傍に、接合部側を前記一表面上の測定点
に各々形成された第２熱電対形成薄膜層で成る温度差検
出素子とを有し、該温度差検出素子により検出される前
記基準点と前記測定点との間の温度差から前記一表面内
の温度分布を測定するようにしたことを特徴とする表面
温度分布測定装置、によって解決される。
【０００９】また以上の課題は、基板の一表面上の基準
点に形成された熱電対形成薄膜層で成る基準温度測定用
素子と、一方の接合部群を前記基準温度測定用素子の近
傍に、他方の接合部群を前記一表面上の測定点に各々形
成されたサーモパイル形成薄膜層で成る温度差検出素子
とを有し、該温度差検出素子により検出される前記基準
点と前記測定点との間の温度差から前記一表面内の温度
分布を測定するようにしたことを特徴とする表面温度分
布測定装置、によって解決される。
点に形成された熱電対形成薄膜層で成る基準温度測定用
素子と、一方の接合部群を前記基準温度測定用素子の近
傍に、他方の接合部群を前記一表面上の測定点に各々形
成されたサーモパイル形成薄膜層で成る温度差検出素子
とを有し、該温度差検出素子により検出される前記基準
点と前記測定点との間の温度差から前記一表面内の温度
分布を測定するようにしたことを特徴とする表面温度分
布測定装置、によって解決される。
【００１０】本発明は、熱電対形成薄膜層から成る基準
温度測定用素子で基準点の温度を測定すると共に、基板
の表面温度分布を測定するのに基板上の基準点と測定点
との間の温度差を測定させるための温度差検出素子を熱
電対形成薄膜層またはサーモパイル形成薄膜層で形成す
るようにしている。特に、サーモパイルは２点間の温度
差を正確に検出するものであり、１つのサーモパイル内
に形成する熱電対素子の数を増やすことで、より正確に
信号ノイズの少ない測定が可能となる。また、これら２
つの素子は基板の表面上に直接、薄膜層として形成され
るので、素子自体の熱容量は小さく、また素子と基板と
の間の界面接触が確実に行われるので、複数の温度差検
出素子間における熱起電力特性にばらつきのない温度分
布測定を行うことができる。さらに、測定環境を選ばず
に測定を行うことができる。
温度測定用素子で基準点の温度を測定すると共に、基板
の表面温度分布を測定するのに基板上の基準点と測定点
との間の温度差を測定させるための温度差検出素子を熱
電対形成薄膜層またはサーモパイル形成薄膜層で形成す
るようにしている。特に、サーモパイルは２点間の温度
差を正確に検出するものであり、１つのサーモパイル内
に形成する熱電対素子の数を増やすことで、より正確に
信号ノイズの少ない測定が可能となる。また、これら２
つの素子は基板の表面上に直接、薄膜層として形成され
るので、素子自体の熱容量は小さく、また素子と基板と
の間の界面接触が確実に行われるので、複数の温度差検
出素子間における熱起電力特性にばらつきのない温度分
布測定を行うことができる。さらに、測定環境を選ばず
に測定を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】基板の一表面上に基準点を定めそ
の上に直接、第１の熱電対薄膜層を形成する。この薄膜
層を基準温度測定用素子として基準温度の測定を行う。
また、基準点との温度差を測定するための測定点を上記
基板の一表面上に定め、一対の電極側を上記基準温度測
定用素子の近傍に、接合部側を上記測定点の上に各々形
成するように、第２の熱電対薄膜層を基板上に形成す
る。これを温度差検出素子として上記基準点と測定点と
の間の温度差を検出し、この温度差から基板表面の温度
分布を測定するようにする。
の上に直接、第１の熱電対薄膜層を形成する。この薄膜
層を基準温度測定用素子として基準温度の測定を行う。
また、基準点との温度差を測定するための測定点を上記
基板の一表面上に定め、一対の電極側を上記基準温度測
定用素子の近傍に、接合部側を上記測定点の上に各々形
成するように、第２の熱電対薄膜層を基板上に形成す
る。これを温度差検出素子として上記基準点と測定点と
の間の温度差を検出し、この温度差から基板表面の温度
分布を測定するようにする。
【００１２】基板は、被測定体に対して脱着可能なもの
でも、被測定体の一部であってもよく、この場合、被測
定体に直接、上記基準温度測定用素子および温度差検出
素子の両素子を形成して測定するようにする。また、基
板が導電性のものであれば、基板と上記両素子との間に
絶縁層を介在させるようにする。
でも、被測定体の一部であってもよく、この場合、被測
定体に直接、上記基準温度測定用素子および温度差検出
素子の両素子を形成して測定するようにする。また、基
板が導電性のものであれば、基板と上記両素子との間に
絶縁層を介在させるようにする。
【００１３】温度差検出素子は、勿論、複数あればより
正確な温度分布測定が可能となる。この場合、基板の中
心に基準点を、基板外周部に等間隔で測定点をそれぞれ
定め、基準温度測定用素子を中心にして放射状に上記温
度差検出素子を形成することにより、基準点とそれぞれ
の測定点との間の温度差を測定するようにすればよい。
正確な温度分布測定が可能となる。この場合、基板の中
心に基準点を、基板外周部に等間隔で測定点をそれぞれ
定め、基準温度測定用素子を中心にして放射状に上記温
度差検出素子を形成することにより、基準点とそれぞれ
の測定点との間の温度差を測定するようにすればよい。
【００１４】基準温度測定用素子の電極部および温度差
検出素子の電極部からのリード線の取り方としては、リ
ード線をこれら薄膜素子の電極部に対しハンダ付け、ロ
ウ付け、スポット溶接等で固定することで行う。特に、
スポット溶接によれば電気的接触を確実に行うことがで
きる。
検出素子の電極部からのリード線の取り方としては、リ
ード線をこれら薄膜素子の電極部に対しハンダ付け、ロ
ウ付け、スポット溶接等で固定することで行う。特に、
スポット溶接によれば電気的接触を確実に行うことがで
きる。
【００１５】以上述べた本発明の実施の形態による表面
温度分布測定装置では、温度差検出素子を一対の薄膜熱
電対素子で形成したが、これを複数列に連接して成るサ
ーモパイル素子で形成すれば、基準点と測定点との温度
差が僅かであっても、感度よく検出することができる。
その詳細については、以下の実施例において説明する。
温度分布測定装置では、温度差検出素子を一対の薄膜熱
電対素子で形成したが、これを複数列に連接して成るサ
ーモパイル素子で形成すれば、基準点と測定点との温度
差が僅かであっても、感度よく検出することができる。
その詳細については、以下の実施例において説明する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例による表面温度分布測
定装置について、被測定体としてシリコンウエハの表面
温度分布測定に適用した例を、図面を参照して説明す
る。
定装置について、被測定体としてシリコンウエハの表面
温度分布測定に適用した例を、図面を参照して説明す
る。
【００１７】本実施例における基板Ｂは、シリコンウエ
ハ２と、その一表面に絶縁層として形成された熱酸化膜
（ＳｉＯ2 ）３とから成る（図３参照）。そこで、図１
に示すように基板Ｂの中心を基準点Ｏとし、この点との
温度差を測定すべく基板Ｂ上の外周部４点に測定点Ｃ
1 、Ｃ2 、Ｃ3 、Ｃ4 を等角度間隔で設定して、基板Ｂ
の表面温度分布を測定する。
ハ２と、その一表面に絶縁層として形成された熱酸化膜
（ＳｉＯ2 ）３とから成る（図３参照）。そこで、図１
に示すように基板Ｂの中心を基準点Ｏとし、この点との
温度差を測定すべく基板Ｂ上の外周部４点に測定点Ｃ
1 、Ｃ2 、Ｃ3 、Ｃ4 を等角度間隔で設定して、基板Ｂ
の表面温度分布を測定する。
【００１８】基準点Ｏの温度を測定する基準温度測定用
素子４は、図２および図３に示すように、銅膜Ｔ1 （図
中ダブルハッチングで示す。）とコンスタンタン（銅５
５％−ニッケル４５％）膜Ｔ2 とから成る薄膜熱電対素
子で形成される。一方、基準点Ｏと各測定点Ｃ1 〜Ｃ4
とのそれぞれの温度差を検出する温度差検出素子５ａ、
５ｂ、５ｃ、５ｄは、図２および図４に示すように、銅
膜Ｔ1 とコンスタンタン膜Ｔ2 とから成る薄膜熱電対素
子を３対接続したサーモパイル薄膜素子で形成される。
これら基準温度測定用素子４および温度差検出素子５ａ
〜５ｄは、スパッタ法により成膜される。このようにし
て得られらた熱電対の接合部Ｊ、Ｊ1 、Ｊ2 は、基準温
度測定用素子４においてはＪで基準点Ｏ上に、また温度
差検出素子５ａ〜５ｄにおいては、一方の接合部群Ｊ1
は基準温度測定用素子４の近傍に、他方の接合部群Ｊ2
は各測定点Ｃ1 〜Ｃ4 に位置している。
素子４は、図２および図３に示すように、銅膜Ｔ1 （図
中ダブルハッチングで示す。）とコンスタンタン（銅５
５％−ニッケル４５％）膜Ｔ2 とから成る薄膜熱電対素
子で形成される。一方、基準点Ｏと各測定点Ｃ1 〜Ｃ4
とのそれぞれの温度差を検出する温度差検出素子５ａ、
５ｂ、５ｃ、５ｄは、図２および図４に示すように、銅
膜Ｔ1 とコンスタンタン膜Ｔ2 とから成る薄膜熱電対素
子を３対接続したサーモパイル薄膜素子で形成される。
これら基準温度測定用素子４および温度差検出素子５ａ
〜５ｄは、スパッタ法により成膜される。このようにし
て得られらた熱電対の接合部Ｊ、Ｊ1 、Ｊ2 は、基準温
度測定用素子４においてはＪで基準点Ｏ上に、また温度
差検出素子５ａ〜５ｄにおいては、一方の接合部群Ｊ1
は基準温度測定用素子４の近傍に、他方の接合部群Ｊ2
は各測定点Ｃ1 〜Ｃ4 に位置している。
【００１９】図４に温度差検出素子５ａの詳細を示す。
これは銅−コンスタンタン熱電対を３組連接して形成さ
れるサーモパイルであり、その全長ａは６０ｍｍ、接合
部Ｊ2 、Ｊ2 、Ｊ2 側の全幅ｂは３．３ｍｍで、隣接す
る各導体パターンの間隔ｃは０．３ｍｍで形成されてい
る。さらに、両端部には縦ｄおよび横ｅの長さが０．１
５ｍｍの正方形に形成された電極部Ｅ、Ｅが形成されて
いる。なお、他の温度差検出素子１５ｂ、１５ｃ、１５
ｄもまた同一構成を有しているので、その詳細な説明は
省略する。
これは銅−コンスタンタン熱電対を３組連接して形成さ
れるサーモパイルであり、その全長ａは６０ｍｍ、接合
部Ｊ2 、Ｊ2 、Ｊ2 側の全幅ｂは３．３ｍｍで、隣接す
る各導体パターンの間隔ｃは０．３ｍｍで形成されてい
る。さらに、両端部には縦ｄおよび横ｅの長さが０．１
５ｍｍの正方形に形成された電極部Ｅ、Ｅが形成されて
いる。なお、他の温度差検出素子１５ｂ、１５ｃ、１５
ｄもまた同一構成を有しているので、その詳細な説明は
省略する。
【００２０】基準温度測定用素子４の銅膜Ｔ1 で形成さ
れる電極部Ｅには銅で成るリード線６ａが、またコンス
タンタン膜Ｔ2 で形成される電極部Ｅにはコンスタンタ
ンで成るリード線６ｂが、スポット溶接により接続され
ている。一方、４つの温度差検出素子５ａ〜５ｄの各電
極部Ｅ、Ｅ、…のそれぞれには銅線で成るリード線７ａ
と７ｂ、８ａと８ｂ、９ａと９ｂ、１０ａと１０ｂが、
同様にスポット溶接により接続されている。これによ
り、電気的接触が確実に行われる。これらリード線６
ａ、６ｂ〜１０ａ、１０ｂの他端部は、それぞれ図示し
ない電圧計に接続される。以上のように結線することに
より、基準温度測定用素子４においては、基準点Ｏの温
度に対応した熱起電力を測定するようにし、また温度差
検出素子５ａ〜５ｄにおいては、基準点Ｏ側の接合部Ｊ
1 と測定点Ｃ1 〜Ｃ4 側の接合部Ｊ2との温度差に対応
した熱起電力を測定するようにしている。
れる電極部Ｅには銅で成るリード線６ａが、またコンス
タンタン膜Ｔ2 で形成される電極部Ｅにはコンスタンタ
ンで成るリード線６ｂが、スポット溶接により接続され
ている。一方、４つの温度差検出素子５ａ〜５ｄの各電
極部Ｅ、Ｅ、…のそれぞれには銅線で成るリード線７ａ
と７ｂ、８ａと８ｂ、９ａと９ｂ、１０ａと１０ｂが、
同様にスポット溶接により接続されている。これによ
り、電気的接触が確実に行われる。これらリード線６
ａ、６ｂ〜１０ａ、１０ｂの他端部は、それぞれ図示し
ない電圧計に接続される。以上のように結線することに
より、基準温度測定用素子４においては、基準点Ｏの温
度に対応した熱起電力を測定するようにし、また温度差
検出素子５ａ〜５ｄにおいては、基準点Ｏ側の接合部Ｊ
1 と測定点Ｃ1 〜Ｃ4 側の接合部Ｊ2との温度差に対応
した熱起電力を測定するようにしている。
【００２１】次に、測定方法について説明すると、基準
温度測定用素子４の熱起電力により基準点Ｏの実際の温
度を換算し、また、４つの温度差検出素子５ａ〜５ｄの
熱起電力により基準点Ｏと各測定点Ｃ1 〜Ｃ4 との温度
差を換算する。そして、これらのデータを基にして基板
Ｂの表面温度分布を測定する。
温度測定用素子４の熱起電力により基準点Ｏの実際の温
度を換算し、また、４つの温度差検出素子５ａ〜５ｄの
熱起電力により基準点Ｏと各測定点Ｃ1 〜Ｃ4 との温度
差を換算する。そして、これらのデータを基にして基板
Ｂの表面温度分布を測定する。
【００２２】そこで、本実施例での測定値は基板Ｂ上の
基準点Ｏの温度が２００℃であり、４つの温度差検出素
子５ａ〜５ｄより得られた温度差が、素子５ａ：プラス
５℃、素子５ｂ：プラス８℃、素子５ｃ：マイナス６
℃、素子５ｄ：マイナス６℃であった。これにより、各
測定点Ｃ1 〜Ｃ4 の温度は、Ｃ1 ：２０５℃、Ｃ2 ：２
０８℃、Ｃ3 ：１９４℃、Ｃ4 ：１９４℃であったこと
になる。すなわち、これらの測定結果から、基板Ｂの表
面温度分布が図１を参照してオリエンテーションフラッ
ト（オリフラ）２ａ側で温度が高く、図中右下にいくほ
ど温度が低い、と判断することができる。
基準点Ｏの温度が２００℃であり、４つの温度差検出素
子５ａ〜５ｄより得られた温度差が、素子５ａ：プラス
５℃、素子５ｂ：プラス８℃、素子５ｃ：マイナス６
℃、素子５ｄ：マイナス６℃であった。これにより、各
測定点Ｃ1 〜Ｃ4 の温度は、Ｃ1 ：２０５℃、Ｃ2 ：２
０８℃、Ｃ3 ：１９４℃、Ｃ4 ：１９４℃であったこと
になる。すなわち、これらの測定結果から、基板Ｂの表
面温度分布が図１を参照してオリエンテーションフラッ
ト（オリフラ）２ａ側で温度が高く、図中右下にいくほ
ど温度が低い、と判断することができる。
【００２３】以上述べたように、本実施例による表面温
度分布測定装置によれば、基板Ｂの表面温度分布の測定
を薄膜熱電対素子および薄膜サーモパイルパイル素子を
用いて行うようにしているため、接着剤で固定する従来
の熱電対素子を用いて測定を行うのと比較して、時間的
遅れを短縮し、測定精度を大幅に向上させることができ
るのは勿論のこと、基準点Ｏと測定点Ｃ1 〜Ｃ4 との間
の各温度差が僅かであっても、その熱起電力を高い分解
能を有した電圧計を用いることなく確実に測定すること
ができ、正確な表面温度分布測定を行うことができる。
ここに、これら温度差検出素子５ａ〜５ｄを１対の薄膜
熱電対素子で測定した熱起電力の測定値と、本実施例の
３対の熱電対列で形成される薄膜サーモパイル素子で測
定した熱起電力の測定値とを表１に示す。
度分布測定装置によれば、基板Ｂの表面温度分布の測定
を薄膜熱電対素子および薄膜サーモパイルパイル素子を
用いて行うようにしているため、接着剤で固定する従来
の熱電対素子を用いて測定を行うのと比較して、時間的
遅れを短縮し、測定精度を大幅に向上させることができ
るのは勿論のこと、基準点Ｏと測定点Ｃ1 〜Ｃ4 との間
の各温度差が僅かであっても、その熱起電力を高い分解
能を有した電圧計を用いることなく確実に測定すること
ができ、正確な表面温度分布測定を行うことができる。
ここに、これら温度差検出素子５ａ〜５ｄを１対の薄膜
熱電対素子で測定した熱起電力の測定値と、本実施例の
３対の熱電対列で形成される薄膜サーモパイル素子で測
定した熱起電力の測定値とを表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２６】例えば以上の実施例では、温度差検出素子
５ａ〜５ｄをそれぞれ３対の熱電対列から成るサーモパ
イルで形成し、基板Ｂの外周部４点Ｃ1 〜Ｃ4 （９０度
間隔）を測定点としたが、これに限らず、例えば図５お
よび図６に示すように、４対の熱電対列から成るサーモ
パイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３
ｆで温度差検出素子を形成し、基板Ｂの外周部６点（６
０度間隔）を測定点とするようにしてもよい。これによ
れば、上述の実施例よりも多くのデータが得られるの
で、より緻密性の高い温度分布測定が可能となる。
５ａ〜５ｄをそれぞれ３対の熱電対列から成るサーモパ
イルで形成し、基板Ｂの外周部４点Ｃ1 〜Ｃ4 （９０度
間隔）を測定点としたが、これに限らず、例えば図５お
よび図６に示すように、４対の熱電対列から成るサーモ
パイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３
ｆで温度差検出素子を形成し、基板Ｂの外周部６点（６
０度間隔）を測定点とするようにしてもよい。これによ
れば、上述の実施例よりも多くのデータが得られるの
で、より緻密性の高い温度分布測定が可能となる。
【００２７】また、測定点は基板Ｂの外周部だけに限ら
ず、その中間地点における温度をも測定するようにして
もよい。すなわち、例えば図７に示すように、基板Ｂの
外周部４点の測定点Ｃ1 〜Ｃ4 の他に、基板半径の中点
上の測定点Ｃ5 、Ｃ6 、Ｃ7、Ｃ8 を測定する温度差検
出素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを等角度間隔で
別途、形成するようにしてもよい。このように測定点を
適宜設定することによって、基板表面の温度勾配を測定
することができる。
ず、その中間地点における温度をも測定するようにして
もよい。すなわち、例えば図７に示すように、基板Ｂの
外周部４点の測定点Ｃ1 〜Ｃ4 の他に、基板半径の中点
上の測定点Ｃ5 、Ｃ6 、Ｃ7、Ｃ8 を測定する温度差検
出素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを等角度間隔で
別途、形成するようにしてもよい。このように測定点を
適宜設定することによって、基板表面の温度勾配を測定
することができる。
【００２８】また以上の実施例では、基準温度測定用素
子４および温度差検出素子５ａ〜５ｄを銅−コンスタン
タンの組み合わせによるＴ型の熱電対材料で形成した
が、クロメル（クロム１０％、ニッケル９０％）−アル
メル（アルミニウム、マンガン等、残ニッケル）の組み
合わせによるＫ型熱電対、クロメル−コンスタンタンの
Ｅ型熱電対、鉄−コンスタンタンのＪ型熱電対等、種々
の熱電対材料で形成してもよい。そして、基板への成膜
もスパッタ法に限らず、他のＰＶＤ法（例えば真空蒸着
法やイオンプレーティング法）で行うようにしてもよ
い。
子４および温度差検出素子５ａ〜５ｄを銅−コンスタン
タンの組み合わせによるＴ型の熱電対材料で形成した
が、クロメル（クロム１０％、ニッケル９０％）−アル
メル（アルミニウム、マンガン等、残ニッケル）の組み
合わせによるＫ型熱電対、クロメル−コンスタンタンの
Ｅ型熱電対、鉄−コンスタンタンのＪ型熱電対等、種々
の熱電対材料で形成してもよい。そして、基板への成膜
もスパッタ法に限らず、他のＰＶＤ法（例えば真空蒸着
法やイオンプレーティング法）で行うようにしてもよ
い。
【００２９】また以上の実施例では、絶縁膜３付きのシ
リコンウエハ２を基板Ｂとして直接その上に基準温度測
定用素子４および温度差検出素子５ａ〜５ｄを形成する
ようにしたが、例えばポリイミドフィルムから成る基板
の上にこれら両素子４、５ａ〜５ｄを形成したものを表
面温度分布測定装置として構成し、これを被測定体の表
面に対して脱着可能とするようにしてもよい。また、シ
リコンウエハ以外に、液晶基板のような半導体デバイス
特性を一基板内において均一に製造する必要があるもの
など、基板表面の均熱性が欠かせない半導体プロセスを
確立するための判断材料として、本発明は特に有効であ
る。
リコンウエハ２を基板Ｂとして直接その上に基準温度測
定用素子４および温度差検出素子５ａ〜５ｄを形成する
ようにしたが、例えばポリイミドフィルムから成る基板
の上にこれら両素子４、５ａ〜５ｄを形成したものを表
面温度分布測定装置として構成し、これを被測定体の表
面に対して脱着可能とするようにしてもよい。また、シ
リコンウエハ以外に、液晶基板のような半導体デバイス
特性を一基板内において均一に製造する必要があるもの
など、基板表面の均熱性が欠かせない半導体プロセスを
確立するための判断材料として、本発明は特に有効であ
る。
【００３０】さらに以上の実施例では、これら両素子
４、５ａ〜５ｄとリード線６ａ〜１０ｂとの接続はスポ
ット溶接により行ったが、その他、ハンダ付け、ロウ付
け等によって接続するようにしてもよい。
４、５ａ〜５ｄとリード線６ａ〜１０ｂとの接続はスポ
ット溶接により行ったが、その他、ハンダ付け、ロウ付
け等によって接続するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の表面温度分
布測定装置によれば、測定環境を選ぶことなく、被測定
体の表面温度およびその温度分布を従来よりも正確に測
定することができ、また、表面温度および温度分布測定
を必要とするあらゆる産業分野において応用でき、装置
としても安価に作製することができる。
布測定装置によれば、測定環境を選ぶことなく、被測定
体の表面温度およびその温度分布を従来よりも正確に測
定することができ、また、表面温度および温度分布測定
を必要とするあらゆる産業分野において応用でき、装置
としても安価に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による表面温度分布測定装置の
全体を示す平面図である。
全体を示す平面図である。
【図２】図１における要部の拡大図である。
【図３】図２における［３］−［３］線方向の断面図で
ある。
ある。
【図４】１つの温度差検出素子（サーモパイル）を示す
拡大図である。
拡大図である。
【図５】本発明の変形例による温度差検出素子の形状お
よび配置構成を示す拡大図である。
よび配置構成を示す拡大図である。
【図６】図５における１つの温度差検出素子の全体を示
す拡大図である。
す拡大図である。
【図７】本発明の他の変形例による表面温度分布測定装
置の全体を示す平面図である。
置の全体を示す平面図である。
１ 表面温度分布測定装置 ２ シリコンウエハ ３ 絶縁層 ４ 基準温度測定用素子 ５ａ 温度差検出素子 ５ｂ 温度差検出素子 ５ｃ 温度差検出素子 ５ｄ 温度差検出素子 Ｂ 基板 Ｃ1 測定点 Ｃ2 測定点 Ｃ3 測定点 Ｃ4 測定点 Ｏ 基準点 Ｔ1 銅膜 Ｔ2 コンスタンタン膜
Claims (6)
- 【請求項１】 基板の一表面上の基準点に形成された第
１熱電対形成薄膜層で成る基準温度測定用素子と、一対
の電極側を前記基準温度測定用素子の近傍に、接合部側
を前記一表面上の測定点に各々形成された第２熱電対形
成薄膜層で成る温度差検出素子とを有し、該温度差検出
素子により検出される前記基準点と前記測定点との間の
温度差から前記一表面内の温度分布を測定するようにし
たことを特徴とする表面温度分布測定装置。 - 【請求項２】 基板の一表面上の基準点に形成された熱
電対形成薄膜層で成る基準温度測定用素子と、一方の接
合部群を前記基準温度測定用素子の近傍に、他方の接合
部群を前記一表面上の測定点に各々形成されたサーモパ
イル形成薄膜層で成る温度差検出素子とを有し、該温度
差検出素子により検出される前記基準点と前記測定点と
の間の温度差から前記一表面内の温度分布を測定するよ
うにしたことを特徴とする表面温度分布測定装置。 - 【請求項３】 前記基板は被測定体の一部であることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表面温度分布
測定装置。 - 【請求項４】 前記基板は導電性の被測定体の一部であ
り、その上に絶縁層を介して前記基準温度測定用素子お
よび前記温度差検出素子を形成したことを特徴とする請
求項１ないし請求項３に記載の表面温度分布測定装置。 - 【請求項５】 前記温度差検出素子は、前記基準温度測
定用素子を中心に放射状に形成されることを特徴とする
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の表面温度分
布測定装置。 - 【請求項６】 前記基準温度測定用素子の電極部および
前記温度差検出素子の電極部へのリード線の接続は、ス
ポット溶接により行われることを特徴とする請求項１な
いし請求項５のいずれかに記載の表面温度分布測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26788796A JPH1090076A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 表面温度分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26788796A JPH1090076A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 表面温度分布測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090076A true JPH1090076A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17451013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26788796A Pending JPH1090076A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 表面温度分布測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1090076A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007040916A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Kawaso Electric Industrial Co Ltd | 温度分布測定装置 |
| JP2010210400A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Daikin Ind Ltd | 異常高温検出用素子、およびそれを備える異常高温検出用装置 |
| CN102192796A (zh) * | 2010-03-16 | 2011-09-21 | 米其林技术公司 | 用于测量覆盖路面的水的温度的设备 |
| CN109781288A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-21 | 西安交通大学 | 用于检测激光光斑温度场分布的温度传感器及其制备方法 |
| JP2019090762A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | アズビル株式会社 | 温度センサ |
-
1996
- 1996-09-18 JP JP26788796A patent/JPH1090076A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007040916A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Kawaso Electric Industrial Co Ltd | 温度分布測定装置 |
| JP2010210400A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Daikin Ind Ltd | 異常高温検出用素子、およびそれを備える異常高温検出用装置 |
| CN102192796A (zh) * | 2010-03-16 | 2011-09-21 | 米其林技术公司 | 用于测量覆盖路面的水的温度的设备 |
| JP2019090762A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | アズビル株式会社 | 温度センサ |
| CN109781288A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-21 | 西安交通大学 | 用于检测激光光斑温度场分布的温度传感器及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4814429B2 (ja) | 集積回路製造ツール基板上で温度を検出する装置 | |
| JP4970512B2 (ja) | 熱分析センサー並びに熱分析センサーを製造する方法 | |
| US6437681B1 (en) | Structure and fabrication process for an improved high temperature sensor | |
| CN103229032B (zh) | 电气元件 | |
| US6508585B2 (en) | Differential scanning calorimeter | |
| US9964454B2 (en) | Thermopile differential scanning calorimeter sensor | |
| JPS6140154B2 (ja) | ||
| EP0908713A1 (en) | Temperature instrumented semiconductor wafer | |
| US5990412A (en) | Differential thermopile heat flux transducer formed by depositing metals and non-metals from liquids onto a substrate | |
| JPH1090076A (ja) | 表面温度分布測定装置 | |
| CN112689890A (zh) | 工艺温度测量装置制造技术及其校正及数据内插的方法 | |
| JP6355600B2 (ja) | 熱分析装置用センサユニットおよび熱分析装置 | |
| US6593519B2 (en) | Infrared sensor | |
| JPH11118616A (ja) | 温度センサ、測温機能付き半導体ウエハ、および熱電対センサを形成する方法 | |
| KR101746560B1 (ko) | 다층 저항-열전식 온도측정 웨이퍼 센서 및 그 제조방법 | |
| JPS62139339A (ja) | 測温ウエハ | |
| JP2012078245A (ja) | 電気素子、集積素子及び電子回路 | |
| KR102119757B1 (ko) | 다층 저항-열전식 온도측정 웨이퍼 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR20020009365A (ko) | 기판온도측정 장치 및 제작 방법 | |
| CN116147793A (zh) | 一种测温芯片、芯片结构及制造方法 | |
| JP4518226B2 (ja) | 示差走査熱量計用温度差センサ | |
| JPS62139338A (ja) | 測温ウエハ | |
| KR200197336Y1 (ko) | 기판 매입형 박막온도센서 | |
| JPH11337413A (ja) | 非接触温度測定装置及び温度測定方法 | |
| JPH0584867B2 (ja) |