JPS6139540A - ウエハ処理装置の温度測定機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、例えばＣＶＤ薄膜形成装置のように被加工物
であるウェハを載置したウェハ保持台を絶えず動かして
いるウェハ処理装置において、絶えず動いているウェハ
の温度を正確にかつ即時的に測定し得るように創作した
温度測定機構に関するものである。

〔発明の背景〕

例えばＣＶＤ薄膜形成装置などのウェハ処理装置におい
ては、該ウェハに対する成膜などの処理を均一に進行さ
せるため、ウェハを載置したウェハ保持台をプラネタリ
歯車によって自転、公転させる。第１図は上述の自、公
転駆動機構を示す説明図である。ウェハ１を搭載したウ
ェハ保持台２は自転軸３によって回転自在に支承されて
いる。

Ａはその回転中心軸である。

上記の自転軸３は、公転軸４に固着されたアーム５の先
端にベアリング６を介して支承されており、上記の公転
軸４の回りに回転駆動される。Ｂはその回転中心軸であ
る。

上記の公転の中心軸Ｂと同心にサンギヤ７が当該処理装
置のベース部材に固定されており、一方前記の自転軸３
にはプラネタリギヤ８が固着されてサンギヤ７に噛合し
ている。

これにより、アーム５が回転駆動さ九るとウェハ保持台
２は矢印Ｃの如く自転しつつ矢印りの如く公転する。

上記のように自、公転しつつ処理されるウェハ１を加熱
するため、ウェハ保持台２の底面に対向離間せしめて静
止部材であるヒータ９が設けられている。

当該ウェハ処理装置におけるウェハ温度をコントロール
するために、その温度を知ることが必要であるが、この
ウェハは前述の如く自、公転しているため、従来技術に
おいてはヒータ９の近傍に熱電対１０を埋設してヒータ
温度を検出してウェハ２温度を推定していたので、その
測定精度が良くなかった。

自、公転しているウェハの温度を非接触的に測定する方
法として、例えば赤外放射温度計の利用などが考えられ
るが、ウェハの処理が進行するに従ってその表面の放射
率が変化することや、赤外放射測定用の窓に設けた赤外
透過ガラスに蒸着物が堆積して透過率が変化することな
どの理由により、正確な測定が困難である。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので。

ウェハ保持台上に載置されたウェハの温度を正確に測定
し得る測定機構を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために創作した本発明装置の基本
的な原理は、 ｉ）、ウェハ保持台と一緒に回転する熱雷対温度計を設
け、ウェハの下面に接触する位置に該熱電対の温接点を
位置せしめ、 ５ｉ）、上記熱電対温度計の冷接点補償手段を設け、誤
差を補正して正確に測温し、 ■）、ウェハ保持台と一緒に自、公転している熱電対の
出力を、非接触的に静止部分まで導き出す手段を設ける
。というものである。

上述の原理に基づいて前記の目的を達成するため、本発
明のウェハ処理装置の温度測定機構は、ウェハ保持台の
ウェハ載置面付近に温接点を設置すた熱電対温度計の冷
接点をプラネタリギヤの歯面近傍に設けるとともに、こ
のプラネタリギヤに噛合するサンギヤの歯面近傍に温度
検出手段を設け、かつ、ウェハ保持台に固定されて一緒
に自転、公転する回転コイルを設けてこの回転コイルに
前記熱電対温度計の電流を流して磁化させるとともに。

ウェハ処理装置の固定部材に静止コイルを設けてこの静
止コイルと前記の回転コイルとを対向せしめ、該静止コ
イルに誘導される起電力を入力せしめる信号処理回路を
設け、前記の温度検出手段の出力信号を上記信号処理回
路に入力せしめ、この信号処理回路によって熱雷対の温
接点温度を算出するとともに冷接点温度に基づく補正を
行うように構成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に１本発明の１実施例を第２図について説明する。本
実施例は第１図に示した従来のウェハ処理装置に本発明
を適用して改良したもので、第１図におけると同様の図
面参照番号にダラシを付して示したウェハ保持台２′、
自転軸３′、サンギヤ７′及びプラネタリギヤ８′はそ
れぞれ従来装置の構成部材に対応する類似の部材である
。

本第２図においては図示を省略したが、第１図に示した
公転軸４，７−ム５．ベアリング６及びヒータ９は本実
施例にも設けである６第１図に示したヒータ９に埋設し
た熱電対１０は、本実施例においてはほとんど必要が無
いので、設けなくても良いが、既設の熱雷対１０を残し
ておいても構わない。

本実施例の自転軸３′は、これを管状としてその中に熱
電対１１を挿通する。上記熱電対１１の温接点１１ａは
、ウェハ保持台２′に設けた中心孔を通して該ウェハ保
持台２′の頂面付近に位置せしめ、ウェハ１に接し得る
ように支承する。そして、前記熱雷対ＩＪの冷接点１１
ｂはプラネタリギヤ８′の歯車近傍に埋設する。

１２はコイルで、プラネタリギヤ８′の下面に同心状に
固着してあり、該プラネタリギヤ８′と共に回転（自、
公転）する。前記の熱電対１１の発生電流を上記の回転
コイル１２に流すように配線する。

上記の回転コイル１２に対向せしめて、静止部材として
の静止コイル１３を設ける。１４．１５は双方のコイル
１２．１３の磁気結合係数を増加させるように設けたフ
ェライトコアである。上記の静止コイル１３に発生する
誘導電圧は増幅回路１６を介して信号処理回路１７に入
力せしめる。

一方、サンギヤ７′の歯車近傍にサーミスタ温度検出素
子１８を設け、その信号出力を信号検出回路１９を介し
て前記の信号処理回路１７に入力させるとともに、該サ
ンギヤ７′に冷却水管２０を設ける。

以上のように植成した温度測定機構においては熱電対１
１の温接点１１ａが被測定物であるウェハ１に接してい
るので、直接的に正確な測温ができる。

即ち、ウェハ１の温度によって定まる電流が流れ（冷接
点補正に関しては後述する）、電流値に比例した磁束が
回転コイル１２によって作られる。

上記の回転コイル１２は白、公転しているので、その磁
束が静止コイル１３を切る。このため、静止コイル１３
にはウェハ温度によって定まる電圧が誘起される。

一方、サンギヤ７′は冷却水管２０によって水冷されて
いるのでほぼ水温に保たれる。そして、このサンギヤ７
′に噛合するプラネタリギヤ８′は、該サンギヤ７′に
よって熱を奪われる。この結果、高温（５００〜６００
℃）に保たれているウェハ保持台２′→自転軸３′→プ
ラネタリギヤ８′→サンギヤ７′という径路に沿ってぼ
は定常的な熱流を生じる。従って、サンギヤ７′の歯面
近傍に埋設したサーミスタ温度素子１８によって検出し
た温度に基づいて、プラネタリギヤ８′の歯面近傍に埋
設した冷接点１１ｂの温度を比較的高精度で推定するこ
とができる。信号処理回路１７は、サーミスタ温度検出
素子１８の信号出力を温度検出回路１９を介して入力さ
れ、これに基づいて熱電対１１に発生した電流値に冷接
点補正を加え、ウェハ１の温度を算出して表示機構２１
に表示する。これにより、当該ウェハ処理装置の管理技
術者（又は総合自動制御装置）は、容易にウェハ１の正
確な温度を直読し得る（又は入力される）。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明の温度測定機構は、ウェハ処
理装置内で絶えず動いているウェハの温度を正確に測定
し得るという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はウェハ処理装置における従来の温度測定機構の
説明図、第２図は本発明の１実施例における温度測定機
構の説明図である。 １・・・ウェハ、２，２’・・・ウェハ保持台、３，３
′・・・自転軸、４・・・公転軸、５・・・アーム、７
．７’・・・サンギヤ、８，８′　・・・プラネタリギ
ヤ、９・・・ヒータ、１０．１１・・・熱電対、Ｉｌａ
・・・温接点、ｌｌｂ・・・冷接点、１２・・・回転コ
イル、１３・・・静止コイル、１４．１５・・・フェラ
イトコア、１８・・・サーミスタ温度検出素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　サンギヤに噛合して自転、公転するプラネタリギヤに
   支承されて自転、公転するウェハ保持台を備えたウェハ
   処理装置において、該ウェハ保持台のウェハ載置面付近
   に温接点を設けた熱電対温度計の冷接点をプラネタリギ
   ヤの歯面近傍に設けるとともに、このプラネタリギヤに
   噛合するサンギヤの歯面近傍に温度検出手段を設け、か
   つ、ウェハ保持台に固定されて一緒に自転、公転する回
   転コイルを設けてこの回転コイルに前記熱電対温度計の
   電流を流して磁化させるとともに、ウェハ処理装置の固
   定部材に静止コイルを設けてこの静止コイルと前記の回
   転コイルとを対向せしめ、該静止コイルに誘導される起
   電力を入力せしめる信号処理回路を設け、前記の温度検
   出手段の出力信号を上記信号処理回路に入力せしめ、こ
   の信号処理回路によって熱電対の温接点温度を算出する
   とともに冷接点温度に基づく補正を行うように構成した
   ことを特徴とするウェハ処理装置の温度測定機構。