(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の温度といった情報を検出または解析する基板、基板保持装置、解析装置、プログラム、検出システム、半導体デバイス、表示装置、および半導体製造装置であって、基板が高温になる環境でも用いることができ、かつ、この基板に対する加工作業の自由度の低下を防止できるものを提供する。【解決手段】ウエハＷに、複数の共振器５を載置する。共振器５は、平面視矩形状の基体と、この基体５１に形成されたキャパシタ５２、およびインダクタ５３と、を備え、ＬＣタンク回路を形成する。【選択図】図３
2010135419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ部が設けられた基板であって、
前記センサ部は、
表面または表面近くの内部に少なくとも１巻きのコイルを備え、
前記基板に関する情報に応じた電流を前記コイルに流すことを特徴とする基板。
【請求項２】
前記コイルは、スパイラル状またはヘリカル状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板。
【請求項３】
前記センサ部は、共振器を備え、
前記共振器は、前記コイルおよびキャパシタを含んで構成されるＬＣタンク回路であり、
前記基板に関する情報に応じて前記コイルに流れる電流の向きは、前記共振器の共振周波数に応じて変化することを特徴とする請求項１または２に記載の基板。
【請求項４】
前記コイルと磁界結合するアンテナ部を備え、
前記アンテナ部には、前記コイルに電流が流れることにより当該コイルの周りに磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力が生じることを特徴とする請求項１または２に記載の基板。
【請求項５】
前記アンテナ部は、前記コイルの周辺、直上、または直下に配置されることを特徴とする請求項４に記載の基板。
【請求項６】
前記センサ部は、共振器を備え、
前記共振器は、前記コイルおよびキャパシタを含んで構成されるＬＣタンク回路であり、
前記基板に関する情報に応じて前記コイルに流れる電流の向きと、前記アンテナ部に生じる起電力の向きとは、前記共振器の共振周波数に応じて変化することを特徴とする請求項４または５に記載の基板。
【請求項７】
センサ部が設けられた基板であって、
前記センサ部は、
ＳＡＷ共振器と、
前記ＳＡＷ共振器に電気的に接続されたアンテナ部と、を備え、
前記基板に関する情報に応じた電流であって、前記ＳＡＷ共振器の共振周波数に応じて向きの変化するものを、前記アンテナ部に流すことを特徴とする基板。
【請求項８】
請求項１または２に記載の基板を保持する基板保持装置であって、
前記コイルと磁界結合するプローブコイルを備え、
前記プローブコイルには、前記コイルに電流が流れることにより当該コイルの周りに磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力が生じることを特徴とする基板保持装置。
【請求項９】
請求項３に記載の基板を保持する基板保持装置であって、
前記コイルと磁界結合するプローブコイルを備え、
前記プローブコイルには、前記コイルに前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化する電流が流れることにより、当該コイルに周りに前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化する磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力であって、前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化するものが生じることを備えることを特徴とする基板保持装置。
【請求項１０】
前記プローブコイルは、前記コイルの周辺、直上、または直下に配置されることを特徴とする請求項８または９に記載の基板保持装置。
【請求項１１】
請求項４または５に記載の基板を保持する基板保持装置であって、
前記アンテナ部と磁界結合するプローブコイルを備え、
前記プローブコイルには、前記アンテナ部に起電力が生じて電流が流れることにより当該アンテナ部の周りに磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力が生じることを備えることを特徴とする基板保持装置。
【請求項１２】
請求項６に記載の基板を保持する基板保持装置であって、
前記アンテナ部と磁界結合するプローブコイルを備え、
前記プローブコイルには、前記アンテナ部に前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化する起電力が生じて電流が流れることにより、当該アンテナ部の周りに前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化する磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力であって、前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化するものが生じることを備えることを特徴とする基板保持装置。
【請求項１３】
請求項７に記載の基板を保持する基板保持装置であって、
前記アンテナ部と磁界結合するプローブコイルを備え、
前記プローブコイルには、前記アンテナ部に前記ＳＡＷ共振器の共振周波数に応じて向きの変化する電流が流れることにより、当該アンテナ部の周りに前記ＳＡＷ共振器の共振周波数に応じて向きの変化する磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力であって、前記ＳＡＷ共振器の共振周波数に応じて向きの変化するものが生じることを備えることを特徴とする基板保持装置。
【請求項１４】
前記プローブコイルは、前記アンテナ部の周辺、直上、または直下に配置されることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の基板保持装置。
【請求項１５】
請求項８乃至１４のいずれかに記載のプローブコイルに生じる起電力に基づいて、前記基板に関する情報を解析することを特徴とする解析装置。
【請求項１６】
請求項９または１２に記載の共振器の共振周波数と、当該共振器の温度と、の対応情報を格納する格納部と、
前記対応情報に基づいて、請求項９または１２に記載のプローブコイルに生じる起電力の向きが変化する周波数から、前記共振器の温度を導出する温度導出部と、
を備えることを特徴とする解析装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載のＳＡＷ共振器の共振周波数と、当該ＳＡＷ共振器の温度と、の対応情報を格納する格納部と、
前記対応情報に基づいて、請求項１３に記載のプローブコイルに生じる起電力の向きが変化する周波数から、前記ＳＡＷ共振器の温度を導出する温度導出部と、
を備えることを特徴とする解析装置。
【請求項１８】
請求項８乃至１４のいずれかに記載のプローブコイルに生じる起電力に基づいて、前記基板に関する情報の解析をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１９】
請求項３に記載の基板と、
請求項９に記載の基板保持装置と、
請求項１６に記載の解析装置と、
を備えることを特徴とする検出システム。
【請求項２０】
請求項１乃至７のいずれかに記載の基板を備えることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項２１】
請求項１乃至７のいずれかに記載の基板を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
請求項８乃至１４のいずれかに記載の基板保持装置を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の温度といった情報を検出または解析する基板、基板保持装置、解析装置、プログラム、検出システム、半導体デバイス、表示装置、および半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス基板やウエハなどの基板上に膜を形成する成膜装置や、基板上に形成された膜をパターンニングするエッチング装置などの製造装置では、基板の温度を解析し、制御することが重要となっている。
【０００３】
そこで、ウエハに温度センサを設け、この温度センサでウエハの温度を測定する装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の装置によれば、温度センサで測定したウエハの温度の情報を記憶手段に記憶させる。このため、記憶手段に記憶されている情報を読み出すことで、温度センサで測定したウエハの温度を解析できる。
【０００５】
特許文献２に記載の装置によれば、温度センサは、光ケーブルを介してコンピュータに接続されている。このため、このコンピュータにより、温度センサで測定したウエハの温度を解析できる。
【特許文献１】特表２００７−５３６７２６号公報
【特許文献２】特表２００２−５２０５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の装置では、温度センサは、記憶手段と一体に形成される。このため、特許文献１に記載の装置で測定可能なウエハの温度の上限は、記憶手段の動作可能な温度の上限である摂氏１４５度程度に制限されてしまい、ウエハが高温になる環境では、この装置を用いることができなかった。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の装置では、ウエハに設けられた温度センサとコンピュータとが光ケーブルにより物理的に接続される。このため、上述の成膜装置や製造装置などの製造装置でウエハに加工を行う際に光ケーブルが邪魔になり、ウエハに対する加工作業の自由度が低下するおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、基板の温度といった情報を検出または解析する基板、基板保持装置、解析装置、プログラム、検出システム、半導体デバイス、表示装置、および半導体製造装置であって、基板が高温になる環境でも用いることができ、かつ、この基板に対する加工作業の自由度の低下を防止できるものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するために以下の事項を提案している。
【００１０】
（１）本発明は、センサ部が設けられた基板であって、前記センサ部は、表面または表面近くの内部に少なくとも１巻きのコイルを備え、前記基板に関する情報に応じた電流を前記コイルに流すことを特徴とする基板を提案している。
【００１１】
（２）本発明は、（１）の基板について、前記コイルは、スパイラル状またはヘリカル状に形成されることを特徴とする基板を提案している。
【００１２】
（３）本発明は、（１）または（２）の基板について、前記センサ部は、共振器を備え、前記共振器は、前記コイルおよびキャパシタを含んで構成されるＬＣタンク回路であり、前記基板に関する情報に応じて前記コイルに流れる電流の向きは、前記共振器の共振周波数に応じて変化することを特徴とする基板を提案している。
【００１３】
（４）本発明は、（１）または（２）の基板について、前記コイルと磁界結合するアンテナ部を備え、前記アンテナ部には、前記コイルに電流が流れることにより当該コイルの周りに磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力が生じることを特徴とする基板を提案している。
【００１４】
（５）本発明は、（４）の基板について、前記アンテナ部は、前記コイルの周辺、直上、または直下に配置されることを特徴とする基板を提案している。
【００１５】
（６）本発明は、（４）または（５）の基板について、前記センサ部は、共振器を備え、前記共振器は、前記コイルおよびキャパシタを含んで構成されるＬＣタンク回路であり、前記基板に関する情報に応じて前記コイルに流れる電流の向きと、前記アンテナ部に生じる起電力の向きとは、前記共振器の共振周波数に応じて変化することを特徴とする基板を提案している。
【００１６】
（７）本発明は、センサ部が設けられた基板であって、前記センサ部は、ＳＡＷ共振器と、前記ＳＡＷ共振器に電気的に接続されたアンテナ部と、を備え、前記基板に関する情報に応じた電流であって、前記ＳＡＷ共振器の共振周波数に応じて向きの変化するものを、前記アンテナ部に流すことを特徴とする基板を提案している。
【００１７】
（８）本発明は、（１）または（２）の基板を保持する基板保持装置であって、前記コイルと磁界結合するプローブコイルを備え、前記プローブコイルには、前記コイルに電流が流れることにより当該コイルの周りに磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力が生じることを特徴とする基板保持装置を提案している。
【００１８】
（９）本発明は、（３）の基板を保持する基板保持装置であって、前記コイルと磁界結合するプローブコイルを備え、前記プローブコイルには、前記コイルに前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化する電流が流れることにより、当該コイルに周りに前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化する磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力であって、前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化するものが生じることを備えることを特徴とする基板保持装置を提案している。
【００１９】
（１０）本発明は、（８）または（９）の基板保持装置について、前記プローブコイルは、前記コイルの周辺、直上、または直下に配置されることを特徴とする基板保持装置を提案している。
【００２０】
（１１）本発明は、（４）または（５）の基板を保持する基板保持装置であって、前記アンテナ部と磁界結合するプローブコイルを備え、前記プローブコイルには、前記アンテナ部に起電力が生じて電流が流れることにより当該アンテナ部の周りに磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力が生じることを備えることを特徴とする基板保持装置を提案している。
【００２１】
（１２）本発明は、（６）の基板を保持する基板保持装置であって、前記アンテナ部と磁界結合するプローブコイルを備え、前記プローブコイルには、前記アンテナ部に前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化する起電力が生じて電流が流れることにより、当該アンテナ部の周りに前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化する磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力であって、前記共振器の共振周波数に応じて向きの変化するものが生じることを備えることを特徴とする基板保持装置を提案している。
【００２２】
（１３）本発明は、（７）の基板を保持する基板保持装置であって、前記アンテナ部と磁界結合するプローブコイルを備え、前記プローブコイルには、前記アンテナ部に前記ＳＡＷ共振器の共振周波数に応じて向きの変化する電流が流れることにより、当該アンテナ部の周りに前記ＳＡＷ共振器の共振周波数に応じて向きの変化する磁界が発生すると、当該磁界の強さに応じた起電力であって、前記ＳＡＷ共振器の共振周波数に応じて向きの変化するものが生じることを備えることを特徴とする基板保持装置を提案している。
【００２３】
（１４）本発明は、（１１）〜（１３）のいずれかの基板保持装置について、前記プローブコイルは、前記アンテナ部の周辺、直上、または直下に配置されることを特徴とする基板保持装置を提案している。
【００２４】
（１５）本発明は、（８）〜（１４）のいずれかのプローブコイルに生じる起電力に基づいて、前記基板に関する情報を解析することを特徴とする解析装置を提案している。
【００２５】
（１６）本発明は、（９）または（１２）の共振器の共振周波数と、当該共振器の温度と、の対応情報を格納する格納部と、前記対応情報に基づいて、（９）または（１２）のプローブコイルに生じる起電力の向きが変化する周波数から、前記共振器の温度を導出する温度導出部と、を備えることを特徴とする解析装置を提案している。
【００２６】
（１７）本発明は、（１３）のＳＡＷ共振器の共振周波数と、当該ＳＡＷ共振器の温度と、の対応情報を格納する格納部と、前記対応情報に基づいて、（１３）のプローブコイルに生じる起電力の向きが変化する周波数から、前記ＳＡＷ共振器の温度を導出する温度導出部と、を備えることを特徴とする解析装置を提案している。
【００２７】
（１８）本発明は、（８）〜（１４）のいずれかのプローブコイルに生じる起電力に基づいて、前記基板に関する情報の解析をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
【００２８】
（１９）本発明は、（３）の基板と、（９）の基板保持装置と、（１６）の解析装置と、を備えることを特徴とする検出システムを提案している。
【００２９】
（２０）本発明は、（１）〜（７）のいずれかの基板を備えることを特徴とする半導体デバイスを提案している。
【００３０】
（２１）本発明は、（１）〜（７）のいずれかの基板を備えることを特徴とする表示装置を提案している。
【００３１】
（２２）本発明は、（８）〜（１４）のいずれかの基板保持装置を備えることを特徴とする半導体製造装置を提案している。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、基板にセンサ部を設け、このセンサ部の表面または表面近くの内部に少なくとも１巻きのコイルを設け、基板に関する情報に応じた電流をコイルに流す。すると、コイルには、基板に関する情報に応じた磁界が発生する。そこで、このコイルと磁界結合するプローブコイルを設けることで、基板に関する情報に応じた起電力をプローブコイルに生じさせることができ、基板に関する情報を解析する解析装置を設けることで、プローブコイルに生じた起電力に基づいて、基板に関する情報を解析できる。以上によれば、コイルとプローブコイルとは物理的に接続されないため、基板に設けられたセンサ部と解析装置とを物理的に接続することなく、基板に関する情報を解析できる。このため、基板に対する加工作業の自由度の低下を防止しつつ、基板に関する情報を解析できる。
【００３３】
また、センサ部をコイルやキャパシタといった受動素子で構成することにより、センサ部の動作可能な温度範囲の上限を、記憶手段といった能動素子を含んで構成されるものの動作可能な温度範囲の上限よりも高くすることができる。このため、基板が高温となる環境であっても、センサ部を基板に設けて、基板に関する情報を解析できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。
なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００３５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体製造システム１の構成を示す図である。半導体製造システム１は、半導体製造装置２および解析装置３を備える。
【００３６】
半導体製造装置２は、ウエハＷをプラズマによりエッチングする。この半導体製造装置２は、プラズマチャンバ２１、ガスソース２２、ガス質量流量コントローラ（ガスＭＦＣ）２３、排気ポンプ２４、圧力制御バルブ２５、電源２６Ａ、２６Ｂ、マッチングネットワーク２７Ａ、２７Ｂ、およびカップリングコンデンサ２８Ａ、２８Ｂを備える。
【００３７】
ガスソース２２は、プラズマチャンバ２１にエッチングガスを供給する。ガスＭＦＣ２３は、ガスソース２２からプラズマチャンバ２１に供給されるエッチングガスの供給量を制御する。
【００３８】
排気ポンプ２４は、プラズマチャンバ２１内のガスを外部に排出する。圧力制御バルブ２５は、排気ポンプ２４によりプラズマチャンバ２１から外部に排出されるガスの排出量を制御する。
【００３９】
プラズマチャンバ２１は、内部に、電極７１１Ａと、電極７１１Ａと対向する位置に設けられた静電吸着用電極７１１Ｂを有する静電チャック７１と、を備える。電極７１１Ａは、マッチングネットワーク２７Ａおよびカップリングコンデンサ２８Ａを介して電源２６Ａと電気的に接続され、静電吸着用電極７１１Ｂは、マッチングネットワーク２７Ｂおよびカップリングコンデンサ２８Ｂを介して電源２６Ｂと電気的に接続されるとともに、ローパスフィルタ３０を介して直流電源（ＤＣ電源）２９と電気的に接続される。
【００４０】
電源２６Ａは、第１の周波数成分を有する電圧を電極７１１Ａに印可し、電源２６Ｂは、第２の周波数成分を有する電圧を静電吸着用電極７１１Ｂに印可する。マッチングネットワーク２７Ａは、電源２６Ａとプラズマチャンバ２１内のプラズマとのインピーダンス整合を行い、マッチングネットワーク２７Ｂは、電源２６Ｂとプラズマチャンバ２１内のプラズマとのインピーダンス整合を行う。
【００４１】
ＤＣ電源２９は、ローパスフィルタ３０を介して静電吸着用電極７１１Ｂに電圧を印可することで、ウエハＷを静電吸着する。
【００４２】
静電チャック７１は、後述の基板保持装置７に設けられ、上述の静電吸着用電極７１１Ｂによる静電吸着により、電極７１１Ａと対向する面である載置面ＷＷでウエハＷを保持する。ウエハＷの電極７１１Ａと対向する面には、複数の共振器５が載置される。また、静電チャック７１は、上述の静電吸着用電極７１１Ｂに加えて複数のプローブコイル６を備えており、これら複数のプローブコイル６のそれぞれは、複数の共振器５のそれぞれと載置面ＷＷを挟んで対向する。
【００４３】
図２は、ウエハＷの正面図である。ウエハＷは、平面視円形状に形成されており、９つの共振器５が載置される。
【００４４】
図３は、共振器５の斜視図である。共振器５は、平面視矩形状の基体５１と、基体５１の表面または表面近くの内部に形成されたキャパシタ５２、５３およびインダクタ５４と、を備える。キャパシタ５２、５３は、いわゆるＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）キャパシタであり、基体５１の端部近傍に形成される。インダクタ５４は、スパイラル状に略３巻きされ、基体５１の端縁に沿うように形成される。
【００４５】
図４は、共振器５の等価回路図である。インダクタ５４の一端側には、キャパシタ５２の一方の電極が接続され、インダクタ５４の他端側には、キャパシタ５３の一方の電極が接続される。キャパシタ５２の他方の電極には、キャパシタ５３の他方の電極が接続される。すなわち、キャパシタ５２、５３およびインダクタ５４は、直列に接続されて閉回路を構成しており、これらキャパシタ５２、５３およびインダクタ５４を備える共振器５は、いわゆるＬＣタンク回路を形成している。
【００４６】
ここで、キャパシタ５２の容量をＣ１、キャパシタ５３の容量をＣ２、インダクタ５４の自己インダクタンスをＬ、キャパシタ５２、５３およびインダクタ５４の抵抗成分の合計をＲとすると、共振器５のインピーダンスＺを式（１）のように表すことができる。
【００４７】
【数１】
2010135419.tif 000003
【００４８】
式（１）において、共振器５のインピーダンスＺが最小となるとき、すなわち式（１）の右辺のうち式（２）に示す部分が「０」となるときに、共振器５に流れる電流が最大となる。このときの角周波数は、共振角周波数と呼ばれるが、これをω０とすると、共振器５の共振角周波数ω０を式（３）のように表すことができる。
【００４９】
【数２】
2010135419.tif 000004
【００５０】
【数３】
2010135419.tif 000005
【００５１】
式（３）に示した共振器５の共振角周波数ω０から、共振器５の共振周波数ｆ０を式（４）のように表すことができる。
【００５２】
【数４】
2010135419.tif 000006
【００５３】
ここで、キャパシタ５２の容量Ｃ１は、キャパシタ５２の温度に応じて変化する。また、キャパシタ５３の容量Ｃ２は、キャパシタ５３の温度に応じて変化する。また、インダクタ５４の自己インダクタンスＬは、インダクタ５４の温度に応じて変化する。このため、式（４）に示した共振器５の共振周波数ｆ０は、キャパシタ５２、５３およびインダクタ５４のそれぞれの温度に応じて変化することとなる。そして、共振器５は、ウエハＷに載置されるため、共振器５が備えるキャパシタ５２、５３およびインダクタ５４のそれぞれの温度は、ウエハＷの温度と略同一となる。以上より、共振器５の共振周波数ｆ０は、ウエハＷの温度に応じて変化する。
【００５４】
図５は、共振器５の周波数特性を示す図である。図５では、縦軸は反射係数Ｓ１１を示し、横軸は周波数を示しており、共振器５の周波数が共振周波数ｆ０に等しいときに、反射係数Ｓ１１が最も小さくなることを表している。
【００５５】
図６は、基板保持装置７の断面図である。基板保持装置７は、上述の静電チャック７１に加えて、石英で形成された石英リング７２を備える。静電チャック７１は、基体であるセラミック板７１２と、接着層７１３と、ベース７１４と、を備える。
【００５６】
セラミック板７１２は、セラミックで平面視円形状に形成されており、内部には、上述の静電吸着用電極７１１Ｂおよびプローブコイル６が埋設される。このセラミック板７１２は、接着層７１３により、ベース７１４と接着されている。
【００５７】
プローブコイル６は、セラミック板７１２の内部のうち、静電吸着用電極７１１Ｂの上方、すなわち静電吸着用電極７１１ＢよりウエハＷの載置面ＷＷ側に埋設されている。図７に示すように、このプローブコイル６は、図２に示した９つの共振器５と載置面ＷＷを挟んで対向する位置、すなわち共振器５の直下に、各１つずつ合計９つ設けられており、これら９つのプローブコイル６は、配線６１により直列に接続されている。
【００５８】
図８は、プローブコイル６の正面図である。プローブコイル６は、スパイラル状に略２．５巻きされて形成される。このプローブコイル６の一方の端点を端点Ａとし、他方の端点を端点Ｂとすると、プローブコイル６の端点Ａは、他のプローブコイル６の端点Ｂと配線６１を介して電気的に接続される。
【００５９】
図６に戻って、石英リング７２は、セラミック板７１２、接着層７１３、およびベース７１４の一部の端縁に沿って、リング状に設けられる。
【００６０】
図１に戻って、解析装置３は、画像を表示する表示画面３１を備え、ＲＦケーブル４を介して９つのプローブコイル６と電気的に接続されている。
【００６１】
以上の半導体製造装置２では、以下のようにして、ウエハＷの温度を解析する。上述のように、ウエハＷには９つの共振器５が載置されており、共振器５の共振周波数ｆ０は、ウエハＷの温度に応じて変化する。
【００６２】
ウエハＷが載置面ＷＷで静電チャック７１により保持されている状態において、このウエハＷに載置されている９つの共振器５に設けられた９つのインダクタ５４は、それぞれ、載置面ＷＷを挟んで９つのプローブコイル６と対向する。このため、９つのインダクタ５４のそれぞれは、９つのプローブコイル６のうち載置面ＷＷを挟んで対向するものと、磁界結合する。したがって、インダクタ５４に電流が流れると、電流値に応じた磁界がインダクタ５４の周りに発生し、この磁界による電磁誘導により、載置面ＷＷを挟んで対向するプローブコイル６に磁界の強さに応じた起電力が生じる。
【００６３】
ここで、インダクタ５４に流れる電流の向きは、共振器５の共振周波数ｆ０に応じて変化するので、インダクタ５４の周りに発生する磁界の向きも、共振器５の共振周波数ｆ０に応じて変化する。このため、プローブコイル６に生じる起電力の向きは、共振器５の共振周波数ｆ０に応じて変化することとなる。そして、プローブコイル６に生じた起電力は、解析装置３に供給される。
【００６４】
以上より、解析装置３には、共振器５の共振周波数ｆ０に応じて向きの変化する起電力がプローブコイル６から供給される。そして、共振器５の共振周波数ｆ０は、ウエハＷの温度に応じて変化するので、解析装置３は、プローブコイル６から供給される起電力の向きが変化する周波数から、ウエハＷの温度を解析することができる。
【００６５】
具体的には、解析装置３は、ウエハＷの温度と、このウエハＷに載置された共振器５の共振周波数ｆ０と、の関係を示す対応情報を保持している。そして、プローブコイル６に生じた起電力が供給されると、この起電力の向きが変化する周波数を求め、保持している対応情報に基づいて、９つの共振器のそれぞれが載置された位置におけるウエハＷの温度を求める。そして、これらウエハＷの９つの点の温度から、ウエハＷ全面の温度を解析する。
【００６６】
図９は、解析装置３が備える表示画面３１の表示画像の第１の例を示す図である。図１０は解析装置３が備える表示画面３１の表示画像の第２の例を示す図である。表示画面３１には、ウエハＷ全面の温度の解析結果が、図９や図１０に示すように、温度等高線で表示される。
【００６７】
以上の半導体製造システム１によれば、ウエハＷが載置面ＷＷで静電チャック７１により保持されている状態において、このウエハＷに載置されている共振器５と解析装置３とを物理的に接続することなく、ウエハＷの温度を解析できる。このため、ウエハＷに対する加工作業の自由度の低下を防止しつつ、ウエハＷの温度を解析できる。
【００６８】
ウエハＷに載置した共振器５を、キャパシタ５２、５３およびインダクタ５４からなるＬＣタンク回路で形成したので、共振器５は、受動素子で構成されている。このため、能動素子を含んで構成されるものの動作可能な温度範囲の上限と比べて、共振器５の動作可能な温度範囲の上限を高くすることができる。したがって、ウエハＷが高温となる環境であっても、共振器５を用いてウエハＷの温度を解析できる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
図１１は、本発明の第２実施形態に係る基板保持装置７Ａの断面図である。基板保持装置７Ａは、図６に示した本発明の第１実施形態に係る基板保持装置７とは、プローブコイル６の設けられる位置が異なる。その他の構成については、本発明の第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００７０】
基板保持装置７Ａでは、プローブコイル６は、石英リング７２の内部に埋設されている。ここで、このプローブコイル６は、複数埋設されてもよいし、石英リング７２の内周に沿ってリング状に１つ埋設されてもよい。
【００７１】
この基板保持装置７Ａを備えた半導体製造システムによれば、本発明の第１実施形態に係る半導体製造システム１と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
＜第３実施形態＞
図１２は、本発明の第３実施形態に係る基板保持装置７Ｂの断面図である。基板保持装置７Ｂは、図６に示した本発明の第１実施形態に係る基板保持装置７や、図１１に示した本発明の第２実施形態に係る基板保持装置７Ａとは、プローブコイル６の設けられる位置が異なる。その他の構成については、本発明の第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００７３】
基板保持装置７Ｂでは、プローブコイル６は、接着層７１３の内部に埋設されている。ここで、このプローブコイル６は、複数埋設されてもよいし、接着層７１３の端縁に沿ってリング状に１つ埋設されてもよい。
【００７４】
この基板保持装置７Ｂを備えた半導体製造システムによれば、本発明の第１実施形態に係る半導体製造システム１と同様の効果を奏することができる。
【００７５】
＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の第４実施形態に係るウエハＷＡおよびプローブコイル６Ａの正面図である。ウエハＷＡは、図２に示した本発明の第１実施形態に係るウエハＷとは、共振器５だけでなくコイルアンテナ８も載置される点が異なる。また、プローブコイル６Ａは、図７に示した本発明の第１実施形態に係るプローブコイル６と比べて、形状が異なる。その他の構成については、本発明の第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００７６】
ウエハＷＡには、３つの共振器５およびコイルアンテナ８が載置される。コイルアンテナ８は、ウエハＷＡの端縁に沿って設けられる第１の部分コイルアンテナ８１と、共振器５の外周に沿って設けられる第２の部分コイルアンテナ８２と、第１の部分コイルアンテナ８１と第２の部分コイルアンテナ８２とを電気的に接続する第３の部分コイルアンテナ８３と、で構成される。このため、共振器５が備えるインダクタ５４は、この共振器５の外周に沿って設けられている第２の部分コイルアンテナ８２と磁界結合する。
【００７７】
プローブコイル６Ａは、石英リング７２の内部に、この石英リング７２の内周に沿ってリング状に１つ埋設されている。このプローブコイル６Ａには、ＲＦケーブル４Ａを介して解析装置３が電気的に接続されている。ここで、石英リング７２は、ウエハＷＡの端縁に沿ってリング状に配置されるため、石英リング７２に埋設されているプローブコイル６Ａは、ウエハＷＡの端縁に沿って設けられている第１の部分コイルアンテナ８１と磁界結合する。
【００７８】
以上のウエハＷＡに載置されている共振器５において、自身が備えるインダクタ５４の周りに共振周波数ｆ０に応じて向きの変化する磁界が発生すると、この共振器５と磁界結合する第２の部分コイルアンテナ８２には、共振器５の共振周波数ｆ０に応じて向きの変化する起電力が生じる。この起電力は、第３の部分コイルアンテナ８３を介して第１の部分コイルアンテナ８１に伝達され、第１の部分コイルアンテナ８１の周りに共振器５の共振周波数ｆ０に応じて向きの変化する磁界が発生する。すると、第１の部分コイルアンテナ８１と磁界結合するプローブコイル６Ａには、共振器５の共振周波数ｆ０に応じて向きの変化する起電力が生じることとなる。そして、プローブコイル６Ａに生じた起電力は、解析装置３に供給される。
【００７９】
以上のウエハＷＡおよびプローブコイル６Ａが設けられた半導体製造システムによれば、本発明の第１実施形態に係る半導体製造システム１と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
＜第５実施形態＞
図１４は、本発明の第５実施形態に係るウエハＷＢの正面図である。ウエハＷＢは、図２に示した本発明の第１実施形態に係るウエハＷとは、載置されるものが異なる。その他の構成については、本発明の第１実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００８１】
ウエハＷＢには、２つのＳＡＷ共振器９と、コイルアンテナ８Ａと、が載置される。ＳＡＷ共振器９は、図１５に示すように、２つの反射器９１、９２と、これら２つの反射器９１、９２の間に設けられた櫛形電極９３と、を備えている。コイルアンテナ８Ａは、ウエハＷＢの端縁に沿って設けられており、２つのＳＡＷ共振器９が備える２つの櫛形電極９３と電気的に接続されている。
【００８２】
図１６は、ＳＡＷ共振器９の周波数特性を示す図である。図１６では、縦軸は反射係数Ｓ１１を示し、横軸は周波数を示しており、ＳＡＷ共振器９の周波数が共振周波数ｆＳＡＷ１、ｆＳＡＷ２、ｆＳＡＷ３、ｆＳＡＷ４であるときに、反射係数Ｓ１１が小さくなることを表している。このＳＡＷ共振器９の共振周波数ｆＳＡＷ１、ｆＳＡＷ２、ｆＳＡＷ３、ｆＳＡＷ４は、本発明の第１実施形態に係る共振器５の共振周波数ｆ０と同様に、ウエハＷの温度に応じて変化する。
【００８３】
以上のウエハＷＢが設けられた半導体製造システムによれば、本発明の第１実施形態に係る半導体製造システム１と同様の効果を奏することができる。
【００８４】
以上、本発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の各実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計なども含まれる。
【００８５】
例えば、上述の各実施形態では、解析する対象はウエハの温度であったが、これに限らず、ウエハや表示装置のガラス基板といった基板に関する情報であればよい。基板に関する情報としては、基板の温度以外に、例えば、基板に蓄積されている電荷量がある。
【００８６】
また、上述の各実施形態では、静電チャック７１の基体として、セラミックで形成されたセラミック板７１２を設けたが、これに限らず、ポリイミドといった誘電体で形成されたものを設けてもよい。
【００８７】
また、上述の各実施形態では、セラミック板７１２、接着層７１３、およびベース７１４の一部の端縁に沿ってリング状に、石英で形成された石英リング７２を設けたが、これに限らず、セラミックといった絶縁体で形成されたものを設けてもよい。
【００８８】
また、上述の各実施形態では、基板保持装置７、７Ａ、７Ｂに、静電吸着によりウエハＷを載置面ＷＷで保持する静電チャック７１を設けたが、これに限らず、真空吸着や機械式固定方法といった静電吸着以外の基板保持方法によりウエハＷを保持するものを設けてもよい。
【００８９】
また、上述の第１実施形態〜第４実施形態では、インダクタ５４をスパイラル状に形成したが、これに限らず、例えばヘリカル状に形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、基板の温度といった情報を検出または解析する基板、基板保持装置、解析装置、プログラム、検出システム、半導体デバイス、表示装置、および半導体製造装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体製造システムの構成を示す図である。
【図２】前記半導体製造システムで加工されるウエハの正面図である。
【図３】前記ウエハに載置される共振器の斜視図である。
【図４】前記共振器の等価回路図である。
【図５】前記共振器の周波数特性を示す図である。
【図６】前記半導体製造システムが備える基板保持装置の断面図である。
【図７】前記基板保持装置が備える静電チャックの斜視図である。
【図８】前記静電チャックに設けられるプローブコイルの正面図である。
【図９】前記ウエハ全面の温度の解析結果を示す図である。
【図１０】前記ウエハ全面の温度の解析結果を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る基板保持装置の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る基板保持装置の断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係るウエハおよびプローブコイルの正面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係るウエハの正面図である。
【図１５】前記ウエハに載置されるＳＡＷ共振器の正面図である。
【図１６】前記ＳＡＷ共振器の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
Ｗ、ＷＡ、ＷＢ・・・ウエハ
ＷＷ・・・載置面
１・・・半導体製造システム
２・・・半導体製造装置
３・・・解析装置
５・・・共振器
６、６Ａ・・・コイル
７、７Ａ、７Ｂ・・・基板保持装置
８、８Ａ・・・コイルアンテナ
９・・・ＳＡＷ共振器
５２・・・キャパシタ
５３・・・インダクタ
７１・・・静電チャック
【図１】
2010135419.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010135419.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
2010135419.tif 000014
【図９】
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【図１０】
2010135419.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
2010135419.tif 000018
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010135419.tif 000021
【図１６】
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