(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理ユニットの熱処理プレート上に載置された基板の温度を測定する基板温度測定システムであって、
前記熱処理プレートの周囲の少なくとも一部分の熱処理ユニットに列設された複数の送受信アンテナと、
前記熱処理プレート上に載置される基板と、前記基板の複数箇所の温度を測定するために当該基板に取り付けられた複数の水晶振動子と、前記基板の端縁に列設され前記複数の水晶振動子と各々接続された複数のセンサ側アンテナと、を備えた円形状の温度測定用基板とを備え、
前記熱処理プレート上に温度測定用基板が載置されたとき前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナが各々対向するように前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナを前記温度測定用基板の端縁に沿って列設するとともに、
前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナとを対向する位置に配置させるために、前記温度測定用基板をその主面に平行な平面内において回動させることにより、前記温度測定用基板の位置を調整する位置調整機構をさらに備え、
前記センサ側アンテナおよび前記送受信アンテナは、外形が１ｍｍから１０ｍｍのコイルから構成されることを特徴とする基板温度測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板温度測定システムにおいて、
前記センサ側アンテナおよび前記送受信アンテナは、芯にフェライトコアが入れられたコイルから構成される基板温度測定システム。
【請求項３】
熱処理ユニットの熱処理プレート上に載置された基板の温度を測定する基板温度測定システムであって、
前記熱処理プレートの周囲の少なくとも一部分の熱処理ユニットに列設された複数の送受信アンテナと、
前記熱処理プレート上に載置される基板と、前記基板の複数箇所の温度を測定するために当該基板に取り付けられた複数の水晶振動子と、前記基板の端縁に列設され前記複数の水晶振動子と各々接続された複数のセンサ側アンテナと、を備えた円形状の温度測定用基板とを備え、
前記熱処理プレート上に温度測定用基板が載置されたとき前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナが各々対向するように前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナを前記温度測定用基板の端縁に沿って列設するとともに、
前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナとを対向する位置に配置させるために、前記温度測定用基板の位置を調整する位置調整機構をさらに備え、
当該位置調整機構は、
前記温度測定用基板を、その主面に平行な平面内において、前記熱処理プレートに対して微小回動可能に支持するガイド部材と、
前記熱処理プレートに対して、前記温度測定用基板を磁力で回動させて、前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナとを対向する位置に位置決めする磁力発生部と、
を備えることを特徴とする基板温度測定システム。
【請求項４】
熱処理ユニットの熱処理プレート上に載置された基板の温度を測定する基板温度測定システムであって、
前記熱処理プレートの周囲の少なくとも一部分の熱処理ユニットに列設された複数の送受信アンテナと、
前記熱処理プレート上に載置される基板と、前記基板の複数箇所の温度を測定するために当該基板に取り付けられた複数の水晶振動子と、前記基板の端縁に列設され前記複数の水晶振動子と各々接続された複数のセンサ側アンテナと、を備えた円形状の温度測定用基板とを備え、
前記熱処理プレート上に温度測定用基板が載置されたとき前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナが各々対向するように前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナを前記温度測定用基板の端縁に沿って列設するとともに、
前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナとを対向する位置に配置させるために、前記温度測定用基板の位置を調整する位置調整機構をさらに備え、
当該位置調整機構は、
前記温度測定用基板を、その主面に平行な平面内において、前記熱処理プレートに対して回動可能な状態に支持するガイド部材と、
前記温度測定用基板に設けられ、当該温度測定用基板の周縁から突出した位置決めピンと、
前記熱処理ユニットに設けられ、前記位置決めピンと係合することにより、前記温度測定用基板の自重により当該位置決めピンを位置決めする係合部材と、
を備えることを特徴とする基板温度測定システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板温度測定システムにおいて、
前記複数の送受信アンテナからの信号を一つずつ選択して出力するマルチプレクサを備えたセレクター回路と、
前記セレクター回路から出力された信号を受信する周波数カウンタを備えた温度測定回路と、
を有する基板温度測定システム。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板温度測定システムにおいて、
前記熱処理ユニットが複数配設されるとともに、当該複数の熱処理ユニットのうち前記温度測定用基板が載置された熱処理ユニットを特定するユニット特定手段を備える基板温度測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱処理プレート上に載置された基板の温度を測定する基板温度測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の基板を熱処理する基板熱処理装置においては、ホットプレートやクールプレート等の熱処理プレート上に基板を載置して熱処理を実行している。このような場合には、オフセットの温度を設定するため、適切な温度分布に補正するため熱処理される基板の温度を測定する必要がある。
【０００３】
ところで、このような基板の温度測定を行う場合、実際に熱処理を実行中の基板の温度を測定することは困難である。このため、一般的には、白金抵抗体や熱電対等の温度検知部材を使用した温度センサや、水晶振動子の共振周波数を利用した温度センサを温度測定用基板に埋め込み、この温度測定用基板を熱処理プレートに設置して、この温度測定用基板の温度を測定することにより、基板熱処理装置により処理される基板の温度を測定するようにしている。
【０００４】
特許文献１には、水晶振動子が安定に発振を行う固有振動数を持ち、かつ、その固有振動数が温度変化と特定の相関を持つ特性を有することを利用し、導線を使用することなく、精度良く基板の温度を測定できるようにした基板の温度測定方法が開示されている。この基板の温度測定方法においては、温度測定用基板に、水晶振動子とコイルとを接続して形成される検温素子を配設し、水晶振動子の固有振動数に相当する周波数の送信波を検温素子に発信する。そして、チャンバー内の上蓋に検温素子からの電磁波を受信するセンサーコイルを設け、送信波を停止した後に、水晶振動子が共振後の減衰振動により放出する温度測定用基板の温度に応じた電磁波を受信し、検温素子からの電磁波の周波数に基づいて温度測定用基板の温度を測定する。
【０００５】
また、特許文献２には、配線数の増加を抑制することができる基板熱処理装置が開示されている。この基板熱処理装置においては、水晶振動子にコイルを接続して形成された検温素子が温度測定用基板の複数箇所に設置される。また、チャンバー内の上蓋に中継アンテナが取り付けられるとともに、搬送ロボットの保持アームに送受信アンテナが設置される。各水晶振動子の固有振動数に相当する周波数の送信波を送受信アンテナから中継アンテナを経由して送信することによって対応する水晶振動子を共振させ、この水晶振動子から放出された電磁波を中継アンテナを経由して送受信アンテナにて受信し、その受信した電磁波の周波数および送信波の周波数に基づいて温度測定用基板の温度測定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４０１６７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１および特許文献２に記載の発明においては、いずれも、チャンバー内の上蓋に、センサーコイルや中継アンテナを配設する必要がある。しかしながら、基板熱処理装置のチャンバーには、一般的に、窒素パージを行うための窒素ガス噴出口や、排気を行うための排気口が形成されている。このため、チャンバー内の上蓋には、センサーコイルや中継アンテナを配置するスペースがない場合が多い。また、チャンバー内の上蓋にセンサーコイルや中継アンテナを配設した場合には、窒素パージや排気を実行するときに、気流が乱れることから、基板の熱処理に悪影響を与えるという問題も生ずる。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、チャンバー内に大きな設置スペースを必要とすることなく、また、基板の熱処理にも影響を与えることがない基板温度測定システム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】
請求項１に記載の発明は、熱処理ユニットの熱処理プレート上に載置された基板の温度を測定する基板温度測定システムであって、前記熱処理プレートの周囲の少なくとも一部分の熱処理ユニットに列設された複数の送受信アンテナと、前記熱処理プレート上に載置される基板と、前記基板の複数箇所の温度を測定するために当該基板に取り付けられた複数の水晶振動子と、前記基板の端縁に列設され前記複数の水晶振動子と各々接続された複数のセンサ側アンテナと、を備えた円形状の温度測定用基板とを備え、前記熱処理プレート上に温度測定用基板が載置されたとき前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナが各々対向するように前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナを前記温度測定用基板の端縁に沿って列設するとともに、前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナとを対向する位置に配置させるために、前記温度測定用基板をその主面に平行な平面内において回動させることにより、前記温度測定用基板の位置を調整する位置調整機構をさらに備え、前記センサ側アンテナおよび前記送受信アンテナは、外形が１ｍｍから１０ｍｍのコイルから構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記センサ側アンテナおよび前記送受信アンテナは、芯にフェライトコアが入れられたコイルから構成される基板温度測定システム。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、熱処理ユニットの熱処理プレート上に載置された基板の温度を測定する基板温度測定システムであって、前記熱処理プレートの周囲の少なくとも一部分の熱処理ユニットに列設された複数の送受信アンテナと、前記熱処理プレート上に載置される基板と、前記基板の複数箇所の温度を測定するために当該基板に取り付けられた複数の水晶振動子と、前記基板の端縁に列設され前記複数の水晶振動子と各々接続された複数のセンサ側アンテナと、を備えた円形状の温度測定用基板とを備え、前記熱処理プレート上に温度測定用基板が載置されたとき前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナが各々対向するように前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナを前記温度測定用基板の端縁に沿って列設するとともに、前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナとを対向する位置に配置させるために、前記温度測定用基板の位置を調整する位置調整機構をさらに備え、当該位置調整機構は、前記温度測定用基板を、その主面に平行な平面内において、前記熱処理プレートに対して微小回動可能に支持するガイド部材と、前記熱処理プレートに対して、前記温度測定用基板を磁力で回動させて、前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナとを対向する位置に位置決めする磁力発生部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、熱処理ユニットの熱処理プレート上に載置された基板の温度を測定する基板温度測定システムであって、前記熱処理プレートの周囲の少なくとも一部分の熱処理ユニットに列設された複数の送受信アンテナと、前記熱処理プレート上に載置される基板と、前記基板の複数箇所の温度を測定するために当該基板に取り付けられた複数の水晶振動子と、前記基板の端縁に列設され前記複数の水晶振動子と各々接続された複数のセンサ側アンテナと、を備えた円形状の温度測定用基板とを備え、前記熱処理プレート上に温度測定用基板が載置されたとき前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナが各々対向するように前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナを前記温度測定用基板の端縁に沿って列設するとともに、前記複数のセンサ側アンテナと前記複数の送受信アンテナとを対向する位置に配置させるために、前記温度測定用基板の位置を調整する位置調整機構をさらに備え、当該位置調整機構は、前記温度測定用基板を、その主面に平行な平面内において、前記熱処理プレートに対して回動可能な状態に支持するガイド部材と、前記温度測定用基板に設けられ、当該温度測定用基板の周縁から突出した位置決めピンと、前記熱処理ユニットに設けられ、前記位置決めピンと係合することにより、前記温度測定用基板の自重により当該位置決めピンを位置決めする係合部材と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記複数の送受信アンテナからの信号を一つずつ選択して出力するマルチプレクサを備えたセレクター回路と、前記セレクター回路から出力された信号を受信する周波数カウンタを備えた温度測定回路とを有する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記熱処理ユニットが複数配設されるとともに、当該複数の熱処理ユニットのうち前記温度測定用基板が載置された熱処理ユニットを特定するユニット特定手段を備える。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１から請求項４に記載の発明によれば、温度測定用基板が熱処理ユニットの熱処理プレートに載置されたとき、熱処理プレートの周囲の少なくとも一部分に列設された複数の送受信アンテナと、温度測定用基板に列設された複数のセンサ側アンテナとが、対向する位置に配置されて送受信を行うことから、熱処理ユニット内に大きな設置スペースを必要とすることなく、また、基板の熱処理にも影響を与えることがない。このため、熱処理ユニットの熱処理プレート自体を変更することなく、熱処理プレート上に載置された基板の温度を複数の位置で測定することが可能となる。
【００１６】
また、請求項１から請求項４に記載の発明によれば、位置調整機構により、複数のセンサ側アンテナと複数の送受信アンテナとを対向する位置に位置決めして配置することにより、温度測定のための複数の信号を正確に送受信することができる。
【００１７】
さらに、請求項１から請求項４に記載の発明によれば、円形状の温度測定用基板の回転角度位置を調整することにより、複数のセンサ側アンテナと複数の送受信アンテナとを正確に対向する位置に位置決めすることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、送受信アンテナとセンサ側アンテナのアンテナコイルの感度を向上させることが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、セレクター回路により、複数の水晶振動子からの信号を単一の温度測定回路により受信して複数個所の温度の測定を行うことが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、複数の熱処理ユニットのうち基板が載置された熱処理ユニットを特定することにより、効率的に温度測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明に係る基板温度測定システムを複数の熱処理ユニット１３からなる熱処理部１４、基板処理装置３６等とともに示す概要図である。
【図２】温度測定用基板Ｗの平面図である。
【図３】温度測定用基板Ｗに配設されたセンサ側アンテナ部４０と、支持部５９に配設された送受信アンテナ部５０との配置関係を示す斜視図である。
【図４】センサ側アンテナ部４０の概要図である。
【図５】送受信アンテナ部５０の概要図である。
【図６】位置調整機構の概要図である。
【図７】この発明に係る基板温度測定システムの主要な制御系を示すブロック図である。
【図８】他の実施形態に係る位置調整機構の概要図である。
【図９】他の実施形態に係るセンサ側アンテナ部１４０を示す斜視図である。
【図１０】他の実施形態に係るセンサ側アンテナ部１４０および送受信アンテナ部１５０を示す側面概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板温度測定システム７０を、複数の熱処理ユニット１３からなる熱処理部１４、基板処理装置３６等とともに示す概要図である。
【００２３】
この発明に係る基板温度測定システム７０は、温度測定用基板Ｗと、複数の熱処理ユニット１３それぞれに設けられた送受信アンテナ部５０と、これらの送受信アンテナ部５０に各々接続されたセレクター回路１５と、複数のセレクター回路１５に接続されたセレクター回路８０と、温度測定回路２５と、温度表示用のコンピュータ３５とを備える。温度測定用基板Ｗは、複数の水晶振動子１０と、センサ側アンテナ部４０と、導線１８（図２）とを有する。各熱処理ユニット１３は、熱処理プレート１１と、この熱処理プレート１１を収納するチャンバー１２等から構成される。熱処理プレート１１には、微小な複数のセラミックボールがその一部が突出する状態で埋設されている。また、このチャンバー１２内には、温度測定用基板Ｗの外周を囲うように、熱処理プレート１１の端部に固定された支持部５９があり、さらにその支持部５９の上面に送受信アンテナ部５０が配設されている。一方、温度測定回路２５は、コンピュータ３５と接続されている。また、温度測定回路２５は、コータやデベロッパ等の基板処理装置３６とも接続されている。
【００２４】
図２は、熱処理プレート１１に載置される温度測定用基板Ｗの平面図である。
【００２５】
この温度測定用基板Ｗは、この熱処理部１４により熱処理される基板としての半導体ウエハと同形状、同材質の構成を有するものである。すなわち、この温度測定用基板Ｗは、シリコンから成る円形の形状を有し、１７個の水晶振動子１０と、これらの水晶振動子１０に接続された導線１８と、導線１８を温度測定用基板Ｗに固定するためのケーブルクランプ３１、３２と、１７本の導線１８が束ねられたケーブルを温度測定用基板Ｗに固定するためのクランプ２２と、上述したセンサ側アンテナ部４０とを備える。
【００２６】
温度測定用基板Ｗに配設された水晶振動子１０に使用される水晶は、その結晶から切り出す角度により固有振動数が異なるとともに多種多様の温度特性を有し、それらのうちのいわゆるＹｓカットのものが温度に対する送受信周波数の変化率が大きい。このため、水晶振動子１０にその固有振動数に相当する周波数の送信波を送信し、送信停止後に水晶振動子１０から受信した電磁波の周波数を測定すれば、予め測定した送受信周波数の変化率と温度との相関を示す相関に基づいて温度測定用基板Ｗの温度を算定することができる。
【００２７】
図３は、温度測定用基板Ｗに配設されたセンサ側アンテナ部４０と、熱処理プレート１１上の支持部５９に配設された送受信アンテナ部５０との配置関係を示す斜視図である。
【００２８】
温度測定用基板Ｗの端縁付近には、センサ側アンテナ部４０が配設されている。一方、チャンバー１２内において熱処理プレート１１の外周の一部分であって、熱処理プレート１１上に載置された温度測定用基板Ｗの外側を囲う位置に配設された支持部５９の上面には、送受信アンテナ部５０が配設されている。温度測定用基板Ｗの熱処理プレート１１上への載置は、人手または図示しない搬送ロボットにより行われるが、この際このセンサ側アンテナ部４０と送受信アンテナ部５０とは、後述する複数のセンサ側アンテナ４１と複数の送受信アンテナ５１とが、各々、非接触な状態で近接して対向するように位置調整される。
【００２９】
図４は、センサ側アンテナ部４０の概要図である。ここで、図４（ａ）は温度測定用基板Ｗのセンサ側アンテナ部４０付近の平面図であり、図４（ｂ）はその正面図である。
【００３０】
図４に示すように、センサ側アンテナ部４０は、基板４３と、この基板４３上に形成された１７個のセンサ側アンテナ４１と、温度測定用基板Ｗの微小な位置決めに使用する磁石４２とを備える。１７個のセンサ側アンテナ４１は、外径が１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、ターン数が１ターン〜５０ターン程度のコイルから構成される。これらのセンサ側アンテナ４１は、各々、図２に示す導線１８により、水晶振動子１０と接続されている。また、これらの複数のセンサ側アンテナ４１は、温度測定用基板Ｗの端縁に沿って一部を除き等間隔で円弧状に列設されている。
【００３１】
図５は、送受信アンテナ部５０の概要図である。ここで、図５（ａ）は送受信アンテナ部５０の斜視図であり、図５（ｂ）は送受信アンテナ部５０の平面図、また、図５（ｃ）は送受信アンテナ部５０の正面図である。
【００３２】
図５に示すように、送受信アンテナ部５０は、基板５３と、この基板５３上に形成された１７個の送受信アンテナ５１と、温度測定用基板Ｗの微小な位置決めに使用する磁石５２とを備える。１７個の送受信アンテナ５１は、センサ側アンテナ４１と同様、外径が１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、ターン数が１ターン〜５０ターン程度のコイルから構成される。これらの送受信アンテナ５１は、各々、図１に示すセレクター回路１５と接続されている。また、これらの送受信アンテナ５１は、熱処理プレート１１上に載置された温度測定用基板Ｗの端縁の外側の位置において、複数のセンサ側アンテナ４１と、各々、非接触な状態で近接して対向可能となるように、温度測定用基板Ｗの端縁に沿って一部を除き等間隔で円弧状に配置されている。
【００３３】
図６は、複数のセンサ側アンテナ４１と複数の送受信アンテナ５１とを対向する位置に配置させるために、温度測定用基板Ｗの位置を調整する位置調整機構の概要図である。
【００３４】
図６に示すように、熱処理プレート１１上に載置される温度測定用基板Ｗの端縁と当接する位置には、円柱状の４個のガイド部材６１が配設されている。これらのガイド部材６１は、図示しない搬送ロボットにより搬送されて熱処理プレート１１上に載置される温度測定用基板Ｗを、その主面に平行な平面内において回動可能な状態で支持される構成を有する。そして、上述したように、センサ側アンテナ部４０には磁石４２が配設され、送受信アンテナ部５０には磁石５２が配設されている。これらの磁石４２、５２は、互いに引き合うような磁力を有する。
【００３５】
このため、温度測定用基板Ｗが熱処理プレート１１上に搬送ロボットにより、正確な位置からずれて載置されたとしても、４個のガイド部材６１の位置規制作用と、一対の磁石４２、５２による磁力吸引の作用により、その主面に平行な平面内における回転角度位置の微調整が行われる。これにより、センサ側アンテナ部４０における各センサ側アンテナ４１と送受信アンテナ部５０における各送受信アンテナ５１とが正確に対向する位置に配置されることになる。
【００３６】
図７は、この発明に係る基板温度測定システムの主要な制御系を示すブロック図である。なお、この図においては、ひとつの熱処理ユニット１３についてのセレクター回路１５、センサ側アンテナ部４０、送受信アンテナ部５０を図示している。また、１７個の水晶振動子１０の一部のみを図示している。
【００３７】
上述したように、温度測定用基板Ｗに配設された１７個の水晶振動子１０は、センサ側アンテナ部４０の各センサ側アンテナ４１と接続されている。このセンサ側アンテナ部４０と対向配置された送受信アンテナ部５０の各送受信アンテナ５１は、セレクター回路１５とセレクター回路８０を介して、温度測定回路２５と接続されている。
【００３８】
セレクター回路１５は、マルチプレクサ１６を備え、各水晶振動子１０からの信号を、各センサ側アンテナ４１、各送受信アンテナ５１を介して、一つずつ順次選択的に切り換えてセレクター回路８０に出力する。セレクター回路８０は、温度測定用基板Ｗが載置されている熱処理ユニット１３のマルチプレクサ１５と接続を有効とするための切換回路で温度測定回路２５に接続される。また、温度測定回路２５は、各水晶振動子１０に対してその固有振動数に相当する周波数の送信波を発信するための発信回路２６と、セレクター回路１５から送信された各水晶振動子１０からの信号を受信する受信回路２７と、受信回路２７からの信号の周波数をカウントして温度測定用基板Ｗの温度を求める周波数カウンタ２８を備える。一方、コンピュータ３５は、図１に示す複数の熱処理プレート１１のうち温度測定用基板Ｗが載置された熱処理ユニット１３（熱処理プレート１１）を特定するためのユニット特定部２９を備える。この特定部２９は、コンピュータ３５のプログラムの一部に相当し、そのフローにより熱処理ユニット１３を特定できる。
【００３９】
次に、以上のような構成を有する基板温度測定システムにおいて、温度測定用基板Ｗを使用して各熱処理プレート１１により熱処理される基板の温度を測定する測定動作について説明する。
【００４０】
最初に、温度測定用基板Ｗをカセット（図示せず）にセンサ側アンテナ部４０が所定の位置となるように入れ、コンピュータ３５で基板温度測定モードに設定して処理開始させる。図示しない搬送ロボットにより、カセット内の温度測定用基板Ｗを熱処理部１４の複数の熱処理プレート１１上に予めコンピュータ３５により設定された順に載置する。温度測定用基板Ｗが各熱処理プレート１１に載置されるとき、搬送ロボットはセンサ側アンテナ部４０の位置を把握しているため、送受信アンテナ部５０と対向するように配置されるが、カセットに入れたときの位置ズレや搬送ロボットの動作ズレにより、両アンテナ部が正確に対向しない場合、上述したガイド部材６１および磁石４２、５２の作用により、センサ側アンテナ部４０における各センサ側アンテナ４１と送受信アンテナ部５０における各送受信アンテナ５１とが正確に対向するように、温度測定用基板Ｗの回転角度位置が微小調整（回動）される。
【００４１】
コンピュータ３５は、温度測定用基板Ｗが載置されている熱処理ユニット１３を特定し、その特定された熱処理ユニット１３に対応するセレクター１５との接続を有効とするようにセレクター回路８０を切り換える。
【００４２】
この状態において、発信回路２６より、水晶振動子１０の固有振動数に相当する周波数の送信波を発信する。この送信波は、セレクター回路１５を介して送受信アンテナ部５０に送られる。そして、送受信アンテナ部５０における各送受信アンテナ５１から、それらに対向配置された各センサ側アンテナ４１に電磁波として送信される。さらに、送信波はセンサ側アンテナ部４０および導線１８を介して、各水晶振動子１０に送られる。これにより、各水晶振動子１０が送信波の周波数で共振する。
【００４３】
続いて、発信回路２６からの送信波の発信を停止する。送信波が停止した後、各水晶振動子１０は、温度測定用基板Ｗの温度に応じた周波数で減衰振動する。この減衰振動に対応した電気信号が導線１８を介して各センサ側アンテナ４１に送られ、各センサ側アンテナ４１から、それらに対向配置された各送受信アンテナ５１に電磁波として送信される。そして、減衰振動に対応した電気信号は、送受信アンテナ部５０からセレクター回路１５、セレクター回路８０を介して温度測定回路２５に送られ、選択された水晶振動子１０の位置に対応する基板の温度を測定する。続いて、セレクター回路１５を順次切り換えて、上記発信および受信動作を繰り返し、各水晶振動子１０の位置に対応する位置の基板の温度を順次測定する。次の熱処理ユニット１３に温度測定用基板Ｗが搬送された際は、セレクター回路８０を切り換えて上記工程を繰り返す。
【００４４】
なお、セレクター回路８０から出力される信号は、受信回路２７を介して周波数カウンタ２８に送信される。周波数カウンタ２８においては、この電気信号の周波数を各水晶振動子１０毎に計数することにより、温度測定用基板Ｗにおける各水晶振動子１０に対応する位置の温度を求める。これにより測定された温度情報は、コンピュータ３５の対応する熱処理ユニットの識別情報、基板の測定位置と関連づけてメモリに記憶され、モニタに表示される。
【００４５】
次に、この発明に係る基板温度測定システムの他の実施形態について説明する。最初に、複数のセンサ側アンテナ４１と複数の送受信アンテナ５１とを正確に対向する位置に配置させるために温度測定用基板Ｗの位置を調整する位置調整機構の他の実施形態について説明する。図８は、他の実施形態に係る位置調整機構の概要図である。ここで、図８（ａ）は位置調整機構の平面図であり、図８（ｂ）は位置調整機構の正面図である。なお、図６に示す位置調整機構と同一の部材については、図６と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 
【００４６】
図６に示す位置調整機構においては、一対の磁石４２、５２の磁力を利用して温度測定用基板Ｗの回転角度位置を調整しているのに対して、この実施形態に係る位置調整機構においては、センサ側アンテナ４０付近の温度測定用基板Ｗに配設された位置決めピン６２と、この位置決めピン６２と係合する係合部材６３とを利用して、温度測定用基板Ｗの回転角度位置を調整している。
【００４７】
この位置調整機構においては、温度測定用基板Ｗにおけるセンサ側アンテナ４０の上方に、円柱状の位置決めピン６２がその基板の外周から突出するように配設されている。一方、熱処理プレート１１上の支持部５９には、鈍角のＶ字溝が形成された係合部材６３が配設されている。この係合部材６３のＶ字溝は、位置決めピン６２がこの溝の最下端部に配置されたときに、センサ側アンテナ部４０における各センサ側アンテナ４１と送受信アンテナ部５０における各送受信アンテナ５１とが対向するようになっている。
【００４８】
図６に示す実施形態と同様、温度測定用基板Ｗが図示しない搬送ロボットにより搬送されて熱処理プレート１１上に載置されるときには、この温度測定用基板Ｗは、４個のガイド部材６１の作用により、その主面に平行な平面内において微小回動可能な状態で支持されるとともに、温度測定用基板Ｗの自重により、位置決めピン６２が係合部材６３のＶ字溝の最下端に位置することにより、その主面に平行な平面内における回転角度位置が変更される。これにより、センサ側アンテナ部４０における各センサ側アンテナ４１と送受信アンテナ部５０における各送受信アンテナ５１とが正確に対向する位置に配置されることになる。
【００４９】
次に、センサ側アンテナ部と送受信アンテナ部の他の実施形態について説明する。図９は、他の実施形態に係るセンサ側アンテナ部１４０を示す斜視図であり、図１０は、他の実施形態に係るセンサ側アンテナ部１４０および送受信アンテナ部１５０を示す側面概要図である。
【００５０】
上述した実施形態においては、各センサ側アンテナ４１と各送受信アンテナ５１とが、温度測定用基板Ｗの主面方向に対向配置された構成を有しているのに対し、この実施形態においては、各センサ側アンテナと各送受信アンテナとが、温度測定用基板Ｗの主面に対して平行な方向を向く平面に列設されており、センサ側アンテナ部１４０と送受信アンテナ部１５０とを対向配置することにより、各センサ側アンテナと各送受信アンテナとが、温度測定用基板Ｗの主面と垂直な方向に対向配置される構成を有している。
【００５１】
すなわち、図９および図１０に示すように、熱処理プレート１１上にセラミックボール５８により微小間隔をあけて載置された温度測定用基板Ｗの端縁には、センサ側アンテナ部１４０が付設されている。このセンサ側アンテナ部１４０の下面は、温度測定用基板Ｗの主面と平行な平面となっており、このセンサ側アンテナ部１４０の下面には、上述したセンサ側アンテナ４１と同様のセンサ側アンテナが列設されている。一方、温度測定用基板Ｗの外周を囲う支持部５９の上面には送受信アンテナ部１５０が付設されている。この送受信アンテナ部１５０の上面は、温度測定用基板Ｗの主面と平行な平面となっており、この送受信アンテナ部１５０上面には、上述した送受信アンテナ５１と同様の送受信アンテナが列設されている。この実施形態においても、対向配置された複数のセンサ側アンテナおよび送受信アンテナ間で信号の送受信を実行することにより、温度測定用基板Ｗの温度測定を行うことが可能となる。
【００５２】
以上のように、この発明に係る基板温度測定システムにおいては、温度測定用基板Ｗの端縁付近に列設された複数のセンサ側アンテナ４１と、温度測定用基板Ｗの端縁の外側の位置において複数のセンサ側アンテナ４１と非接触な状態で近接して対向する位置に配設された複数の送受信アンテナ５１とを利用して送受信を行うことから、チャンバー１２内に大きな設置スペースを必要とすることなく、また、基板の熱処理にも影響を与えることがない。このため、基板熱処理装置の熱処理プレート１１やチャンバー１２自体を変更することなく、熱処理プレート１１上に載置された温度測定用基板Ｗの温度を複数の位置で測定することが可能となる。この測定結果を用いて、熱処理プレート１１のヒータのオフセット温度の設定を行い、また各位置の温度分布を一定するために各ヒータの出力を調整する。
【００５３】
このとき、各水晶振動子１０と受信回路２７とを、セレクター回路１５を介して直接接続する構成であることから、１７個の水晶振動子１０として、同一の固有振動数のものを使用することができる。すなわち、上述した特許文献１および特許文献２に記載の発明においては、基板の複数箇所の温度を測定するために複数の水晶振動子を使用する場合においては、それらの水晶振動子として、互いに固有振動数が異なるものを使用する必要がある。しかしながら、この発明に係る基板熱処理装置においては、各水晶振動子１０と受信回路２７とを、セレクター回路１５を介して直接接続する構成であることから、１７個の水晶振動子１０として同一の固有振動数のものを使用することができ、異なる周波数を使う場合のように周波数帯域の制限が無いことから、水晶振動子の個数を容易に増加させることが可能になる。さらに水晶振動子のコストも低減することが可能となる。
【００５４】
なお、この発明の実施形態で用いられる送受信アンテナとセンサ側アンテナのアンテナコイルの感度を向上させるため、コイルの芯にフェライトコアを入れることがある。この場合、フェライトコアは、少なくとも２００℃程度で使用可能な、キューリー点の高い高温用の材料を用いる。また、この発明の実施形態で、送受信アンテナとセンサ側アンテナは、非接触な状態で近接して対向配置させるとしたが、接触させても構わない。
【符号の説明】
【００５５】
１０      水晶振動子
１１      熱処理プレート
１２      チャンバー
１３      熱処理ユニット
１４      熱処理部
１５      セレクター回路
１６      マルチプレクサ
１８      導線
２５      温度測定回路
２６      発信回路
２７      受信回路
２８      周波数カウンタ
２９      ユニット特定部
３５      コンピュータ
３６      基板処理装置
４０      センサ側アンテナ部
４１      センサ側アンテナ
４２      磁石
４３      基板
５０      送受信アンテナ部
５１      送受信アンテナ
５２      磁石
５３      基板
５９      支持部 
６１      ガイド部材
６２      位置決めピン
６３      係合部材
７０      温度測定システム
８０      セレクター回路
１４０    センサ側アンテナ部
１５０    送受信アンテナ部
Ｗ        温度測定用基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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